CN103959043A - 多模式成像系统、设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明部分地涉及图像数据收集系统。该系统可以包括：干涉仪，其具有包括长度为L1的第一光纤的基准臂和包括长度为L2的第二光纤的样本臂；以及被配置为与光学断层成像探测器对接的第一旋转耦合器，其中，旋转耦合器与样本臂光学通信。在一个实施方式中，L2为约5米以上。第一光纤和第二光纤可以均被布置于共用保护套中。在一个实施方式中，系统进一步包括光学元件，被配置为调节基准臂的光学路径长度，其中，光学元件与基准臂光学通信，并且其中，光学元件是透射或反射的。

Description

多模式成像系统、设备和方法

相关申请的交叉参考

本申请要求于在2011年5月31日提交的美国临时专利申请第61/391,701号和于2011年11月4日提交的美国临时专利申请第61/555,663号的优先权和权益，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明一般地涉及适用于医疗处理和诊断领域中的装置和方法，并且更特别地，涉及支持与心脏病相关的一个或多个数据收集模式的装置和方法。

背景技术

介入心脏病学家在血管操作期间结合了多种诊断工具，以计划、指导、和评估治疗。这些工具通常包括光学相干断层（OCT）、血管内超声（IVUS）、血流储备分数（FFR）、以及血管造影。血管内OCT、IVUS、以及FFR是基于浸润性导管的系统，其分别从血管内部或者关于感兴趣的样本收集光学、超声、和压力数据。血管造影是一种无创X射线成像方法，其在注射辐射透不过对比液期间收集来自身体外部的数据。

较早的OCT、IVUS、和FFR系统通常用于单一目的，并且仅结合这三种模式之一。每个独立的系统都通常被配置为便携式推车。如果在介入操作期间要使用一种以上的模式，该方法具有明显的缺点，即，增加了导管室的混乱并且需要费时搭建程序。最近以来，诊断系统已经开始在同一角撑架上结合IVUS和FFR或者OCT和FFR。还已经开发了“集成的”IVUS和FFR系统，其中，控制装置和导管接口装置位于操作室（procedureroom）中，而数据获取装置远程地位于控制室中。这种双模式集成系统减少了混乱并且减小了诊断设备的总成本。

遗憾的是，现有的集成IVUS和FFR诊断系统受到降低其实用性的各种限制。一个限制在于，现有的集成IVUS和FFR系统没有结合OCT成像。相比于IVUS，OCT为图像分辨率提供了数量级的提高。OCT还使能更精确的斑块特性、定量病变测量、血栓检测、支架贴壁不良和边缘清扫的可视化、以及植入后支架覆盖评估。

第二个限制在于，现有的集成系统要求专用的一组数据获取和处理设备来支持每个操作室。这增加了与为多个操作室配备诊断系统相关的资金成本，从而导致了更高的医疗保健开支。相比于IVUS系统，该限制对于OCT系统更加显著，这是因为，用于OCT成像所需的光学和电子硬件相比于用于IVUS成像所需的光学和电子硬件明显更昂贵。

因此，存在对于解决这些限制的多模式系统和相关装置的需求。

发明内容

本发明涉及用于介入性心脏病和其他诊断领域中的多模式诊断系统。在一个实施方式中，多模式或多个模式是指多个数据收集模式。本发明的一个方面是在单个系统中结合了以下模式中的至少两个的系统：光学相干断层（OCT）、血管内超声（IVUS）、血流储备分数（FFR）、以及单系统中的X射线血管造影测量。患者接口单元（PIU）可以连接至一个或多个导管以收集OCT和IVUS成像数据。还可以使用有线或无线压力监视器和接收器来执行FFR数据收集。在一个实施方式中，可以使用计算机或网络来收集、存储、和/或路由血管造影x射线图像。这种血管造影图像可以与使用多模式系统获得的OCT和IVUS图像影像融合。

系统模块可以分布在主控制室、多个卫星控制室、多个操作室之间或者在室中但是远离诸如对象或患者的位置或者他们在操作期间被放置的支撑体的共用基准点。在一个实施方式中，操作室例如可以是导管实验室（或导管室）。这样，增大了易用性同时降低了硬件成本。在一个实施方式中，在操作室中使用诸如OCT探测器或IVUS探测器或FFR探测器的探测器，以测量患者中感兴趣的样本。可以使用各种网络拓普、电缆布置、和数据路由技术，以有助于给定多模式系统的操作。

在一个方面，本发明涉及用于获取关于置于支撑体上的患者的数据的数据收集系统。该系统包括：包括光学辐射源的成像引擎；干涉仪，包括包含长度为L1的第一光纤的基准臂以及包含长度为L2的第二光纤的样本臂；患者接口单元，被配置为与数据收集探测器对接，其中，患者接口单元与样本臂光学通信；以及显示器，被配置为显示使用用数据收集探测器收集的光学相干断层数据生成的图像，其中，成像引擎被定位得远离支撑体，其中，患者接口单元和显示器被定位得接近支撑体。

在一个实施方式中，L2为约5米以上。在一个实施方式中，系统包括与患者接口单元光学通信的基座（dock，插座）。在一个实施方式中，系统进一步包括保护套，其中，成像引擎和基座之间的基准臂的一部分和样本臂的一部分至少部分地布置于保护套中，使得每个部分都暴露于基本相同的环境条件。在一个实施方式中，基准臂的第一部分和样本臂的第一部分至少部分地布置于基座中。在一个实施方式中，基座被配置为接收和保持患者接口单元。在一个实施方式中，基座被配置为接收来自数据收集探测器的无线数据，并且数据收集系统进一步包括用户接口装置，该用户接口装置包括：触摸屏、被配置为在数据收集探测器和基于压力换能器的装置之间进行选择的选择单元、以及图形用户界面，用户接口装置被配置为显示使用图像数据或基于压力数据的参数生成的图像并且接收用户输入。在一个实施方式中，患者接口单元被配置为容纳血管内超声成像探测器。在一个实施方式中，数据收集探测器被配置为收集光学相干断层数据以及超声数据和压力数据中的一个或两个。

在一个实施方式中，系统进一步包括第一转换器，被配置为接收使用数据收集探测器生成的电超声信号，并且将电超声信号转换成光学信号用于传输到第二转换器。在一个实施方式中，系统进一步包括第一转换器，被配置为接收使用数据收集探测器生成的电压力信号，并且将电压力信号转换成用于传输到第二转换器的光学信号。在一个实施方式中，系统进一步包括布置在保护套中的第三光纤，第三光纤被配置为传输从数据收集探测器接收的压力数据或超声数据。在一个实施方式中，系统进一步包括布置在保护套中的数字通信光纤或电线。

在一个方面，本发明涉及图像数据收集系统。该系统包括：干涉仪，包括包含长度为L1的第一光纤的基准臂以及包含长度为L2的第二光纤的样本臂；以及第一旋转耦合器，被配置为与光学断层成像探测器对接，其中，旋转耦合器与样本臂光学通信，并且其中，L2为约5米以上。

在一个实施方式中，第一光纤和第二光纤均被布置于共用保护套中。在一个实施方式中，系统进一步包括被配置为调节基准臂的光学路径长度的光学元件，其中，光学元件与基准臂光学通信，并且其中，光学元件是透射或反射式的。在一个实施方式中，长度L1和L2以及第一光纤和第二光纤在共用保护套中的布置被配置为显著减小使用通过光学断层成像探测器收集的数据所形成的图像的劣化。在一个实施方式中，系统进一步包括超声系统，该超声系统包括电光转换器，被配置为接收包括超声数据的电信号并且将电信号转换成光学信号。在一个实施方式中，超声系统包括长度为L3的第三光纤，其中，第三光纤被配置为在第一干涉仪位于的第一位置和旋转耦合器位于的第二位置之间传导光学信号，第三光纤具有第一端和第二端。在一个实施方式中，第一干涉仪安装在第一室中并且旋转耦合器布置于第二室中，并且保护套的长度被形成为使得经由第二光纤光学地耦合至第一旋转耦合器和样本臂。

