CN110268299A - 带有可定位成像头的共焦显微镜 - Google Patents

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C.C.迪斯塔西奥
W.J.福克斯
S.里奇
S.C.沃特金斯
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Abstract

一种用于对组织成像的共焦显微镜，其具有：成像头，用于捕获组织样本的光学地形成的微观截面图像；平台，其之上装设有用于使成像头沿竖直维度移动的线性台；以及旋转台，以使线性台和成像头围绕竖直维度旋转。安装臂将成像头联接到线性台，以调整成像头的倾斜，并且使成像头围绕与成像头的物镜的光轴相垂直的法向轴旋转。在操作的第一模式中，成像头被定位以对平台之上的体外或体内组织样本(诸如安装在可移动样品台之上的体外组织样本)成像，并且在操作的第二模式中，成像头被定位以对平台旁边的体内组织样本成像。

Description

带有可定位成像头的共焦显微镜
本申请要求于2016年11月12日提交的美国临时专利申请号62/421270的优先权，该申请通过引用并入本文中。
技术领域
本发明涉及一种共焦(confocal)显微镜，其具有安装到平台(platform)的可定位成像头(positionable imaging head)，并且特别地，涉及一种共焦显微镜，其具有安装到平台的成像头，成像头可定位在一个模式中，以对装设在平台之上的组织样本(诸如在可移动样品台(stage)上的体外(ex-vivo)组织样品)成像，并且成像头可定位在另一模式中，以对平台旁边(beside)的组织样本(诸如大型动物或人类的体内(in-vivo)皮肤组织)成像。
背景技术
共焦显微镜光学地对组织作截面，以产生组织截面的微观图像，而不需要组织在载玻片(slide)上的组织学制备(即，切片、载玻片安装和染色)。所产生的此类截面图像可为在组织的表面上或在组织的表面之下。共焦显微镜的示例是由纽约州海瑞塔(Henrietta)的管径成像和诊断(Caliber Imaging & Diagnostics)公司制造的VivaScope®。共焦显微镜的示例在美国专利号5788639、5880880、7394592和9055867中描述。特别地，美国专利号7394592描述了安装在可多定位臂(multi-positionable arm)上的共焦显微镜的成像头，该可多定位臂从直立站台延伸，该直立站台具有连接到成像头的计算机系统，其中计算机系统在显示器上示出由显微镜捕获的共焦图像。虽然对于对体内组织(诸如没有从患者移除的皮肤损伤(leision))成像而言是有用的，但当一个人希望对如可安装在显微镜台上的体外组织样本成像时是繁琐的。如美国专利号6411434、6330106、7227630和9229210中所描述，已经开发了用于在对体外组织样本成像中使用的其他共焦显微镜，体外组织样本诸如可安装在组织盒座中。将期望的是提供一种来自公共平台的共焦显微镜，其可用来对可安装在台上的体外组织样本和患者或动物的体内组织样本二者成像。
发明内容
因此，本发明的特征是提供一种共焦显微镜，其具有从平台支承的成像头，其中，成像头可根据期望定位在平台上方或在平台旁边，用于对组织样本成像，由此能够对如可装设在平台上的台上的组织样本进行体外成像，并且能够对如可装设在平台旁边的组织样本进行体内成像。
简而言之，本发明体现了用于对组织成像的显微镜，其具有：成像头，其带有光学系统，光学系统用于捕获光学地形成的微观截面图像；以及平台，在其之上装设有第一台和第二台。第一台联接到成像头，用于沿竖直维度(vertical dimension)移动成像头，诸如来调整成像头的高度，竖直维度垂直于水平维度，平台沿水平维度延伸。第二台使成像头围绕竖直维度旋转。成像头可使用至少第一台和第二台来定位在第一模式中，以对装设在成像头与平台之间(即，在平台之上)的至少第一组织样本成像，以及定位在第二模式中，以对装设在平台旁边(即，不在平台之上)的至少第二组织样本成像。优选地，光学系统通过共焦显微镜术(microscopy)操作，使得本发明的显微镜被称为共焦显微镜，但可使用用于捕获光学地形成的微观截面图像的其他模态(modality)。
在显微镜操作的第一模式中，第一组织样本可为体外组织样品(例如，从患者/受验者切除)或装设在平台上的小型动物或受验者的体内组织。当在显微镜操作的第二模式中时，第二组织样本可为人类或大型动物受验者的体内皮肤组织。
成像头的光学系统包括光学器件，光学器件具有至少物镜，用于在第一和第二组织样本各自面向物镜时聚焦并收集来自第一和第二组织样本的照射(illumination)。第二台优选为在第一台与平台之间的旋转台，用于使第一台和联接至其的成像头围绕竖直维度旋转360度。第一台可为线性滑动台，其具有可沿竖直维度移动的支架(carriage)，在其中，此类支架通过安装臂联接到成像头。安装臂具有固定到支架的第一部分和具有旋转台的第二部分，旋转台用于使成像头围绕与物镜的光轴相垂直的法向轴(normal axis)旋转。第二部分还可相对于第一部分倾斜，以调整成像头沿法向轴相对于水平维度的倾斜。旋转台和由安装臂提供的倾斜调整以及第一台和第二台为成像头提供了多个(四个)运动自由度，因此成像头可由用户设定到不同位置，以在第一或第二模式中从公共平台对体外或体内组织样本成像，成像头安装在公共平台之上。
可将诸如x-y台的第三台安装到平台，第三台可沿着水平维度沿x和y正交轴移动，平台沿着水平维度延伸。第一组织样本(诸如体外组织)被安装在此类第三台之上，用于在显微镜的第一模式操作期间使组织样本相对于物镜移动。物镜的光轴对准为沿z轴延伸，z轴垂直于x和y轴。这可通过以上描述的围绕法向轴的旋转和成像头的倾斜中的一个或多个(直到光轴沿z轴对准)来实现。可选的第四台可安装到第三台，第四台可沿此类z轴移动，其中第一组织样本替代地安装在第四台之上，以使组织样本能够使用第三和第四台沿x、y和z轴相对于物镜移动。尽管物镜可沿其光轴在成像头内移动，但第四台能提供用于使组织样本沿z轴定位的附加控制。如果期望，显微镜还可在第一模式中使用，其中第三和第四台从平台移除。第三台(和第四台，如果其安装到第三台的话)在本文中可被称为样品台。
显微镜具有计算机系统，计算机系统连接到成像头来接收信号，信号代表了第一或第二组织样本在被成像时的图像。计算机系统在显示器上示出和/或在其存储器中存储由显微镜捕获的图像。经由所提供的(一个或多个)用户界面设备，计算机系统响应于用户来控制成像头的操作。第三台的x轴马达和y轴马达以及第四台(如果存在的话)的z轴马达的移动也优选地由计算机系统控制，但如果提供操纵杆(joystick)的话，可备选地由操纵杆控制。
