CN110101367A - 探头、激光装置及激光扫描成像系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种探头、激光装置及激光扫描成像系统。该探头包括：电流计、管透镜、扫描透镜、物镜、第一分光镜、光电倍增管。本申请能够实现在无需离体的活体组织的情况下对待测物进行聚焦成像，并且在成像过程中无需对待测物进行染色，且可重复成像。
Description
技术领域
本申请涉及新能源汽车换挡技术领域，具体而言，涉及探头、激光装置及激光扫描成像系统。
背景技术
目前术中主要采用冰冻切片的方式来进行快速病理诊断。其中，冰冻切片(frozensection)是一种在低温条件下使组织快速冷却到一定硬度，然后进行切片的方法。因其制作过程较石蜡切片快捷、简便，而多应用于手术中的快速病理诊断。病理诊断的正确与否直接关系到手术台上处理患者的下一个步骤，如乳腺肿块切除后的冰冻报告是良性的纤维腺瘤，则可宣告手术结束；如冰冻报告是乳腺癌，就需要进一步扩大手术范围，切除整个乳房及腋窝淋巴结；肢体的恶性肿瘤如骨肉瘤，通常需截肢。
然而，快速冰冻切片需要在很短的时间内做出诊断，难度相当高，制作相对耗时，需要15-30分钟的冷冻和制片时间；以及需要离体的活体组织，并且不容易做连续切片；以及切取的组织不能过大，组织过大不容易冻结或者组织冻结不均，影响切片及染色效果。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种探头、激光装置及激光扫描成像系统，能够克服上述技术问题，实现在无需离体的活体组织的情况下对待测物进行聚焦成像，并且在成像过程中无需对待测物进行染色，且可重复成像的技术效果。
第一方面，本申请实施例提供的一种探头，包括：电流计、管透镜、扫描透镜、物镜、第一分光镜、光电倍增管；所述电流计用于将入射的激光光束反射至所述管透镜，以及还用于接收控制信号，根据所述控制信号控制所述扫描透镜发生偏转；所述管透镜用于对入射的所述激光光束进行聚焦，以使聚焦后的所述激光光束透过所述第一分光镜进入所述扫描透镜；所述扫描透镜用于对入射的所述激光光束进行校准，以使校准后的所述激光光束透过所述物镜聚焦于待测物上，所述激光光束用于激发所述待测物产生二次谐波SHG或自体荧光TPE；所述物镜用于采集所述SHG或TPE对应的光信号，所述光信号经过所述扫描透镜后到达所述第一分光镜，所述第一分光镜用于将所述光信号反射至所述光电倍增管；所述光电倍增管用于将所述光信号转换为对应的电信号，并根据所述电信号生成SHG或TPE图像。
在上述实现过程中，通过所述电流计将入射的激光光束反射至所述管透镜；激光光束通过所述管透镜进行聚焦，聚焦后的所述激光光束透过所述第一分光镜进入所述扫描透镜；再通过所述扫描透镜对入射的所述激光光束进行校准，校准后的所述激光光束透过所述物镜聚焦于待测物上，所述激光光束激发所述待测物产生SHG或TPE；所述物镜采集所述SHG或TPE对应的光信号，所述光信号经过所述扫描透镜后到达所述第一分光镜，所述第一分光镜将所述光信号反射至所述光电倍增管；由所述光电倍增管将所述光信号转换为对应的电信号，并根据所述电信号生成SHG或TPE图像。从而实现了在无需离体的活体组织的情况下对待测物进行聚焦成像，并且在成像过程中无需对待测物进行染色，且可重复成像。
结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，还包括第一调谐镜和第二调谐镜；所述第一调谐镜用于将所述入射的激光光束反射至所述第二调谐镜；所述第二调谐镜用于将所述入射的激光光束反射至所述电流计。
在上述实现过程中，通过设置第一调谐镜和第二调谐镜，可以使得不同角度输入的激光光束均可以正常进入探头，以扩大探头的应用环境。
结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，还包括：第二分光镜，所述第二分光镜设于所述第一分光镜与所述光电倍增管之间。
结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，还包括滤波器，所述滤波器设于所述第一分光镜与所述光电倍增管之间；所述滤波器用于接收所述第一分光镜基于所述物镜所返回的所述光信号，并根据预设波长范围对所述光信号进行过滤，将所述预设波长范围外的光信号反射至所述光电倍增管。
在上述实现过程中，通过设置滤波器，对光信号进行过滤，可以使得进入光电倍增管的光信号中的无用信号更少，进而提高光电倍增管的成像速度以及成像效果。
结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，还包括图像传感器；所述图像传感器用于接收所述滤波器过滤后得到的位于所述预设波长范围内的光信号；以及，还用于根据所述预设波长范围内的光信号进行成像。
结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，还包括延长管，所述延长管设于所述物镜与所述扫描透镜之间。