在一个实施方式中，系统进一步包括被配置为收集图像数据的服务器以及包括显示器和一个或多个输入装置的便携式无线控制站，其中，便携式控制站被配置为控制服务器和通过光学断层成像探测器进行的图像数据收集中的至少一个。在一个实施方式中，系统进一步包括循环器和与基准臂和循环器光学通信的反射或透射可变路径长度镜。在一个实施方式中，系统进一步包括光纤布拉格光栅和光电检测器，其中，基准臂与光纤布拉格光栅和光电检测器光学通信。在一个实施方式中，光电检测器被配置为传输脉冲，用于响应于从光纤布拉格光栅接收的波长来同步超声数据收集和OCT数据收集。在一个实施方式中，共用保护套的长度为约5米以上。在一个实施方式中，服务器包括具有两个通道的数据获取装置，其中，一个通道被配置为根据可变频率外部时钟获取数据。

在一个实施方式中，系统进一步包括一个或多个开关；服务器；以及一个或多个接口系统，每个接口系统都与对应的开关通信，每个接口系统都被配置为与光学相干断层探测器、压力线、或超声探测器对接，其中，服务器被配置为从每个接口系统收集数据。在一个实施方式中，系统进一步包括：光学耦合器，具有第一臂、第二臂、和第三臂，光学耦合器的第一臂与一个或多个开关光学通信；反射镜，与光学耦合器的第二臂光学通信；以及循环器，具有第一端口、第二端口、和第三端口，第一端口与光学耦合器光学通信，第二端口与光纤布拉格光栅光学通信，并且第三端口与光电检测器光学通信，其中，当在来自一个或多个开关的光学信号中出现特定波长时，光电检测器生成触发信号。

在一个实施方式中，系统进一步包括用户接口装置，包括：触摸屏、被配置为在光学断层成像探测器和基于压力换能器的装置之间进行选择的选择单元、以及图形用户界面，用户接口装置被配置为显示使用图像数据或基于压力数据的参数生成的图像以及接收用户输入。在一个实施方式中，用户接口装置是与被配置为从光学断层成像探测器接收数据的服务器电或光学通信的移动终端的部件。在一个实施方式中，每个接口系统都包括接口基座和接口单元，其中，接口基座在接口单元和服务器之间提供了光电接口。在一个实施方式中，系统进一步包括与基准臂光学通信的可变路径长度气隙。在一个实施方式中，系统进一步包括与第三光纤的第一端光学通信的第一波分复用滤波器和与第三光纤的第二端光学通信的第二波分复用滤波器。在一个实施方式中，第一光纤、第二光纤、以及第三光纤和加强构件布置于共用保护套中。

在一个方面，本发明涉及血管内数据收集系统。该系统包括：计算机，包括数字化仪，数字化仪具有一个或多个输入端以接收光学相干断层探测器生成的信号或超声换能器生成的信号中的至少一个；包括光源的成像引擎；包括旋转耦合器的患者接口单元；被配置为接收压力线数据的第一无线压力数据接收器；包括基准光学元件的患者接口基座；以及干涉仪，其包括包含长度为L1的第一光纤的基准臂以及包含长度为L2的第二光纤的样本臂，其中，旋转耦合器与样本臂光学通信，其中，基准光学元件与基准臂光学通信，其中，光源与样本臂光学通信。在一个实施方式中，第一光纤和第二光纤都布置于共用保护套中。在一个实施方式中，L2为约5米以上。在一个实施方式中，系统进一步包括光学元件，被配置为调节基准臂的光学路径长度，其中，光学元件与基准臂光学通信，并且其中，光学元件是透射或反射式的。

在一个实施方式中，该系统进一步包括与基准臂光学通信的可变路径长度气隙。在一个实施方式中，该系统进一步包括用户接口装置，包括：触摸屏、被配置为选择使用样本臂收集的图像数据的选择单元、以及图形用户界面，用户接口装置被配置为显示使用图像数据生成的图像、使用压力线数据生成的一个或多个FFR值并被配置为接收用户输入。在一个实施方式中，该系统进一步包括被配置为接收主动脉压力数据的第二无线压力数据接收器。在一个实施方式中，该系统进一步包括匹配单元，被配置为使接口单元与存储的接口单元标识符相匹配，其中，接口单元被配置为将压力线数据无线地中继到第一压力数据接收器。在一个实施方式中，该系统进一步包括选择单元，被配置为基于接收的控制信号或选择规则在一个或多个OCT操作室或者一个或多个接口单元之间进行选择。

在一个方面，本发明涉及一种用于将血管造影图像数据和血管内光学断层数据影像融合的方法。该方法包括：设置血管造影系统以与支撑体接近，支撑体被配置为在导管室中定位患者；设置血管内光学断层系统，该系统包括：包括光学辐射源的成像引擎；干涉仪，其包括包含长度为L1的第一光纤的基准臂以及包含长度为L2的第二光纤的样本臂；患者接口单元，被配置为与光学断层成像探测器对接，其中，患者接口单元与样本臂光学通信；计算机，被配置为接收和处理来自光学断层成像探测器的图像数据并生成图像；监视器，用于显示图像，其中，成像引擎和计算机被定位得远离支撑体，并且患者接口单元和监视器被定位得接近支撑体；相对于患者中布置的导管，同时收集血管造影数据和血管内光学断层数据；以及将血管造影数据和血管内光学断层数据影像融合。

在一个实施方式中，该方法进一步包括将来自血管造影系统的血管造影数据传输到血管内光学断层系统。在一个实施方式中，该方法进一步包括将来自血管内光学断层系统的血管内光学断层数据传输到血管造影系统。在一个实施方式中，血管内光学断层数据和血管造影数据被传送到第三系统用于影像融合。

在一个方面，本发明涉及一种图像数据收集系统，用于获取置于第一检查室中的第一支撑体上的第一患者的第一组图像和置于第二检查室中的第二支撑体上的第二患者的第二组图像。该系统包括：包括光学辐射源的成像引擎；包括长度为L1的第一光纤的第一基准臂；包括长度为L2的第二光纤的第一样本臂；包括长度为L3的第三光纤的第二基准臂；包括长度为L4的第四光纤的第二样本臂；光学开关，将来自成像引擎的光学辐射引导至第一基准臂和第一样本臂或者第二基准臂和第二样本臂中的一个；其中，第一基准臂和第一样本臂与成像引擎和第一检查室中的第一患者接口单元光学通信；其中，第二基准臂和第二样本臂与成像引擎和第二检查室中的第二患者接口单元光学通信；计算机，被配置为接收和处理来自第一样本臂和第二样本臂的图像数据，并且生成第一组图像和第二组图像；第一监视器，用于在第一检查室中显示第一组图像；第二监视器，用于在第二检查室中显示第二组图像；以及其中，成像引擎和计算机被定位得远离第一支撑体和第二支撑体，第一患者接口单元和第一监视器被定位得接近第一支撑体，第二患者接口单元和第二监视器被定位得接近支撑体。

在一个方面，本发明涉及一种图像数据收集系统。该系统包括：患者接口系统，包括：限定了第一光学路径的干涉仪的样本臂的一部分，其中，第一光学路径的一端被配置为接收从数据收集探测器接收的光学相干数据；第一转换器，被配置为接收电超声信号并且将电超声信号转换成光学信号；以及限定了第二光学路径的光学器件，光学器件与第一转换器光学通信，并且被配置为将光学信号传输到第二转换器。

