多光谱荧光显微镜及其照明滤波器系统和观察系统技术方案

本发明专利技术涉及一种多光谱荧光成像的照明滤波器系统，其包括第一光学滤波器。本发明专利技术还涉及一种多光谱荧光成像的观察系统，其包括适于将光图像分成沿着第一光路的第一光部分和沿着第二光路的第二光部分的分束器。为了改进已知的照明滤波器系统和观察系统，因此这些系统仅利用一个光源来工作，能够同时捕获至少一个荧光信号和可见反射光的信号，并允许用于从被照明的物体获得不同图像的均匀照明，第一光学滤波器适于淬灭本发明专利技术的照明滤波器系统中的可见光谱内的至少一个荧光激发带的光，并且第一光部分包括在可见光谱中的至少一个荧光发射带，且第二光部分包括本发明专利技术的观察系统中的可见反射光。

Multispectral fluorescence microscope, illumination filter system and observation system thereof

The invention relates to an illumination filter system for multispectral fluorescence imaging, comprising a first optical filter. The invention also relates to an observation system for multispectral fluorescence imaging, comprising a beam splitter adapted to divide an optical image into a first light portion along the first light path and a second light portion along the second light path. In order to improve the known lighting filter system and observation system, so the system only uses a light source to work, to capture the signal at the same time at least one fluorescence signal and visible light, and allows for from the illuminated object to obtain uniform illumination of different images, with at least one light excitation fluorescent lighting visible spectrum filter the system first optical filter for quenching of the invention in the light, and the first part includes at least one fluorescence emission band in the visible spectrum of light, and the second part includes visible reflection light observation system of the present invention.

【技术实现步骤摘要】
多光谱荧光显微镜及其照明滤波器系统和观察系统
本专利技术涉及一种用于例如在诸如手术显微镜、特别是手术多光谱荧光显微镜之类的显微镜或内窥镜中进行的医学成像、特别是多光谱荧光成像的照明滤波器系统，所述照明滤波器系统包括第一光学滤波器。本专利技术还涉及一种用于例如在诸如手术显微镜、特别是手术多光谱荧光显微镜之类的显微镜或内窥镜中执行的医学成像、特别是多光谱荧光成像的观察系统，所述观察系统包括适于将光图像、比如从被照明物体接收的图像分成沿着第一光路的第一光部分和沿着第二光路的第二光部分的分束器。此外，本专利技术涉及包括这种照明滤波器系统和/或观察系统的医学成像装置，比如显微镜或内窥镜或手术显微镜、特别是手术多光谱荧光显微镜。本专利技术还涉及一种用于照明和观察物体的医学成像方法，例如显微镜术方法或内窥镜术方法，所述方法包括用照明光照明物体，其中从被照明物体接收的光图像被分成沿着第一光路的第一光部分和沿着第二光路的第二光部分。
技术介绍
例如从DeGrand和Frangioni的“Operationalnear-infraredfluorescenceimagingsystemprototypeforlargeanimalsurgery”(用于大型动物手术的操作的近红外荧光成像系统原型)，TechnologyinCancerResearch&Treatment(癌症研究与治疗技术)，第2卷，第6期，2003年12月，第1-10页中或者从Sato等人的“Developmentofanewhigh-resolutionintraoperativeimagingsystem(dual-imagevideoangiography,DIVA)tosimultaneouslyvisualizelightandnear-infraredfluorescenceimagesofindocyaninegreenangiography”(同时显现吲哚菁绿血管造影术的光和近红外荧光图像的新的高分辨率术中成像系统(双图像视频血管造影，DIVA)的开发)，ActaNeurochirurgica(2015)，第157卷，第1295-1301页中，可以知晓用于同时成像来自物体的荧光图像和反射可见光的彩色图像的显微镜系统。这些系统需要两个光源、针对每个光源的照明滤波器系统以及用于捕获从物体发射的荧光以及可见反射光的图像的观察系统。使用两个光源是设备密集的、昂贵的并且需要庞大的仪器。此外，这些系统由于使用两个光源而显现出照明的不均匀性，并且与这些系统一起每次只能使用一个荧光团。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是改进用于例如在诸如手术显微镜、特别是手术多光谱荧光显微镜之类的显微镜或内窥镜中所进行的医学成像、特别是多光谱荧光成像的已知照明滤波器系统和观察系统，因此这些系统仅利用一个光源来工作，能够同时捕获至少一个荧光信号和反射的可见光的信号，并允许用于从被照明的物体获得不同图像的均匀照明。对于最初提及的照明滤波器系统，该目的被实现，因为第一光学滤波器适于淬灭可见光谱内的至少一个荧光发射带的光。对于开头提及的观察系统，该目的被解决，因为分束器适于将光图像分成第一光部分和第二光部分，所述第一光部分包括沿着第一光路的可见光谱中的至少一个荧光发射带，所述第二光部分包括沿着第二光路的反射可见光。对于最初提及的成像方法，通过将从被照明物体接收到的光分成包括沿着第一光路的可见光谱中的至少一个荧光发射带的第一光部分和包括沿着第二光路的反射可见光的第二光部分来解决该问题。本专利技术的照明滤波器系统可以仅仅利用一个光源来同时捕获至少一个荧光信号和反射光的信号，因为第一光学滤波器仅淬灭可见光谱内的荧光发射带。在本申请的意义上，可见光谱是波长为390至780nm的光。这样，只有对应于荧光信号的波长即荧光发射带被移除，而其他波长的光、例如可见光和荧光激发光可以通过第一光学滤波器。这允许同时捕获来自照明系统所照明的物体的荧光信号和可见信号。由于包含了特定分束器，本专利技术的观察系统允许同时捕获来自所观察的物体的至少一个荧光信号以及物体的可见反射图像。这虑及了更加时间有效的观察，因为不需要一个接一个地捕获不同的荧光信号。这同样适用于本专利技术的成像方法。根据本专利技术的解决方案可以通过以下有利的特征来改进，这些有利的特征彼此独立并且可以独立地组合。此外，关于本专利技术装置进行描述的所有特征都可以被使用并且因此应用于本专利技术的显微镜术方法中。例如，本专利技术的照明滤波器系统可以适于多光谱成像，特别是多光谱荧光成像。照明滤波器系统可以适于多光谱荧光显微镜。这种多光谱荧光显微镜同时获取至少两个、优选地三个或更多个图像，比如例如两个或更多荧光信号，或者可见反射率图像以及至少两个荧光信号。前面的列举不是详尽的，并且照明滤波器系统可以很容易适配于要被获取的所需多光谱图像。根据照明滤波器系统的实施方式，第一光学滤波器可以适于淬灭波长为500-560nm的光和/或波长为620-650nm的光。波长为500-560nm的光对应于荧光素的发射光谱(或带)。波长为620-650nm的光对应于荧光团5-氨基酮戊酸(5-aminolevolinicacid)诱导的原卟啉IX(5-ALA/ppIX)的发射光谱。如果第一光学滤波器适于淬灭可见光谱内的至少两个荧光发射带的光，则可以与可见反射光的信号一起同时捕获至少两个荧光信号。第一光学滤波器可以适于淬灭在500-560nm的波长内的光和波长为620-650nm的光。利用这种滤波器，仅仅使用一个光源，可以与可见反射光的图像一起同时捕获荧光信号以及5-ALA/ppIX信号。在一个实施方式中，照明滤波器系统还可以包括适于衰减荧光激发带的光的第二光学滤波器。第二光学滤波器可以适于衰减波长为390-420nm的光和/或波长为750-800nm的光。使用适于衰减波长为390-420nm的光的第二光学滤波器，可以降低5-ALA/ppIX和荧光的激发带中的光的强度。当第二光学滤波器适于衰减波长为750-800nm的光时，可以降低吲哚菁绿(ICG)的激发带中的光的强度。第二光学滤波器可以用于避免对观察物体的不必要的损坏，这在手术显微镜中使用照明滤波器系统用于观察对荧光激发带范围内的光敏感的组织时可能是重要的。为了避免损坏组织，例如在仅捕获可见图像的情况下，第二光学滤波器可以与第一光学滤波器一起使用，或者代替第一光学滤波器而被使用。在一个实施方式中，第二光学滤波器可以被配置为从第一操作位置移动到第二操作位置，其中在第一操作位置中，第二光学滤波器与第一光学滤波器处于光通信中，在第二操作位置中，第二光学滤波器与第一光学滤波器不处于光通信中。如果在其第一操作位置中，则第一光学滤波器和第二光学滤波器处于光通信中，这意味着被引导到并通过第一光学滤波器的照明光随后在其第一操作位置遇到并通过第二光学滤波器。换句话说，表述“光通信”意味着沿着相同的光路布置的相应元件。用于将光束引导通过照明滤波器系统的光学滤波器的替代实施方式可以是可适用的。可以将第一光学滤波器和第二光学滤波器中的每一个配置成从第一操作位置可移动到第二操作位置，其中在第一操作位置中，光学滤波器与光源处于光通信中，在第二操作位置中，光学滤波器与光源不处于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于医学成像、特别是多光谱荧光成像的照明滤波器系统(2)，包括适于淬灭可见光谱内的至少一个荧光发射带(Em.1、Em.2)的光的第一光学滤波器(35)。