在上述实现过程中，通过设置延长管可以使得在进行手术时，能够通过在延长管上套设保护套，以使探头进行无菌操作。
第二方面，本申请实施例提供的一种激光装置，包括：如第一方面任意一项所述的探头和激光臂；所述激光臂与所述探头连接；所述激光臂内设有激光通路，所述激光通路用于将入射的激光光束反射至所述探头。
在上述实现过程中，通过将所述激光臂与所述探头连接，以通过激光臂来控制探头进行自由移动，在实现对在无需离体的活体组织的情况下对待测物进行聚焦成像，并且在成像过程中无需对待测物进行染色，且可重复成像的前提下，使得成像更加灵活。
结合第二方面，本申请实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，所述激光臂包括第一中空管；所述第一中空管的第一端用于接收所述入射的激光光束；所述第一中空管的第二端与所述探头连接，用于将所述入射的激光光束反射至所述探头；其中，所述第一中空管的中空结构构成所述激光通路。
在上述实现过程中，通过设置第一中空管，以使激光装置与探头连接，进而可以使得在使用探头时，无需直接持有探头来对待测物进行检查。
结合第二方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，所述激光臂还包括第二中空管、第一轴承、第一平面镜和第二平面镜；所述第一轴承的第一侧与所述第一中空管的第二端连接，所述第一轴承的第二侧与所述第二中空管的一端连接；所述第二中空管的另一端与所述探头连接；所述第一平面镜安装在所述第一轴承的第一侧上，所述第二平面镜安装在所述第一轴承的第二侧上，所述第一轴承设置有第一通孔，所述第一通孔用于供所述激光光束通过并反射至所述第二中空管；所述第一平面镜用于将从所述第一中空管的第二端输出的所述激光光束反射至所述第一通孔；所述第二平面镜用于将从所述第一通孔射出的所述激光光束反射至所述第二中空管；所述第二中空管用于将入射的所述激光光束射入所述探头；所述第一中空管的中空结构、所述第二中空管的中空结构、所述第一轴承、所述第一平面镜和所述第二平面镜构成所述激光通路。
在上述实现过程中，通过设置第二中空管、第一轴承、第一平面镜和第二平面镜，可以使得该激光臂可以自由转动，进而便于对探头进行操作。
结合第二方面的第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，所述激光臂还包括第二轴承和第三平面镜；所述第二轴承安装在所述第一中空管的第一端上，所述第二轴承设有第二通孔；所述第二通孔与所述第一中空管的中空结构相通；所述第三平面镜设置在所述第二轴承上；所述第三平面镜用于将所述入射的激光光束反射至所述第二通孔；所述第二通孔用于将所述激光光束射入所述第一中空管；所述第二轴承、所述第三平面镜、所述第一中空管的中空结构、所述第二中空管的中空结构、所述第一轴承、所述第一平面镜和所述第二平面镜构成所述激光通路。
在上述实现过程中，通过设置第二轴承，可以有效增加激光臂的自由旋转度，以增加激光臂的转动范围，进一步使得探头在使用时更加方便操作。
第三方面，本申请实施例提供的一种激光扫描成像系统，包括第二方面任意一项所述的激光装置和操作设备，所述激光装置的输入端与所述操作设备连接；所述操作设备用于控制所述激光装置运动以及发射所述激光至所述激光装置。
在上述实现过程中，通过操作设备来控制激光的发射以及控制激光臂的运动来控制探头对待测物进行探测，实现在无需离体的活体组织的情况下对待测物进行聚焦成像，并且在成像过程中无需对待测物进行染色，且可重复成像。
结合第三方面，本申请实施例提供了第三方面的第一种可能的实施方式，所述操作设备包括：操作终端和激光器；所述操作终端与所述激光器连接，用于控制所述激光器发射激光；所述激光器的信号输入端与所述操作终端连接，所述激光器的激光输出端与所述激光装置的输入端连接，用于发射所述激光至所述激光装置，以通过所述激光装置将所述激光反射至所述探头。
在上述实现过程中，通过操作终端控制所述激光器发射激光，进而将激光光束发射至所述激光装置，进而通过将所述激光反射至所述探头，以使探头能够在操作终端的控制下实现对待测物的精准检查。
本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的探头的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的探头的光路示意图；
图3为本申请实施例提供的激光装置的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的另一种激光装置的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的另一种激光装置的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的另一种激光装置的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的激光扫描成像系统的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的激光扫描成像系统的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的激光扫描成像系统中的操作设备的结构示意图；
