带有可定位成像头的共焦显微镜制造技术

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。

Confocal microscope with locatable imaging head

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】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。
本专利技术涉及一种共焦(confocal)显微镜，其具有安装到平台(platform)的可定位成像头(positionableimaginghead)，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。
技术介绍
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(CaliberImaging&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-positionablearm)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。
技术实现思路
因此，本专利技术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，本专利技术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(verticaldimension)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，使得本专利技术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(normalaxis)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(beamsplitter)，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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.12 US 62/4212701.一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...

【专利技术属性】
技术研发人员：AL克兰布，CC迪斯塔西奥，WJ福克斯，S里奇，SC沃特金斯，
申请(专利权)人：凯利博成像和诊断公司，
类型：发明
国别省市：美国,US