一种运动自适应共路oct内窥系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及的是一种运动自适应共路OCT内窥系统。
【背景技术】
[0002] 光学相干断层成像技术(Optical coherence tomography，0CT)作为一种高分辨 率的生物医学成像手段，很好地解决了普通的层析成像技术在具有较深的成像深度的同时 分辨率较低，难以发现微小病变的技术问题。
[0003] 光学相干断层成像技术的原理基于低相干干涉技术，结合外差检测和共焦成像的 优点，经过干涉信号的采集处理，恢复出样品的三维层析图像，反映出生物组织的内部结 构、散射系数等重要信息，成像深度3-5mm，覆盖病变区域，分辨率高达l-10um，还有非侵入、 无辐射等优点，在许多领域有着良好的应用前景和开发潜力。现有的OCT内窥成像系统的光 路系统采用非共路的分光干涉装置，一路作为信号的参考端，安置在成像主机上，另一路作 为样品信号的传导端，安置在内窥探头上，这种光路结构会由于两光路所处的环境不一样， 受到色散、偏振态、温度、振动等因素干扰而导致最终干涉信号质量下降，严重影响了成像 分辨率，往往需要加入调节元器件，对系统进行复杂的校正操作，影响了其实时成像能力。
[0004] 为了克服上述不足，共路OCT结构作为一种内窥OCT的理想结构，将两光路放置在 相同的环境中来避免干扰，近年来受到越来越多的关注，现有的共路OCT内窥系统在成像之 前需要对样品臂和参考臂进行光程匹配，这个过程较为复杂，超出一定光程范围后无法进 行成像，但是在实际应用过程中，组织表面形貌凹凸不平，很可能超出测量的量程，此时又 需要重新进行光程匹配，不利于实时成像;匹配光程的干涉结构复杂，或者需要更换不同长 度的探头，过多器件也会影响系统稳定性;OCT内窥系统使用的是不可见的近红外光，没有 引导光源对其扫描位置进行定位，因此也不利于其结合现有医用内窥镜，共用其中的成像 通道。
[0005] 因此，现有技术还有待于改进和发展。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种运动自适应共路OCT内窥系统及其实现方法，以解决 现有技术的如下技术问题：
[0007] (1)非共路OCT内窥系统由于两光路所处的环境不一样，受到色散、偏振态、温度、 振动等因素干扰而导致最终干涉信号质量下降，严重影响了成像分辨率。
[0008] (2)现有的共路OCT内窥系统在成像之前需要对样品臂和参考臂进行光程匹配，这 个过程较为复杂，超出一定光程范围后无法进行成像，匹配光程的干涉结构复杂，需要更换 不同长度的探头，过多器件会影响系统稳定性；
[0009] (3)0CT内窥系统使用的是不可见的近红外光，没有引导光源对其扫描位置进行定 位，因此也不利于结合现有医用内窥镜，共用其中的成像通道。
[0010]本发明的技术方案如下：
[0011] -种运动自适应共路OCT内窥系统，其中，包括 [0012] -照射样品表面的红外光源；
[0013] -引导光源，所述引导光源发出的光束和所述红外光源的光束汇合后照射样品， 所述引导光源定位OCT内窥系统红外光源扫描的位置；
[0014] -波分复用耦合器，所述波分复用耦合器汇合所述红外光源和所述引导光源的光 束；
[0015] 共路OCT内窥探头，所述共路OCT内窥探头对被观察样品进行实时光学成像；
[0016] 探测器，将所述共路OCT内窥探头返回的光信号转换成电信号；
[0017] 主机，所述主机发出指令控制共路OCT内窥探头运动。
[0018] 所述的运动自适应共路OCT内窥系统，其中，所述共路OCT内窥探头包括线性电机， 所述线性电机连接有内窥探头单模光纤，所述内窥探头单模光纤的末端连接调整光束的格 林透镜，格林透镜末端还设置有部分反射部分透射光线的分光镜，格林透镜和分光镜之间 留有空气间隙，所述线性电机带动内窥探头单模光纤、格林透镜和分光镜轴向移动以调节 光程;还包括反射光线并可二维扫描样品的微振镜，所述微振镜连接一带动微振镜全范围 旋转的旋转电机。
[0019] 所述的运动自适应共路OCT内窥系统，其中，所述内窥探头单模光纤外包覆有保护 内窥探头单模光纤不受外界干扰的金属套管和光纤套管。
[0020] 所述的运动自适应共路OCT内窥系统，其中，所述分光镜的末端还设置有双胶合消 色差透镜，经所述微振镜反射后的光线经过一保护膜后入射至样品。
[0021 ]所述的运动自适应共路OCT内窥系统，其中，还包括一电机控制器，所述线性电机、 旋转电机和微振镜与所述电机控制器连接，所述电机控制器连接所述主机并根据主机发出 的指令控制所述线性电机、旋转电机和微振镜运动。
