OCT成像方法、OCT成像导管及OCT系统与流程

本发明涉及oct成像领域，特别是一种oct成像方法、oct成像导管及oct系统。

背景技术：

血管内超声(ivus)占主导地位的血管内成像技术已经20多年了，帮助医生更好地了解血管生物学和指导介入手术，并提供有关动脉粥样硬化进展等情况。超声波技术是测量超声波回声延迟，分辨率在100至150微米之间，远远不足以对血管内斑块特性做出正确评估。为了突破超声波成像的限制，开发出了高分辨率的光学相干断层扫描oct成像技术。oct测量的是散射光波相位的延迟，因此大大提高了空间分辨率，深度方向的分辨率在10微米左右，是常规ivus的10倍，是目前唯一能精确测量纤维帽厚度及观察斑块内微血管的成像技术。由于oct测量的是相对于参考臂的相位延迟，而成像导管的长度在几个毫米甚至二十毫米内各不相同，因此，每次连接导管时都要扫描参考臂，找到匹配导管长度的参考臂长度，明显地增加了手术时间。

专利文献1公开的一种超细oct成像导管包括接插口，进注段，中枢管，介入段；导管上端设有中枢管；所述中枢管分别与接插口、进注段与介入段相连；所述接插口与oct设备相连；所述进注段与注射装置相连；所述介入段最外层为外护管，所述外护管前端设有导丝孔。该专利降低了导管直径尺寸，可以使导管能够通过全身的微血管腔道，但oct设备需要扫描导管的长度才能进行oct成像。

专利文献2公开的一种oct内窥镜成像装置包括带有oct成像系统的内窥镜，所述oct成像系统包括光源i、混合器、探测器、参考臂和样品臂；所述混合器输入端通过光纤或空间光路与所述光源i的输出端连接，其输出端通过光纤或空间光路分别连接到所述参考臂和样品臂；所述探测器输入端通过光纤或空间光路连接到所述混合器输出端，其输出端和光源i的另一输出端分别与计算控制单元的输入端连接；所述计算控制单元的输出端连接到所述样品臂的输入端。该专利采用了oct技术与内窥镜相结合，但参考臂的设置需要扫描探测器输入端，浪费成像时间和由于扫描精度误差导致的图像精度下降。

因此，设计一种可自动设置oct参考臂长度，节省oct成像时间且提高图像精度的oct成像方法、oct成像导管及oct系统是本领域所需要的。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：中国专利公开cn106691405a号

专利文献2：中国专利公开cn102846302a号

技术实现要素：

发明要解决的问题

如上所述，现有技术中的oct成像需要通过扫描测量oct成像导管的长度以设置参考臂长度，而扫描oct成像导管浪费时间且测量精度导致误差使得成像精度下降，且无法识别oct成像导管，安全性差。

解决问题的方案

本发明人等为了达成上述目的而进行了深入研究，具体而言，在本发明的第一方面，一种oct成像方法包括下述步骤：

oct成像导管的外接头连接oct系统中的机械传动装置，所述机械传动装置读取设在所述外接头上的芯片数据，所述数据包括oct成像导管的导管长度。

oct系统中的相干光源透过光纤分束器分为一路用于检测组织的第一光信号和一路用于作为参考的第二光信号，所述oct系统基于读取的所述导管长度自动设置所述第二光信号的参考臂臂长以相干检测第一光信号。

机械传动装置致动所述oct成像导管旋转和轴向移动进行横向和轴向扫描以建立组织的空间图像。

在所述的oct成像方法中，oct系统通过调节光延时线长度使得参考臂臂长等于读取的所述导管长度与所述机械传动装置的光路长度之和。

在所述的oct成像方法中，所述数据还包括oct成像导管直径、透镜焦距、型号、id号码、插入损耗、生产地、生产日期和/或使用信息，其中，使用信息包括时间信息、使用单位、手术医生和/或病人姓名，所述机械传动装置读取设在所述外接头上的芯片数据以识别所述oct成像导管。

本发明的另一方面，一种实施所述oct成像方法的oct成像导管包括内导管和外导管，所述内导管固定连接光纤接头，所述内导管包括力矩弹簧和经由力矩弹簧旋转的光纤探头，所述光纤探头包括单模光纤和光纤透镜。

所述外导管顶端设有用于穿过导丝的通孔和外导管的另一端连接外接头，所述外接头设有芯片和连接件，所述连接件连接外接头和用于驱动oct成像导管旋转和回撤的机械传动装置，其中，所述芯片的数据包括oct成像导管的导管长度，当机械传动装置连接所述外接头时，所述芯片的数据被所述机械传动装置读取。