在一个实施方式中，系统进一步包括：包含壳体的患者接口单元基座，其中，干涉仪的样本臂的部分、第一转换器、以及光学器件至少部分地布置于壳体中；以及患者接口单元，包括：耦合器，与干涉仪的样本臂的部分和数据收集探测器光学通信并布置于二者之间，驱动电机，被配置为使布置于数据收集探测器中的光纤旋转，以及接收器，被配置为接收使用数据收集探测器或血管内超声探测器生成的超声数据。在一个实施方式中，该系统进一步包括：包括光源的成像引擎；与光源光学通信的干涉仪；以及第二转换器。在一个实施方式中，该系统进一步包括服务器，其包括与第二转换器电通信的数据获取装置。

在一个方面，本发明涉及一种生成置于支撑体上的对象的一部分的光学相干断层图像的方法。该方法包括：沿干涉仪的样本臂和干涉仪的基准臂传输来自第一位置的光源的光，样本臂在第二位置终止并且基准臂在第三位置终止，其中，第一位置和第二位置之间的距离为约5米以上，第二位置置于对象中并且靠近对象的一部分；在与样本臂光学通信的数据收集探测器接收从对象的一部分散射的光；接收从与样本臂光学通信的反射器散射的光；将从数据收集探测器接收的光和从反射器散射的光组合，以生成干涉数据；以及响应于干涉数据生成光学相干断层图像。

在一个实施方式中，第三位置在患者接口基座中。该方法可以进一步包括相对于上述部分收集超声数据，超声数据包括第一电信号。该方法可以进一步包括将第一电信号转换成光学信号，并且沿光纤将光学信号传输到第四位置。该方法可以进一步包括将光学信号转换成第二电信号。该方法可以进一步包括使用第二电信号生成对象的上述部分的第二图像。该方法可以进一步包括将光学相干断层图像和第二图像影像融合。

在一个方面，本发明涉及多模式成像系统，包括：具有多个开关的成像引擎；与成像引擎通信的服务器；以及多个接口系统，每个接口系统都与多个开关中对应开关通信；每个接口系统都被构造为还与OCT或超声探测器对接，并且其中，服务器控制来自与多个接口系统对接的OCT探测器和超声探测器的图像的取得和处理。

在一个方面，本发明涉及图像数据收集设备。该设备包括多个开关；服务器；以及多个接口系统，每个接口系统都与多个开关中的对应开关通信，每个接口系统都被配置为与光学相干断层探测器或超声探测器中的至少一个对接，其中，服务器被配置为收集来自每个接口系统的数据。

在一个实施方式中，多个开关中的每个开关都是光学开关。多个接口系统中的每个都可以通过相应的光学电缆连接至开关。多个光学电缆中的每个相应光学电缆的长度可以足以允许多个接口系统中的每个都位于不同室中。服务器可以与血管造影系统电通信。

服务器可以配置和/或编程为显示影像融合的光学相关断层、超声、和血管造影图像。成像引擎可以包括马赫曾德尔干涉仪（MZI）。MZI可以被配置为生成时钟信号。设备可以包括与马赫曾德尔干涉仪通信的延迟装置。延迟装置可以被配置为延迟时钟信号，以确保时钟信号和数字化的干扰信号之间的对准。延迟装置可以是电子延迟装置或光学延迟装置。在一个实施方式中，顺序时钟信号的上升沿和下降沿之间的间隔可以根据用户选择的延迟改变，以补偿光学相干断层信号中的残余色散。

每个接口系统都可以包括接口基座和接口单元。接口基座可以包括或在接口单元、服务器、和成像引擎之间设置光电接口。作为该接口的一部分，可以包括转换器。转换器可以用于将超声数据从电信号转换成光学信号。该接口基座可以包括与马赫曾德尔干涉仪的基准臂光学通信的反射镜。该接口基座可以包括触发装置。该触发装置可以包括具有第一臂、第二臂、和第三臂的光学耦合器，光学耦合器的第一臂与多个开关中的一个光学通信；反射镜与光学耦合器的第二臂光学通信。在一个实施方式中，循环器具有第一端口、第二端口、和第三端口，第一端口与光学耦合器光学通信，第二端口与光纤布拉格光栅电通信，并且第三端口与光电检测器光学通信。光电检测器可以被配置为当在来自多个开关中的一个的光学信号中出现特定波长时生成触发信号。在一个实施方式中，触发信号发起于来自干涉仪的样本臂的样本光的照射同步地生成超声脉冲。

服务器可以包括诸如数字化仪的数据获取装置或部件，具有两个通道，其中，至少一个通道被配置为根据可变频率外部时钟获取数据；其中，一个通道被配置为获取光学相干断层数据；并且其中，第二通道被配置为获取超声数据。在一个实施方式中，响应于时间改变外部时钟信号对光学相干断层通道采样。在一个实施方式中，响应于固定时钟信号对超声通道采样。在一个实施方式中，以与光学相干断层通道的行速率相差大约1至大约0.0625范围内的因子的行速率获取超声通道。

该设备可以包括：第一光学耦合器；第一光学循环器，具有与光学耦合器光学通信的第一端口，与可变路径长度镜通信的第二端口，与多个开关中的第一开关光学通信的第三端口，以及与偏振控制器光学通信的第四端口；第二光学循环器，具有与第一光学耦合器光学通信的第一端口，与反射镜光学通信的第二端口，与多个开关中的第二开关光学通信的第三端口，并且具有第四端口；平衡检测器，具有第一输入端口和第二输端口并且具有输出终端；以及第二光学耦合器，具有与偏振控制器光学通信的第一端口，与第二循环器的第四端口光学通信的第二端口，与平衡检测器的第一输入端口光学通信的第三端口，以及与平衡检测器的第二输入端光学通信的第四端口。

该设备可以包括第一光学耦合器；第一光学循环器，具有与光学耦合器光学通信的第一端口，与可变路径长度镜通信的第二端口，与多个开关中的第一开关光学通信的第三端口，以及与偏振控制器光学通信的第四端口；第二光学循环器，具有与第一光学耦合器光学通信的第一端口，与反射镜光学通信的第二端口，与多个开关中的第二开关光学通信的第三端口，并且具有第四端口；第一平衡检测器，具有第一输入口和第二输入端口并且具有输出终端；第二平衡检测器，具有第一输入口和第二输入端口并且具有输出终端和第二光学耦合器；第三光学耦合器；第四光学耦合器；第五光学耦合器；以及第六光学耦合器；第二光学耦合器与偏振控制器、第三光学耦合器、第五光学耦合器光学通信，第五光学耦合器与第六光学耦合器光学够昂新，第六光学耦合器与第二平衡检测器光学通信，第三光学耦合器与第一平衡检测器光学通信，第四光学耦合器与第三光学欧俄后期和第二光学循环器的第四端口光学通信。

该设备可以包括：第一光学耦合器；第一光学循环器，具有与光学耦合器光学通信的第一端口，与可变路径长度气隙（VPLAG）通信的第二端口，VPLAG与多个开关中的第一开关光学通信，以及与偏振控制器光学通信的第三端口；第二光学循环器，具有与第一光学耦合器光学通信的第一端口，与多个开关中的第二开关光学通信的第二端口，并且具有第三端口；平衡检测器，具有第一输入口和第二输入端口并且具有输出终端；以及第二光学耦合器，具有与偏振控制器光学通信的第一端口，与第二循环器的第三端口光学通信的第二端口，与平衡检测器的第一输入端口光学通信的第三端口，以及与平衡检测器的第二输入端口光学通信的第四端口。

该设备可以进一步包括第一光学耦合器；第一光学循环器，具有与光学耦合器光学通信的第一端口，与可变路径长度镜通信的第二端口，与多个开关中的第一开关光学通信的第三端口，以及与偏振控制器光学通信的第四端口；第二光学循环器，具有与第一光学耦合器光学通信的第一端口，与反射镜光学通信的第二端口，与多个开关中的第二开关光学通信的第三端口，并且具有第四端口；平衡检测器，具有第一输入端口和第二输入端口并且具有输出终端；以及第二光学耦合器，具有与偏振控制器光学通信的第一端口，与第二循环器的第四端口光学通信的第二关口，与平衡检测器的第一输入端口光学通信的第三端口，以及与平衡检测器的第二输入端口光学通信的第四端口。

