采用中空轴马达的光纤旋转接头的制作方法

1.本公开总体上涉及医疗设备。更具体地，本公开涉及适用于诸如内窥镜、导管等之类的医疗探针的新型的光纤旋转接头(forj)。


背景技术：

2.在微创手术中，光可以通过诸如光纤之类的光波导或光导管被引导到目标以获得光学图像，执行光学测量，进行医疗检查或者执行治疗过程。这些和其他过程需要使用插入通过体腔(例如，血管或支气管)以到达目标的机械旋转的光学探针(例如，内窥镜、导管等)。在这些应用中的大多数中，为了提供合理的视野，需要旋转探测光纤。为了在容纳在导管、内窥镜等中的旋转探测光纤与包含光源和光检测器的固定系统之间提供连续的光传输，通常采用常规被称为光纤旋转接头(fiber optic rotary joint)(forj、旋转接合件或旋转接头)的特殊单元。forj必须在光学探针与操作控制台之间提高机械致动和光学连接。光学连接允许光学系统与探针的旋转远端连通，并且机械连接允许光学探针旋转或振荡以扫描体腔。为了降低forj处的位置精度需求，一些光束扩展部件(诸如，准直仪)通常被用于固定的光纤和旋转的光纤之间的间隙中的光束传输。在一些应用中，forj还包括用于沿着内腔在纵向方向上机械地位移光学探针的平移台。为了降低forj处的位置精度需求，一些光束扩展部件(诸如，准直仪)通常被用于固定的光纤和旋转的光纤之间的间隙中的光束传输。
3.光纤旋转接头可以以各种方式实现。然而，无论如何实现旋转接头，需要马达(例如，dc马达、步进马达等)来驱动光学探针的旋转。旋转接合件的马达和其他机械、光学和电子部件被封闭在患者接口模块或患者接口单元(piu)中。在美国专利7382949中描述了旋转接头的一个示例。另外，美国专利9360630和9345398描述了用于旋转接合件的已知驱动组件的更多示例。出于所有目的，这些和其他美国专利和专利申请公开通过引用并入本文。
4.以上参考的专利中所描述的类型的常规旋转接头倾向于使用大的、笨重的和昂贵的部件，这致使整个系统的效率低于所期望的。例如，美国专利7382949和9345398中描述的旋转接头使用通过同步皮带或齿轮驱动forj的旋转部分的旋转马达。这导致具有大量部件的机械复杂单元和增加的机械振动。美国专利9360630中公开的forj使用光信号通过中空轴从固定准直仪传输到旋转准直仪的中空轴马达。在该专利中，两个准直仪之间相对大的间隙(距离)使forj对部件未对准和机械振动非常敏感。另外，在一次性导管上具有旋转准直仪使系统的一次性部分更昂贵。
5.因此，仍需要改善的适用于诸如内窥镜、导管等之类的医疗探针的光纤旋转接头。


技术实现要素：

6.根据至少一个方面，本公开涉及将系统控制台连接到具有可旋转的芯的探针并且将旋转运动传递到探针芯的光纤旋转接头(forj)。forj包括与可旋转的光纤光通信的固定的光纤、具有中空轴的马达以及附接到中空轴的远端的光纤连接器。马达被配置为使可旋
转的光纤相对于固定的光纤旋转。可旋转的光纤附接到中空轴的近端并且连接到光纤连接器。固定的光纤的远端与可旋转的光纤的近端直接相对并且与可旋转的光纤的近端对准，使得固定的光纤的光轴和可旋转的光纤的光轴与马达的旋转轴基本上是共线的。光纤连接器将光功率和扭矩传递到探针芯。
7.根据另一方面，本公开涉及一种提供系统控制台和具有可旋转的探针芯的探针之间的光通信以及在探针芯上给予旋转运动的方法。该方法包括：布置具有与系统控制台通信的固定的光纤的第一光学系统，固定的光纤具有远端；布置第二光学系统，第二光学系统包括相对于第一光学系统的可旋转的光纤，可旋转的光纤具有近端和远端；提供马达，马达包括沿着马达的旋转轴从近端跨越到远端的中空轴；以及将光纤连接器附于中空轴的远端处，光纤连接器适于连接到可旋转的探针芯；其中，可旋转的光纤附于中空轴的近端，并且在中空轴的远端处连接到光纤连接器，其中，固定的光纤的远端与可旋转的光纤的近端直接相对地布置并且与可旋转的光纤的近端对准，其间具有间隙，使得固定的光纤的光轴和可旋转的光纤的光轴与马达的旋转轴基本上是共线的，并且其中，在探针芯上给予旋转运动包括利用马达使可旋转的光纤绕旋转轴旋转，并且经由光纤连接器将旋转运动传递到探针芯。
