【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及儀器設備，尤其涉及一種多通道自適應圖像校正修復的共聚焦顯微系統及方法。
技術介紹
1、共聚焦顯微鏡是一種高分辨率成像技術，廣泛應用于生物學、材料科學和醫學研究。與傳統顯微鏡相比，共聚焦顯微鏡通過點掃描和光學切片技術，能獲得更高的圖像清晰度和對比度。這種顯微鏡使用點光源照射樣品，通過針孔濾除非焦平面的散射光，從而實現樣品的三維重建和多層次成像。隨著激光掃描技術、熒光染料標記以及高靈敏度的光電檢測器的發展，使得共聚焦顯微鏡成為現代科學研究中不可或缺的工具。
2、傳統的共聚焦顯微鏡中在長時間成像過程中，機械振動和熱膨脹等因素會引起圖像漂移和畸變。當顯微鏡長時間運行時，溫度等環境因素變化會導致機械部件發生熱膨脹，使光學路徑產生微小的變化，從而引起圖像的漂移。同樣，在顯微鏡使用環境中的機械振動，例如來自附近設備的震動，也會對顯微鏡的穩定性產生影響。這些因素共同作用，導致圖像的對準出現偏差，影響成像的穩定性和精度。
3、傳統的單通道共聚焦顯微鏡系統缺乏實時校正技術，無法及時補償由于機械振動和熱膨脹引起的圖像偏移，這極大地影響了圖像的穩定性和準確性。
4、傳統單通道共聚焦顯微鏡中還存在光強控制的問題。通常情況下，顯微鏡使用相同的光強進行長時間曝光，以獲取清晰的圖像。然而，這種方法會導致熒光染料的快速漂白，熒光信號隨時間迅速衰減，最終導致圖像質量下降。同時，長時間的高強度光照射還會對樣品造成光毒性損傷，尤其是在活細胞和生物組織成像中，這種光毒性會導致細胞死亡或功能受損。傳統單通道共聚焦顯微鏡通常
5、因此，提出一種多通道自適應圖像校正修復的共聚焦顯微系統及方法，來解決現有技術存在的困難，是本領域技術人員亟需解決的問題。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供了一種多通道自適應圖像校正修復的共聚焦顯微系統及方法，可以實現長時程、高質量的共聚焦顯微觀察。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：
3、一種多通道自適應圖像校正修復的共聚焦顯微系統，包括：光路系統和電路系統；
4、光路系統包括：激光器，基于4-f系統的擴束鏡系統，產生多焦點通道的微透鏡陣列，遠心擴束鏡一，二向色鏡，遠心擴束鏡二，濾光片一、濾光片二、濾光片三，光強探測陣列，遠心管鏡一和遠心管鏡二，掃描電動振鏡及掃描遠心場鏡，半透半反鏡，相機一和相機二，顯微物鏡；
5、電路系統包括：系統總體控制模塊，激光光強控制模塊，電動振鏡電機控制模塊，相機采集模塊，多通道信號采集模塊，系統總體控制模塊分別與電動振鏡電機控制模塊、相機采集模塊和多通道信號采集模塊雙向連接，與激光光強控制模塊單向連接。
6、上述的系統，可選的，激光器是任意單色波長的激光器或多色波長可調諧激光器。
7、上述的系統，可選的，基于4-f系統的擴束鏡系統由短焦距透鏡和長焦距透鏡組成的。
8、上述的系統，可選的，分離原始激光和熒光信號的二向色鏡是短通二向色鏡，用于分離原始激光和熒光信號。
9、上述的系統，可選的，相機一和相機二是ccd相機，cmos相機或其他可探測光場信息的光電探測器陣列。
10、上述的系統，可選的，光強探測陣列為光電倍增管陣列，用于采集共聚焦顯微鏡信號。
11、上述的系統，可選的，激光光強控制模塊控制初始發射光強；
12、電動振鏡電機控制模塊實現對光束的掃描，進行二維的掃描成像；
13、多通道信號采集模塊對光強探測器陣列進行光強數據采集；
14、相機采集模塊采集實時照明數據傳遞至總體控制模塊；
15、總體控制模塊進行數據與圖像分析，對光強數據恢復的圖像進行相關校正與修復，同時針對光漂白程度，調用激光光強控制模塊進行光強自適應調節。
16、一種多通道自適應圖像校正修復的共聚焦顯微方法，包括：
17、s1、激光器發射出短波長的激光，經過短焦距透鏡和長焦距透鏡組成的4-f系統的擴束鏡系統，對發射出的窄光束進行擴束；
18、s2、激光擴束完成后，經過微透鏡陣列，在微透鏡陣列的焦面生成多個焦點；
19、s3、通過遠心擴束鏡一使得各焦點間距擴大；
20、s4、各個焦點通道的光束可以直接通過短通二向色鏡，通過二向色鏡的光束經過遠心管鏡一，到達二維掃描振鏡的x鏡和y鏡；
21、s5、經過二維掃描振鏡的掃描后，光束通過掃描遠心場鏡實現第一次聚焦；