图10为图8所示的激光扫描成像系统中I处的结构示意图；
图11为图8所示的激光扫描成像系统中II处的结构示意图；
图12为本申请实施例提供的激光扫描成像系统中的激光器的结构示意图；
图13为图8所示的激光扫描成像系统中III处的结构示意图。
图标：100-探头；110-电流计；120-管透镜；130-扫描透镜；140-物镜；150-第一分光镜；160-光电倍增管；170-第一调谐镜；180-第二调谐镜；190-第二分光镜；195-图像传感器；198-延长管；199-壳体；200-激光装置；210-激光臂；211-第一中空管；212-第二中空管；213-第一轴承；214-第一平面镜；215-第二平面镜；216-第二轴承；217-第三平面镜；300-激光扫描成像系统；310-操作设备；311-操作终端；312-激光器；3111-底座；3113-杆状轨道。
具体实施方式
现有技术中存在的上述缺陷，本申请人认为均是申请人在经过实践并仔细研究后得出的结果，因此，上述问题的发现过程以及下午中本申请实施例针对上述问题所提出的解决方案，都应该是申请人在本申请过程中对本申请做出的贡献。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1与图2，本申请实施例提供一种探头100，其包括电流计110、管透镜120、扫描透镜130、物镜140、第一分光镜150、光电倍增管160。
可选地，所述电流计110用于将入射的激光光束反射至所述管透镜120，以及还用于接收控制信号，根据所述控制信号控制所述扫描透镜130发生偏转，以实现在待测物上进行逐点移动和扫描。
可选地，入射的激光光束可以是通过外围设备所发射的。
可选地，激光光束为飞秒激光，其中，飞秒激光是指一种以脉冲形式运转的激光，持续时间非常短，只有几个飞秒，一飞秒就是10的负15次方秒，也就是1/1000万亿秒，它比利用电子学方法所获得的最短脉冲要短几千倍。
可选地，外围设备可以为中心波长为780nm的超快脉冲激光器(Toptica Fiber-pro NIR)。该激光器能够提供重复频率为80MHz的激光脉冲，平均功率为0到140mW。每个激光脉冲的时间长度约为100fs(在激光器出口)，脉冲能量约为1.7nJ。由于脉冲持续时间短，聚焦到亚微点尺寸后，聚焦点处的峰值激光强度接近1e12W/cm2，远远超过了激发大多数生物组织自发荧光和二次谐波发射所需的最小激光强度。其中，该激光器有两个输出端口，一个输出端口为掺铒光纤环形激光器的1560nm输出。另一个输出端口用于输出780nm 100fs激光脉冲。具体地，将1560nm激光器注入激光器内的BBO(偏硼酸钡)晶体中，经过双频产生后产生780nm 100fs激光脉冲。该激光器能够控制输出波长，激光器中安装有激光源。
可选地，管透镜120用于对电流计110反射后进入该管透镜120的所述激光光束进行聚焦，以使聚焦后的所述激光光束透过所述第一分光镜150进入所述扫描透镜130。例如，激光光束通过管透镜120(f＝40mm)的进行聚焦，聚焦后的激光光束穿过第一分光镜150后进入所述扫描透镜130。
可选地，所述扫描透镜130用于对穿过第一分光镜150后所入射的所述激光光束进行校准，以使校准后的所述激光光束透过所述物镜140聚焦于待测物上，所述激光光束用于激发所述待测物产生SHG(Second harmonic generation，二次谐波)或TPE(Two-photonexcitation fluorescence，自体荧光)。例如，激光光束在穿过第一分光镜150后，再通过扫描透镜130(f＝150mm)校准后进入物镜140的后孔。
需要说明的是，本申请中所述的待测物是指待进行检查的人，并非离体的活体组织。即本申请中的探头100可以直接在人体表面进行探测，实现对体表器官的体内非线性光学成像或术中对腔内器官的成像。
可选地，所述物镜140用于通过其前孔(前孔是指面向待测物一侧的)将激光光束聚焦于待测物上，以及还用于采集所述二次谐波SHG或自体荧光TPE对应的光信号，该光信号与激光束方向相反，所述光信号经过所述扫描透镜130后到达所述第一分光镜150，此时，所述第一分光镜150用于将所述光信号反射至所述光电倍增管160。例如，图2中虚线箭头用于表征所述光信号。
可选地，第一分光镜150可以是700LP(即边缘为700nm的长通滤波器)。
可选地，光电倍增管160用于将所述光信号转换为对应的电信号，并根据所述电信号生成SHG或TPE图像，即根据所述电信号生成对应的图像。
可选地，根据待测物产生的SHG生成SHG图像，根据待测物产生的TPE生成TPE图像。