8.当结合附图和所提供的权利要求阅读以下对本公开的示例性实施例的详细描述时，本公开的这些和其他方面、特征和优点将变得清楚。
附图说明
9.从以下结合示出了本公开的例示性实施例的附图的详细描述，本公开的其他目的、特征和优点将变得清楚。
10.图1示出了根据本公开的一个实施例的光纤旋转接头的透视图。
11.图2示出了根据本公开的一个实施例的光纤旋转接头的截面图。
12.图3a和图3b示出了forj的透视图，以说明将光纤组件20的光轴ox2与马达的旋转轴rx对准的处理。
13.图4图示了在其中装入根据本公开的光纤旋转接头的示例性系统。
具体实施方式
14.在进一步详细描述各种实施例之前，要理解，本公开不限于任何特定的实施例。还要理解，本文使用的术语是仅出于描述示例性实施例的目的，而不旨在是限制。
15.在整个附图中，除非另有说明，否则相同的附图标记和字符用于表示图示的实施例的类似特征、元件、部件或部分。另外，虽然参考附图详细描述了主题公开，但是是结合例示性的示例性实施例进行的描述。可以旨在在不脱离如随附权利要求书限定的主题公开的真实范围的情况下，对所描述的示例性实施例进行改变和修改。尽管附图代表了一些可能的配置和方法，但附图不一定是按比例绘制的并且某些特征可能被夸大、去除或部分切开，以更好地图示和说明本公开的某些方面。本文阐述的描述不旨在是排他性的或者说不将权利要求书限制或约束于图中示出并在以下详细描述中公开的精确形式和配置。
16.本领域的技术人员将认识到，通常，本文尤其在随附权利要求书(例如，随附权利要求书的主体)中使用的术语通常旨在是“开放”术语(例如，术语“包括(including)”应该
被解释为“包括但不限于”，术语“具有”应该被解释为“至少具有”，术语“包括(includes)”应该被解释为“包括但不限于”等)。本领域的技术人员将进一步理解，如果旨在具体数量的引入的权利要求记载，则将在权利要求中明确地记载这种意图，并且在没有这种记载的情况下，不存在这种意图。例如，为了辅助理解，以下的随附权利要求书可以包含使用介绍性短语“至少一个”和“一个或更多个”以引入权利要求记载。然而，即使当同一权利要求包括介绍性短语“一个或更多个”或“至少一个”并且诸如“一”或“一个”这样的不定冠词时，这些短语的使用不应该被解释为暗示通过不定冠词“一”或“一个”的引入的权利要求记载将包含这样的引入的权利要求记载的任何特定权利要求限制于只包含一个这样的记载的权利要求(例如，“一”和/或“一个”应该被通常解释为是指“至少一个”和“一个或多个”)；对于使用用于引入权利要求记载的定冠词而言，同样如此。
17.另外，即使明确记载了具体数量的引入的权利要求记载，本领域的技术人员也将认识到，这种记载应该通常被解释为是指至少所记载的数量(例如，没有其他修饰的纯记载“两个记载物”通常是指至少两个记载物、或者两个或更多个记载物)。此外，在使用类似于“a、b和c等中的至少一个”的惯例的那些情形下，通常，这种构造旨在具有本领域的技术人员将理解该惯例(例如，“具有a、b和c中的至少一个的系统”将包括但不限于单独地具有a、单独地具有b、单独地具有c、一起具有a和b、一起具有a和c、一起具有b和c和/或一起具有a、b和c等的系统)。本领域中的技术人员将进一步理解，通常，表示两个或更多个替代术语的转折词语和/或短语无论是在说明书、权利要求书还是附图中应该被理解为料想到包括术语中的一个、术语中的任一个或这两个术语的可能性，除非上下文另外规定。例如，短语“a或b”通常将被理解为包括“a”或“b”或“a和b”的可能性。