成像头中的光学系统可利用多个离散的激光波长来用于照射，并且利用可选择的波长来用于检测。然而，可使用激光照射和检测的单个波长。物镜可诸如通过磁性器件来可移除地安装到显微镜，使得可根据用户期望来将不同的物镜安装到显微镜上。
在优选实施例中，光学系统的物镜聚焦并收集来自组织样本的扫描照射，其中扫描照射经由物镜沿第一路径行进到组织样本，并且收集的返回照射经由物镜沿第二路径行进。第二路径具有至少分束器(beam splitter)，分束器将返回照射分割成第一射束和第二射束。第一射束经由第一销孔和光过滤器或开口的第一选定位置(这样沿着第一过滤器轮)行进到第一检测器，并且第二射束经由第二销孔和另一光过滤器或开口的第二选定位置(这样沿着第二过滤器轮)行进到第二检测器。第一销孔和第二销孔中的一个或两者各自单独地在位置上可调整，以分别将它们的第一射束和第二射束分别对准到它们的第一检测器和第二检测器上。
光学系统还可具有在第二路径中的镜(mirror)，以将返回照射反射到分束器上。此类镜可为在位置上可调整的，以在第一射束被分束器分割时经由第一销孔对准到第一检测器上，第一销孔然后可为在位置上是不可调整的，并且第二销孔在位置上是可调整的，以经由第二销孔将第二射束对准到第二检测器上。备选地，镜可为在位置上不可调整的，并且第一和第二销孔中的一个(或优选地)两者各自单独地在位置上被调整，以将它们相应的第一和第二射束对准到它们相应的第一和第二检测器上。
因为组织样本的照射具有多个离散波长，故第一检测器和第二检测器接收收集的照射的不同波长，以使根据至少分别具有光过滤器和另一光过滤器中的至少一个的第一选定位置和第二选定位置，在第一检测器和第二检测器上能够在不同波长或波长范围下同时捕获多个图像中的同一个。在照射的离散波长中的一个或多个能激活可施加到组织样本的(一个或多个)荧光染料的情况下，在第一射束和第二射束中的一个的路径中选择光过滤器，以使在与它们的相关联的检测器上能够进行与(一个或多个)染料相关联的(一个或多个)荧光波长的检测。在期望非荧光成像的情况下，在第一射束或第二射束中的一个的路径中选择打开位置，以检测沿第一路径呈现到组织样本的照射的离散波长的光。
附图说明
通过结合附图阅读下列描述，本发明的前述特征和优点将变得更加明显，在附图中：
图1和图2是从安装到平台的本发明的显微镜的成像头的不同角度取得的两个透视视图，其中图1示出了体外组织样本被成像的示例，并且图2示出了体内组织样本被成像的示例；
图3是图1的成像头和平台的另一视图，在其中，旋转台和竖直台的组件示出为从平台分解(exploded)，且x-y台示出为带有可安装在x-y台之上的分解的、可选的z台；
图4是图1的另一视图，其中图3的z轴台示出为安装在x-y台上，且成像头被移除；
图5是沿着线5-5在该线的端部处的箭头的方向上所取得的图1的部分横截面视图，示出了将成像头联接到竖直台的支架上的安装臂；
图6是图1的另一视图，在其中，图5的安装臂的组件被示出为在成像头与竖直台的支架之间分解的，其中图3的z台安装到x-y台；
图7是图5的安装臂的组件的另一分解视图，但从与图6的角度不同的角度，并且旋转台、竖直台和平台被移除；
图8是本发明的显微镜的框图，该显微镜具有如图1中所示出的支承在平台上方的成像头，带有计算机系统、用于示出由显微镜捕获的图像的显示器、以及可提供附加的成像光波长的多波长激光光源、以及用于控制竖直台、x-y台和z台的位置的其他部件；
图9是与图8的显微镜的其余部分分开的图1的成像头的分解透视视图；
图10示出了组装的图9的成像头，其中成像头的壳体被移除；并且
图11是图1的成像头中的光学系统的光学图。
具体实施方式
参考图1、图2和图3，显微镜10(图8)的成像头12被示出在壳体13中，该壳体13支承在平台(或基座)14上方，该平台(或基座)14具有沿水平或维度或平面的上表面14a。第二(或旋转)台16安装到平台14上，第二(或旋转)台16用于使第一(或竖直)台18围绕竖直维度(即，与水平维度相垂直，平台14的上表面14a沿水平维度延伸)旋转。竖直台18是竖直地装设的线性滑动台，其承载用于沿此类竖直维度平移(translation)的可移动支架20。支架20通过安装臂22联接到成像头12的壳体13的基座15上。如之后将在下面更详细地描述的那样，安装臂22使成像头12能够在由旋转台16和竖直台18分别设定的期望的可调整旋转位置和高度位置处进行倾斜和旋转的调整。
成像头12具有光学系统11，光学系统11用于捕获组织样本的光学地形成的微观截面图像。成像头12的操作和结构可为与美国专利号9055867的共焦显微镜相同的，该专利通过引用并入本文中，但优选的光学系统11在图9-11中示出。光学系统11具有在成像头12的延伸鼻部127内的物镜128，用于聚焦并收集来自面向物镜的组织样本的照射。物镜128具有光轴128a，并且垂直于此类光轴128a的是虚拟的法向轴128b。在图1和图2中，轴128a和128b被描绘为虚线。
旋转台16具有：基座24，其通过螺钉25经由平台14中的螺纹孔26(图3)安装到平台14；以及转台(turntable)28，其响应于刻度旋钮(或手柄)29至装设来使转台28旋转的齿轮(未示出)的旋转而相对于基座24旋转(如由箭头30所指示)。锁定销27可滑动或被转动，以相对于基座24中的孔移进和移出，以便分别锁定和解锁转台28相对于基座24的旋转位置。转台28可旋转360度，并且可具有沿其外周的、相对于沿基座24的(一个或多个)标记的旋转角度上的刻度，刻度可由用户利用，以在手动地顺时针或逆时针转动旋钮29时实现期望的旋转。旋转台16优选地为Velmex旋转桌，型号A4872TS(制造商：Velmex公司，布罗姆菲尔德(Bloomfield)，美国纽约州)，但也可使用其他旋转桌。通过接收在适配器板32的螺纹孔34中和在转台28的螺纹孔35中的螺钉33，圆形适配器板32安装在转台28的顶上。适配器板32可由不锈钢制成。
竖直台18具有从旋转台16和平台14向上延伸的壳体36。支架20沿壳体36的开口侧面36a被接收，并且被安装来用于在壳体36的侧面36b与侧面36c之间的竖直平移。如在图4中最佳地示出，壳体36具有底部壁40和顶部壁41，在底部壁40和顶部壁41之间轴颈连接(journaled)的是可旋转竖直导向螺钉42的两个端部，可旋转竖直导向螺钉42的两个端部延伸穿过支架20的竖直开口46。支架20具有两个竖直的槽或凹槽43，两个竖直的槽或凹槽43从壳体36的相对的侧面36b和侧面36c沿两个向内突出的轨道44骑乘(ride)。导向螺钉42沿固定在支架20中的螺母48的螺纹孔49(以虚线示出)延伸。导向螺钉42的螺纹沿孔49接合螺母48的螺纹，使得导向螺钉42的旋转使螺母48沿轨道44竖直地上移和下移，并因此使附接至螺母48的支架20沿轨道44竖直地上移和下移。导向螺钉42在第一方向上的旋转导致支架20向上移动，并且在第二方向上的旋转导致支架向下移动，如由箭头45所指示。步进马达50沿壳体36的顶部安装，并且延伸穿过顶部壁41中的开口，以接合导向螺钉42的顶部端部。马达50控制导向螺钉42的旋转和旋转的方向，并因此控制支架20相对于水平维度的竖直高度，平台14沿水平维度延伸。竖直台18优选地为Velmex BiSlide®型号MN-0100-M02-21，但也可使用其他竖直台。步进马达50可为Vexta步进马达型号PK266-03A-P1(制造商：东方电机(Oriental Motor)有限公司，日本)，但可使用其他步进马达。为了将竖直台18安装到旋转台16的转台28上，壳体36的底部壁40具有孔54(图3和4)，四个螺钉55穿过孔54延伸到适配器板32的螺纹孔56中，其中在图3中示出了两个螺钉55，并且在图4中示出了另外两个螺钉55。