在一个方面，本发明涉及包括光学相干断层系统的数据收集系统，光学相干断层系统包括：基准臂，包括长度为L1的第一光纤，样本臂，包括长度为L2的第二光纤，其中，第一光纤和第二光纤都布置于共用电缆中，以及第一旋转耦合器，被配置为与光学断层成像探测器对接，其中，旋转耦合器与样本臂光学通信。第一干涉仪可以安装在第一室中，并且旋转耦合器布置在第二室中，并且电缆的大小可以经由长度为L2的第二光纤将第一旋转耦合器和样本臂光学地耦合。长度为L1的第一光纤可以与反射镜光学通信。相对于第一干涉仪，可以在相同或不同的位置使用额外的干涉仪。

光学相干断层系统可以进一步包括光学开关，其具有与样本臂光学通信的第一端口和与第一旋转耦合器光学通信的第二端口。光学相干断层系统可以进一步包括循环器以及与基准臂和循环器光学通信的反射或透射式可变路径长度镜。光学相干断层系统可以进一步包括光纤布拉格光栅和光电检测器，其中，基准臂与光纤布拉格光栅和光电检测器光学通信。在一个实施方式中，光电检测器被配置为传输脉冲，用于响应于从光纤布拉格光栅接收的波长同步超声数据收集和OCT数据收集。

数据收集系统可以进一步包括超声系统，超声系统包括电光转换器，被配置为接收包括超声数据的电信号并且将电信号转换成光学信号。超声系统可以包括光学开关和长度为L3的第三光纤，其中，第三光纤在布置了干涉仪的第一室和布置了旋转耦合器的第二室之间传导光学信号。数据收集系统可以进一步包括具有第一通道和第二通道的数字化仪，其中，第一通道接收来自光学相干断层系统的信号，并且第二通道接收来自超声系统的信号。

在一个实施方式中，光学相干断层数据根据可变频率时钟被数字化，并且超声信号根据固定频率时钟被数字化。时钟可以包括与多个开关中的第一开关光学通信的反射镜以及与多个开关中的第二开关和第二波分复用滤波器光学通信的第一波分复用滤波器，其中，第二波分复用滤波器与多个开关中的第二开关光学通信。数据收集系统可以被配置为使得L1和L2大于大约5米。与L1和L2相关的光纤可以位于相同位置。接口基座可以包括至少一个无线接收器，用于接收血管内压力数据。

在一个方面，本发明涉及血管内数据收集系统，包括：第一主要数据收集元件，包括具有一个或多个输入端以接收OCT相关信号、FFR相关信号、以及超声相关信号中的至少一个的数字化仪；第一补充数据收集元件，包括了包括光纤的探测器；第二补充数据收集元件，包括样本臂的子集；网络，具有分别通过第一链路和第二链路连接的中心节点、第一辅助节点、第二辅助节点的第一拓扑，其中，第一主要数据收集元件位于中心节点，并且第一和第二辅助数据收集元件布置在相应的第一和第二辅助节点，其中，辅助节点布置为到中心节点的距离为D1和D2。每个链路都可以包括布置在共用壳体中的光纤和电导体。至少一个链路可以包括干涉仪的臂的一部分。至少一个链路可以包括：包括长度为L1的第一光纤的基准臂，包括长度为L2的第二光纤的样本臂，其中，第一光纤和第二光纤均布置于保护套中，例如诸如共用电缆或外套或其他罩。

本发明部分地涉及改善了发起诸如OCT、IVUS、或基于压力线的操作的测量操作的系统、方法、和诸如输入装置的装置、控制器、和接口，并且还涉及用于配置和安装减小误差和安装时间的监控装置的程序。

本发明部分地涉及提高了测量设备的灵活性的系统、方法、和诸如输入装置的装置、控制器、和接口，这使得可以容易地将不同的所需的测量单元连接和断开连接。因此，OCT系统的即插即用配置、压力线系统、其他成像和压力测量模块、及其组合是本发明的实施方式。

本发明部分地涉及支持图形界面和显示器（诸如基于显示屏或基于触摸屏的接口）的系统、方法、和装置以及改善和便于与监控装置的用户交互或者便于移动使用或者从相对于室、导管室、或其他位置的远程位置的使用的显示器本身。

在一个实施方式中，本发明涉及探测器，其可以包括压力或成像探测器，用于监控、分析、和显示与注入血压的血管中的压力相关的生理状况。装置可以包括：压力线接收器单元，被配置为接收表示测量的活体中的生理或其他变量的无线信号，主动脉血压接收器单元，被配置为从至少一个主动脉压力接口单元接口包括识别接口单元所需的接口标识信息的无线信号以及表示测量的主动脉血压的信息，信号处理元件或子系统，被配置为计算与参数相关的血压，触摸屏，被配置为显示关于可选择的主动脉压力接口单元的信息和血压相关参数，以及被配置为接收用户输入，识别单元，被配置为基于接收的接口标识信息识别接口单元，呈现单元，被配置为在触摸屏上呈现由识别单元识别的接口单元，选择单元，被配置为选择呈现的接口单元之一，并且其中，主动脉血压接收器单元被配置为从所选择的主动脉压力接口单元接收主动脉压力信息。

根据另一方面，本发明还涉及包括探测器的光学相干断层系统，探测器包括压力或成像探测器，其中，系统包括被配置为向系统操作员或用户提供图形界面的显示器。根据进一步的方面，本发明涉及用于安装探测器的方法。

本发明部分地涉及安装、配置、或以其他方式设置探测器，该探测器可以包括压力或成像探测器，用于监控、分析、和显示涉及血压的生理状况。该方法包括：从至少一个主动脉压力接口单元接收无线信号，该无线信号包括识别接口单元所需的接口识别信息；在触摸屏上显示关于可选择的主动脉压力接口单元的信息；基于接收的接口识别信息识别接口单元；在触摸屏上呈现所识别的接口单元；选择所呈现的接口单元之一；以及从所选择的主动脉压力接口单元接收主动脉压力信息。

在一个实施方式中，该方法包括将所识别的接口单元与存储的一组接口单元标识符相匹配，并且在触摸屏上呈现具有正匹配的接口单元。在一个实施方式中，该方法包括响应于触摸屏上的用户输入，选择所呈现的接口单元中的一个。在一个实施方式中，该方法包括根据预定选择规则自动选择所呈现的接口单元中的一个。在一个实施方式中，该方法的预定选择规则包括涉及接收的无线信号的参数。在一个实施方式中，该方法包括接收涉及所选择的主动脉压力接口单元的校准数据。

在一个实施方式中，本发明涉及用于监控、分析、和显示生理状况的患者数据收集系统。该系统包括：压力线接收器单元，被配置为接收表示测量的活体中的生理或其他变量的无线信号；主动脉血压接收器单元，被配置为从至少一个主动脉压力接口单元接收包括识别接口单元所需的接口标识信息的无线信号和表示测量的主动脉血压的信息；信号处理装置，被配置为计算涉及血压的参数；触摸屏，被配置为显示关于可选择的主动脉压力接口单元的信息和涉及血压的参数，以及被配置为接收用户输入；识别单元，被配置为基于接收的接口标识信息识别接口单元；呈现单元，被配置为在触摸屏上呈现由识别单元识别的接口单元；以及选择单元，被配置为选择所呈现的接口单元之一，其中，主动脉血压接收器单元被配置为从所选择的主动脉压力接口单元接收主动脉压力信息。系统进一步包括匹配单元，被配置为使所识别的接口单元与存储的一组接口单元标识符相匹配，并且其中，呈现单元被配置为在触摸屏上显示具有正匹配的接口单元。可以响应于触摸屏上的用户输入进行选择单元的选择。可以根据预定选择规则自动进行选择单元的选择。预定选择规则包括涉及接收的无线信号的参数。主动脉血压接收器单元可以被配置为接收涉及所选择的主动脉压力接口单元的校准数据。压力线接收器单元和/或主动脉血压接收器单元是可拆卸的。压力线接收器单元可以经由USB连接连接至装置。主动脉血压接收器单元可以经由USB连接连接至装置。

