一种OCT多探头自动切换系统及方法与流程

本发明涉及医学成像领域，尤其涉及的是一种oct多探头自动切换系统及方法。

背景技术：

光学相干断层成像技术（opticslcoherencetomogrsphy，oct）作为一种高分辨率的生物医学成像手段，其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，反映出样品的内部结构、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1-10um，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。

正因为oct技术的上述特点，应用于不同领域的oct成像设备往往配置对应不同类型的探头，例如，oct成像设备若配置由机械振镜组成的扫描探头可对非内窥领域的样品进行大面积快速扫描成像，而oct成像设备若配置由微机电系统（microelectromechsnicslsystems,简称mems）组成的微镜扫描探头可用于狭窄腔道内窥成像。由于oct成像设备不同的扫描探头，其驱动电压、电流存在差异，所以现有的oct成像设备的一个探头接口一般只能适配一种扫描探头，使用范围受限，当应用于不同场景时则会出现探头连接器过多、探头连接器针脚过多、光纤电缆分离、探头互换性差、稳定性降低的问题，无法实现不同特性oct探头的自由切换。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种oct多探头自动切换系统及方法，旨在解决现有的oct成像设备不能实现不同特性oct探头自由切换的问题。

本发明的技术方案如下：一种oct多探头自动切换系统，其中，包括光电混装连接器，在光电混装连接器上设置有扫描探头类型针脚、共用针脚和光纤连接头，根据扫描探头类型针脚输出的电平类型确定当前连接的扫描探头类型，通过共用针脚输出控制信号驱动当前连接的扫描探头，oct成像设备查询获取当前连接的扫描探头类型并发送扫描命令至当前连接的扫描探头，扫描探头的光信号经过光电混装连接器上的光纤连接头和光纤线连接到oct成像设备。

所述的oct多探头自动切换系统，其中，还包括主控芯片，所述主控芯片与oct成像设备连接，主控芯片与扫描探头类型针脚连接；主控芯片检测光电混装连接器上的扫描探头类型针脚的电平是否变化；主控芯片根据扫描探头类型针脚的电平类型通过共用针脚输出控制信号至当前连接的扫描探头，驱动该扫描探头；主控芯片发送扫描探头类型至oct成像设备，oct成像设备查询获取当前连接的扫描探头类型；oct成像设备发送扫描命令至主控芯片，主控芯片发送扫描命令至连接的扫描探头，扫描探头的光信号经过光电混装连接器上的光纤连接头和光纤线连接到oct成像设备。

所述的oct多探头自动切换系统，其中，还包括串口模块，所述串口模块与oct成像设备连接，串口模块与主控芯片连接；主控芯片通过串口模块发送扫描探头类型至oct成像设备和接收oct成像设备的扫描命令。

所述的oct多探头自动切换系统，其中，还包括数模转换输出模块，所述数模转换输出模块与主控芯片连接，数模转换输出模块与光电混装连接器连接；主控芯片根据扫描命令控制数模转换输出模块通过不同的输出通道输出不同电压、频率、相位的驱动信号波来驱动不同的扫描探头。

所述的oct多探头自动切换系统，其中，还包括继电器模块，所述继电器模块与主控芯片连接，继电器模块与数模转换输出模块连接，继电器模块与光电混装连接器上的共用针脚连接；主控芯片根据扫描探头的类型控制继电器模块，继电器模块控制切换共用针脚到对应扫描探头的驱动模块上。

所述的oct多探头自动切换系统，其中，当扫描探头为振镜扫描探头和mems扫描探头时，所述oct多探头自动切换系统包括光电混装连接器、oct成像设备、振镜扫描探头和mems扫描探头、主控芯片、串口模块、数模转换输出模块、继电器模块和振镜电机驱动模块，在光电混装连接器上设置有光纤连接头、扫描探头类型针脚和共用针脚，所述振镜扫描探头和mems扫描探头均与光电混装连接器连接，扫描探头类型针脚与主控芯片连接，主控芯片与串口模块连接，主控芯片与数模转换输出模块连接，主控芯片与继电器模块连接，串口模块与oct成像设备连接，数模转换输出模块与振镜电机驱动模块连接，数模转换输出模块与继电器模块连接，继电器模块与振镜电机驱动模块连接，继电器模块与共用针脚连接，光纤连接头与oct成像设备通过光纤线连接。