提供了两个限位开关52，两个限位开关52各自具有开关元件52a，开关元件52a在由来自支架20的延伸部53邻接时致动，以分别限定支架20上行进和下行进的最上程度和最下程度。当被致动时，限位开关52向下面讨论的控制器135发送信号来关闭马达50操作，以避免支架20在壳体36中的过行进(over travel)。
将支架20联接到成像头12的壳体13上的安装臂(或组件)22现在将被描述，并且通过图5的横截面视图以及图6和7的分解视图被最佳地示出。适配器安装板58通过螺钉61经由板58中的孔62和支承构件60中的螺纹孔63来附接到斜的/成角度的支承构件60，其中销64从支承构件60延伸并与适配器安装板58的孔65对准。托盘构件68通过螺钉70经由接收在支承构件60的螺纹孔71中的托盘构件68的孔69来附接到支承构件60，其中销72从支承构件60延伸并且与托盘构件68的底部中的孔74对准。
托盘构件68接收倾斜板76，倾斜板76已经通过螺钉77经由倾斜板76中的孔78来附接到旋转台80的基座80a的螺纹孔79中，该旋转台80具有可相对于基座80a旋转的转台80b。两个滚珠轴承66在托盘构件68中装设在托盘构件68的内侧与倾斜板76的底部之间。在接收带有附接的旋转台80的倾斜板76之前，此类滚珠轴承66各自沿托盘构件68的内部底部胶合在半圆形口袋部(pocket)中，以便在托盘构件68的顶部左侧和顶部右侧附近为倾斜板76提供两个接触点。四个螺钉82延伸穿过倾斜板76中的孔83和托盘构件68中的孔84，并且各自经由四个弹簧85中的一个来由四个螺母86中的一个捕获。图1-3中也示出了弹簧85和螺母86。弹簧85将倾斜板76朝向托盘构件68的内侧底部偏压，带有装设在托盘构件68与倾斜板76之间的两个滚珠轴承66。适配器安装板88通过螺钉89经由板88中的孔90来沿着旋转台80的转台80b附接到螺纹孔91。螺钉92穿过板88中的孔94来沿着成像头12的壳体13的基座15延伸到螺纹孔95(图7)中。安装臂22通过四个螺钉96安装，四个螺钉96经由板58的孔98延伸到螺纹孔100(图6)中，螺纹孔100用于沿支架20接收此类螺钉96。斜的/成角度的支承板60设定在期望的向上角度或斜率下，以将安装到板60上的安装臂22的其余部分装设在比支承板60被水平地装设的情况下将具有的高度更高的高度处，以便获得如由开关52沿壳体36的位置来设定的成像头12的期望的竖直行进范围。然而，取决于竖直台18的期望高度以及如由限位开关52来设定的支架20的竖直行进的范围，可使用其他角度或不成角度的(即，水平的)支承构件。出于说明的目的，在图6和7中仅标记了各组螺钉、弹簧、孔和螺母中的一个。
如在图5中最佳示出，提供了带有附接的手柄或旋钮102a的拇指螺钉102，以调整板76相对于托盘构件68的倾斜。拇指螺钉102延伸穿过在板76的中心底部附近的螺纹孔103，沿着与拇指螺钉102的端部邻接的托盘构件68的内侧来抵靠(against)开口104。拇指螺钉102旋转以在弹簧85的偏压下改变板76的底部相对于托盘构件68的底部的距离，而滚珠轴承66提供两个接触点，板76在两个接触点上倾斜，由此经由附接的旋转台80来控制成像头12的壳体13的法向轴128b(图1和2)相对于水平的倾斜或侧转(yaw)(或倾斜角度)，如由箭头105(图1)所代表。因此，成像头12的倾斜位置可如用户所期望的那样从水平的而变化，诸如例如在0至5度处或在0至5度之间。托盘构件68、板76、适配器板58和88以及支承构件60可由铝制成。
响应于旋钮或测微计81至装设为使转台80b旋转的齿轮(未示出)的旋转，旋转台80操作来使转台80b相对于基座80a旋转，如由围绕法向轴128b的箭头106(图1)所指示。锁定销107可滑动或被转动来相对于基座80a中的孔移进和移出，以便分别锁定和解锁转台80b相对于基座80a的旋转位置。转台80可旋转360度，以使成像头12围绕法向轴128b旋转，并且可具有沿其外周的、在相对于沿基座80a的(一个或多个)标记的旋转度上的刻度，刻度可由用户利用，以当手动地顺时针或逆时针转动旋钮81时实现期望的旋转。旋转台80优选地是纽波特精密旋转台(Newport Precision Rotation Stage)型号UTR80(制造商：纽波特(Newport)公司，欧文(Irvine)，美国加利福尼亚州)，但也可使用其他旋转台。因此，板58、支承构件60和托盘构件68沿安装臂22的第一部分延伸，如以上所描述，安装臂22的第一部分固定到支架20上，并且倾斜板76、旋转台80和板88沿安装臂22的第二部分延伸，如以上所描述，安装臂22的第二部分联接到成像头12上，使得第二部分通过第一部分的托盘构件68中的倾斜板76来相对于第一部分倾斜，以调整成像头12相对于水平维度沿法向轴128b的倾斜，平台14的表面14a沿水平维度延伸。
总结之，使用手动曲柄29，可使用旋转台16来将带有成像头12的整个安装臂22与竖直台18一起围绕竖直维度旋转(箭头30)到期望的旋转位置(其中，锁定销27被暂时释放，直到到达新的旋转位置)。可使用竖直台18来将带有成像头12的整个安装臂22沿竖直维度设定到距水平维度的期望高度或距离(箭头45)，平台14的表面14a沿水平维度延伸。可使用手柄102a来转动安装臂22的拇指螺钉102，以将倾斜板76调整到相对于托盘构件68的期望的倾斜位置(箭头105)，并且可使用旋转台80来将成像头12围绕法向轴128b旋转到期望的旋转位置(箭头106)，法向轴128b延伸穿过成像头12并且沿旋转台80的旋转轴延伸，转台80b围绕旋转台80的旋转轴旋转(其中，锁定销107被暂时释放，直到到达新的旋转位置)。沿箭头30、45、105和106的此运动自由度允许成像头12在显微镜10的操作的第一模式中被移动到诸如图1中所示出的位置，以对例如在成像头12与平台14之间的第一(或体外)组织样本110成像；并且在显微镜10的操作的第二模式中被移动到诸如图2中所示出的位置，以对例如在平台14旁边(即，在其侧面处、在附近，但不在其上)的患者/受验者的第二(或体内)组织样本113成像。体内组织样本113具有例如皮肤损伤113a。在图2中未按比例示出患者/受验者。