在一个实施方式中，本发明涉及系统，用于监控、分析、和显示涉及活体中的血压的生理状况。系统包括至少一个主动脉压力接口单元，被配置为接收表示测量的主动脉血压的信息，并且传输包括识别接口单元所需的接口标识信息的无线信号以及表示测量的主动脉血压的信息。

在一个实施方式中，本发明涉及设置探测器的方法，探测器可以包括压力或成像探测器，用于监控、分析、和显示生理状况。该方法包括：从至少一个主动脉压力接口单元接收包括识别接口单元所需的接口标识信息的无线信号；在触摸屏上显示关于可选择的主动脉压力接口单元的信息；基于接收的接口标识信息识别接口单元；在触摸屏上呈现所识别的接口单元；接收来自所选择的主动脉压力接口单元的主动脉压力信息。该方法可以进一步包括：使所识别的接口单元与存储的一组接口单元标识符相匹配，并且在触摸屏上显示具有正匹配的接口单元。该方法可以进一步包括：响应于触摸屏上的用户输入选择呈现的接口单元中的一个。该方法可以进一步包括：根据预定选择规则自动选择呈现的接口单元中的一个。该方法可以进一步包括预定选择规则，其包括涉及接收的无线信号的参数。该方法可以进一步包括接收涉及所选择的主动脉压力接口单元的校准数据。

提供了该概要仅用于引入特定概念，而不是确定所要求的主题的任何关键和重要特征。

附图说明

附图并非一定是按比例绘制的，相反，重点一般放在所说明的原理上。附图在各方面都被认为是说明性的，而并不旨在限制本发明，本发明的范围仅由权利要求限定。

图1A描述了根据本发明说明性实施方式的多模式数据收集系统的实施方式的框图。

图1B描述了根据本发明说明性实施方式的多模式数据收集系统的实施方式的更详细的框图。

图1C描述了根据本发明说明性实施方式的多模式数据收集系统的可选实施方式。

图2A描述了根据本发明说明性实施方式的将长样本臂和长基准臂与反射可变路径长度镜和其他部件结合在一起的干涉仪。

图2B描述了根据本发明说明性实施方式的将迈克尔逊干涉仪的基准臂中的用于马赫曾德尔干涉仪的输入端口与其他部件结合的干涉仪。

图2C描述了根据本发明说明性实施方式的结合了可变路径长度气隙和其他部件的干涉仪。

图3描述了根据本发明说明性实施方式的被配置为生成一个或多个感兴趣的信号的光电子子系统。

图4描述了根据本发明说明性实施方式的数字时钟的实施方式的框图。

图5描述了根据本发明说明性实施方式的时钟发生器的可选实施方式的框图。

图6描述了用于在根据本发明说明性实施方式中使用的多通道数据获取装置的实施方式的示意图和时序信号。

图7A描述了根据本发明说明性实施方式的患者接口单元（PIU）基座的示例性基准光学元件的实施方式。

图7B描述了根据本发明说明性实施方式的与图7A中示出的基准光学元件相关的多个信号的关系。

图8A至图8C描述了根据本发明说明性实施方式的用于将PIU基座连接至成像引擎和数据获取计算机的电缆的实施方式的横截面。

图9描述了根据本发明示例性实施方式的被配置为支持多个操作室的多模式数据收集系统的实施方式的框图。

图10A描述了使用本发明实施方式获得的固定人体冠状动脉的超声图像。

图10B描述了使用本发明实施方式的活人手指垫的OCT图像的超声图像。

图11A至图11C描述了主要OTC、IVUS、FFR或多模式部件用以与一个或多个次要OTC、IVUS、FFR或多模式部件通信的各种示例性非限制技术。

图12是示出根据本发明说明性实施方式的无线鼠标或控制器以及移动终端的系统示意图。

图13是示出根据本发明说明性实施方式的探测器的纵向视图的示意图。

图14是患者的示意图，使用根据本发明说明性实施方式的系统和装置可以获得关于其的FFR、图像数据、或其他数据的无线测量。

图15是根据本发明说明性实施方式的探测器和数据收集系统部件的示意图。

图16是根据本发明说明性实施方式的数据收集系统和图形用户界面的示意图。

图17是根据本发明说明性实施方式的输入装置或控制器的示意图。

具体实施方式

如上所述，现有已知的血管内诊断系统有许多限制。本发明部分地涉及用于导管实验室或其他设施中以从患者收集数据并且帮助改善这些限制中的一个或多个的各种系统及其部件。所收集的数据通常涉及患者的心血管或者周围血管系统，并且可以包括文中描述的图像数据、压力、和其他类型数据。另外，在一个实施方式中，使用光学相干断层（OCT）探测器和其他相关OCT部件来收集图像数据。OCT是使用干涉技术来确定距离和其他相关测量的成像模式。这样，本发明的一个或多个实施方式涉及干涉仪设计，其被配置为用于较长样本臂和/或基准臂，同时将图像数据水平保持在所需的质量水平或者以其他方式补偿某些不想要的噪声或其他环境影响。

另外，本发明的一些实施方式适于处理多个成像模式。因此，本发明部分地涉及将以下数据收集模式中的一个或多个结合到单个系统或设备中的多模式诊断系统及其部件，即OCT、IVUS、FFR、和血管造影。描述了使患者接口单元（PIU）和成像探测器远离成像引擎和/或服务器的OCT系统改进。这可以在大约5米至大约100米（在一些实施方式中更大）之间的距离上完成。使用具有较长基准样本和/或基准臂的一个或多个干涉仪可以有助于成像探测器与一个或多个OCT系统部件的分离。如文中描述的，包括了诸如光学开关或电子开关的开关以对控制和/或图像数据信号路由也是有利的。

IVUS成像能力还可以结合到使用相同或另外的PIU的系统实施方式中。还可以使用FFR探测器来执行FFR压力测量。例如，可以使用具有无线发射器的FFR探测器。具体地，这种FFR探测器可以向一个或多个无线接收器发送FFR数据，无线接收器又可以将FFR数据传输到服务器。可以使用不同配置来实现OCT和/或IVUS图像与造影图像的比较和影像融合。例如，数据收集系统（OCT、IVUS、FFR等）可以被配置为与血管造影装置对接（反之亦然）。可选地，数据收集系统可以被配置为与其中存储了造影数据的医院数据网络对接。在一个实施方式中，PIU包括诸如电光旋转耦合器、旋转电机、线性行程级（linear travel stage）、超声控制器、以及运动控制器的各种元件。

为了降低执行回调的操作室中的混乱，在一个实施方式中，使用单个系统或设备来对接PIU以及在PIU、控制面板、成像引擎、数据获取设备之间路由光学和电子信号。在一个实施方式中，该系统设备是PIU基座。PIU通过机械配合连接至PIU基座。可以通过使用PIU和PIU基座上的磁铁或联锁机械特征来协助对接。在于PIU基座的电和/或光学通信中，还使用电连接器或光学连接器来代替PIU。为了减小资金成本，还可以使用能够支持多个操作室中的诊断设备的单个成像引擎和数据获取系统。