在所述的oct成像导管中，所述芯片为无源芯片或以rf的形式发射数据的有源芯片。

在所述的oct成像导管中，所述芯片为是二维码或条纹码，所述机械传动装置设有读取二维码或条纹码的扫描装置。

在所述的oct成像导管中，所述连接件包括对称的机械卡紧内模块和/或八角形对称的机械卡紧外模块，所述外接头设有防滑纹。

在所述的oct成像导管中，所述外导管顶部为柔性锥形状，所述外导管设有显影标记和/或光学窗口。

根据本发明的又一方面，一种实施所述oct成像方法的oct系统包括光学装置、所述的oct成像导管和基于第一光信号建立组织空间图像的数据处理装置，光学装置包括相干光源、光纤分束器和用于驱动oct成像导管旋转和回撤的机械传动装置，当机械传动装置连接oct成像导管的外接头时，芯片的数据被所述机械传动装置读取，所述oct系统基于读取的所述导管长度自动设置所述第二光信号的参考臂臂长以相干检测第一光信号。

机械传动装置致动所述oct成像导管旋转和轴向移动进行横向和轴向扫描并发送第一光信号到所述数据处理装置以建立组织的空间图像。

在所述的oct系统中，数据处理装置包括用于相干检测的光电探测器、模数转换器和3d成像重建单元。

发明的效果

根据本发明的oct成像方法、oct成像导管及其oct系统，本发明首创地在oct成像导管设置芯片，芯片含有导管参数，可以节省oct成像时间，避免扫描产生的误差，进一步提高空间图像的精度，还具有防伪作用、记录导管使用情况，或防止导管重复或错误使用的效果，进一步提高oct成像的安全性。本发明的技术方案克服了现有技术的技术缺陷，取得了显著的技术效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。

附图说明

[图1]示出了本发明的一个实施例的oct成像方法的步骤示意图。

[图2]示出了本发明的一个实施例的oct成像导管的立体结构示意图。

[图3]示出了本发明的另一个实施例的oct成像导管的结构示意图。

[图4]示出了本发明的一个实施例的oct成像系统的结构示意图。

符号说明

1、内导管

2外导管

3光纤接头

4力矩弹簧

5光纤探头

6通孔

7外接头

8芯片

9连接件

10相干光源

11光纤分束器

12机械传动装置

13数据处理装置

14oct成像导管

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。

具体而言，如图1所示的本发明的oct成像方法的步骤示意图，如图1所示，oct成像方法包括下述步骤：

oct成像导管的外接头7连接oct系统中的机械传动装置12，所述机械传动装置12读取设在所述外接头7上的芯片数据，所述数据包括oct成像导管的导管长度。

oct系统中的相干光源10透过光纤分束器11分为一路用于检测组织的第一光信号和一路用于作为参考的第二光信号，所述oct系统基于读取的所述导管长度自动设置所述第二光信号的参考臂臂长以相干检测第一光信号。

机械传动装置12致动所述oct成像导管旋转和轴向移动进行横向和轴向扫描以建立组织的空间图像。

在oct成像中，oct测量的是相对于参考臂的相位延迟，而成像导管的长度在几个毫米甚至二十毫米内各不相同，因此，每次连接导管时都要扫描参考臂，找到匹配导管长度的参考臂长度，明显地增加了手术时间，本发明的oct成像方法通过读取芯片中的导管参数，设置oct参考臂长度，节省oct成像时间。oct系统利用读取的导管长度可以提高参考臂臂长的设置精度，避免了扫描产生的误差，从而进一步提高了空间图像的精度。

本发明的所述的oct成像方法的优选实施例中，oct系统通过调节光延时线长度使得参考臂臂长等于读取的所述导管长度与所述机械传动装置12的光路长度之和。

本发明的所述的oct成像方法的优选实施例中，所述数据还包括oct成像导管直径、透镜焦距、型号、id号码、插入损耗、生产地、生产日期和/或使用信息，其中，使用信息包括时间信息、使用单位、手术医生和/或病人姓名，所述机械传动装置12读取设在所述外接头7上的芯片数据以识别所述oct成像导管。本发明的所述的oct成像方法具有防伪作用，也可记录导管使用情况，或防止导管重复或错误使用等等。本发明的所述的oct成像方法提高了oct成像的安全性。

如图2所示的本发明的一个实施例的oct成像导管的立体结构示意图,图3示出了本发明的另一个实施例的oct成像导管的结构示意图,如图2-3所示，实施所述oct成像方法的oct成像导管包括内导管1和外导管2，所述内导管1固定连接光纤接头3，所述内导管1包括力矩弹簧4和经由力矩弹簧4旋转的光纤探头5，所述光纤探头5包括单模光纤和光纤透镜。

所述外导管2顶端设有用于穿过导丝的通孔6和外导管2的另一端连接外接头7，所述外接头7设有芯片8和连接件9，所述连接件9连接外接头7和用于驱动oct成像导管14旋转和回撤的机械传动装置12，其中，所述芯片8的数据包括oct成像导管的导管长度，当机械传动装置12连接所述外接头7时，所述芯片8的数据被所述机械传动装置12读取。

本发明的oct成像导管设有含有导管参数的芯片，可以节省oct成像时间，避免扫描产生的误差，进一步提高了空间图像的精度，还具有防伪作用，记录导管使用情况，或防止导管重复或错误使用，提高oct成像的安全性。