如早先所陈述，物镜128从壳体13在鼻部127中延伸。鼻部127可具有可选的鼻部盖127a，带有光学透明材料(诸如玻璃或塑料)的材料板窗127b。优选地，窗127b是厚的，诸如1mm。盖127a被成形为在鼻部127和物镜128上方延伸，其中成像通过窗127b进行。这尤其有用，使得可通过窗127b抵靠正被成像的组织(诸如体内组织样本)的表面施加压力，以协助成像头12的光学系统11至此类组织的稳定性，以改善成像性能。鼻部盖127a和窗127b还可用来对体内样本(诸如小型动物)成像，体内样本可在存在或不存在(一个或多个)样品台的情况下放置在平台14之上。
在此类操作的第一模式中，体外组织样本110可安装到由第三(或x-y)台108提供的可移动样品台上，第三(或x-y)台108可沿x和y正交轴(在图1中描绘为x和y箭头)移动，x和y正交轴平行于平台14的表面14a的水平平面，台108安装于平台14的表面14a之上。例如，体外组织样本110可为从患者/受验者移除的非组织学地制备的组织样品(即，没有被机械地切片成安装在载玻片上的薄截面)，该组织样品装设在块111上。块111可代表基板(诸如玻璃或塑料)或盒，基板或盒将组织样本110以期望的定向保持在台108上。安装特征件或插入件109接收块111，并且夹具112将块111保持在台108中的位置。然而，可使用用于保持块111的其他机构。虽然台108可为用于沿x和y正交维度来移动组织样本110的典型平移台，但优选地，台108是Marzhauser X-Y 台 ScanPlus型号00-24-579-0000(制造商：MärzhäuserWetzlar GmbH & Co. KG，德国)。台108安装到平台14，如典型地诸如通过螺钉109a来将台安装在基座中，螺钉109a穿过附接到平台14上的台安装件108a中的台108中的孔。优选地，如图2中所示，在台108与平台14之间使用两个台安装件108a。台安装件108a可通过螺钉经由穿过此类安装件108a和平台14的孔来附接到平台14。在附接台108和台安装件108a(图2)中，橡胶o形环和垫圈(诸如齿锁定垫圈)可沿此类螺钉109a装设，在其中，o形环协助使至保持着组织样本110的块111的振动最小化。也可使用用于将台108联接到平台14的其他机构。四个橡胶脚部115诸如通过螺钉穿过平台中的孔来附接到平台14的下侧，使得平台可安置在此类橡胶脚部上的台面或其他表面上。
可选地，诸如图3、图4和图6中所示出的附加的第四(或z)台114可附接在台108的顶上，在其中，用于如图1中所示出的组织样本110的安装件被移除，并替代地被放置在台114上。台114可沿与台108的x和y轴正交的z轴移动。台114优选地是Marzhauser Piezo Z-Stage型号00-55-550-0800，其通过夹具来附接到台108上，以用于如由制造商所阐述的那样联接此类台。
参考图8，在桌面或桌子构造中的显微镜10的示例被示出为具有装设在表面116上的平台14，其中，成像头12如以上所描述的那样安装到平台14上，以使显微镜的第一模式操作和第二模式操作两者都能够进行。显微镜10具有计算机系统118，诸如根据个人计算机或工作站的存储器中的软件来编程的个人计算机或工作站。计算机系统118连接到显示器120和用户界面设备(诸如键盘121和鼠标122)。显示器120可为触摸屏显示器，其向在计算机系统118上操作的图形用户界面软件提供附加的用户界面设备。计算机系统118通过缆线124连接到成像头12，并且经由此类缆线，计算机系统控制着成像头12的操作并接收来自成像头12的信号，来自成像头12的信号代表了在组织样本110或113之内或在组织样本110或113上的一个或多个位置处的光学地形成的组织截面的一个或多个微观图像，用于以与由美国纽约州海瑞塔(Henrietta)的管径成像和诊断公司(Caliber Imaging & Diagnostics,Inc.)制造的VivaScope®共焦显微镜相同的方式输出到显示器120并存储在计算机系统的存储器中。平台14在表面116之上的位置可不同于图8中所示出的，使得成像头12可相对于需要定位在表面116和平台14二者旁边的患者或受验者适当地定位，以便在显微镜10的第二模式操作中对此类患者或受验者的体内组织成像。
在显微镜10的操作中，扫描的激光照射由物镜128沿其光轴128a聚焦并收集到组织样本110或113中，其中由透镜收集的光代表了在面向物镜128的组织样本的表面之下的细胞水平下的组织截面。虽然图8示出了用于对图1的体外组织样本进行成像的第一模式操作的示例，但壳体13可移动来用于对体内组织样本成像，如先前针对如图2中所示出的显微镜10的第二模式操作所描述的那样。如先前所陈述，组织样本也可定位在平台14上，用于在不存在(一个或多个)台108或114的情况下通过成像头12来成像，诸如对于小型动物的体内组织样本成像来说是有用的。
成像头12的电子器件和带有显示器120(用于观察来自经由物镜128聚焦和收集的光的组织样本的微观截面图像)的显微镜10的计算机系统118可为与通过参考并入的美国专利号9055867所描述的相同。虽然在图8中示出了台108和114二者，但当对体外组织样本成像时，z台114是可选的，因为物镜128可沿其光轴128a(其可为与z轴对准，z轴与台108的x和y轴正交)在壳体13中移动，使得物镜128因此能够沿此类z轴移动，以便选择在正被成像的组织样本上或在正被成像的组织样本内的位置处扫描的射束的聚焦的深度。然而，当z台114存在于平台14之上时，z台114也可用来选择在正被成像的组织样本上或在正被成像的组织样本内的位置处扫描的射束的聚焦的深度。在操作显微镜10的第一模式中，成像头12被临时地相对相对于x-y台108的x和y轴固定在位置上。
计算机系统118经由到端口129的一个或多个缆线130来控制台108的x、y马达的移动并读取其x和y位置，以及控制台114(如果存在的话)的z轴马达的移动并读取其z部分。图3示出了端口129，其中缆线130被移除。优选地，在计算机系统118中提供台控制器卡，以使经由(一个或多个)缆线130能够实现与台108(和114，如果存在的话)的此类接口(interface)。在利用了如先前所描述的Marzhauser_X-Y Stage和Marzhauser Z-Stage的情况下，此类台控制卡可为位于计算机系统118的外壳内部的ScanPlus Marzhauser X&YStage控制卡，零件号00-76-150-0813。还可由用户使用可选的操纵杆132经由到端口130中的一个的缆线133来控制台108的x、y轴马达(以及台114的z轴马达，如果存在的话)的移动。