[0022] 所述的运动自适应共路OCT内窥系统，其中，所述波分复用耦合器的一端通过单模 光纤连接有一分二光纤分光器，所述红外光源输出端通过单模光纤连接有光纤环形器，所 述光纤环形器的其中一输出端连接所述波分复用耦合器，另一输出端连接所述探测器，所 述探测器与一分二光纤分光器和所述主机相连。
[0023] 所述的运动自适应共路OCT内窥系统，其中，所述引导光源为LED光源或可见光波 段激光。
[0024] 所述的运动自适应共路OCT内窥系统，其中，所述红外光源为扫频光源，所述探测 器为平衡探测器。
[0025] 所述的运动自适应共路OCT内窥系统，其中，所述红外光源为超辐射发光二极管等 宽带红外光源，所述探测器为光谱仪。
[0026] 所述的运动自适应共路OCT内窥系统，其中，所述红外光源和所述主机连接并向主 机输出扫频同步信号，所述主机包括一 GPU模块，共路OCT内窥探头采集的数据通过所述GPU 模块进行处理运算。
[0027] 本发明的有益效果:本发明通过提供一种运动自适应共路OCT内窥系统，基于共路 干涉原理，参考光和样品光在相同的环境中不容易受到干扰，显著增强系统的稳定性，经过 对干涉信号的采集处理恢复出样品的三维层析图像；内窥探头内元器件带运动自适应功 能，电机带动内部结构匹配参考光和样品光的光程，减少人为操作的复杂程度;除了红外光 源，还设置有引导光源对扫描位置进行精确定位，方便此内窥探头与现有内窥镜的成像通 道共用，实现多模式成像。
【附图说明】
[0028] 图1是本发明的总体结构示意图。
[0029] 图2是本发明中的共路OCT内窥探头内部结构示意图。
[0030] 图3为本发明中主机GPU数据处理和运动自适应流程图。
【具体实施方式】
[0031]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对 本发明进一步详细说明。
[0032]参阅图1，本发明一种运动自适应共路OCT内窥系统，其中，包括 [0033] -照射样品表面的红外光源2;
[0034] 一引导光源1，所述引导光源1为LED光源或可见光波段激光，所述引导光源1发出 的光束和所述红外光源2的光束汇合后照射样品，引导光源1用于定位OCT内窥系统红外光 源扫描的位置，红外光源发出的红外光频率在人眼的可视范围外，通过将红外光和引导光 源发出的可视光汇合，使人眼易于观察当前扫描位置，方便内窥探头与现有内窥镜的多个 成像通道集成共用，实现多模式成像。
[0035] -波分复用耦合器5,所述波分复用耦合器5汇合所述红外光源2和所述引导光源1 的光束，波分复用親合器5将两列波长、频率不同的光信号汇合成一束后沿一根单模光纤传 输。
[0036] 共路OCT内窥探头9,所述共路OCT内窥探头9对被观察的样品11进行实时光学成 像；
[0037] 探测器6,将所述共路OCT内窥探头9返回的光信号转换成电信号；
[0038] 主机10,所述主机10发出指令控制共路OCT内窥探头9运动并对探测的信号进行处 理成像。
[0039]参阅图2,进一步地，所述共路OCT内窥探头9包括线性电机91，所述线性电机91连 接有内窥探头单模光99,所述内窥探头单模光纤99的末端连接调整光束的格林透镜93,格 林透镜93末端还设置有部分反射部分透射光线的分光镜94,格林透镜93和分光镜94之间留 有空气间隙100,还包括反射光线并可二维扫描样品的微振镜95,所述微振镜95连接一带动 微振镜95全范围旋转的旋转电机96,分光镜94的末端还设置有双胶合消色差透镜97用于消 除两列不同波长光的色差，经所述微振镜95反射后的光线经过一保护膜98后入射至样品。
[0040]线性电机91带动内窥探头单模光纤99、格林透镜93和分光镜94轴向移动以调节光 程，光束经过格林透镜93后到达分光镜94，经过分光镜94后一部分反射一部分透射，反射光 束在格林透镜93的后端面发生第二次反射后在分光镜94发生第三次反射，然后沿原光路返 回系统中，此返回光束为参考光束。透射光束中通过分光镜94的光束经过双胶合消色透镜 97,经所述微振镜95反射后的光线经过一保护膜98后入射至样品，经样品反射的光沿原路 返回至系统中，此光束为样品光束，当样品光束和参考光束等光程时发生干涉，本发明通过 此干涉信号的采集处理，恢复出样品的三维层析图像，反映生物组织的内部结构、散射系数 等重要信息。
[0041]进一步地，所述内窥探头单模光纤99外包覆有保护内窥探头单模光纤99不受外界 干