專利名稱：細(xì)胞光聲顯微成像方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯微成像技術(shù)，具體是一種細(xì)胞光聲顯微成像方法，本發(fā)明還涉及細(xì)
胞光聲顯微成像裝置。
背景技術(shù)：
光聲成像是采用"光激發(fā)_誘導(dǎo)光聲信號(hào)_光聲探測(cè)_圖像重建"的方法進(jìn)行成像。光聲成像技術(shù)在圖像分辨率、對(duì)比度和信息量等方面比許多傳統(tǒng)影像技術(shù)具有顯著優(yōu)勢(shì)，目前光聲成像方法主要包括以下三種成像方法聲透鏡成像法、相控聚焦成像法和反演成像法。聲透鏡成像法由于受聲波衍射效應(yīng)和聲透鏡像差的限制，分辨率只能達(dá)到1毫米的水平；相控聚焦成像法是利用多元線陣超聲換能器結(jié)合相控聚焦算法進(jìn)行圖像重構(gòu)，其分辨率達(dá)到了 100微米，可以對(duì)血管進(jìn)行成像；反演成像法是利用Radon反演算法和濾波反投影算法進(jìn)行圖像重構(gòu)，由于避免了聲波衍射效應(yīng)的限制，從而可以實(shí)現(xiàn)較高分辨率的光聲成像，其分辨率達(dá)到了 15微米，可以對(duì)毛細(xì)血管進(jìn)行成像。但這種分辨率仍無(wú)法分辨細(xì)胞，更無(wú)法對(duì)細(xì)胞進(jìn)行成像。 由于光聲成像技術(shù)可以獲得組織的生物學(xué)行為(如生長(zhǎng)、凋亡、代謝、病變、突變)等特征信息，從而實(shí)現(xiàn)生物功能成像。然而，由于目前光聲成像技術(shù)的分辨率還比較低，只能達(dá)到15微米的分辨率，無(wú)法觀察細(xì)胞水平的結(jié)構(gòu)圖像和功能圖像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能觀察到細(xì)胞水平的高分辨率細(xì)胞光聲顯微成像方法，
實(shí)現(xiàn)高分辨率光聲顯微成像，分辨率小于1微米。 本發(fā)明的目的還在于提供一種細(xì)胞光聲顯微成像裝置。 本發(fā)明的細(xì)胞光聲顯微成像方法包括 ——將細(xì)胞置于蓋玻片的凹面上，激光透過(guò)蓋玻片照射在細(xì)胞上，細(xì)胞吸收光產(chǎn)生光聲效應(yīng)，由該光聲效應(yīng)所產(chǎn)生的聲壓變化傳遞到光聲傳感器，然后由光聲傳感器進(jìn)行探測(cè)并輸出光聲信號(hào)，對(duì)單細(xì)胞實(shí)現(xiàn)光聲探測(cè)； ——通過(guò)光束掃描和高分辨率的顯微物鏡，對(duì)細(xì)胞進(jìn)行二維掃描，實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞的光聲顯微成像。 本發(fā)明的細(xì)胞光聲顯微成像裝置包括激光掃描成像機(jī)構(gòu)、光聲傳感器和信號(hào)處理器三部分。其中，激光掃描成像機(jī)構(gòu)由激光器、掃描振鏡、顯微物鏡構(gòu)成；信號(hào)處理器由斬波器、鎖相放大器、采集卡和計(jì)算機(jī)依次電氣連接構(gòu)成。 如圖1所示，激光器1發(fā)出的激光，通過(guò)斬波器2進(jìn)行調(diào)制，進(jìn)入掃描振鏡3進(jìn)行二維掃描，再由顯微物鏡4聚焦到樣品5的表面，樣品5所產(chǎn)生的光聲信號(hào)，由光聲傳感器6進(jìn)行探測(cè)，光聲傳感器6的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)鎖相放大器7放大和處理后，輸送到采集卡8進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，再由計(jì)算機(jī)9進(jìn)行存儲(chǔ)和圖像重建。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)
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1、采用無(wú)機(jī)械噪聲的光束掃描技術(shù)結(jié)合高分辨率的顯微物鏡，產(chǎn)生具有高空間分辨率的光聲信號(hào)，再采用光聲傳感器進(jìn)行光聲探測(cè)，對(duì)細(xì)胞進(jìn)行光聲顯微成像，分辨率小于l微米。 2、采用連續(xù)激光進(jìn)行激發(fā)，無(wú)須采用脈沖激光來(lái)進(jìn)行光聲成像。 3、不僅獲得細(xì)胞的結(jié)構(gòu)信息，還可對(duì)細(xì)胞的物質(zhì)成份進(jìn)行成像，獲得細(xì)胞的功能信息。


圖1是本發(fā)明細(xì)胞光聲顯微成像裝置結(jié)構(gòu)框圖； 圖中1是激光器，2是斬波器，3是激光掃描振鏡，4是顯微物鏡，5是樣品，6是光