参照图1A，多模式诊断系统或数据收集系统10的一个实施方式可以包括：成像引擎145；包括诸如数字化仪的数据获取装置的服务器或计算机135（以下称为服务器）；PIU基座120；PIU115；诸如监视器165a和165b的输入/输出装置；键盘170和鼠标175。为了允许一个以上的操作员的几乎同时控制，可以采用一个以上的键盘或鼠标。成像引擎可以包括一个或多个可调谐激光、光纤干涉仪、偏振控制器、光电转换器、电光转换器、光学开关、电接收器和信号调节器、和/或用于控制这些部件的控制系统。PIU沿光学路径176与数据收集探测器光学通信，在一个实施方式中，光学路径176可以由光纤限定。成像引擎145和服务器135当被被配置为集成系统时可以位于分开的控制室中。PIU基座120、PIU115、以及输入/输出或控制装置165a和165b、170和175可以分别远程地位于操作室中，与诸如支撑体177的患者检查台或另一患者基准相邻。支撑体可以包括床、操作台、或者适于在数据收集操作中放置患者的其他设备。在一个实施方式中，PIU基座120包括被配置为当PIU115没有与被用作数据收集操作的一部分的探测器一起使用时容纳和/或存储PIU115的壳体。在图1A中，主要的光学连接用实线示出，而电连接用虚线示出。在一个实施方式中，电连接可以包括无线或有线连接。键盘170和鼠标175可以用作能够在如下所述的各室之间移动的移动终端的一部分。

如图1A所示，系统10具有涉及在操作期间相对于患者放置各种部件的能力的各种特征。假设患者在数据收集操作期间放置在支撑体177上，则支撑体177可以用作框架的基准。PIU115与插入患者并因此在患者以及支撑体177附近或者近端的数据收集探测器光学通信。在一个实施方式中，探测器用于相对于患者的血管的一部分收集数据。另外，探测器包括在患者中终止的光纤并因此在一个实施方式中为是样本臂的末端。PIU基座120还可以在患者或者支撑体附近或者与其接近，因此可以进行诸如用以将患者的血管成像的数据收集会话的操作。

可以是监视器165a、165b之一的显示器或者其他显示器也可以在患者或者支撑体177附近或者与其最近。显示器可以被配置为显示响应于用探测器收集的干扰数据而生成的图像。在一个实施方式中，PIU基座可以远离患者或者支撑体177，使得临床医生或者其他系统用户在患者附近访问PIU。在一个实施方式中，PIU可以附着到支撑体177。服务器135、成像引擎145、监视器165a、165b之一或两个、以及键盘170和鼠标175也可以远离患者或者支撑体177。收集的关于患者的数据可以包括OCT数据、IVUS数据、压力数据、以及与患者的健康和/或被成像的血管特征相关的其他数据。不同于不是光学成像模式的IVUS唯一系统，允许远程光学元件单独地以及与IVUS成像模式和压力测量装置结合来远离支撑体177运行需要为该目的而设计的各种光学部件和系统。考虑到干涉的复杂性、光学信号传输和减噪，本发明的各实施方式涉及解决远程定位或者允许在室之间或者不同位置之间灵活地移动数据收集系统的一些光学部件的挑战。另外，借助于文中描述的不同实施方式，还解决了集成诸如声、电、和光学信号的不同信号的挑战。

系统10可以用于患者，如示出的，具有位于患者附近或与患者接近的系统的各元件。可选地，系统10的特定部件的位置可以远离患者，诸如在患者所处的同一操作室的其他部分中但是不靠近患者供操作员或者临床医生使用，或者在与患者相关的不同室中。在基于探测器的数据收集操作中，这可以由放置在支撑体177上的患者帮助。如图所示，光纤部分将PIU115连接至患者。PIU基座120和PIU115通常靠近患者，诸如连接至支撑体177或者位于支撑体附近。

还参照图1B，更详细的，在一个实施方式中，系统12包括包含光源147、马赫曾德尔干涉仪（MZI）149、以及迈克尔逊干涉仪151、或者一个或多个其他OCT系统部件的成像引擎145。图1B的系统12被配置为允许文中以不同实施方式另外描述的不同系统部件的相同远程和近端定位。如图所示，两条信号线从服务器135的数字化仪134与MZI149通信。这些信号线中的一个是行触发器，诸如例如连接至图3的布拉格光栅370的线，而另一信号线是k时钟，其可以是图3中的k时钟信号。行触发器和k时钟可以从数字化仪134被发送到MZI。光源147可以是产生作为时间的函数输出的扫描波长的任意装置。可以选择光源用于频率、扫描源、傅里叶域OCT（一般地，FD-OCT）。在SD-OCT的情况下，还可以通过结合诸如宽带光源或光谱仪的适当光源147，将系统12被配置为光谱域（SD-OCT）或时域（TD-OCT）OCT系统。

在一个实施方式中，成像引擎145还可以包括基准臂（RA）光学开关153、样本臂（SA）开关155、以及与光电（O/E）转换器157通信的超声（US）开关159。如文中所使用的，US是指诸如IVSU或基于其他超声的数据收集模式的超声。在一个实施方式中，US还可包括诸如适于FFR测量的数据的压力换能器数据。然而，在一个实施方式中，成像引擎可以仅包括数字化仪和/或诸如激光的光源。开关可以通过成像引擎145中的控制线控制。来自MZI149、迈克尔逊干涉仪151、和O/E转换器157的电信号被发送到服务器135中的数字化仪134。超声开关159和O/E转换器157的位置还可以反转，使得US开关159是电开关而不是光学开关，而O/E转换器157是多通道O/E转换器。

来自服务器135的控制信号通过光学链路136被发送到PIU基座120。诸如键盘170、鼠标175、和监视器165a的输入/输出装置向服务器135的提供了用于操作员的接口。在各实施方式中，服务器135通过网络集线器143连接至医院网络，并通过网络集线器143接收来自血管造影系统144的血管造影数据。视频开关140根据应用向各个位置中的一个或多个视频监视器141提供视频信息。

PIU基座120通过光学电缆137连接至RA开关153。光分别从PIU基座120的基准光学元件121传送至RA开关153/从RA开关传送至基座120的基准光学元件。转换的光学信号被发送到PIU115的超声电子设备150并由其使用。类似地，光通过光学电缆138分别从PIU115的旋转耦合器152传送至SA开关155或从SA开关传送至PIU115的旋转耦合器。如图所示，PIU115与作为样本臂一部分的一段长度的光纤进行光学通信。在收集图像数据或其他数据之间，该长度的光纤连接至置于诸如患者的对象中的数据收集探测器。最后，光学信号通过光学电缆139从PIU基座120的电光（E/O）转换器122传递到成像引擎145的US开关159。在一个实施方式中，来自PIU115的超声电子设备150的电信号被发送到E/O转换器122。

在光学电缆136上被传送到PIU基座120的来自服务器135的信号进入集线器123。在服务器135中发生电光转换，而在集线器123中的转换器中发生光电转换。可以使用涉及何时以及何种装置执行转换的其他转换装置和配置。集线器123向/从控制面板133以及向/从用于控制PIU115的电机的运动的PIU通信端口127发送和接收指令。PIU的电机可以用于旋转和对接OCT和/或与其对接的超声成像探测器或其他功能。如下面描述的，集线器123还提供向/从FFR-AO129和FFR-PW130提供控制信号/接收测量数据。在一个实施方式中，AO是指主动脉压力并且PW是指压力线。压力数据接收器129、130可以用于从一个或多个压力换能器接收压力数据并且可以用于FFR测量和其他目的。在一个实施方式中，压力数据被无线地传输到压力数据接收器。

图1C示出了包括图1B中的若干部件的系统15的可选实施方式。作为直接在PIU基座120中生成超声触发脉冲或信号的可选方案，可以沿用于承载超声图像信息的相同光纤将触发信息从成像引擎传输到PIU基座。电触发信号可以由诸如成像引擎145中的微控制器的控制器158产生，并且然后可以用E/O转换器157b转换成光触发信号，其中，E/O转换器波长被选择为与用于承载超声数据的波长不同。然后可以通过使用波分复用（WDM）滤波器160a将光触发信号结合到光纤承载超声图像数据上。