18.当特征或元件在本文被称为“在”另一个特征或元件“上”时，它可以直接在其他特征或元件上或者还可以存在中间特征和/或元件。相比之下，当特征或元件被称为“直接在”另一个特征或元件“上”时，不存在中间特征或元件。还将理解，当特征或元件被称为与另一个特征或元件“连接”、“附接”、“耦接”等时，它可以直接连接、附接或耦接到其他特征或元件，或者可以存在中间特征或元件。相比之下，当特征或元件被称为“直接连接”、“直接附接”或“直接耦接”到另一个特征或元件时，不存在中间特征或元件。尽管相对于一个实施例进行描述或示出，但在一个实施例中如此描述或示出的特征和元件可以应用于其他实施例。本领域中的技术人员还将理解的是，提及与另一个特征“相邻”部署的结构或特征可以具有与相邻特征重叠或位于其下方的部分。
19.可以在本文使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、部件、区域、部分和/或段。应该理解，这些元件、部件、区域、部分和/或段不受这些命名术语的限制。这些命名术语仅被用于将一个元件、部件、区域、部分或段与另一个区域、部分或段区分开。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、部分或段可以被称为第二元件、部件、区域、部分或段仅仅是出于区分的目的，而并非限制并且不脱离结构或功能含义。
20.如本文使用的，除非上下文另外清楚指示，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式。应该进一步理解，当在本说明书和权利要求书中使用时，术语“包括”和/或其变型、“包含”和/或其变型、“由...组成”和/或其变型指明所述特征、完整物、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或者添加未明确阐述的一个或多个其他特征、完整物、步骤、操作、元件、部件和/或其组。另外，在本公开中，连接词“由
…
组成”不包括权利要求中
未指明的任何元件、步骤或部件。还注意的是，可以起草一些权利要求或权利要求中的一些特征以排除任何可选要素；这种权利要求可以使用与权利要求要素的记载有关的排他性术语，如“仅仅”、“仅”等，或者可以使用“否定”限制来明确排除特征或步骤或部件。
21.如本文使用的，术语“约”或“大约”是指例如在10％内、在5％内或更小。在一些实施例中，术语“约”可以是指在测量误差内。在这方面，在描述或要求保护的情况下，即使术语没有明确出现，所有数字也可以被解读为以词语“约”或“大约”开头。在描述大小和/或位置时，可以使用短语“约”或“大约”来指示所描述的值和/或位置在值和/或位置的合理预期范围内。例如，数值可以具有作为所述值(或值的范围)的+/-0.1％、所述值(或值的范围)的+/-1％、所述值(或值的范围)的+/-2％、所述值(或值的范围)的+/-5％、所述值(或值的范围)的+/-10％等的值。除非另外明确阐述，否则任何数值范围在本文阐述时旨在包括端值并包括本文所包含的所有子范围。如本文使用的，术语“基本上”意味着允许与描述符有偏差，这些偏差没有对预期目的产生负面影响。例如，相对于测量限制的偏差、制造容差内的差异或小于5％的变化可以被认为在基本上相同的范围内。所指定的描述符可以是绝对值(例如，基本上球形、基本上垂直、基本上同心等)或相对术语(例如，基本上类似、基本上相同等)。
22.除非从以下公开内容中另外清楚地具体阐述，否则理解的是，在整个公开内容中，使用诸如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”、“显示”等之类的术语进行的讨论是指计算机系统或类似电子计算设备或数据处理设备的动作和处理，该数据处理设备操纵被表示为计算机系统的寄存器和存储器内的物理(电子)量的数据并且将其转变成被类似表示为计算机系统存储器或寄存器或其他这种信息存储、传输或显示设备内的物理量的其他数据。除非上下文另外规定，否则在说明书中描述或在所附权利要求书中记载的计算机或电子操作通常可以按任何顺序执行。另外，尽管各种操作流程图以一个(多个)序列呈现，但应该理解的是，各种操作可以按不同于所图示或声明的顺序的其他顺序执行，或者可以同时执行操作。除非上下文另外规定，否则这种替代排序的示例可以包括重叠、交错、中断、重新排序、递增、准备、补充、同时、反转或其他变型排序。此外，除非上下文另外规定，否则类似“响应”、“响应于”、“与...相关”、“基于”或其他类似过去时形容词之类的术语通常不旨在排除这种变型。