可选地，在光电倍增管160前设置有两个滤光片，两个滤光片分别为：SHG为390/10BP，TPE为550/80BP。
可选地，SHG滤光片用于将属于SHG的光信号传递至光电倍增管160。
可选地，TPE滤光片用于将属于TPE的光信号传递至光电倍增管160。
在一可能的实施例中，探头100还包括第一调谐镜170和第二调谐镜180。
可选地，所述第一调谐镜170用于将所述入射的激光光束反射至所述第二调谐镜180。
可选地，所述第二调谐镜180用于将所述入射的激光光束反射至所述电流计110。
可选地，第一调谐镜170和第二调谐镜180均可以为平面镜。应理解，第一调谐镜170和第二调谐镜180的具体设置方向可以根据激光光束的入射通路进行设置，在此，不作具体限定。
在一可能的实施例中，探头100还包括第二分光镜190，所述第二分光镜190设于所述第一分光镜150与所述光电倍增管160之间。
可选地，第二分光镜190用于将待测物激发SHG或TPE以及白光进行分开。
在一可能的实施例中，探头100还包括滤波器，所述滤波器设于所述第一分光镜150与所述光电倍增管160之间。
可选地，所述滤波器用于接收所述第一分光镜150基于所述物镜140所返回的所述光信号，并根据预设波长范围对所述光信号进行过滤，将所述预设波长范围外的光信号反射至所述光电倍增管160。
可选地，滤波器可以采用600SP滤波器，用于将将600-700nm(纳米)范围外的光信号反射至所述光电倍增管160。
在一可能的实施例中，当第一分光镜150与第二分光镜190共存时，所述滤波器设置在第二分光镜190与所述光电倍增管160之间。
在一可能的实施例中，探头100还包括图像传感器195；所述图像传感器195用于接收所述滤波器过滤后得到的位于所述预设波长范围内的光信号；以及，还用于根据所述预设波长范围内的光信号进行成像。例如，滤波器将600-700nm范围内的光反射到图像传感器195上进行反射成像。
在一可能的实施例中，探头100延长管198，所述延长管198设于所述物镜140与所述扫描透镜130之间。
可选地，在实际使用中，所述扫描透镜130和物镜140均可以安装在延长管198内，如，扫描透镜130安装在延长管198内的一端，物镜140安装在延长管198内且与扫描透镜130相对的一端。
可选地，延长管198的长度为225mm(毫米)。
在上述实现过程中，通过设置延长管198可以使得在进行手术时，能够通过在延长管198上套设保护套，以使探头100进行无菌操作。
可选地，在实际使用中，探头100还包括一壳体199，所述壳体199用于容纳电流计110、管透镜120、扫描透镜130、物镜140、第一分光镜150、光电倍增管160、第一调谐镜170、第二调谐镜180、第二分光镜190和图像传感器195。即电流计110、管透镜120、扫描透镜130、第一分光镜150、光电倍增管160、第一调谐镜170、第二调谐镜180、第二分光镜190和图像传感器195都设置在该壳体199内。
需要说明的是，本申请实施例中的激光光束的传播路径可以参照图1与图2中箭头的方向。
本申请实施例所提供的探头100，通过所述电流计110将入射的激光光束反射至所述管透镜120；激光光束通过所述管透镜120进行聚焦，聚焦后的所述激光光束透过所述第一分光镜150进入所述扫描透镜130；再通过所述扫描透镜130对入射的所述激光光束进行校准，校准后的所述激光光束透过所述物镜140聚焦于待测物上，所述激光光束激发所述待测物产生SHG或TPE；所述物镜140采集所述SHG或TPE对应的光信号，所述光信号经过所述扫描透镜130后到达所述第一分光镜150，所述第一分光镜150将所述光信号反射至所述光电倍增管160；由所述光电倍增管160将所述光信号转换为对应的电信号，并根据所述电信号生成SHG或TPE图像。从而实现了在无需离体的活体组织的情况下对待测物进行聚焦成像，并且在成像过程中无需对待测物进行染色，且可重复成像。
请参照图3至图6，本申请实施例提供一种激光装置200，其包括激光臂210以及与上文一一对应的探头100。
可选地，所述激光臂210与所述探头100连接；
可选地，所述激光臂210内设有激光通路，所述激光通路用于将入射的激光光束反射至所述探头100。
其中，所述激光通路可以参照图3至图6中箭头所指方向，即为激光光束在激光通路中的传播路线。
可选地，所述激光臂210包括第一中空管211；所述第一中空管211的第一端用于接收所述入射的激光光束；所述第一中空管211的第二端与所述探头100连接，用于将所述入射的激光光束反射至所述探头100；其中，所述第一中空管211的中空结构构成所述激光通路。
当然，在实际使用中，第一中空管211与探头100之间还可以设置轴承，以实现探头的旋转。或者是在第一中空管211的第一端设置轴承，以实现第一中空管211的自由旋转。
可选地，所述激光臂210还包括第二中空管212、第一轴承213、第一平面镜214和第二平面镜215。