竖直台18的步进马达50由马达控制器134控制，马达控制器134经由沿缆线136的信号来驱动马达50，以使竖直台18的导向螺钉42在第一和第二方向上旋转，这分别使支架20和通过安装臂22安装到支架20上的成像头12能够进行上下运动。限位开关52还经由缆线136来连接到马达控制器134上，以接收来自马达控制器134的信号并如先前所描述的那样相应地控制马达50。沿着马达控制器134提供了按钮和开关135，以控制马达操作。优选地，马达控制器134是Velmex台控制器型号VXM-1。可选的操纵杆138可通过缆线139来连接到马达控制器134，以促进马达50的用户控制，来提供竖直台18的支架20的期望的上下运动。优选地，操纵杆138是Velmex数字操纵杆型号4-2121。虽然旋转台16被示出为由旋钮29手动地控制，但可选地，代替用于使旋转台16旋转的旋钮29，台16可具有(诸如由Velmex制造的)马达。此可选的马达可由来自马达控制器134的信号控制，马达控制器134可附加驱动此类马达。尽管未示出，但功率被供应到图8中的各种部件，以使它们能够操作。
在使用台108来操作显微镜10中，物镜128的光轴128a沿着z轴对准，z轴垂直于台108的x和y轴，诸如图1中示出的那样。如果存在台114，这还能够沿z轴对准。如先前描述的那样，通过使用拇指螺钉102的手柄102a来调整成像头12的倾斜并使用旋转台80来调整成像头12的旋转，此类对准能够实现。这可由沿着转台80b和基座80a沿着旋转台80出现的(一个或多个)对准标记(如果存在)来辅助。此外，在此类校准对准被执行时，目标或特征件可在平台14或台安装件(代替图1的块111)上放置在物镜128的视野中，来协助在显示器120的屏幕125上对图像的电子校准，以确保成像头的法向轴128b相对于平台14的水平调平(horizontal levelling)，其中此类法向轴128b处于垂直于z轴的状态。
虽然成像头12的操作和结构可与并入的美国专利号9055867中描述的相同，并入的专利使用其中提供的激光照射源(诸如图9的光源146)，但并入的专利的成像头优选地适配于光学系统11(图9-11)的成像头，该光学系统11利用多个离散的激光波长来用于照明，多个离散的激光波长经由光纤缆线142从多波长激光光源140提供到成像头12。例如，光源140可为Toptica iChrome MLE-L多激光引擎(制造商：Toptica Photonics AG，德国)，带有由美国加利福尼亚州Milpitas的蓝天研究(Blue Sky Research)制造的准直激光二极管组件。由光源140提供的附加激光照射与在成像头12中产生的激光照射组合并且经由物镜128一起扫描，并且然后经由物镜128返回的扫描照射被分割，以用于两个检测器上检测，两个检测器感测(一个或多个)特定波长，如下文结合图9、10和11更详细地描述的那样。
参考图11的光学系统11，由光源140生成的多个离散波长(例如405nm、488nm、561nm和640nm)的线性偏振光沿光纤缆线142传递到光学器件143，光学器件143进行准直并扩展其大小以提供射束144，诸如在直径上扩展至4.3mm。光学器件143优选地包含在圆柱形管143a中，圆柱形管143a接收光纤缆线142并延伸穿过壳体13的开口13a(图1)。激光器146优选地为激光二极管，该激光二极管与如在并入的专利中所描述的用于监视激光功率的光检测器相关联，激光器146提供在单个波长(例如，785nm)下的线性偏振射束148。射束144和射束148通过二向色分束器(dichroic beamsplitter)149组合成射束150，并且射束150然后穿过偏振分束器150。谐振扫描仪(resonant scanner)152将其扫描镜152a呈现给射束150，并且来自谐振扫描仪镜152a的射束然后入射到检流计(galvanometer)154的扫描镜154a，以提供扫描射束155。镜152a和154a振荡(oscillate)，使得镜152a在被扫描的光栅(raster)中提供快速或水平线扫描，并且由镜154a提供慢速或竖直扫描和回扫(retrace)，如在所并入的专利中更详细地描述的那样。这些镜152a和154a的振荡的轴是与彼此正交(垂直)的。间隔距离可为近似最小间隔距离，以在镜152a和154a扫描时在镜152a和154a之间提供间隙。望远镜156将射束放大(例如，2.3倍)且经由四分之一波片移位器(a quarterwave plate shifter)157将扫描射束155中继(relay)到物镜128，并且物镜128将扫描射束155聚焦到样本，诸如例如如先前所描述的样本110或113。
来自组织样本110或113的返回光158穿过物镜128、波片157、望远镜156和扫描镜154a和152a。因此，返回光在镜154a和152a处被反扫描(descan)为静止射束160，并且进入偏振分束器151，偏振分束器151将射束160经由聚焦透镜161、反射镜162以及陷波滤波器(notch filter)163反射到二向色分束器164，二向色分束器164将返回光分割成第一射束165和第二射束169。经由沿着过滤器轮167的可选择的打开或过滤器位置之一，射束165通过由销孔166提供的小孔来入射到检测器168上，检测器168由光电倍增管(photomultiplier tube)提供。经由沿着过滤器轮171的可选择的打开或过滤器位置之一，射束165通过由销孔170提供的小孔来入射到检测器172上，检测器172由光电倍增管提供。透镜161将它们相应射束的光聚焦到销孔161和170上。尽管未在图11中示出，但在分束器151与镜152a之间提供了转向镜173(图9)，以将射束150反射到镜152a上，并将射束160从镜152a反射到分束器151。
过滤器轮167和171中的各个分别具有轴，轴安装来用于通过步进马达174和175旋转，以沿着轮选择期望的开口或过滤器。例如，沿着轮167提供了至少四个过滤器，用于到检测器168上的不同的(一个或多个)波长或波长范围，其中过滤器167a仅通过在405-561nm波长范围内的光，过滤器167b仅通过630nm波长的光，过滤器167c仅通过670nm波长的光，并且过滤器167d通过832nm和837nm两个波长的光。沿着轮171提供了至少两个过滤器，其中过滤器171a仅通过520nm波长的光，并且过滤器171b仅通过450nm波长的光。一个或两个过滤器轮上的空间是打开的，使得未过滤的光可穿过此处，诸如用于通过它们相应的检测器168和172来在光的路径中检测激光器146的波长的光。例如，在过滤器轮176上设置开口176e，并且在过滤器轮171上设置开口171c。在过滤器轮171上图示的附加的开口/过滤器可具有用于其他波长或波长范围的过滤器。