23.本公开总体上涉及医疗设备，并且本公开例示了光学探针的实施例，光学探针可以适用于光谱装置(例如，内窥镜)、光学相干断层扫描(oct)装置或这种装置的组合(例如，多模态光学探针)。光学探针及其部分的实施例按照它们在三维空间中的状态进行描述。如本文使用的，术语“位置”是指在三维空间中的物体或物体的一部分的位置(例如，沿着笛卡尔x、y、z坐标的三个平移自由度)；术语“取向”是指物体或物体的一部分的旋转布置(三个旋转自由度
‑‑
例如，翻滚(roll)、俯仰(pitch)和偏航(yaw))；术语“姿态”是指在至少一个平移自由度上的物体或物体的一部分的位置以及在至少一个旋转自由度上的该物体或物体的一部分的取向(最多总的六个自由度)；术语“形状”是指沿着物体的细长主体测量的姿态、位置和/或取向的集合。
24.如在医疗设备领域中已知的，术语“近端”和“远端”是参考从用户延伸到手术或诊断部位的仪器的端部的操纵来使用的。在这方面，术语“近端”是指较靠近用户的仪器的部分(例如，手柄)，并且术语“远端”是指较远离用户且较靠近手术或诊断目标部位的仪器的
部分(顶端)。将进一步理解，为了方便和清楚起见，在本文可以关于附图使用诸如“垂直”、“水平”、“上”和“下”之类的空间术语。然而，成像和/或手术仪器在许多取向和位置种使用，并且这些术语不旨在是限制性和/或绝对的。
25.如本文使用的，术语“导管”通常是指由医用级材料制成的柔性的细的管状仪器，其被设计为通过狭窄的开口插入到体腔(例如，血管)中以执行广泛的医疗功能。更具体的术语“光学导管”是指包括部署在由医用级材料制成的保护套内部的一个或多个柔性光导光纤的细长束并具有光学成像功能的医疗仪器。光学导管的具体示例是包括护套、线圈、保护器和光学探针的光纤导管。在一些应用中，导管可以包括起到类似于护套的功能的“引导导管”。
26.在本公开中，术语“光导纤维”、“光学纤维”或仅仅“光纤”是指由于被称为全内反射的效应能够将光从一端传导到另一端的细长的柔性的光导导管(波导)。术语“光导部件”或“波导”或“光导管”也可以是指光纤，或者可以具有光纤的功能。术语“光纤”可以是指一个或多个光导光纤。光纤具有通过其引导光的大体透明的均质芯，并且芯被均质的包层或多个包层围绕。芯的折射率大于一个包层或多个包层的折射率。
27.以下的公开内容涉及适用于使用诸如内窥镜、导管等之类的管腔内光学探针的医疗成像系统的新型光纤旋转接头(forj)。
28.《光纤旋转接头》
29.图1示出了根据本公开的一个实施例的光纤旋转接头100的透视图，并且图2示出了其截面图。根据该实施例，旋转接头100包括马达单元10、光纤组件20和固定单元30。马达单元10、光纤组件20和固定单元30以将出于光学对准目的允许它们在x方向和y方向上相对运动并且然后在保持光纤组件20与固定单元30之间的自由间隔或间隙38的同时锁定对准的方式接合在一起。在图1和图2中，其中x轴、y轴、z轴彼此垂直，x方向垂直于图平面，y方向垂直于x(在图2的平面中，垂直)，并且z方向平行于图平面(在图2的平面中，水平)。
30.固定单元30通过光纤36与系统控制台01进行光通信。系统控制台01包括未图示的光源和光检测器，还有其他部件。取决于成像系统的一个应用或多个应用，可以以任何已知的方式实现未图示的光源和光检测器。在一些实施例中，成像系统可以包括光学相干断层扫描(oct)成像系统。在这种情况下，该系统可以使用扫频源激光器(波长1310nm+/-50nm)作为oct光源，并且光检测器可以包括包含光电倍增管(pmt)、光电二极管、雪崩光电二极管检测器(apd)、电荷耦合器件(ccd)、多像素光子计数器(mppc)或其组合的平衡的光电检测器。光纤36在固定单元30中与套管(ferrule)34和准直透镜32端接。准直透镜32使由光纤36传递的光束扩展，并将扩展的光束沿着光轴ox1朝向马达单元10投射。固定单元30的光轴ox1的方向可以通过设置在可调整台33上的一个或多个对准螺杆35相对于固定单元30的底座31进行调整。