可选地，所述第一轴承213的第一侧与所述第一中空管211的第二端连接，所述第一轴承213的第二侧与所述第二中空管212的一端连接；所述第二中空管212的另一端与所述探头100连接；所述第一平面镜214安装在所述第一轴承213的第一侧上，所述第二平面镜215安装在所述第一轴承213的第二侧上，所述第一轴承213设置有第一通孔，所述第一通孔用于供所述激光光束通过并反射至所述第二中空管212。
可选地，第一轴承213用于实现第一中空管211和第二中空管212之间的旋转，以提高激光臂210的运动自由度。
可选地，所述第一平面镜214用于将从所述第一中空管211的第二端输出的所述激光光束反射至所述第一通孔。
可选地，所述第一平面镜214通过直角连接安装在相邻轴承的一个表面上。
可选地，所述第二平面镜215用于将从所述第一通孔射出的所述激光光束反射至所述第二中空管212。
可选地，所述第二平面镜215通过直角连接安装在相邻轴承的一个表面上。
可选地，所述第二中空管212用于将入射的所述激光光束射入所述探头。
当然，在实际使用中，第二中空管212与探头100之间还可以设置有与上文所述的第一轴承213相同的轴承，以实现探头的旋转。
应理解，在该实施方式中，所述第一中空管211的中空结构、所述第二中空管212的中空结构、所述第一轴承213、所述第一平面镜214和所述第二平面镜215构成所述激光通路。例如，激光在图3至图6中按照箭头所指方向进行传播。
可选地，第一中空管211和第二中空管212可以是同等大小的中空管，也可以是一长一短，例如，第一中空管211较第二中空管212长或短。例如，第一中空管211的长度可以是25厘米，第二中空管212的长度可以是50厘米。应理解，上述取第一中空管211的长度25厘米，第二中空管212的长度50厘米仅为示例而非限定。
可选地，所述激光臂210还包括第二轴承216和第三平面镜217；所述第二轴承216安装在所述第一中空管211的第一端上，所述第二轴承216设有第二通孔；所述第二通孔与所述第一中空管211的中空结构相通；所述第三平面镜217设置在所述第二轴承216上。
可选地，所述第二轴承216的结构可以参照图13所示的轴承结构。
可选地，所述第三平面镜217用于将所述入射的激光光束反射至所述第二通孔。
可选地，所述第二通孔用于将所述激光光束射入所述第一中空管211。
应理解，在该实施方式中，所述第二轴承216、所述第三平面镜217、所述第一中空管211的中空结构、所述第二中空管212的中空结构、所述第一轴承213、所述第一平面镜214和所述第二平面镜215镜构成所述激光通路。例如，激光在图5中按照箭头所指方向进行传播。
当然，在实际使用中，激光臂可以有多个第一中空管211以及多个第二中空管212，每个中空管之间均设有轴承，以供激光通过。在此，不作具体限定。
作为一种应用场景，该激光装置200可以固定在一终端设备上，该终端设备中有用于发出及激光光束的激光器或激光源。例如，如图10所示，激光装置200通过5根钢柱安装在终端设备上。
可选地，5根钢柱与激光装置200之间安装有输入膜片。入射的激光光束通过两个调谐镜TM1和TM2引导到激光臂210的输入膜片上，进而将激光光束引入激光臂210内的激光通路以进入探头100。
作为另一种应用场景，在使用激光装置200时，在激光装置200的第三平面镜217侧安装一个用于发出及激光光束的激光器或激光源，以使用户可以拿着激光臂210来控制探头100的移动。
当然，在实际使用中，也可以将该激光臂210安装在机器人上，以通过机器人中预先安装的激光源发出激光至第三平面镜217，以通过第三平面镜217将激光光束反射入激光臂210中，以通过激光臂210控制探头100对待测物进行探测，并生成图像。
本申请实施例所提供的激光装置200，通过将所述激光臂210与所述探头100连接，以通过激光臂210来控制探头100进行自由移动，在实现对在无需离体的活体组织的情况下对待测物进行聚焦成像，并且在成像过程中无需对待测物进行染色，且可重复成像的前提下，使得成像更加灵活。
请参照图7至图12，本申请实施例提供一种激光扫描成像系统300，其包括激光装置200和操作设备310。
可选地，所述激光装置200的输入端与所述操作设备310连接。
可选地，所述操作设备310用于控制所述激光装置200运动以及发射所述激光至所述激光装置200。
可选地，所述操作设备310包括：操作终端311和激光器312。
可选地，所述操作终端311与所述激光器312连接，用于控制所述激光器312发射激光。
可选地，所述激光器312的信号输入端与所述操作终端311连接，所述激光器312的激光输出端与所述激光装置200的输入端连接，用于发射所述激光至所述激光装置200，以通过所述激光装置200将所述激光反射至所述探头100。