沿光纤缆线142提供的波长可激活荧光染料，荧光染料可施加到组织样本。因此，过滤器轮中的一个使得能够选择过滤器，以在它们相关联的检测器上检测返回光160的(一个或多个)荧光波长，而过滤器轮中的另一个被设至打开位置，以在返回光60中检测激光器146的波长的光。陷波滤波器163允许可选择的离散波长或波长范围，以帮助用沿着过滤器轮的过滤器来检测波长。优选地，陷波滤波器163允许激光器146的波长(例如，785nm)的光，并且阻挡从光纤缆线143接收的波长的光，从光纤缆线143接收的波长的光可干扰在荧光波长下的成像，荧光波长与沿着过滤器轮167和171装设的过滤器相关联，过滤器轮167和171在用于通过它们相应的检测器168和172检测光的路径中。此外，二向色分束器164可过滤光，使得射束165具有波长405nm和408nm，并且射束169具有波长581nm、640nm和785nm。以上阐述的波长之外的其他波长可用于光源140和146，并且检测到的射束165和169以及其他波长过滤可由陷波滤波器163使用并且沿着过滤器轮167和171使用。
各个马达174和175由在具有霍尔效应传感器的印刷电路板185上的电子器件来驱动，霍尔效应传感器沿着轮读取磁体，以感测轮的起始位置(home position)，并且通过从计算机系统118接收的致动信号来将轮旋转到沿着轮的期望的过滤器或打开位置。沿着过滤器轮167和171的各个过滤器或开口的旋转位置可被存储在计算机系统118的存储器中，使得马达174和175可由计算机系统致动，以抵达与沿着轮的期望的过滤器或开口相关联的旋转位置。
如图9和图10中所示，成像头12的光学部件和电子器件沿底盘176和支承板177安装，以提供此类部件的优选紧凑安装。两个印刷电路板190附接到基座176上，两个印刷电路板190带有用于响应于计算机系统118而控制成像头12的电子器件，其中电路板190连接到壳体13中的在本文中描述的其他电路板上。第一结构或块178(例如铝质的)被安装到底盘176，底盘176支承光源146、分束器149和带有附接的光纤缆线142的圆筒143a。结构178具有接受器179，当期望的是来自光纤缆线142的用于成像的附加波长时，圆筒143a插入到接受器179中。检测器167和172分别具有安装到支承板177上的电路板182和183。第二结构或块180(其也可为铝质的)被安装到基座176，以支承过滤器轮167和171、销孔167和170、分束器164和陷波过滤器163，用于如先前所描述的那样成像到此类检测器167和172上。用于驱动和控制马达174和175的电路板185可被支承在电路板182上。
为了使射束165和169适当地对准来用于检测，镜162和销孔166各自在位置上是可调整的。镜162安装在可调整挠曲件(flexure)162a上，可调整挠曲件162a附接到基座176的托架或凸缘186上，用于经由分束器164使射束169转向。挠曲部162A可通过螺钉调整，并且例如可为不锈钢挠曲(flexure)镜安装件，诸如由美国加利福尼亚州欧文(Irvine)的纽波特公司(Newport Corporation)制造的带有Allen(或六角)键调整的挠曲工业光学安装件，型号MFM-050。镜162空间位置的此可调整性在图11中由镜162旁边的箭头来代表。销孔166(即，由薄基底来提供，薄基底带有遮光材料，遮光材料具有小孔)被保持在安装在结构180中的圆筒(或圆柱形单元)188中，其中销孔166使用两个弹簧钢挠曲件来进行弹簧加载。两个正交地定向的固定螺钉(set screw)189逆着此类挠曲件的弹簧力将销孔166推进到期望位置中，使得转动螺钉189调整销孔166的位置。可选地，可在结构180中在第三正交维度上类似地提供此类可调整性。在图11中，在正交于入射射束165的两个维度上或在三个维度上的销孔166的空间位置的此可调整性由销孔166旁边的箭头代表。
当成像头12被组装时，镜162在位置上被调整以使射束169转向为与销孔170对准，销孔170被固定在位置上，使得由检测器172检测到的射束169可被适当地成像。为了帮助此类对准，通过计算机系统118在显示器120上显示来自检测器172的图像，并且移动可调整镜162，直到射束169与固定的销孔170对准，使得在显示器120上获得来自检测器172的最高信号水平。然后，来自检测器168的图像被显示在显示器120上，并且可调整销孔166被移动，直到在显示器120上获得来自检测器168的最高信号。因此，射束165现在与销孔166对准，使得由检测器168检测到的射束165可被适当地成像。备选地，不使用可调整挠曲件162A，使得在成像头12被组装时，镜162被安装为在位置上不可调整，并且销孔170以与装设销孔166相同的方式在位置上是可手动地调整的。在此类情况下，销孔166和170中的一个或优选地二者各自在位置上被单独调整，以通过从它们相应的检测器168和172在显示器120上获得的最高信号，将它们相应的射束165和169对准到它们相应的检测器168和172上。
射束165和169的对准上的可调整性分别确保了射束的光学系统11的双检测路径到检测器168和172上的合适操作，使得显微镜10能使用来自样本的检测到的返回光的两个不同波长或波长范围来同时提供相同组织样本的微观结构的图像。过滤器轮167和171各自被相应地设置至开口或过滤器中的一个，使得期望波长或波长范围的一个或两个图像可通过计算机系统118从检测器168和172的接收信号显现在显示器120上。销孔166和170可为相同的，并且通过将它们相应射束的返回散射光限制到组织样本110或113内或组织样本110或113上的特定区段，它们使在它们相应的检测器上能够进行共焦成像。
附接至基座176的朝前端的是固定管192，固定管192带有提供了望远镜156的光学器件。物镜128装设在大致圆柱形的安装件194中，安装件194附接到筒196，筒196提供了管或套管，通过如在所并入的专利中所描述的线性致动器，管或套管在管192上轴向地移动(沿光轴128a)。磁条设置在筒196的侧面上，磁条由底盘176上的传感器197读取，传感器197将筒196的位置线性地编码到成像头12中的电子器件，从而使得计算机系统118能够致动线性马达，以相对于望远镜192来调整物镜128的位置，并且因此，调整此类透镜相对于组织样本110或113的焦点。
优选地，圆柱形磁体198例如通过粘合剂来在筒196的端部处沿着内部环形环200附接至孔199，如图9中所示。金属环201附接到物镜安装件194。此类环201通过对磁体198的磁吸引力而沿着环200附接，使得安装件194被保持到筒196上。图中所示的物镜128代表液体浸没透镜(liquid immersion lens)。当折射率匹配流体在组织样本被成像之前被施加到组织样本时(流体匹配或近似匹配组织样本的折射率)，此类物镜128是有用的，因为物镜接触到组织样本的表面。折射率匹配流体减少了会不利地影响成像性能的、来自面对透镜的组织样本的表面的非期望的反射和球面失真。然而，不同的物镜可设置在不同的安装件194中，各个安装件194提供不同的成像性能，诸如在放大率方面，或者不同的物镜是非浸没类型的或不同的浸没类型的透镜。当用户期望的是不同的物镜128时，用户可将安装件194拉离磁体198，并用带有期望的物镜的不同的安装件194来替换。备选地，安装件194可例如通过粘合剂来附接至筒196的端部，而没有金属环201或磁性件198。