【技术特征摘要】
2016.02.15 EP 16155623.81.一种用于医学成像、特别是多光谱荧光成像的照明滤波器系统(2)，包括适于淬灭可见光谱内的至少一个荧光发射带(Em.1、Em.2)的光的第一光学滤波器(35)。2.根据权利要求1所述的照明滤波器系统(2)，其中，所述第一光学滤波器(35)适于淬灭波长为500-560nm的光和/或波长为620-650nm的光。3.根据权利要求1或2所述的照明滤波器系统(2)，还包括适于衰减至少一个荧光激发带(Ex.1、Ex.2)的光的第二光学滤波器(36)。4.根据权利要求3所述的照明滤波器系统(2)，其中，所述第二光学滤波器(36)适于衰减波长为390-420nm的光和/或波长为750-800nm的光。5.根据权利要求3或4所述的照明滤波器系统(2)，其中，所述第二光学滤波器(36)被配置为从第一操作位置(37)移动到第二操作位置(38)，其中，在所述第一操作位置(37)中，所述第二光学滤波器(36)与所述第一光学滤波器(35)处于光通信中，在所述第二操作位置(38)中，所述第二光学滤波器(36)与所述第一光学滤波器(35)不处于光通信中。6.根据权利要求1至5中任一项所述的照明滤波器系统(2)，其中，所述第一光学滤波器(35)是带阻滤波器，其适于透射除了在可见光谱中的淬灭荧光发射带(Em.1、Em.2)之外的荧光激发带(Ex.1、Ex.2)和可见光。7.根据权利要求3至6中任一项所述的照明滤波器系统(2)，其中，所述第二光学滤波器(36)是带阻滤波器，其适于透射除了衰减的荧光激发带(Ex.1、Ex.2)之外的所有波长的可见光。8.根据权利要求3至7中任一项所述的照明滤波器系统(2)，其中，所述第二光学滤波器(36)包括空间带阻滤波器图案(43)，所述空间带阻滤波器图案(43)具有在所述第二光学滤波器(36)上的第一照明路径(...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·库斯特，G·塞梅利斯，
申请(专利权)人：徕卡仪器新加坡有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG