【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及仪器设备，尤其涉及一种多通道自适应图像校正修复的共聚焦显微系统及方法。
技术介绍
1、共聚焦显微镜是一种高分辨率成像技术，广泛应用于生物学、材料科学和医学研究。与传统显微镜相比，共聚焦显微镜通过点扫描和光学切片技术，能获得更高的图像清晰度和对比度。这种显微镜使用点光源照射样品，通过针孔滤除非焦平面的散射光，从而实现样品的三维重建和多层次成像。随着激光扫描技术、荧光染料标记以及高灵敏度的光电检测器的发展，使得共聚焦显微镜成为现代科学研究中不可或缺的工具。
2、传统的共聚焦显微镜中在长时间成像过程中，机械振动和热膨胀等因素会引起图像漂移和畸变。当显微镜长时间运行时，温度等环境因素变化会导致机械部件发生热膨胀，使光学路径产生微小的变化，从而引起图像的漂移。同样，在显微镜使用环境中的机械振动，例如来自附近设备的震动，也会对显微镜的稳定性产生影响。这些因素共同作用，导致图像的对准出现偏差，影响成像的稳定性和精度。
3、传统的单通道共聚焦显微镜系统缺乏实时校正技术，无法及时补偿由于机械振动和热膨胀引起的图像偏移，这极大地影响了图像的稳定性和准确性。
4、传统单通道共聚焦显微镜中还存在光强控制的问题。通常情况下，显微镜使用相同的光强进行长时间曝光，以获取清晰的图像。然而，这种方法会导致荧光染料的快速漂白，荧光信号随时间迅速衰减，最终导致图像质量下降。同时，长时间的高强度光照射还会对样品造成光毒性损伤，尤其是在活细胞和生物组织成像中，这种光毒性会导致细胞死亡或功能受损。传统单通道共聚焦显微镜通常
5、因此，提出一种多通道自适应图像校正修复的共聚焦显微系统及方法，来解决现有技术存在的困难，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种多通道自适应图像校正修复的共聚焦显微系统及方法，可以实现长时程、高质量的共聚焦显微观察。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种多通道自适应图像校正修复的共聚焦显微系统，包括：光路系统和电路系统；
4、光路系统包括：激光器，基于4-f系统的扩束镜系统，产生多焦点通道的微透镜阵列，远心扩束镜一，二向色镜，远心扩束镜二，滤光片一、滤光片二、滤光片三，光强探测阵列，远心管镜一和远心管镜二，扫描电动振镜及扫描远心场镜，半透半反镜，相机一和相机二，显微物镜；
5、电路系统包括：系统总体控制模块，激光光强控制模块，电动振镜电机控制模块，相机采集模块，多通道信号采集模块，系统总体控制模块分别与电动振镜电机控制模块、相机采集模块和多通道信号采集模块双向连接，与激光光强控制模块单向连接。
6、上述的系统，可选的，激光器是任意单色波长的激光器或多色波长可调谐激光器。
7、上述的系统，可选的，基于4-f系统的扩束镜系统由短焦距透镜和长焦距透镜组成的。
8、上述的系统，可选的，分离原始激光和荧光信号的二向色镜是短通二向色镜，用于分离原始激光和荧光信号。
9、上述的系统，可选的，相机一和相机二是ccd相机，cmos相机或其他可探测光场信息的光电探测器阵列。
10、上述的系统，可选的，光强探测阵列为光电倍增管阵列，用于采集共聚焦显微镜信号。
11、上述的系统，可选的，激光光强控制模块控制初始发射光强；
12、电动振镜电机控制模块实现对光束的扫描，进行二维的扫描成像；
13、多通道信号采集模块对光强探测器阵列进行光强数据采集；
14、相机采集模块采集实时照明数据传递至总体控制模块；
15、总体控制模块进行数据与图像分析，对光强数据恢复的图像进行相关校正与修复，同时针对光漂白程度，调用激光光强控制模块进行光强自适应调节。
16、一种多通道自适应图像校正修复的共聚焦显微方法，包括：
17、s1、激光器发射出短波长的激光，经过短焦距透镜和长焦距透镜组成的4-f系统的扩束镜系统，对发射出的窄光束进行扩束；
18、s2、激光扩束完成后，经过微透镜阵列，在微透镜阵列的焦面生成多个焦点；
19、s3、通过远心扩束镜一使得各焦点间距扩大；
20、s4、各个焦点通道的光束可以直接通过短通二向色镜，通过二向色镜的光束经过远心管镜一，到达二维扫描振镜的x镜和y镜；
21、s5、经过二维扫描振镜的扫描后，光束通过扫描远心场镜实现第一次聚焦；
22、s6、聚焦完的光束分为两路，每一路光强各分50％，一路在半透半反镜处发生反射，转向进入滤光片三，最后进入相机二进行记录照明光斑大小；另一路则在半透半反镜处发生透射，透射的光进入到远心管镜二进行无限远校正后，再入射至显微物镜，最后生成多焦点光束照射到生物成像荧光样品；