一种oct多探头自动切换方法，其中，具体包括以下步骤：

s1：检测光电混装连接器上的扫描探头类型针脚的电平是否变化；

s2：根据扫描探头类型针脚的电平类型输出控制信号至对应的扫描探头，驱动该扫描探头；

s3：向oct成像设备反馈当前连接的扫描探头类型；

s4：等待oct成像设备查询当前连接的扫描探头类型；

s5：接收oct成像设备的扫描命令，将扫描命令发送至当前连接的扫描探头。

所述的oct多探头自动切换方法，其中，当扫描探头为振镜扫描探头和mems扫描探头时，具体包括以下步骤：

s2：主控芯片检测扫描探头类型针脚的电平是否变化，若电平不变化则转到s3，若电平变化则设置数模转换模块的所有输出为0伏并转到s3；

s3：主控芯片检测扫描探头类型针脚的电平状态，若为低电平，主控芯片控制继电器模块，使振镜电机驱动模块的输出口连接到共用针脚并转到s4；若为高电平，主控芯片控制继电器模块，使数模转换模块的输出口直接连接到共用针脚并转到s4；

s4：主控芯片通过串口模块向oct成像设备反馈当前连接的扫描探头类型并转到s5；

s5：主控芯片等待oct成像设备查询当前连接的扫描探头类型并转到s6；

s6：主控芯片等待接收oct成像设备的扫描命令，并将接收到的扫描命令发送至当前连接的扫描探头，并转到s2。

所述的oct多探头自动切换方法，其中，在s2之前还包括s1：上电开机，主控芯片初始化，设置数模转换模块的所有输出为0伏，控制继电器模块，使数模转换模块的输出口直接连接到共用针脚，转到s2。

所述的oct多探头自动切换系统，其中，所述s6中，主控芯片等待接收oct成像设备的扫描命令，并将接收到的扫描命令发送至当前连接的扫描探头：若当前连接的扫描探头为振镜扫描探头，主控芯片根据扫描命令控制数模转换模块中的两个通道输出两路扫描三角波至振镜电机驱动模块，同时主控芯片控制继电器模块使振镜电机驱动模块的输出线连接到光电混装连接器上的共用针脚；若当前连接的扫描探头为mems扫描探头，主控芯片控制数模转换模块中的四个通道都输出扫描三角波至继电器模块，同时主控芯片控制继电器模块使数模转换模块的四通道信号直接连接到光电混装连接器上的共用针脚。

本发明的有益效果：本发明通过提供一种oct多探头自动切换系统及方法，通过使用光电混装的连接器，使得oct成像设备仅用一个接头就可以同时连接扫描探头的电信号和光纤的光信号；定义光电混装连接器其中的数个针脚用作扫描探头类型区分，主控芯片根据这些针脚的电平切换输出不同的控制信号和驱动模块，从而实现自动切换和驱动多种不同的扫描探头；主控芯片连接有一个串口模块，用于通知oct成像设备当前的扫描探头类型和接收oct成像设备扫描命令；主控芯片连接有数模转换输出模块，主控芯片根据扫描命令选择不同的输出通道，以输出不同电压、频率、相位的三角波来驱动不同的扫描探头；主控芯片连接有继电器模块，主控芯片根据扫描探头的类型控制继电器模块，实现切换扫描探头的共用针脚到对应扫描探头类型的驱动模块上；这样本技术方案仅使用一个接口，oct成像设备就可以通用地连接两种及以上不同类型的扫描探头，减少了连接器使用数量；使得一台oct成像设备通过简单切换连接的扫描探头，实现对不同应用场景的样品扫描。

