光纤共聚焦显微内窥镜活体内实时成像系统的设计和研究＊

殷 刚，周 军

（1.上海波汇通信科技有限公司，上海 201204；2.上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093）

引 言

众所周知，肿瘤是致使人类病亡的第二大病因，全球每年癌症死亡人数约为700万人。在现代医学中，临床上肿瘤诊断的主要手段是活体组织切片，据统计数据表明，全球每年有上亿次活体组织切片诊断，一般过程是用穿刺等方法在身体内取出活的组织切片，然后在显微镜下作病理诊断。此种方法给患者造成极大的痛苦，患者依从性较差，并且每次诊断需数天时间，医疗成本较高，此外制成的切片使细胞失去了生理状态，影响诊断准确度。与此同时，X光摄片、计算机X射线断层扫描技术（computed tomography，CT）、光学相干层析技术（optical coherence tomography，OCT）和核磁共振成像技术（magnetic resonance imaging，MRI）等医学影像学技术已经成为疾病诊断的常规手段，大大加快了诊断时间。但是，现有成像技术的分辨力较低，在癌症初期阶段，肿块较小不明显，现有成像技术由于分辨力限制很难实现肿瘤的早期诊断，从而错过了癌症治疗的最佳时期，给患者造成巨大的损失。

上述实际应用需求客观上推动了结合医学影像学技术的快速发展以及适合活体组织切片的高分辨力光纤共聚焦显微镜的研究开发。光纤共聚焦显微镜的光载体与医用软性纤维内窥镜一样，都是玻璃光纤，因此具有良好的柔软性和方便的操作性能。光纤共聚焦显微镜的优势在于它实际上是一种共聚焦显微镜：不仅用激光光源代替了纤维内窥镜的冷光源，而且具有复杂的光学成像子系统，即三维扫描系统、光束分离器、用于反射激光聚焦的小孔和一系列校正透镜组。……