在本发明的所述的oct成像导管的优选实施例中，所述芯片8为无源芯片或以rf的形式发射数据的有源芯片。

在本发明的所述的oct成像导管的优选实施例中，所述芯片8是二维码或条纹码，所述机械传动装置12设有读取二维码或条纹码的扫描装置。

在本发明的所述的oct成像导管的优选实施例中，所述连接件9包括对称的机械卡紧内模块和/或八角形对称的机械卡紧外模块，所述外接头7设有防滑纹。

在本发明的所述的oct成像导管的优选实施例中，所述外导管2顶部为柔性锥形状，所述外导管2设有显影标记和/或光学窗口。

在本发明的所述的oct成像导管的优选实施例中，所述内导管可拆卸地布置在外导管中。

在本发明的所述的oct成像导管的优选实施例中，oct成像导管的外接头处嵌入芯片，芯片内存有导管参数，如成像导管的长度，直径，透镜焦距，型号，插入损耗，生产地和生产日期。成像导管连接到oct成像系统上，系统迅速读出导管参数，自动设置参考臂长度，系统无需扫描参考臂找到匹配的参考臂长度。

在本发明的所述的oct成像导管的优选实施例中，外导管2是静止不动的，顶端有一个通孔6，用于导丝穿过引导进入血管，外导管2的另一端连接外接头，外接头连接到驱动导管旋转和回撤的机械装置上pcu，存入导管参数的芯片就嵌在外导管的接头处。当外导管的接头连接到pcu上，pcu自动读取芯片内参数，并设置oct系统参考臂长度。

在本发明的所述的oct成像导管的优选实施例中，光纤透镜研磨成30-45度，光经研磨面全反射到侧面，以便侧视成像。

在本发明的所述的oct成像导管的优选实施例中，光纤透镜为直接烧制在单模光纤上球透镜，球透镜研磨角度39-41度，所述球透镜表面镀有减小球透镜表面反射的消反膜。

图4示出了本发明的一个实施例的oct成像系统的结构示意图，如图4所示，一种实施所述oct成像方法的oct系统包括光学装置、所述的oct成像导管14和基于第一光信号建立组织空间图像的数据处理装置13，光学装置包括相干光源10、光纤分束器11和用于驱动oct成像导管旋转和回撤的机械传动装置12，当机械传动装置12连接oct成像导管的外接头7时，芯片8的数据被所述机械传动装置11读取，所述oct系统基于读取的所述导管长度自动设置所述第二光信号的参考臂臂长以相干检测第一光信号。

机械传动装置12致动所述oct成像导管旋转和轴向移动进行横向和轴向扫描并发送第一光信号到所述数据处理装置13以建立组织的空间图像。

在本发明的所述的oct系统的优选实施例中，数据处理装置13包括用于相干检测的光电探测器、模数转换器和3d成像重建单元。

本发明的所述的oct系统中，如高速扫频激光器的相干光源10把近红外光打进光纤分束器11，一路做参考光的第二光信号，一路进入光纤成像导管的第一光信号，照射在被成像腔管内壁表面和次表面组织，这些组织的散射光返回光纤导管，与第二光信号进行相干接收检测，得到含有被成像腔管内壁组织结构信息的电信号，这些电信号经过高速数字信号处理，生成被成像腔管内壁组织结构的三维图像。一个几厘米长的血管内部的三维扫描在几秒钟时间内完成：扫描速度一维快过一维，轴向l-mode每秒10毫米回撤，横向b-mode每秒100转旋转，深度a-mode每秒5万次扫描。横向和轴向的这两维的扫描来自导管旋转和轴向回撤位移，由2个马达分别完成。

在一个实施例中，组织深度这一维扫描是基于弱相干干涉(lowcoherenceinterference,lci)以及超外差相干光检测原理，由激光器发射高速扫频光信号进入光纤分束器11，超外差相干光检测和时钟控制把时域干涉光信号转化成基于波数k变化的电压信号，因为波数k与光波传输空间距离z是傅立叶变化关系，通过快速傅立叶变换fft，便得到了基于空间距离z也就是组织深度的信号，以此重建组织深度的空间图像。

整个oct系统是基于参考臂和第一光信号两路光的干涉，这两路光信号的光程也就是几何长度必须非常接近才能保证干涉信号也就是成像质量。参考臂在oct设备中，它的臂长可以通过软件改变设备里的光延时线来调节，而信号臂的长度取决于扫描控制器pcu的光路长度加上导管的实际长度，两者都不可调。因此，导管生产制作时必须严格控制长度，并且，每当导管插入pcu时，设备需要调节光延时线长度，来保证参考臂长度匹配导管的实际长度，从而得到高质量成像，本发明通过读取芯片的导管长度，可以节省扫描时间，避免扫描精度误差，快捷和准确地保障参考臂长度。

工业实用性

本发明的oct成像方法、oct成像导管及oct系统可以在oct领域制造并使用。

尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。