附图说明

图1是本发明中oct多探头自动切换系统的结构示意图。

图2是本发明中oct多探头自动切换方法的步骤流程图。

图3a是本发明中振镜扫描探头的a扫描三角波形图。

图3b是本发明中振镜扫描探头的b扫描三角波形图。

图3c是本发明中mems扫描探头的a扫描三角波形组图。

图3d是本发明中mems扫描探头的b扫描三角波形组图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

如图1所示，一种oct多探头自动切换系统，包括光电混装连接器1、在光电混装连接器1上设置有扫描探头类型针脚2、共用针脚7和光纤连接头11，根据扫描探头类型针脚2输出的电平类型确定当前连接的扫描探头9类型，通过共用针脚7输出控制信号驱动当前连接的扫描探头9，oct成像设备10查询获取当前连接的扫描探头9类型并发送扫描命令至当前连接的扫描探头9，扫描探头9的光信号经过光电混装连接器1上的光纤连接头11和光纤线12连接到oct成像设备10。

具体地，所述oct多探头自动切换系统还包括主控芯片3，所述主控芯片3与oct成像设备10连接，主控芯片3与扫描探头类型针脚2连接；主控芯片3检测光电混装连接器1上的扫描探头类型针脚2的电平是否变化；主控芯片3根据扫描探头类型针脚2的电平类型通过共用针脚7输出控制信号至对应的扫描探头9，驱动该扫描探头9；主控芯片3发送扫描探头9类型至oct成像设备10，oct成像设备10查询获取当前连接的扫描探头9类型；oct成像设备10发送扫描命令至主控芯片3，主控芯片3发送扫描命令至连接的扫描探头9，扫描探头9的光信号经过光电混装连接器1上的光纤连接头11和光纤线12连接到oct成像设备10。

进一步地，所述oct多探头自动切换系统还包括串口模块8，所述串口模块8与oct成像设备10连接，串口模块8与主控芯片3连接；主控芯片3通过串口模块8通知oct成像设备10当前的扫描探头9类型和接收oct成像设备10的扫描命令。

进一步地，所述oct多探头自动切换系统还包括数模转换输出模块4，所述数模转换输出模块4与主控芯片3连接，数模转换输出模块4与光电混装连接器1连接；主控芯片3根据扫描命令控制数模转换输出模块4通过不同的输出通道输出不同电压、频率、相位的驱动信号波来驱动不同的扫描探头9。

进一步地，所述oct多探头自动切换系统还包括继电器模块6，所述继电器模块6与主控芯片3连接，继电器模块6与数模转换输出模块4连接，继电器模块6与光电混装连接器1上的共用针脚7连接；主控芯片3根据扫描探头的类型控制继电器模块6，继电器模块6控制切换共用针脚7到对应扫描探头的驱动模块上。

当扫描探头为振镜扫描探头和mems扫描探头时，所述oct多探头自动切换系统包括光电混装连接器1、oct成像设备10、振镜扫描探头9和mems扫描探头9、主控芯片3、串口模块8、数模转换输出模块4、继电器模块6和振镜电机驱动模块5，在光电混装连接器1上设置有光纤连接头11、扫描探头类型针脚2和共用针脚7，所述振镜扫描探头9和mems扫描探头9均与光电混装连接器1连接，扫描探头类型针脚2与主控芯片3连接，主控芯片3与串口模块8连接，主控芯片3与数模转换输出模块4连接，主控芯片3与继电器模块6连接，串口模块8与oct成像设备10连接，数模转换输出模块4与振镜电机驱动模块5连接，数模转换输出模块4与继电器模块6连接，继电器模块6与振镜电机驱动模块5连接，继电器模块6与共用针脚7连接，光纤连接头11与oct成像设备10通过光纤线12连接。

如图1所示，一种oct多探头自动切换方法，具体包括以下步骤：

s1：检测光电混装连接器1上的扫描探头类型针脚2的电平是否变化；

s2：根据扫描探头类型针脚2的电平类型输出控制信号至对应的扫描探头9，驱动该扫描探头9；

s3：向oct成像设备10反馈当前连接的扫描探头9类型；

s4：等待oct成像设备10查询当前连接的扫描探头9类型；

s5：接收oct成像设备的扫描命令，将扫描命令发送至当前连接的扫描探头。

当扫描探头为振镜扫描探头和mems扫描探头时，该oct多探头自动切换方法具体包括以下步骤：

s1：上电开机，主控芯片3初始化，设置数模转换模块4的所有输出为0伏，控制继电器模块6，使数模转换模块4的输出口直接连接到共用针脚7，转到s2；

s2：主控芯片3检测扫描探头类型针脚2的电平是否变化，若电平不变化则转到s3，若电平变化则设置数模转换模块4的所有输出为0伏并转到s3；

s3：主控芯片3检测扫描探头类型针脚2的电平状态，若为低电平，主控芯片3控制继电器模块6，使振镜电机驱动模块5的输出口连接到共用针脚7并转到s4；若为高电平，主控芯片3控制继电器模块6，使数模转换模块4的输出口直接连接到共用针脚7并转到s4；

