便携式实时可调谐共聚焦显微系统的研究

摘要

共焦显微镜能无创地对厚的透明和半透明物质内的薄截面进行高分辨率、高对比度成像。采用共焦光学技术可观察组织表面200μm内的细胞精细结构与生物化学成份，因而非常适合于皮肤疾病的病理诊断。本文搭建了一套采用多面镜作为快轴、检流计作为慢轴的便携式实时可调谐共聚焦激光扫描显微镜，该系统能够实现人体皮肤组织的非侵入式无创成像。整个系统包括光学部分模块，扫描部分模块，同步电路和计算机处理模块及接口等部分。利用一个多面镜和检流计，可以对1.4mm×1.4mm的区域以10帧/s成1000×1000像素的像。本系统主体部分的三维尺寸为33×20×12cm3，重量仅有2.50 kg，具有较强的便携性。同时采用NI公司的PCI图像采集卡和LabVIEW软件对系统进行实时的控制与图像的采集存储，实现了每秒10帧、分辨率1000×1000，或者40帧每秒、分辨率500×500的实时视频图像。利用z轴的步进电机，轴向扫描分辨率可以达到3μm。NI公司的图像采集卡PCI-1410可以对雪崩式光电二极管(APD)获得的灰度信息和同步电路产生的水平和垂直同步信号进行处理，输出视频信号。利用3个步进电机拓展XYZ轴的成像范围，实现高分辨率的同时实现超大视场的三维成像。

目录

声明

摘要

1 概述

1．1 共聚焦显微技术概述

1．2 共聚焦技术的分类

1．3 国内外研究进展

1．4 本文的研究意义

1．5 本文结构安排

2 实时共聚焦显微系统的原理和技术指标

2．1 光路原理图

2．2 技术指标分析

2．3 本章小结

3 便携式实时可调谐共聚焦显微系统搭建

3．1 多面镜及其控制

3．2 检流计振镜及其驱动

3．3 光路模拟

3．4 装配体光路模拟

3．4．1 光源的定义

3．4．2 反射面参数设定

3．4．3 模拟透镜

3．5 仪器的便携性

3．6 本章小结

4 便携式实时共聚焦显微镜的同步控制

4．1 视频信号基础

4．1．1 视频扫描

4．1．2 模拟视频信号

4．2 便携式实时共聚焦系统的同步控制原理

4．3 时钟同步电路

4．4 本设计的优点

4．5 本章小结

5 本系统的分辨率测试和动物实验

5．1 分辨率的测量

5．2 动物实验

5．2．1 实验动物的准备

5．2．2 动物实验及其与病理切片的对比

5．3 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

在校学习期间发表的论文、专利及获奖