再者，触发信号然后可以通过另一波分复用滤波器160b与超声图像数据分开地被传输到PIU基座120，并通过O/E转换器122b被转换回电信号。该触发信号然后被传递到US电子设备，并且触发生成超声脉冲。电触发的时序可以通过微控制器调整，使得超声图像数据和OCT图像数据同时返回至服务器135中的数字化仪134。存在与使用第一波分复用滤波器和具有反射器和反射镜163的第二波分复用滤波器相关的某些优点。该布置具有减小PIU基座120中所需的光学部件的数量的优点，这是因为，只要求固定的反射镜163代替固定反射镜、分束器、循环器、和光纤布拉格光栅与基准臂通信。

微控制器158可以被配置为生成在O/E转换器157a中被转换成光脉冲的电触发脉冲。第一波分复用滤波器160a用于将触发脉冲合并到承载超声图像数据（以相反方向流动）的相同光纤上。PIU基座中的第二波分复用滤波器160b用于将光触发脉冲与光学传输的超声图像数据分开。光触发脉冲在O/E转换器122b中被转换回电触发脉冲，然后被发送到PIU115中的US电子设备，在电子设备中，触发生成输出超声脉冲。在一个实施方式中，转换器122a用于从PIU115向服务器135传输超声图像数据。转换器122a链接至转换器157a。微控制器被配置为同步电触发脉冲的传输，使得在OCT扫描中的第一波长在其到基于血管的OCT图像数据收集探测器的途中穿过PIU115的同时，在PIU中创建输出超声脉冲。微控制器158链接至服务器135，以允许更新微控制器固件以及改变延迟时间设置。在一个实施方式中，如图1C所示，微控制器158被配置为生成触发脉冲，而如果在实施方式中没有结合第一波分复用滤波器160a和第二波分复用滤波器160b，则其不会生成触发脉冲。另外，在一个实施方式中，图1B和图1C描述了包括一个或多个网络的各种部件，该一个或多个网络包括各种主要和次要部件之间的链路。在各实施方式中，这些链路可以是光的、或电的。在一个实施方式中，电链路或电通信包括无线通信或链路。

在成像引擎145的一个实施方式中，如图2A中详细示出的，干涉仪151是迈克尔逊干涉仪。来自光源147的光的一部分到达第一光学耦合器308，诸如例如90/10光学耦合器。来自耦合器308的一个输出端的光的一小部分被朝样本臂（SA）309引导，而另一小部分朝基准臂（RA）311引导。第一光学耦合器308的耦合率优选地被选择为将大部分光引导至样本臂309，以获得高灵敏度的图像。在一个实施方式中，耦合器将90%的光引导至样本臂309并且将10%的光引导至基准臂311。

基准臂311包括4端口循环器317，布置为使得从耦合器308进入端口1的光被引导至与循环器317的端口2通信的反射可变路径长度镜（VPLM）319。在一个实施方式中，VPLM319被控制器158控制。VPLM319可以是任意反射装置，其中，光通过可调光学路径前进以匹配样本臂309中的路径长度。在一个实施方式中，VPLM319用准直透镜、气隙、以及可转移镜（translatable mirror）形成。优选地，VPLM319采用诸如光角立方体发射器的雷托反射光学器件来减小对偏差和漂移的敏感性。

从VPLM319返回的光被引导至与1×N光学RA开关153（未示出）光学通信的循环器317的端口3。这里，N是成像引擎可以支持的操作室的最大数。N是光开关技术支持的任意数，但是优选地在2和8之间。通过基准臂311传播的光通过RA开关输出到PIU基座（图1B）120，PIU基座120可以位于远程操作室中距离较远（大约5至大约100米）处。与本发明相反，先前已知的干涉仪设计已经将基准臂整体局限到成像引擎。虽然这对于成像引擎和待成像的样本之间的短距离（约5米以下）是可接受的，但是当成像引擎和待成像的样本之间的距离很长（约5米以上）时，出现了局限性。

再者，成像引擎和没有包含在成像引擎中的样本臂的一部分之间的环境变化导致基准臂和样本臂之间的光学路径长度、压力、色散、双折射、以及偏振模式色散的相关变化，这导致了图像质量的劣化以及待应用的软件或硬件的必须的复杂校正。在一个实施方式中，基准臂和样本臂的多数光学路径暴露于同一环境条件下，消除了该问题。适应光学引擎和PIU基座之间的光学互连的能力允许在远离执行操作的患者台的位置灵活地放置体积大的硬件。基准光的一部分从PIU基座120返回并且通过RA开关153传回，并通过循环器317的端口4倍引导至偏振控制器（PC）323。PC323被调节为使基准光的偏振状态匹配样本光的状态，从而使在50/50耦合器327生成的结果干涉图像的强度最大化。

样本臂SA309还包括4端口循环器，布置为使得从耦合器308在端口1进入的光被引导至连接至端口2的反射镜312。在各实施方式中，反射镜312是法拉第镜、涂敷有反射材料的光纤、散装镜、或任意其他反射结构。由于RA311中的光通过循环器材料317总共进行三次传递，因此还在SA309中使用匹配的4端口循环器310。从SA开关155传播的光输出到PIU基座（图1B）120，其中，其穿越到PIU115并且经由旋转光学耦合器引导至成像倒换。在SA309中可以使用3端口循环器，而不是4端口循环器310，以减小传输损耗；然而，将需要匹配干涉仪的两个臂的总色差和偏振模式色散，以避免扩大OCT点扩散函数。可选的，可以使用透射光学延迟线和一对3端口循环器代替VPLM和一对4端口循环器310和317。

由OCT探测器中的前向扫描或侧扫描可旋转光纤收集的从冠状动脉血管或其他组织样本返回的光通过SA开关155传回，并且从SA循环器310的第四端口引导至50/50耦合器327。样本和基准光束在耦合器327中组合。干涉图样通过平衡检测器328被转换成电信号，并且被传输到与服务器135电筒新的数字化仪134的第一通道。

本发明的另一实施方式涉及图2B中示出的干涉仪。在该实施方式中，迈克尔逊干涉仪与MZI组合。用于实现MZI路径和迈克尔逊路径之间的长度匹配的可选方法是，将在迈尔克逊干涉仪的基准臂中从远程操作室返回的光用作到MZI的输入。

图2B包括了同样用于图2A和图3的各种光学元件。如图2B所示，光学耦合器308可以连接至基准臂中的光学循环器的第四端口，并且可以将10%的基准臂光引导至MZI的输入端。具有相同分流比的第二耦合器308可以可选地连接至样本臂中的光学循环器的第四端口，以匹配基准臂的光谱透射特性。由于不需要另一长度2L的路径匹配光纤将MZI中的光的时间均衡到迈克尔逊干涉仪中的光的时间，从而减小了总光学组件的大小，因此该配置是有利的。另外，由于光通过基准臂和MZI以共用模式配置传播，直到光到达MZI输入的分离器，因此两个干涉仪之间的色散变化被最小化，并且OCT点扩散函数不会显著失真。如图所示，环路R对应于用于生成基准干涉条纹的小路径延迟383，而过零点以光学频率均匀隔开。

图2C示出了另一干涉仪实施方式。图2C包括同样用于图2A、图2B、和图3的各种光学元件。在该实施方式中，以透射基准路径使用迈克尔逊干涉仪。迈克尔逊干涉仪还可以被配置为结合两个三端口循环器而不是两个四端口循环器。在一个实施方式中，使用两个三端口循环器313、317。在图2C中，使用三端口循环器，使得去除了图2A的实施方式中示出的反射镜。