s4：主控芯片3通过串口模块8向oct成像设备10反馈当前连接的扫描探头9类型并转到s5；

s5：主控芯片3等待oct成像设备10查询当前连接的扫描探头9类型并转到s6；

s6：主控芯片3等待接收oct成像设备10的扫描命令，并将接收到的扫描命令发送至当前连接的扫描探头，并转到s2。

其中，s6中，主控芯片3等待接收oct成像设备10的扫描命令，并将接收到的扫描命令发送至当前连接的扫描探头：若当前连接的扫描探头为振镜扫描探头，主控芯片3根据扫描命令控制数模转换模块4中的两个通道输出两路扫描三角波（三角波如图3a、3b所示）至振镜电机驱动模块5，同时主控芯片3控制继电器模块6使振镜电机驱动模块5的输出线连接到光电混装连接器1上的共用针脚7；若当前连接的扫描探头为mems扫描探头，控制数模转换模块4中的四个通道都输出扫描三角波（三角波如图3c、3d所示，每两个通道为一组，每组中的两个三角波互差180度相位）至继电器模块6，同时主控芯片3控制继电器模块6使数模转换模块4的四通道信号直接连接到光电混装连接器1上的共用针脚7。

本技术方案采用了光电混装连接器1作为oct成像设备10中扫描探头的输入接口，仅用该一个接口就可连接扫描探头的电信号和光信号，该接口可连接多种扫描探头，包括但不限于振镜扫描探头和mems扫描探头，所有扫描探头电信号连接针脚均使用光电混装连接器1的共用针脚7进行连接。

本技术方案将光电混装连接器1中的数个针脚定义为扫描探头类型探测针脚2，通过扫描探头类型探测针脚2的电平可识别出实际连接到oct成像设备10的扫描探头的类型，根据识别到的扫描探头类型，自动切换不同的控制信号和驱动模块，并连接到光电混装连接器1的共用针脚7。

本技术方案具有串口模块8，主控芯片3通过串口模块8可以向oct成像设备10发送当前连接的扫描探头9的类型信息，主控芯片3通过串口模块8可以接收oct成像设备10的扫描命令。

本技术方案通过主控芯片3、数模转换模块4、串口模块8，根据当前连接的扫描探头9类型和接收到的oct成像设备10的扫描命令，生成多种对应扫描探头9类型的三角波驱动信号，驱动信号包括但不限于频率、相位、幅值相互独立的两通道三角波信号，或频率、相位、幅值相互独立的两组三角波信号组(如，每组信号其频率和幅值相同，但相位互差180度)，也可以是正弦波信号等扫描探头驱动方式。

本技术方案中，通过使用光电混装的连接器1，使得oct成像设备10仅用一个接头就可以同时连接扫描探头的电信号和光纤的光信号；定义光电混装连接器1其中的数个针脚用作扫描探头类型区分，主控芯片3根据这些针脚的电平切换输出不同的控制信号和驱动模块，从而实现自动切换和驱动多种不同的扫描探头；主控芯片3连接有一个串口模块8，用于通知oct成像设备10当前的扫描探头类型和接收oct成像设备10扫描命令；主控芯片3连接有数模转换输出模块4，主控芯片3根据扫描命令选择不同的输出通道，以输出不同电压、频率、相位的三角波来驱动不同的扫描探头；主控芯片3连接有继电器模块6，主控芯片3根据扫描探头的类型控制继电器模块6，实现切换扫描探头的共用针脚到对应扫描探头类型的驱动模块上；这样本技术方案仅使用一个接口，oct成像设备10就可以通用地连接两种及以上不同类型的扫描探头，减少了连接器使用数量；使得一台oct成像设备通过简单切换连接的扫描探头，实现对不同应用场景的样品扫描。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。