可选地，激光器312以为中心波长为780nm的超快脉冲激光器(Toptica Fiber-proNIR)。该激光器312能够提供重复频率为80MHz的激光脉冲，平均功率为0到140mW。每个激光脉冲的时间长度约为100fs(在激光器出口)，脉冲能量约为1.7nJ。由于脉冲持续时间短，聚焦到亚微点尺寸后，聚焦点处的峰值激光强度接近1e12W/cm2，远远超过了激发大多数生物组织自发荧光和二次谐波发射所需的最小激光强度。其中，该激光器312有两个输出端口，一个输出端口为掺铒光纤环形激光器的1560nm输出。另一个输出端口用于输出780nm100fs激光脉冲。具体地，将1560nm激光器注入激光器内的BBO(偏硼酸钡)晶体中，经过双频产生后产生780nm 100fs激光脉冲。该激光器312能够控制输出波长，激光器312中安装有激光源，该激光源通过位于激光器312底部的三个短钢制夹具(J1、J2、J3)固定在基底板DB上。例如，如图12所示的激光器312的内部示意图。
可选地，激光器312通过D-sub37线与所述操作终端311连接。
可选地，操作终端311包括底座3111、控制设备和杆状轨道3113。
可选地，控制设备和杆状轨道3113固定在底座3111上，激光臂210的输入端也固定在底座3111上。
可选地，激光器312也固定在底座3111上。
可选地，控制设备内设有控制程序，用于控制探头100的工作(如移动探头)以及控制激光器312发射激光光束。
可选地，控制设备可以是电脑。如平板电脑或者是笔记本电脑等。
可选地，杆状轨道3113包括两根相互垂直连接的支架，其中与底座3111平行的支架上设有滑动轨道，滑动轨道上设有悬挂连接件X1(如图11所示)，例如弹簧平衡器。弹簧平衡器一端固定在滑动轨道上，另一端用于连接探头100，或者是与激光臂210连接。
可选地，弹簧平衡器的数量可以是多个。
本申请实施例提供的激光扫描成像系统300，通过操作设备310来控制激光的发射以及控制激光臂210的运动来控制探头100对待测物进行探测，实现在无需离体的活体组织的情况下对待测物进行聚焦成像，并且在成像过程中无需对待测物进行染色，且可重复成像。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
Claims (12)
1.一种探头，其特征在于，所述探头包括：
电流计、管透镜、扫描透镜、物镜、第一分光镜、光电倍增管；
所述电流计用于将入射的激光光束反射至所述管透镜，以及还用于接收控制信号，根据所述控制信号控制所述扫描透镜发生偏转；
所述管透镜用于对入射的所述激光光束进行聚焦，以使聚焦后的所述激光光束透过所述第一分光镜进入所述扫描透镜；
所述扫描透镜用于对入射的所述激光光束进行校准，以使校准后的所述激光光束透过所述物镜聚焦于待测物上，所述激光光束用于激发所述待测物产生二次谐波SHG或自体荧光TPE；
所述物镜用于采集所述SHG或所述TPE对应的光信号，所述光信号经过所述扫描透镜后到达所述第一分光镜，所述第一分光镜用于将所述光信号反射至所述光电倍增管；
所述光电倍增管用于将所述光信号转换为对应的电信号，并根据所述电信号生成SHG或TPE图像。
2.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，还包括第一调谐镜和第二调谐镜；
所述第一调谐镜用于将所述入射的激光光束反射至所述第二调谐镜；
所述第二调谐镜用于将所述入射的激光光束反射至所述电流计。
3.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，还包括：第二分光镜，所述第二分光镜设于所述第一分光镜与所述光电倍增管之间。
4.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，还包括滤波器，所述滤波器设于所述第一分光镜与所述光电倍增管之间；
所述滤波器用于接收所述第一分光镜基于所述物镜所返回的所述光信号，并根据预设波长范围对所述光信号进行过滤，将所述预设波长范围外的光信号反射至所述光电倍增管。
5.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，还包括图像传感器；
所述图像传感器用于接收所述滤波器过滤后得到的位于所述预设波长范围内的光信号；以及，
还用于根据所述预设波长范围内的光信号进行成像。
6.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，还包括延长管，所述延长管设于所述物镜与所述扫描透镜之间。
7.一种激光装置，其特征在于，包括：如权利要求1-6任意一项所述的探头和激光臂；
所述激光臂与所述探头连接；
所述激光臂内设有激光通路，所述激光通路用于将入射的激光光束反射至所述探头。
8.根据权利要求7所述的激光装置，其特征在于，所述激光臂包括第一中空管；
所述第一中空管的第一端用于接收所述入射的激光光束；
所述第一中空管的第二端与所述探头连接，用于将所述入射的激光光束反射至所述探头；
其中，所述第一中空管的中空结构构成所述激光通路。
9.根据权利要求8所述的激光装置，其特征在于，所述激光臂还包括第二中空管、第一轴承、第一平面镜和第二平面镜；
