共聚焦激光扫描（荧光）显微镜
激光扫描共聚焦显微镜(laser scanning confocal microscope LSCM)是20世纪80年代发展起来的一项 具有划时代意义的高科技新产品，是当今世界最先进 的细胞生物学分析仪器。激光共聚焦显微镜利用激光 作为光源，在传统光学显微镜基础上采用共轭聚焦的 原理和装置，以及通过针孔的选择和PMT的收集，并 带有一套对其所观察到的对象进行数字图像分析处理 的系统软件。与传统光学显微镜相比，它具有更高的 分辨率，实现多重荧光的同时观察并可形成清晰的三 维图象等优点。所以它问世以来在生物学的研究领域 中得到了广泛应用。
光学低相干反射测量技术（OLCR） OLCR最早形成于七十年代，它利用低相干光干涉原 理测量反射光的幅度和相对相位，从而获取传输介 质的内部信息。 用途：集成光纤器件的特征或瑕疵检测。
1991年，美国的麻省理工学 院的J. G. Fujimoto和D. Hu ang等人成功地开发了光学 相干层析成像技术，该技术 结合了共焦显微术和低相干 光的外差探测技术，通过快 速扫描实现二维或三维层析 成像。
How a Confocal Image is Formed
Pinhole 1
Specimen
Pinhole 2
Condenser Lens
Hale Waihona Puke Objective Lens
Detector
Modified from: Handbook of Biological Confocal Microscopy. J.B.Pawley, Plennum Press, 1989
In vivo fiber-optic confocal reflectance microscope with an injection-molded plastic miniature objective lens
Fibered Confocal Fluorescence Microscopy
共聚焦激光扫描显微镜
共聚焦激光扫描显微镜(Confocal Laser Scanning Microscope ,CLSM) 是1987年面世并 发展起来的一种先进的细胞生物学分析仪器,是 一项具有划时代意义的高科技新产品,是近代生 物医学图像分析仪器最重要的发展之一,有细胞 “CT”之称。成为形态学、分子细胞生物学、神 经科学、药理学、遗传学等领域中新一代较有力 的研究工具。
OCT将激光技术、超灵敏光电探测、精密自动控制和计算机图 像处理等多项技术综合为一体。
光学相干层析成像（Optical Coherence Tomography, OCT）作为 一种全新的光学层析成像技术，以其无辐射、非侵入、高分辨 率及高探测灵敏度等特点，在临床医学领域具有巨大的发展前 景。
发展历史
Emission Filter
Emission Filter
Emission Pinhole
原理示意图
光源（激光） 二色镜。 物镜 样品 针孔 检测仪 共焦显微镜的最大优点是可以只 从一个平面收集光。 针孔同焦平面成对（即共焦）， 使得来自焦平面以外的光远离检 测仪。 激光扫描显微镜按顺序一点一点 地、一行一行地扫描样品，将象 素资料合成一个图象。通过移动 焦平面，单个图象（光限幅）可 以放在一起，形成可以以后进行 数字处理的三维栈。
基于共聚焦原理的皮肤在体三维成像技术
探测器 激光束
小孔
聚焦透镜 分光器
光学扫描 物镜
组织样品
Quarter Wave Plate 窗口
色素痣
A 明亮的黑素细胞巢围绕真 皮乳头呈圆形或椭圆形分布， 细胞形态规则，大小及明亮度 均一。细胞间有间隔。
B
对皮肤疾病的治疗与疗效评估需 要先进的皮肤诊断技术
v
平面反射镜
宽带光源
分束板 探测器
组织样品
光学低相干层析成像（OCT）
背景
生物医学光子学是光学与生命科学相互交叉、相互 渗透的一个边缘学科，是关于光辐射与生物组织之 间相互作用的学问。
光学技术在生物医学中应用由来已久，早在17世纪， 光学显微镜的发明将医学研究提高到细胞形态学水 平。
二十世纪七十年代之后，激光技术已成为临床治疗的有 效手段：激光诊断(以激光作为信息载体) 激光纤维内窥镜； 激光扫描共焦显微镜； 激光多普勒血流计； 激光光谱诊断技术；
1. 无创、原位、动态、即时 2. 对可疑皮损部位可进行多次、重复观察 3. 提供客观、量化的评估指标
皮肤影像学
内窥式激光共聚焦显微镜
横向分辨率为 3.1um；轴向 分辨率为 16.6um
J。Knitrtel et. al. optics communications 188(2001)267-273
Fluorescent Microscope
Arc Lamp
Confocal Microscope
Laser
Excitation Diaphragm Excitation Filter
Ocular
Excitation Pinhole Excitation Filter
PMT
Objective
Objective
Excitation Filter Ocular
Emission Filter
Confocal microscopy
Confocal Principle
Objective
Laser Excitation Pinhole
Excitation Filter PMT
Emission Filter Emission Pinhole
共聚焦显微镜的优点
减少由于光散射产生的图像模糊 增加有效分辨率 提高信噪比 厚标本的清楚细查 Z轴扫描 可以实现数字放大倍率的调节
Wide-field microscopy
Fluorescent Microscope
Objective
Arc Lamp Excitation Diaphragm
激光治疗(以激光作为能量载体) 光动力疗法治癌； 激光外科手术； 准分子激光角膜成形术；等
简介
进入二十世纪九十年代，由于医学对无辐射损伤、高分辨率层 析成像的需求，光学相干层析成像技术（OCT，Optical Cohere nce Tomography）孕育而生，并逐渐成为该领域的研究热点。
OCT是继超声、X射线、核磁共振等层析成像技术之后，又一 种新型的层析成像技术。