本實用新型涉及光學成像技術領域，尤其是涉及一種皮膚疾病多模態成像檢測系統。
背景技術：
皮膚計算機斷層掃描成像，也稱皮膚共聚焦、皮膚CT是皮膚疾病檢測的重要工具。目前主要采用共聚焦原理，以激光點光源代替寬場光源照明樣品，同時在探測器前使用針孔形成點探測，照明點與探測點相對于物鏡焦平面共軛。焦平面以外的點不會在探測點處成像，這樣可有效抑制雜散光的影響。通過振鏡或位移臺等掃描機構，形成空間上三維掃描成像，通過對圖像的三維重建獲得樣品三維圖像。
但是，采用共聚焦成像方法有寫不足之處：1)采用的激光波長相對較少，由于皮膚組分的多樣性，各種成分對不同波長光波的吸收反射特性存在較大差異，會導致采用不同波長時的成像效果不同，波長少則無法對特定的皮膚組分實現最佳的成像效果；2)成像深度不足。皮膚共聚焦成像具有一定的成像深度，但最大仍只能到500μm左右，僅能應用于在體觀察表皮和真皮淺層，隨著成像深度的增加，其空間分辨率顯著降低，這限制了共聚焦成像在皮膚疾病診斷中的應用。
光聲成像是近年來迅速發展的一種新型無損醫學成像方法，基于生物組織內部光學吸收差異、以超聲作為媒介的無損生物光子成像方法。它結合了純光學成像的高對比度特性和純超聲成像的高穿透深度特性，以超聲探測器探測光聲波代替光學成像中的光子檢測，從原理上避開了光學散射的影響，可以提供高對比度和高分辨率的組織影像，突破了高分辨率光學成像深度“軟極限”(1mm)，可實現50mm的深層活體內組織成像。但是，其成像速度比共聚焦慢，分辨率比共聚焦差。
雖然，在皮膚疾病的檢查診斷方面，雖然出現了多種皮膚影像技術手段，但均存在各自的缺點。此外，由于皮膚組織結構的復雜性、成分的多樣性，單一模態成像能夠提供的信息相對較少，無法滿足實際需求。
因此，將高光譜成像技術、反射式共聚焦成像技術和光聲成像技術三者進行系統集成創新，形成多模態光學成像系統，彌補單一模態成像在皮膚診斷方面的不足，已經迫在眉睫。
技術實現要素：
本實用新型的目的是：提供一種皮膚疾病多模態成像檢測系統，該皮膚疾病多模態成像檢測系統將高光譜成像技術、反射式共聚焦成像技術和光聲成像技術三者進行系統集成，形成多模態光學成像系統，彌補單一模態成像在皮膚診斷方面的不足。
本實用新型的技術方案是：一種皮膚疾病多模態成像檢測系統，包括高光譜成像單元、反射式共聚焦成像單元、光學成像單元及控制單元；
所述高光譜成像單元包括：超連續譜激光器和聲光可調諧濾波器，所述超連續譜激光器發出寬波段的光波進入所述聲光可調諧濾波器，所述聲光可調諧濾波器可選擇一種或幾種波長通過；
所述反射式共聚焦成像單元包括：第一1/2波片、PBS棱鏡、XY檢流計掃描振鏡、中繼鏡頭、共振振鏡、中掃描透鏡、筒鏡、大數值孔徑物鏡、成像聚焦鏡頭、針孔、光電倍增管及第一放大器；
所述光學成像單元包括：激光器、第二1/2波片、可切換反射鏡、PBS棱鏡、XY檢流計掃描振鏡、中繼鏡頭、共振振鏡、中掃描透鏡、筒鏡、小數值孔徑物鏡、環形超聲換能器及第二放大器；
所述反射式共聚焦成像單元的工作方式為：所述聲光可調諧濾波器出射的光束經所述第一1/2波片后轉變為S向偏振光，所述S向偏振光經所述PBS棱鏡反射后再經所述XY檢流計掃描振鏡、中繼鏡頭后進入所述共振振鏡，經所述共振振鏡行掃描后的光束，依次經所述中掃描透鏡、筒鏡和大數值孔徑物鏡后聚焦于皮膚組織樣品上；所述皮膚組織樣品反射或散射信號依次經所述大數值孔徑物、筒鏡和中掃描透鏡后進入所述共振振鏡，所述信號經所述共振振鏡行掃描后再依次經所述中繼鏡頭、XY檢流計掃描振鏡后，進入所述PBS棱鏡，所述信號中的P光透射所述PBS棱鏡并經所述成像聚焦鏡頭聚焦于所述針孔處，透過上述針孔的光束被所述光電倍增管接收并轉換為第一電信號，所述第一電信號經所述第一放大器放大，由所述控制單元采集并圖像重建獲得組織的共聚焦圖像；