23、s7、照射到生物成像荧光样品上的部分光会由于样品的反射，将部分光反向依次通过显微物镜，远心管镜二，在半透半反镜处发生反射，然后入射进入到滤光片二进行滤光，滤完后的图像信息将使用相机一进行记录；
24、s8、通过相机一和相机二的信息记录，获取后续图像修复和自适应光强调节的矫正信息；
25、s9、照射到生物成像荧光样品上的短波长照射光会激发样品的荧光基团产生相对于照射光长波长的荧光，长波长的荧光光束反向依次通过显微物镜，远心管镜二，半透半反镜，扫描远心场镜，二维扫描振镜的x镜和y镜，远心管镜一，到达二向色镜表面后，长波长的荧光光束将在二向色镜处发生反射；
26、s10、反射后将通过远心扩束镜二缩短多通道光强信号的间距、同时通过滤光片一将光束中的原始发射出的短波长光束进行滤除、最终的荧光光强信息将由光电倍增管阵列探测进行共聚焦显微成像。
27、上述的方法，可选的，系统总体控制模块调动电动振镜电机控制模块，对二维振镜进行扫描，实现光束的二维扫描；
28、通过相机采集模块采集到的信息，在系统总体控制模块中进行实时计算，通过计算结果判断激光光强是否需要调整，需要调整则调用激光光强控制模块对光强进行自适应调整；
29、多通道信号采集模块采集到的信号将用于最终图像的生成，图像生成的过程中，使用相机采集模块采集到的相关信息对最终生成的图像进行校正和修复。
30、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术提供了一种多通道自适应图像校正修复的共聚焦显微系统及方法，具有以下有益效果：1)本专利技术使用微透镜阵列多个均匀间距的焦点光束，实现多光束的共聚焦扫描，大大提高了成像的扫描速度和成像效率；2)本专利技术引入了入射光场信息和反射光场信息实时监测，获取相关信息用于对图像进行修复校正和对激光发射光强的自适应控制调节，确保在不同条件下的最佳成像效果。
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1.一种多通道自适应图像校正修复的共聚焦显微系统，其特征在于，包括：光路系统和电路系统；
2.根据权利要求1所述的一种多通道自适应图像校正修复的共聚焦显微系统，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种多通道自适应图像校正修复的共聚焦显微系统，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的一种多通道自适应图像校正修复的共聚焦显微系统，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的一种多通道自适应图像校正修复的共聚焦显微系统，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的一种多通道自适应图像校正修复的共聚焦显微系统，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的一种多通道自适应图像校正修复的共聚焦显微系统，其特征在于，
8.一种多通道自适应图像校正修复的共聚焦显微方法，应用于权利要求1-7任一项所述的一种多通道自适应图像校正修复的共聚焦显微系统，包括：
9.根据权利要求8所述的一种多通道自适应图像校正修复的共聚焦显微方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种多通道自适应图像校正修复的共聚焦显微系统，其特征在于，包括：光路系统和电路系统；
2.根据权利要求1所述的一种多通道自适应图像校正修复的共聚焦显微系统，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种多通道自适应图像校正修复的共聚焦显微系统，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的一种多通道自适应图像校正修复的共聚焦显微系统，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的一种多通道自适应图像校正修复的共聚焦显微...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱楚洪，马冬林，褚文学，周潇，柯明，陈彦熹，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军军医大学，
类型：发明
国别省市：
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