所述第一轴承的第一侧与所述第一中空管的第二端连接，所述第一轴承的第二侧与所述第二中空管的一端连接；所述第二中空管的另一端与所述探头连接；
所述第一平面镜安装在所述第一轴承的第一侧上，所述第二平面镜安装在所述第一轴承的第二侧上，所述第一轴承设置有第一通孔，所述第一通孔用于供所述激光光束通过并反射至所述第二中空管；
所述第一平面镜用于将从所述第一中空管的第二端输出的所述激光光束反射至所述第一通孔；
所述第二平面镜用于将从所述第一通孔射出的所述激光光束反射至所述第二中空管；
所述第二中空管用于将入射的所述激光光束射入所述探头；
所述第一中空管的中空结构、所述第二中空管的中空结构、所述第一轴承、所述第一平面镜和所述第二平面镜构成所述激光通路。
10.根据权利要求9所述的激光装置，其特征在于，所述激光臂还包括第二轴承和第三平面镜；
所述第二轴承安装在所述第一中空管的第一端上，所述第二轴承设有第二通孔；
所述第二通孔与所述第一中空管的中空结构相通；
所述第三平面镜设置在所述第二轴承上；
所述第三平面镜用于将所述入射的激光光束反射至所述第二通孔；
所述第二通孔用于将所述激光光束射入所述第一中空管；
所述第二轴承、所述第三平面镜、所述第一中空管的中空结构、所述第二中空管的中空结构、所述第一轴承、所述第一平面镜和所述第二平面镜构成所述激光通路。
11.一种激光扫描成像系统，其特征在于，包括如权利要求7-10任意一项所述的激光装置和操作设备，
所述激光装置的输入端与所述操作设备连接；
所述操作设备用于控制所述激光装置运动以及发射所述激光至所述激光装置。
12.根据权利要求11所述的激光扫描成像系统，其特征在于，所述操作设备包括：操作终端和激光器；
所述操作终端与所述激光器连接，用于控制所述激光器发射激光；
所述激光器的信号输入端与所述操作终端连接，所述激光器的激光输出端与所述激光装置的输入端连接，用于发射所述激光至所述激光装置，以通过所述激光装置将所述激光反射至所述探头。
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101915752A (zh) * | 2010-07-05 | 2010-12-15 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 激光扫描成像装置 |
| CN105618436A (zh) * | 2016-02-24 | 2016-06-01 | 青岛万龙智控科技有限公司 | 一种激光清洗机械手 |
| CN205758513U (zh) * | 2016-04-26 | 2016-12-07 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 一种皮肤疾病多模态成像检测系统 |
| CN106290284A (zh) * | 2016-09-19 | 2017-01-04 | 浙江大学 | 结构光照明的双光子荧光显微系统与方法 |
| CN107028590A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-08-11 | 北京大学 | 一种微型化自适应光学双光子荧光成像系统及方法 |
| CN107072817A (zh) * | 2014-10-17 | 2017-08-18 | 卡尔蔡司医疗技术股份公司 | 用于短脉冲激光眼科手术的系统 |
| CN107069391A (zh) * | 2017-02-10 | 2017-08-18 | 北京大学 | 飞秒脉冲激光调制器及具有其的微型双光子显微成像装置 |
| CN107174752A (zh) * | 2017-06-27 | 2017-09-19 | 上海嘉强自动化技术有限公司 | 一种带重力锤式医用导光臂 |
| CN107297571A (zh) * | 2017-07-06 | 2017-10-27 | 西安爱斯特电子科技有限公司 | 智能机器人机械手激光导光臂 |
| CN108245126A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-07-06 | 精微视达医疗科技（武汉）有限公司 | 一种可以激光消融的探头式共聚焦显微内窥镜 |
| CN109589093A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-04-09 | 清华大学 | 光声探头和应用于光声成像的光学系统 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8068899B2 (en) * | 2007-07-03 | 2011-11-29 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Method and system of using intrinsic-based photosensing with high-speed line scanning for characterization of biological thick tissue including muscle |
| CN103735249B (zh) * | 2013-12-27 | 2015-04-22 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 荧光检测仪 |
| CN103932679B (zh) * | 2014-04-09 | 2017-01-25 | 天津大学 | 一种针对薄层层析成像系统的图像校正方法 |
-
2019
- 2019-05-10 CN CN201910392632.XA patent/CN110101367A/zh active Pending
- 2019-06-17 WO PCT/CN2019/091589 patent/WO2020228093A1/zh active Application Filing
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101915752A (zh) * | 2010-07-05 | 2010-12-15 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 激光扫描成像装置 |
| CN107072817A (zh) * | 2014-10-17 | 2017-08-18 | 卡尔蔡司医疗技术股份公司 | 用于短脉冲激光眼科手术的系统 |
| CN105618436A (zh) * | 2016-02-24 | 2016-06-01 | 青岛万龙智控科技有限公司 | 一种激光清洗机械手 |
| CN205758513U (zh) * | 2016-04-26 | 2016-12-07 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 一种皮肤疾病多模态成像检测系统 |
| CN106290284A (zh) * | 2016-09-19 | 2017-01-04 | 浙江大学 | 结构光照明的双光子荧光显微系统与方法 |
| CN107028590A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-08-11 | 北京大学 | 一种微型化自适应光学双光子荧光成像系统及方法 |
| CN107069391A (zh) * | 2017-02-10 | 2017-08-18 | 北京大学 | 飞秒脉冲激光调制器及具有其的微型双光子显微成像装置 |
| CN107174752A (zh) * | 2017-06-27 | 2017-09-19 | 上海嘉强自动化技术有限公司 | 一种带重力锤式医用导光臂 |
| CN107297571A (zh) * | 2017-07-06 | 2017-10-27 | 西安爱斯特电子科技有限公司 | 智能机器人机械手激光导光臂 |
| CN108245126A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-07-06 | 精微视达医疗科技（武汉）有限公司 | 一种可以激光消融的探头式共聚焦显微内窥镜 |
| CN109589093A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-04-09 | 清华大学 | 光声探头和应用于光声成像的光学系统 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| DILIPKUMAR等: "Label-Free Multiphoton Endomicroscopy for Minimally Invasive In Vivo Imaging", 《ADVANCED SCIENCE》 * |
| ZHANGYUANZHU LIU等: "Real-time in vivo optical biopsy using confocal laser endomicroscopy", 《SURGICAL ENDOSCOPY》 * |
| 吴巍等: "微探头共聚焦显微内镜诊断胃黏膜病变的初步应用", 《内科理论与实践》 * |
| 魏通达: "共聚焦激光扫描光学显微成像关键技术研究", 《中国博士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2020228093A1 (zh) | 2020-11-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190809 |
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