所述光學成像單元的工作方式為：所述激光器出射的納秒脈沖激光光束經所述第二1/2波片后轉變為P向偏振光，所述P向偏振光束經所述可切換反射鏡切換進入所述PBS棱鏡，經所述PBS棱鏡透射的P向偏振光束通過所述XY檢流計掃描振鏡掃描后再依次經所述中繼鏡頭、共振振鏡、中掃描透鏡、筒鏡、小數值孔徑物鏡后聚焦于皮膚組織樣品上；所述皮膚組織樣品吸收光波后產生光聲信號，所述環形超聲換能器將所述光聲信號轉換為第二電信號，所述第二電信號經過所述第二放大器放大并由所述控制單元采集數據后生成組織的光聲圖像。
下面對上述技術方案進一步解釋：
所述XY檢流計掃描振鏡包括X振鏡和所述Y振鏡，在所述反射式共聚焦成像單元工作時，所述X振鏡保持靜止和所述Y振鏡進行掃描。
在所述光學成像單元工作時，所述共振振鏡保持靜止。
所述大數值孔徑物鏡的孔徑范圍在1.0-1.4之間，所述小數值孔徑物鏡的孔徑范圍在0.3-1.0之間。
所述控制單元信號連接于所述超連續譜激光器、聲光可調諧濾波器、XY檢流計掃描振鏡、共振振鏡及激光器。
還包括信號連接于所述控制單元的顯示單元。
本實用新型的優點是：
本實用新型提供的皮膚疾病多模態成像檢測系統，采用超連續譜激光器，針對特定皮膚組織選取不同波長，獲得高光譜高分辨率共聚焦成像，同時結合光聲技術成像深度大的特點，將高光譜成像技術、反射式共聚焦成像技術和光聲成像技術三者進行系統集成，形成多模態光學成像系統，彌補了單一模態成像在皮膚診斷方面的不足，與單一模態技術相比，多模態技術提供更完整的信息，提高皮膚疾病診斷的敏感性、準確性和特異性等，實現高光譜、高分辨、高速、深層皮膚疾病診斷的多模態光學分子影像，為皮膚疾病的診斷和臨床研究提供了新的技術手段，有利于皮膚病診斷水平的提高，同時可以指導皮膚病手術，對皮膚病藥物治療提供客觀評價。
附圖說明
圖1為本實用新型實施例提供的皮膚疾病多模態成像檢測系統結構示意圖。
其中：超連續譜激光器1和聲光可調諧濾波器2、第一1/2波片3、PBS棱鏡4、XY檢流計掃描振鏡5、中繼鏡頭6、共振振鏡7、中掃描透鏡8、筒鏡9、大數值孔徑物鏡10、皮膚組織樣品11、成像聚焦鏡頭12、針孔13、光電倍增管14、第一放大器15、控制單元16、激光器17、第二1/2波片18、可切換反射鏡19、小數值孔徑物鏡20、環形超聲換能器21及第二放大器22。
具體實施方式
請參考圖1，為本實用新型實施例提供的皮膚疾病多模態成像檢測系包括高光譜成像單元、反射式共聚焦成像單元、光學成像單元、控制單元及顯示單元。
其中，所述高光譜成像單元包括：超連續譜激光器1和聲光可調諧濾波器2，所述超連續譜激光器1發出寬波段的光波進入所述聲光可調諧濾波器2，所述聲光可調諧濾波器2可選擇一種或幾種波長通過；
可以理解，超連續譜激光器1和聲光可調諧濾波器2(Acousto-optic Turnable Filter，AOTF)組成一個快速波長選擇和切換子系統，超連續譜激光器1發出寬波段的光波，AOTF在其中的波長范圍內快速選擇一種或幾種波長通過，這樣可以根據具體檢測的皮膚位置或病變成分選擇一些特殊的波長進行成像，以實現對特定皮膚成分的圖像增強。
所述反射式共聚焦成像單元包括：第一1/2波片3、PBS棱鏡4、XY檢流計掃描振鏡5、中繼鏡頭6、共振振鏡7、中掃描透鏡8、筒鏡9、大數值孔徑物鏡10、成像聚焦鏡頭12、針孔13、光電倍增管14及第一放大器15；
所述反射式共聚焦成像單元的工作方式為：所述聲光可調諧濾波器2出射的光束經所述第一1/2波片3后轉變為S向偏振光，所述S向偏振光經所述PBS棱鏡4反射后再經所述XY檢流計掃描振鏡5、中繼鏡頭6后進入所述共振振鏡7，經所述共振振鏡7行掃描后的光束，依次經所述中掃描透鏡8、筒鏡9和大數值孔徑物鏡10后聚焦于皮膚組織樣品11上；所述皮膚組織樣品11反射或散射信號依次經所述大數值孔徑物鏡10、筒鏡9和中掃描透鏡8后進入所述共振振鏡7，所述信號經所述共振振鏡7行掃描后再依次經所述中繼鏡頭6、XY檢流計掃描振鏡5后，進入所述PBS棱鏡4，所述信號中的P光透射所述PBS棱鏡4并經所述成像聚焦鏡頭12聚焦于所述針孔13處，透過所述針孔13的光束被所述光電倍增管14接收并轉換為第一電信號，所述第一電信號經所述第一放大器15放大，由所述控制單元16采集并圖像重建獲得組織的共聚焦圖像；
可以理解，所述大數值孔徑物鏡10沿光軸可適量移動，每移動一個位置可得到一個層面上的共聚焦圖像，經過圖像重建可以得到皮膚組織的三維圖像。
優選地，XY檢流計掃描振鏡單元5包括X振鏡和所述Y振鏡，其中，X振鏡掃描速度較快，可以起到行掃描作用，Y振鏡掃描速度較慢，可以起到列掃描作用，在上述反射式共聚焦成像模式下，X振鏡保持靜止，Y振鏡掃描。
所述光學成像單元包括：激光器17、第二1/2波片18、可切換反射鏡19、PBS棱鏡4、XY檢流計掃描振鏡5、中繼鏡頭6、共振振鏡7、中掃描透鏡8、筒鏡9、小數值孔徑物鏡20、環形超聲換能器21及第二放大器22；
所述光學成像單元的工作方式為：所述激光器17出射的納秒脈沖激光光束經所述第二1/2波片18后轉變為P向偏振光，所述P向偏振光束經所述可切換反射鏡19切換進入所述PBS棱鏡4，經所述PBS棱鏡4透射的P向偏振光束通過所述XY檢流計掃描振鏡5掃描后再依次經所述中繼鏡頭6、共振振鏡7、中掃描透鏡8、筒鏡9、小數值孔徑物鏡20后聚焦于皮膚組織樣品上；所述皮膚組織樣品吸收光波后產生光聲信號，所述環形超聲換能器21將所述光聲信號轉換為第二電信號，所述第二電信號經過所述第二放大器22放大并由所述控制單元16采集數據后生成組織的光聲圖像。
優選地，在上述光聲成像過程中共振振鏡7保持靜止，只有XY檢流計掃描振鏡5掃描。
優選地，所述大數值孔徑物鏡的孔徑范圍在1.0-1.4之間，所述小數值孔徑物鏡的孔徑范圍在0.3-1.0之間。
所述控制單元16還信號連接于所述超連續譜激光器1、聲光可調諧濾波器2、XY檢流計掃描振鏡5、共振振鏡7及激光器17。所述控制單元16優選為電子控制箱。
可以理解，控制單元16可以控制超連續譜激光器1和激光器17的開關、功率、記錄同步信號等；還可以控制聲光可調諧濾波器2進行波長選擇，并對選擇出的激光進行功率調節；同時，還可以控制XY檢流計掃描振鏡5、共振振鏡7，設置掃描方式、范圍，采樣頻率等；并通過控制采集第一放大器15和第二放大器22輸出的電信號，進行圖像重建生成共聚焦圖像和光聲圖像，及將圖像輸出到顯示單元23上。優選地，所述顯示單元23為顯示器。
本實用新型提供的皮膚疾病多模態成像檢測系統，采用超連續譜激光器，針對特定皮膚組織選取不同波長，獲得高光譜高分辨率共聚焦成像，同時結合光聲技術成像深度大的特點，將高光譜成像技術、反射式共聚焦成像技術和光聲成像技術三者進行系統集成，形成多模態光學成像系統，彌補了單一模態成像在皮膚診斷方面的不足，與單一模態技術相比，多模態技術提供更完整的信息，提高皮膚疾病診斷的敏感性、準確性和特異性等，實現高光譜、高分辨、高速、深層皮膚疾病診斷的多模態光學分子影像，為皮膚疾病的診斷和臨床研究提供了新的技術手段，有利于皮膚病診斷水平的提高，同時可以指導皮膚病手術，對皮膚病藥物治療提供客觀評價。
當然本實用新型的皮膚疾病多模態成像檢測系統還可具有多種變換及改型，并不局限于上述實施方式的具體結構?？傊緦嵱眯滦偷谋Ｗo范圍應包括那些對于本領域普通技術人員來說顯而易見的變換或替代以及改型。