22、s6、聚焦完的光束分為兩路，每一路光強各分50％，一路在半透半反鏡處發生反射，轉向進入濾光片三，最后進入相機二進行記錄照明光斑大??；另一路則在半透半反鏡處發生透射，透射的光進入到遠心管鏡二進行無限遠校正后，再入射至顯微物鏡，最后生成多焦點光束照射到生物成像熒光樣品；
23、s7、照射到生物成像熒光樣品上的部分光會由于樣品的反射，將部分光反向依次通過顯微物鏡，遠心管鏡二，在半透半反鏡處發生反射，然后入射進入到濾光片二進行濾光，濾完后的圖像信息將使用相機一進行記錄；
24、s8、通過相機一和相機二的信息記錄，獲取后續圖像修復和自適應光強調節的矯正信息；
25、s9、照射到生物成像熒光樣品上的短波長照射光會激發樣品的熒光基團產生相對于照射光長波長的熒光，長波長的熒光光束反向依次通過顯微物鏡，遠心管鏡二，半透半反鏡，掃描遠心場鏡，二維掃描振鏡的x鏡和y鏡，遠心管鏡一，到達二向色鏡表面后，長波長的熒光光束將在二向色鏡處發生反射；
26、s10、反射后將通過遠心擴束鏡二縮短多通道光強信號的間距、同時通過濾光片一將光束中的原始發射出的短波長光束進行濾除、最終的熒光光強信息將由光電倍增管陣列探測進行共聚焦顯微成像。
27、上述的方法，可選的，系統總體控制模塊調動電動振鏡電機控制模塊，對二維振鏡進行掃描，實現光束的二維掃描；
28、通過相機采集模塊采集到的信息，在系統總體控制模塊中進行實時計算，通過計算結果判斷激光光強是否需要調整，需要調整則調用激光光強控制模塊對光強進行自適應調整；
29、多通道信號采集模塊采集到的信號將用于最終圖像的生成，圖像生成的過程中，使用相機采集模塊采集到的相關信息對最終生成的圖像進行校正和修復。
30、經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本專利技術提供了一種多通道自適應圖像校正修復的共聚焦顯微系統及方法，具有以下有益效果：1)本專利技術使用微透鏡陣列多個均勻間距的焦點光束，實現多光束的共聚焦掃描，大大提高了成像的掃描速度和成像效率；2)本專利技術引入了入射光場信息和反射光場信息實時監測，獲取相關信息用于對圖像進行修復校正和對激光發射光強的自適應控制調節，確保在不同條件下的最佳成像效果。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種多通道自適應圖像校正修復的共聚焦顯微系統，其特征在于，包括：光路系統和電路系統；
2.根據權利要求1所述的一種多通道自適應圖像校正修復的共聚焦顯微系統，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的一種多通道自適應圖像校正修復的共聚焦顯微系統，其特征在于，
4.根據權利要求1所述的一種多通道自適應圖像校正修復的共聚焦顯微系統，其特征在于，
5.根據權利要求1所述的一種多通道自適應圖像校正修復的共聚焦顯微系統，其特征在于，
6.根據權利要求1所述的一種多通道自適應圖像校正修復的共聚焦顯微系統，其特征在于，
7.根據權利要求1所述的一種多通道自適應圖像校正修復的共聚焦顯微系統，其特征在于，
8.一種多通道自適應圖像校正修復的共聚焦顯微方法，應用于權利要求1-7任一項所述的一種多通道自適應圖像校正修復的共聚焦顯微系統，包括：
9.根據權利要求8所述的一種多通道自適應圖像校正修復的共聚焦顯微方法，其特征在于，
【技術特征摘要】
1.一種多通道自適應圖像校正修復的共聚焦顯微系統，其特征在于，包括：光路系統和電路系統；
2.根據權利要求1所述的一種多通道自適應圖像校正修復的共聚焦顯微系統，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的一種多通道自適應圖像校正修復的共聚焦顯微系統，其特征在于，
4.根據權利要求1所述的一種多通道自適應圖像校正修復的共聚焦顯微系統，其特征在于，
5.根據權利要求1所述的一種多通道自適應圖像校正修復的共聚焦顯微...
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱楚洪，馬冬林，褚文學，周瀟，柯明，陳彥熹，
申請(專利權)人：中國人民解放軍陸軍軍醫大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。