先前描述的鼻部127由筒196提供，筒196带有附接的安装件194，附接的安装件194具有物镜128。如图9中所示，鼻部盖127a由具有窗127b的圆柱形管来提供，窗127b安装在帽127c中，帽127c被接收在此类管的远端处的开口127c中，开口127c被成形为接收帽127c。为了将鼻部盖127a安装到成像头12，提供了具有三个腿部203的圆柱形安装件202，三个腿部203例如通过粘合剂来附接至底盘176的前部，并且经由在壳体13的前部处的开口13b来与筒196一起延伸。沿着安装件202的前内环形边沿204的是用于圆柱形磁体205的孔204a，圆柱形磁体205通过粘合剂来保持在孔中。金属环127d附接在管的后部处，管提供了鼻部盖127a。沿着边沿204将环127d吸引到磁体205来使鼻部盖127a保持在位置上，用于经由物镜128通过窗127b成像。当鼻部盖127a不需要用于成像时，可通过将盖127b拉离磁体205而将鼻部盖127a从其安装件202移除。
壳体13具有从壳体13的基座15延伸的一系列肋208，底盘176和板177诸如通过进入沿着此类肋的孔中的螺钉来安装到壳体13上。左壳体部分206和右壳体部分207提供了外壳，外壳与彼此配合并且通过螺钉附接到肋208。然后，两个手柄210附接到壳体部分206和207，以帮助由用户(如果期望的话)相对于平台14来手动地移动壳体13。如果在壳体13中提供风扇，则可使用风扇盖211。可使用与如图9和图10中所示的不同的其他方式来将成像头12部件在壳体13内联接。
计算机系统118经由缆线124具有与成像头12中的电子器件的I / O接口，以使它们能够操作，诸如控制谐振扫描器152和检流计154的操作，控制线性致动器或马达以用于将物镜128沿其光轴128a定位，以及供电到光源146，如可在所并入的专利中更详细地描述的那样。来自检测器168和172的信号经由缆线124沿单独的信道被接收为计算机系统118的存储器中的光栅图像，用于由用户根据期望来在屏幕125上显示。计算机系统118还经由缆线124向马达174和175发送信号，并且读取与它们相关联的传感器，以如用户所期望的那样，根据沿此类过滤器轮的特定过滤器或开口的旋转位置来分别旋转过滤器轮167和171。
沿着组织样本110或113选择不同的位置，以通过下列一个或多个来提供在呈现给物镜128的此类位置处的样本的光学分段显微镜图像：如先前所描述的那样移动成像头12、使台108沿着其x和/或y轴来移动、通过使物镜128沿着成像头12中的其光轴128a移动来改变在组织样本的表面中和组织样本的表面下面的扫描射束115的深度(如果如先前所描述的那样与z轴对准的话，则此类光轴与z轴同轴)、或者通过使用台114(如果存在的话)来沿z轴改变此类深度。通过计算机系统118使沿台108的x和/或y轴(以及如果台114存在，则台114的z轴)逐步移动和/或使物镜128沿其光轴128a步进地移动，可自动地执行沿着组织样本110或113选择不同的位置。例如，计算机系统118可将检流计镜154A的位置固定为静止的，并且取而代之的是使台108沿y轴以步进方式移动，以提供同等的光栅扫描成像。对成像系统12中的电子器件和其他部件(诸如激光源146)的供电和接地也由缆线124内的线来提供。
此外，尽管成像头12在本文中被描述为具有光学系统，该光学系统用于捕获通过共焦显微镜术操作的组织样本110或113的光学地形成的微观截面图像，通过诸如在Proc.of SPIE Volume 1889(1993)中Schmitt等人的《使用低一致性干涉法的疾病组织的光学特征》(“Optical characterization of disease tissues using low-coherenceinterferometry”)中所描述的光学干涉法断层成像术(OCT)或干涉法，或通过诸如在美国专利号5034613中描述的双光子激光显微镜法，可将用于对样本的光学地截面的显微镜图像成像的其他模态并入成像头12中。
可提供成像头12的与图中所示出的位置不同的其他位置。另外，与图中所示的组织样本110和113不同的非组织结构组织样本可由显微镜10成像。
从前面的描述，将明显的是已经提供了具有可定位成像头的共焦显微镜。在本文中描述的根据本发明的显微镜以及用于安装此类显微镜的成像头的系统和方法的变型和修改将毫无疑问地提议给本领域技术人员。因此，前面的描述应当被认为是说明性的而不是在限制性意义上的。

Claims (24)

1.一种用于对组织成像的显微镜，包括：
成像头，其具有光学系统，所述光学系统用于捕获光学地形成的微观截面图像；以及
平台，在其上设置有第一台，所述第一联接到第二台，其中，所述第一台联接到所述成像头，用于使所述成像头沿竖直维度移动，所述竖直维度垂直于水平维度，所述平台沿所述水平维度延伸，并且所述第二台使所述成像头围绕所述竖直维度旋转，其中，所述成像头能使用至少所述第一台和所述第二台来定位在第一模式中，以对装设在所述成像头与所述平台之间的至少第一组织样本成像，以及定位在第二模式中，以对装设在所述平台旁边的至少第二组织样本成像。
2.根据权利要求1所述的显微镜，其中，所述成像头至少通过所述第二台的旋转来在操作的所述第一模式与所述第二模式之间移动。
3.根据权利要求1所述的显微镜，其中，所述第二台被安装到所述平台，并且所述第二台是安装到所述第一台的旋转台，用于使所述第一台和所述成像头围绕所述竖直维度旋转360度，并且所述第一台是竖直地装设的马达驱动的线性滑动台。
4.根据权利要求1所述的显微镜，其中，所述第一组织样本是安装在所述平台之上的能定位样品台上的体外组织样品或定位在所述成像头与所述平台之间的受验者的体内组织中的一个，并且所述第二组织样本是装设在所述平台旁边而不在所述平台之上的人或动物的体内组织。
5.根据权利要求1所述的显微镜，其中，所述光学系统包括至少物镜，用于在所述第一模式中从所述第一组织样本收集聚焦并照射，并且在所述第二模式中从所述第二组织样本聚焦并收集照射，并且所述物镜具有光轴。
6.根据权利要求5所述的显微镜，还包括安装到所述平台的第三台，所述第三台能沿着所述水平维度至少沿x和y正交轴移动，所述第一组织样本安装在所述第三台之上，以便在所述第一模式中使所述第一组织样本相对于所述物镜移动，所述物镜的所述光轴沿着与所述x轴和y轴相垂直的z轴延伸，并且所述成像头相对于所述第三台的所述x轴和所述y轴被临时地固定在位置上。
7.根据权利要求6所述的显微镜，还包括安装到所述第三台的第四台，所述第四台能沿所述z轴移动，并且所述第一组织样本经由所述第四台安装在所述第三台之上，以使能够使用所述第三台和所述第四台沿所述x轴、所述y轴和所述z轴来使所述第一组织样本相对于所述物镜移动。