31.马达单元10包括具有中空轴15的马达14，中空轴15具有旋转轴rx。马达单元10安装在马达底座11上。旋转的光纤组件20布置在马达的中空轴15的内腔内部。光纤组件20包括沿着光轴ox2从近端跨越到远端的光纤21。光纤21通过近端的套管22和旋转准直透镜24并且通过远端上的具有标准lc型适配器18的标准lc型光纤连接器27端接。光纤组件20的近端布置在准直仪壳体16内部，准直仪壳体16刚性地附于马达的轴15的近端。准直仪壳体16是中空的管状体，其可以被胶合、夹持到中空轴15上或者甚至一体地装入中空轴15中。即，
在一些实施例中，准直仪壳体16可以是中空轴15的整体部分(例如，突出的延伸部)。准直仪壳体16包括由四个对向偏置弹簧26支撑的多个微调螺杆28(在一个实施例中，四个)，对向偏置弹簧26允许光纤组件20的光轴ox2与马达单元10的旋转轴rx的对准。
32.在马达单元10的远端，lc连接器毂(hub)12通过夹持件13刚性地附于马达的轴15的远端。lc适配器18通过多个固定螺杆19(在一个实施例中，四个)牢固地保持在lc连接器毂12内部。lc适配器18具有允许与连接器毂12牢固接合以及从马达的轴15到适配器18的容易的扭矩传输的矩形形状。以这种方式，适配器18可以将旋转运动传输到光纤连接器42，以如箭头r所示出地旋转或振荡探针芯40。
33.这里，标准lc光纤连接器和lc适配器被提到作为光纤连接部件的示例，其易于插入或去除，同时提供符合tia/eia 604标准的安全且精确对准的配合。然而，可以以类似的方式使用诸如sc、fc和st连接器之类的其他类型的标准光纤连接部件。在旋转的光纤组件20中使用的光纤21和在固定的光纤组件30中使用的光纤36可以从单模光纤、双包层光纤或多模光纤中选择。
34.《马达旋转轴rx与光纤组件的光轴ox2的对准》
35.forj的光学对准将确保通过在准直仪透镜32和准直仪透镜24之间形成的空气间隙38的由马达单元10保持的可旋转的光纤组件20与固定单元30之间的可靠的光通信。在一个实施例中，空气间隙38可以在约1.0mm至10.0mm的范围内。与空气间隙通常必须另外包括马达的中空轴的长度的常规旋转接头相比较，这是间隙尺寸的显著减小。在一些实施例中，形成在准直仪透镜32和准直仪透镜24之间的间隙38可以被填充有光学耦合流体(例如，液体、凝胶或气体)，以增强其间的光学传输。
36.非旋转部件、可旋转的光纤组件和马达单元10的光学对准可以以如本领域中的普通技术人员已知的已知方式实现。例如，整个光学对准可以包括多个步骤。在第一步骤中，使光纤组件20的光轴ox2与马达单元10的旋转轴rx重合地对准。更具体地，布置在中空轴15的内腔中的光纤组件20的光轴ox2应该与马达14的旋转轴rx对准。在第二步骤中，使固定单元30中的光学部件的光轴ox1与对准的马达单元10的旋转轴rx处于相同的角度。在该步骤中，通过操作一个或多个对准螺杆35，固定单元30中的非旋转光学部件的光轴ox1应该基本上与z轴方向重合地对准。在这两个步骤之后，两个光学部件(固定单元30和马达单元10)的两个光轴被对准以彼此平行。因此，只需要执行水平和垂直的平移对准。这是在第三步骤中执行的。在第三步骤中，使准直仪32和准直仪24彼此直接地面对，以仅允许它们之间的在x方向和y方向上的滑动运动。此后，执行准直仪32和准直仪24的面对表面之间的滑动运动，直到固定单元30的光轴ox1、光纤组件20的光轴ox2和马达单元30的旋转轴rx基本上是共线的。如本文使用的，术语“共线的”被赋予其普通的几何含义，由此，如果三个或多个点位于单条直线上，则它们被称为是共线的。在第三步骤结束时，完成forj组件100的整个光学对准。在出于所有目的通过引用并入本文的发明人先前公开的美国专利no.:10558001a1中描述了这种类型的光学对准的详细过程。