聲傳感器，7是鎖相放大器，8是采集卡，9是計(jì)算機(jī)； 圖2a是血紅細(xì)胞的光學(xué)顯微圖像； 圖2b是血紅細(xì)胞的光聲顯微圖像； 圖2c是洋蔥細(xì)胞的光學(xué)顯微圖像； 圖2d是洋蔥細(xì)胞的光聲顯微圖像。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明裝置包括激光掃描成像機(jī)構(gòu)、光聲傳感器和信號(hào)處理器三部分。其中，激光掃描成像機(jī)構(gòu)由激光器1、掃描振鏡3、顯微物鏡4構(gòu)成；工作時(shí)，掃描振鏡3、顯微物鏡4和光聲傳感器6可以安裝在顯微鏡支架上； 信號(hào)處理器由斬波器2、鎖相放大器7、采集卡8和計(jì)算機(jī)9組成，它們依次電氣連接。 本發(fā)明的工作過(guò)程如下激光器1發(fā)出的激光，通過(guò)斬波器2進(jìn)行調(diào)制，然后進(jìn)入激光掃描振鏡3進(jìn)行二維掃描，再由顯微物鏡4聚焦到樣品5的表面，樣品5所產(chǎn)生的光聲信號(hào)，由光聲傳感器6進(jìn)行探測(cè)，光聲傳感器6的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)鎖相放大器7放大和處理后，輸送到采集卡8進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，再由計(jì)算機(jī)9進(jìn)行存儲(chǔ)和圖像重建。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2a、圖2b、圖2c、圖2d所示，與光學(xué)顯微成像相比，本發(fā)明的光聲顯微成像具有信息量大、對(duì)比度高等優(yōu)點(diǎn)，不僅可以獲得細(xì)胞的結(jié)構(gòu)信息，還可以獲得細(xì)胞的功能信息。圖中細(xì)胞輪廓清晰，可以顯示出單個(gè)細(xì)胞圖像。
權(quán)利要求
一種細(xì)胞光聲顯微成像方法，其特征在于——將細(xì)胞置于蓋玻片的凹面上，激光透過(guò)蓋玻片照射在細(xì)胞上，細(xì)胞吸收光產(chǎn)生光聲效應(yīng)，由該光聲效應(yīng)所產(chǎn)生的聲壓變化傳遞到光聲傳感器，然后由光聲傳感器進(jìn)行探測(cè)并輸出光聲信號(hào)，對(duì)單細(xì)胞實(shí)現(xiàn)光聲探測(cè)；——通過(guò)光束掃描和高分辨率的顯微物鏡，對(duì)細(xì)胞進(jìn)行二維掃描，實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞的光聲顯微成像。
2. —種細(xì)胞光聲顯微成像裝置，其特征在于包括激光掃描成像機(jī)構(gòu)、光聲傳感器和信 號(hào)處理器三部分；其中，激光掃描成像機(jī)構(gòu)由激光器、掃描振鏡、顯微物鏡構(gòu)成；信號(hào)處理 器由斬波器、鎖相放大器、采集卡和計(jì)算機(jī)依次電氣連接構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所示的裝置，其特征在于激光器(1)發(fā)出的激光，通過(guò)斬波器(2進(jìn) 行調(diào)制，進(jìn)入掃描振鏡(3)進(jìn)行二維掃描，再由顯微物鏡(4)聚焦到樣品(5)的表面，樣品 (5)所產(chǎn)生的光聲信號(hào)，由光聲傳感器(6)進(jìn)行探測(cè)，光聲傳感器(6)的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)鎖相 放大器(7)放大和處理后，輸送到采集卡(8)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，再由計(jì)算機(jī)(9)進(jìn)行存儲(chǔ)和圖 像重建。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種細(xì)胞光聲顯微成像方法，包括將細(xì)胞置于蓋玻片的凹面上，激光透過(guò)蓋玻片照射在細(xì)胞上，細(xì)胞吸收光產(chǎn)生光聲效應(yīng)，由該光聲效應(yīng)所產(chǎn)生的聲壓變化傳遞到光聲傳感器，然后由光聲傳感器進(jìn)行探測(cè)并輸出光聲信號(hào)，對(duì)單細(xì)胞實(shí)現(xiàn)光聲探測(cè)；通過(guò)光束掃描和高分辨率的顯微物鏡，對(duì)細(xì)胞進(jìn)行二維掃描，實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞的光聲顯微成像。本發(fā)明還涉及一種細(xì)胞光聲顯微成像裝置，包括激光掃描成像機(jī)構(gòu)、光聲傳感器和信號(hào)處理器三部分。本發(fā)明采用無(wú)機(jī)械噪聲的光束掃描技術(shù)結(jié)合高分辨率的顯微物鏡，產(chǎn)生具有高空間分辨率的光聲信號(hào)，再采用光聲傳感器進(jìn)行光聲探測(cè)，對(duì)細(xì)胞進(jìn)行光聲顯微成像，分辨率小于1微米。
文檔編號(hào)G01N21/63GK101782518SQ201010115730
公開(kāi)日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月11日
發(fā)明者吳泳波, 唐志列, 譚治良 申請(qǐng)人:華南師范大學(xué)