8.根据权利要求5所述的显微镜，其中，所述第一台具有能沿所述竖直维度移动的支架，所述支架通过安装臂联接到所述成像头，所述安装臂具有固定到所述支架的第一部分以及包括旋转台的第二部分，所述旋转台用于使所述成像头围绕与所述物镜的所述光轴相垂直的法向轴旋转，并且在所述第一模式和所述第二模式中，所述成像头还能使用所述安装臂的所述旋转台来定位。
9.根据权利要求8所述的显微镜，其中，所述第二部分能相对于所述第一部分倾斜，以调整所述成像头沿所述法向轴相对于所述水平维度的倾斜，并且在所述第一模式和所述第二模式中，所述成像头能通过使所述成像头倾斜来进一步定位。
10.根据权利要求5所述的显微镜，其中，所述物镜能在所述成像头内沿所述光轴移动。
11.根据权利要求5所述的显微镜，其中，所述物镜代表了能移除地安装到所述成像头的多个物镜中的一个。
12.根据权利要求5所述的显微镜，其中，所述照射具有一个激光波长或多个离散的激光波长。
13.根据权利要求1所述的显微镜，其中，所述光学系统包括至少物镜，所述物镜用于在所述第一模式中将扫描照射沿第一路径聚焦到所述第一组织样本，以及在所述第二模式中聚焦到所述第二组织样本，以及收集沿第二路径的返回照射，所述第二路径具有至少分束器，所述分束器将所述返回照射分割成第一射束和第二射束，所述第一射束经由第一销孔和具有多个不同过滤器或开口中的一个的第一过滤器轮的第一选定位置来行进到第一检测器，并且所述第二射束经由第二销孔和具有多个不同过滤器或开口中的一个的第二过滤器轮的第二选定位置行来进到第二检测器，其中，沿所述第一路径的所述照射具有多个离散的波长，并且所述第一检测器和所述第二检测器各自接收所述收集照射的不同波长或波长范围，以使根据所述第一过滤器轮的所述第一选定位置和所述第二过滤器轮的所述第二选定位置能够在所述第一检测器和所述第二检测器上同时捕获在所述不同波长或波长范围下的所述图像中的同一个，其中，所述第一销孔和所述第二销孔中的一个或两者在位置上能单独地调整，以分别将所述第一射束和所述第二射束分别对准到所述第一检测器和所述第二检测器上。
14.根据权利要求13所述的显微镜，其中，所述光学系统还包括在所述第二路径中的镜，以反射到所述分束器上，所述镜在位置上能调整，以将所述第一射束在由所述分束器分割时经由所述第一销孔对准到所述第一检测器上，并且所述第二销孔在位置上能调整，以将所述第二射束经由所述第二销孔对准到所述第二检测器上。
15.根据权利要求1所述的显微镜，还包括计算机系统，所述计算机系统连接到所述成像头，以接收代表所述图像的信号，其中，所述计算机系统在显示器上示出由所述显微镜捕获的所述图像。
16.根据权利要求15所述的显微镜，还包括安装到所述平台的样品台，所述样品台能至少沿着所述水平维度沿x和y正交轴移动，并且所述计算机系统控制着马达，来使所述第三台沿所述x轴和所述y轴移动。
17.根据权利要求1所述的显微镜，其中，所述光学系统通过共焦显微镜术操作。
18.一种显微镜，包括：
平台，其沿水平维度延伸；
线性台，用于将支架沿竖直维度平移；
第一旋转台，其安装到所述平台，用于使所述线性台围绕所述竖直维度旋转；
在所述平台上的一个或多个台，至少能沿x和y正交维度移动；
壳体，其具有光学系统，所述光学系统用于对光学地形成的微观截面图像成像，所述光学系统至少包括用于聚焦和收集照射的物镜，并且所述物镜具有光轴；以及
安装臂，其具有固定到所述支架的第一部分和包括第二旋转台的第二部分，所述第二旋转台用于使所述壳体围绕与所述物镜的所述光轴相垂直的法向轴旋转，所述第二部分能相对于所述第一部分倾斜，以调整所述壳体沿所述法向轴相对于所述水平维度的倾斜；并且
所述显微镜具有操作的第一模式和第二模式，并且在所述第一模式中，所述物镜的所述光轴沿与所述x维度和所述y维度正交的z轴延伸，以经由所述物镜呈现第一样本用于成像，所述第一样本安装在所述平台上方的所述台之上，并且在操作的所述第二模式中，使用至少所述第一旋转台来定位所述壳体，以经由所述物镜呈现第二样本用于成像，所述第二样本装设在所述平台旁边。
19.一种显微镜，其包括光学系统，所述光学系统具有至少一个物镜，用于将扫描照射沿第一路径聚焦到所述组织样本，并且收集沿第二路径的返回照射，所述第二路径具有至少分束器，所述分束器将所述返回照射分割成第一射束和第二射束，所述第一射束经由第一销孔和光过滤器或开口的第一选定位置来行进到第一检测器，并且所述第二射束经由第二销孔和另一光过滤器或开口的第二选定位置来行进到第二检测器，其中，所述组织样本的所述照射具有多个离散的波长，并且所述第一检测器和所述第二检测器接收所述收集照射的不同波长，以使根据具有所述光过滤器和所述另一光过滤器中的至少一个的所述第一选定位置和所述第二选定位置能够在所述第一检测器和所述第二检测器上同时捕获在所述不同波长下的所述图像中的同一个，其中，所述第一销孔和所述第二销孔中的一个或多个在位置上能单独地调整，以分别将所述第一射束和所述第二射束分别对准到所述第一检测器和所述第二检测器上。
20.根据权利要求19所述的显微镜，其中，所述光学系统还包括在所述第二路径中的镜，以反射到所述分束器上。
21.根据权利要求20所述的显微镜，其中，所述镜在位置上能调整，以将所述第一射束在由所述分束器分割时经由所述第一销孔对准到所述第一检测器上，所述第一销孔在位置上不能调整，并且所述第二销孔在位置上能调整，以将所述第二射束经由所述第二销孔对准到所述第二检测器上。
22.一种用于对组织成像的方法，其包括：
提供成像头，所述成像头具有光学系统，所述光学系统用于捕获光学地形成的微观截面图像；
使用多个台将所述成像头安装到平台；
使用所述多个台中的第一个来沿竖直维度平移所述成像头；
使用所述多个台中的第二个来使所述成像头围绕所述竖直维度旋转；
将所述成像头定位在第一模式中，以通过进行所述平移步骤和所述旋转步骤中的一个或多个来对至少第一组织样本成像，所述第一组织样本装设能移动样品台上，所述能移动样品台安装在所述平台之上；以及
将所述成像头定位在第二模式中，以通过进行所述平移步骤和所述旋转步骤中的一个或多个来对至少第二组织样本成像，所述第二组织样本装设在所述平台旁边。
23.根据权利要求22所述的方法，还包括步骤：在进行所述将所述成像头定位在所述第一模式中的步骤和所述将所述成像头定位在所述第二第一模式中的步骤中的一个或多个的过程中，使所述成像头围绕法向轴旋转，所述法向轴垂直于所述光学系统的物镜的光轴。
24.根据权利要求23所述的方法，还包括步骤：在进行所述将所述成像头定位在所述第一模式中的步骤和所述将所述成像头定位在所述第二第一模式中的步骤中的一个或多个的过程中，调整所述成像头沿着所述法向轴的倾斜。
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