37.图3a和图3b示出了forj的透视图，以说明将光纤组件20的光轴ox2与马达的旋转轴rx对准的处理。图3a示出了在对准之前光纤组件20的光轴ox2相对于马达单元10的旋转轴rx的状态。在该步骤中，光束50可以从光源51透射通过光纤连接器18。在对准之前，光束50在光纤组件20的近端处以相对于马达的旋转轴rx的角度β出射。为了将光纤组件20的光
轴ox2与马达单元10的旋转轴rx对准，用户操作一个或多个固定螺杆28，直到光束50与旋转轴rx重合。图3b示出了光轴ox2与旋转轴rx对准的状态。在光束50与旋转轴rx重合地对准(共线的)的状态下，用户可以安全地将成像探针40的连接器42附接到旋转接头。以这种方式，固定的光纤和可旋转的光纤的光学对准在组装期间执行一次，并且不需要在每次附接新的探针时都进行。
38.马达14应该优选地包括编码器，以通过在接合和脱离时提供预定的forj连接器位置来促进forj与探针的光学连接器之间的对准。编码器对于本领域中的普通技术人员是已知的。对于forj，光学编码器可以是战略性地布置为在接合和脱离时提供预定的连接器位置的内置编码器或外部编码器。
39.应该注意，部署在马达14的中空轴15的内腔中的旋转的光纤仅起到光导的作用，而不是像一些现有技术中一样用于准直光束的自由空间光通信介质。旋转的光纤作为光导的实现通过使对于仪器的非一次性部分仅需要进行一次的对准同时使在光学对准方面与一次性探针的每次连接都不是关键，减轻了旋转的光纤与固定的光纤之间的关键对准的负担。
40.如本领域中的普通技术人员可以理解的，光纤使用全内反射的效应进行光传播，并且现代光纤技术允许光纤弯曲或线性偏移，而在光纤的两端之间没有任何显著的光传输损失。因此，在本公开中，为了光传输的最优耦合，光纤需要在光进入点和出射点处精确的对准；这是通过图3a至图3b中图示的处理实现的。另一方面，自由空间光通信(free space optics)依赖于以直线传播的光，并需要在光进入点和出射点之间的非常精确的对准。因此，在马达的中空轴的光进入点和出射点之间添加短跨距的光纤有利地降低对准要求，并确保基本上无损失的光学传输。
41.在操作中，通过将探针芯的另一标准lc连接器42插入到lc适配器18中，具有探针芯40的导管或其他管腔内仪器连接到lc连接器27。以这种方式，探针芯40的近端与旋转的光纤组件20的远端光学地连接。使用也具有方形外部轮廓的标准lc连接器42确保与lc适配器18的简单且可靠的机械连接。另外，使用标准部件(标准lc适配器18和lc连接器42)提供了经证实的可靠光学连接，以及简化的forj和探针芯40之间的旋转运动传输，而不需要主动地确认探针芯40和旋转的光纤组件20之间的光学对准。
42.《示例性成像系统》
43.图4图示了在其中装入根据本公开的光纤旋转接头100的示例性系统300。根据一个示例，forj 100可以适用于包括成像控制台310(系统控制台)和一次性或使用受限的光学探针340(例如，内窥镜或导管)的医疗成像系统300。患者接口单元(piu)320使用线缆束314将光学探针340连接到成像控制台310。成像控制台310包括计算机推车302和一个或多个显示器304以及其他。计算机推车302包含系统部件306，系统部件306包括至少一个或多个处理器、一个或多个光源(激光源)和一个或多个光检测器等。光学探针340可以包括例如具有探针芯40的基于光纤的导管。在示例性成像过程中，成像系统300使用探针芯40来获得诸如患者的心血管体腔之类的成像样本360的图像。
44.piu 320是探针340和系统控制台310之间的主接口。piu提供了在导管的固定外护套内旋转和线性平移探针的成像芯的部件。控制台310和piu 320通过线缆束314连接。线缆束314在其中容纳用于传输电力和用于通信信令的线缆以及用于光传输的光纤(例如，光纤
36)。在成像系统300的操作期间，整个piu 320优选地覆盖有无菌布并且布置在病床或手术台上。piu 320可以提供用于通过使用可运作按钮321来从无菌区操作探针的成像功能的用户界面；这些按钮321可以对在系统控制台310上设置的其他控件(例如，在显示器304中示出的图形用户界面(gui))进行镜像。
45.piu 320可以包括未图示的光束组合器、光纤旋转接头(forj)100、包括线性台的运动机构、电子控制板、控制按钮和/或led面板。如所示出的，forj 100被配置为在其中接收用于探针340的连接器42。
46.《软件相关公开》
47.本文描述的示例性实施例的至少某些方面可以通过读出并执行记录在存储介质(也可以被称为“非暂态计算机可读存储介质”)上的计算机可执行指令(例如，一个或多个程序或可执行编码)以执行上述一个或多个框图或流程图的功能的系统或装置的计算机来实现。计算机可以包括本领域中的普通技术人员已知的各种部件。例如，计算机可以包括由通过例如从存储介质读出并执行计算机可执行指令以执行一个或多个上述实施例的功能和/或控制一个或多个电路以执行一个或多个上述实施例的功能而执行一个或多个上述实施例的功能的一个或多个电路(例如，现场可编程门阵列(fpga)或专用集成电路(asic))实现的信号处理器。计算机可以包括一个或多个处理器(例如，中央处理单元(cpu)、微处理单元(mpu))，并可以包括用于读出并执行计算机可执行指令的单独的计算机或单独的处理器的网络。可以例如从基于云的网络或从存储介质将计算机可执行指令提供给计算机。存储介质可以包括例如硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、分布式计算系统的存储器、光盘(诸如紧凑盘(cd)、数字多功能盘(dvd)、蓝光盘(bd)
tm
)、闪存设备、存储卡等中的一个或多个。计算机可以包括输入/输出(i/o)接口，以接收通信信号(数据)和/或将通信信号(数据)发送到输入设备和输出设备，该输入设备和输出设备可以包括键盘、显示器、鼠标、触摸屏、无触摸接口(例如，姿态识别设备)、打印设备、光笔、光学存储设备、扫描仪、麦克风、相机、驱动器、通信线缆和网络(有线或无线)。
48.本文公开的新型forj提供了优于现有技术中已知的常规旋转接头的若干技术优势，包括但不限于:
49.forj的旋转部分和固定部分之间的较短的空气间隙距离。这是与使用中空轴马达孔作为用于光束传播的自由空间介质的现有技术相比。在该情况下，光应该在空气或其他介质(自由空间光通信)中行进通过轴的整个长度，从而增加了空气间隙长度；
50.低成本和可靠的标准探针/导管芯连接。在这方面，例如，要注意，具有被配置为接收探针的光纤连接器42的标准光纤适配器18减轻了在探针的连接和去除期间对于对准的需要；
51.较少的零件数，从而导致成本较低、可靠性较高；
52.较低的设计和组装复杂性。例如，固定的光纤和可旋转的光纤的光学对准在组装期间执行一次，并且不需要在每次附接新探针时都进行。
53.较小的机械振动效应。
54.《其他实施例或变形》
55.参照描述，阐述了具体细节，以提供所公开的示例的贯彻的理解。在其他情形下，已知的方法、过程、部件和电路未被详细描述，以便没有不必要地使本公开加长。除非本文
另外定义，否则本文使用的所有技术术语和科学术语具有与本公开所属领域中的普通技术人员一般理解的相同的含义。在这方面，本公开的广度和范围不受说明书或附图的限制，而是仅受所采用的权利要求术语的简单含义的限制。
56.在描述附图中图示的示例实施例中，为了清楚起见，采用了具体术语。然而，本专利说明书的公开内容并不旨在限于如此选择的具体术语，并且要理解，每个具体元件包括以类似的方式操作的所有技术等同物。因此，随附权利要求书的范围将被赋予最宽泛的解释，以包含所有这样的变形以及等同的结构和功能。