在该配置中，使用传输光而不是反射光的可变路径长度气隙（VPLAG）167代替可变路径长度镜。微控制器158与VPLAG167电通信。因此，VPLAG167的路径长度响应于于来自微控制器158的输入控制信号随时间变化。在一个实施方式中，VPLAG167包括两个准直透镜和气隙，其中，一个透镜安装在电机上，使得当致动气电机时，气隙变化。VPLAG167可以通过微控制器158控制。由于相比于四端口循环器，三端口循环器较廉价并且受到较小的插入损耗，因此即使透射气隙比反射系统更容易产生错位和便宜，该配置也是有利的。VPLAG167可以位于远程操作室中，诸如在PIU基座或PIU中。还可以理解，反射VPLM可以位于PIU基座或PIU中。

在图3中示出了成像引擎实施方式145的辅助电光电路和MZI149的示例性细节。图3描述了光电电子子系统350，其适于生成一个或多个感兴趣的信号，诸如k时钟、扫描触发、以及强度监视。来自光源147的一部分光到达光学耦合器358，并且被光学耦合器358分成两部分。来自耦合器358的一部分光朝MZI149引导，而另一部分朝另一光学耦合器363引导。第一光学耦合器358的耦合率优选地被选择为将等量的光引导至MZI149和第二光学耦合器363。进入第二光学耦合器363的光又被分乘两个其他部分。一部分通过3端口循环器368被引导至光纤布拉格光栅（FBG）370，另一部分被引导至光电检测器375。

FBG370仅反射已知波长的入射光的窄带宽，使得每当光源147通过已知波长扫描时，光电检测器372都生成电脉冲。该脉冲的时间延迟版本被传输到数字化仪134，并被用于触发获得来自使用导管定位并耦合至PIU的OCT探测器的单个图像行数据。从第二光学耦合器363输出的光的第二部分被引导至产生光源发射的时间解析强度跟踪的光电检测器375。该信号被返回到成像引擎145内部的本地控制器378，用于控制诸如光源强度的参数。

从第一光学耦合器358出来的光的第二部分进入长度为2L的光纤延迟线379，其中，L等于将成像引擎145和服务器135连接至PIU基座120的电缆136、137、138、139的长度。延迟线379的路径长度必须匹配连接电缆136、137、138、139，以确保从由MZI149生成的干涉图样和在迈尔克逊干涉仪151中生成的干涉图样生成的时钟信号之间的同步。在PIU基座120的位置远离成像引擎145的本发明的实施方式中，L是对系统的总光学路径长度的主要来源。仍应当理解，迈克尔逊干涉仪151和MZI149的完整路径长度必须从光被导出光源147的点到产生的电信号被数字化仪134接收的点匹配。在一个实施方式中，路径长度还被匹配用于点信号。L应当至少为5米长，以允许电缆从控制室延续到操作室。优选地，L应当至少30米长，以允许将多个操作室连接至主控制室。在一些设置中，如果操作室隔开很长距离或者位于大楼的不同楼层中，则L应当至少为100米长。

在穿过2L延迟线之后，光以路径失衡R383进入标准MZI149的第一耦合器380。第二耦合器387中的MZI干涉图样通过平衡检测器390被转换成电信号，并且由时钟发生器392生成有均匀隔开的光频率间隔的一系列脉冲，以形成k时钟脉冲。这里，“k”是指用于光学频率的常用符号。路径失衡R383被选择为使得MZI149以对应于所需OCT系统成像路径的频率生成干涉条纹，考虑时钟发生器电路中的任何电子时钟速率修改并且校正光纤的折射率。例如，如果所需的OCT成像范围在空气中大约是10mm，并且在每个MZI干涉条纹周期中生成一个k时钟脉冲，则R应当是（4×10mm）/1.4676或者大约为27.3mm。例如，如果k时钟频率在时钟发生器电路中电子化地翻了两倍，则R应当是大约6.8mm。

在生成了k时钟信号之后，可以在时钟延迟电路394中调节k时钟脉冲的总体时间延迟和单个间隔。该电路的目的在于补偿MZI149和迈克尔逊干涉仪151之间的剩余路径长度不匹配，并且补偿迈克尔逊干涉仪151的基准臂和样本臂之间的色散失衡。虽然基准臂和样本臂中的光纤被被配置为使这些失衡最小化，但施加到光纤的压力和核心大小的略微差异产生了色散和偏振色散，这可以降低OCT图像的分辨率。

为了减小色散引起的图像劣化，可以改变由k时钟在激光扫描间隔期间生成的脉冲沿之间的间距。因此，在一个实施方式中，轻微地调节间隔，使得在适当的时间对OCT干涉信号采样，以补偿剩余波长依赖光群延迟.

图4描述了数字时钟发生器的实施方式，其允许根据预设或反馈的控制配置文件调节k时钟脉冲沿之间的间隔。在一个实施方式中，时钟发生器392根据查找表中存储的控制字序列使能k时钟沿之间的间隔的动态调整。查找表的每个值都是数字字，其设置了给定脉冲沿相对于前一脉冲沿北延迟的间隔。时钟发生器的该实施方式包括可编程电子延迟线394，在该电子延迟线中，从查找表715加载设定延迟间隔的二进制控制字。在一个实施方式中，来自光源的光重设计数器。在一个实施方式中，k时钟设定计数器的计时。

为了设定通过模拟数字转换器（ADC）对OCT信号采样的输出时钟沿之间的每个延迟间隔，将新的控制字加载到每个输入时钟脉冲的前沿上。在延迟的脉冲串（pulse train）的连续下降沿之间，存在时间间隔。该时间间隔根据查找表中存储的控制字序列增大或减小。这样，可以将任意形状的延迟曲线叠加在k时钟上。通常，可以用通过少数系数描述的多项式曲线来完成少量剩余色散的补偿。如果只需要线性延迟配置文件，则可以用简单的二进制计数器720来替代查找表715。

图5示出了基于包括具有电压调制脉冲宽度的单稳态多谐振荡器的子系统760的数字时钟发生器392的可选配置。该子系统760采用电压可调脉冲宽度或者任意波形发生器763来设置k时钟沿之间的间隔。发生器392与单稳态多谐振荡器760电通信。该发生器可以是函数发生器或者其他适当的波形可选发生器。该时钟发生器实施方式使能根据所应用的波形形状对k时钟沿之间的间隔的动态调节。在该实施方式中，k时钟发生器392的输出是到可以使用D输入保持在1的触发器组件实现的单稳态多谐振荡器765的输入。比较器770的输出重设单稳态多谐振荡器765的触发器。比较器770的反相输入连接至由激光扫描脉冲753触发的任意波形发生器763的输出。例如，从图3的FBG同步信号372衍生的该激光扫描脉冲在每个激光扫描开始时发起任意波形的生成。

如果阈值电压V2被施加到比较器770的反相端并且保持恒定，则用通过电阻R对电容器C充电所需的时间来确定由单稳态多谐振荡器765产生的脉冲宽度。然而，当来自任意波形发生器763的输出的V2随时间变化时，脉冲宽度与激光扫描同步地动态变化。通过调节限定了波形的多项式函数的系数优化OCT图像分辨率，使得OCT系统的点扩散函数的宽度最小化。该调节可以通过实验和误差手动完成，或者根据编程的优化线程由计算机完成。

在图6示出了对服务器135中的OCT和超声信号采样的多通道数字化仪或装置134的示例性实施方式。在一个实施方式中，134被配置为用于光学相干断层和超声信号的同时异步采样。数字化仪134的至少一个通道专用于超声信号获取。可以理解，可以使用额外的通道用于专门类型的OCT成像，诸如偏振敏感OCT。在每个扫描期间，由与MZI149中的FBG370通信的光电二极管372生成的扫描触发在固定的波长位置发生。通过对扫描触发应用固定的延迟时间，脉冲可以漂移到在每个OCT和US图像行的起始点发生，因此可以用作发起每个OCT和US图像行的获取的行触发。

由于对于多模式图像数据收集系统的OCT和超声部件，每秒生成的图像行的数量可能不同，因此，数字化仪134可以被配置为在一个获取通道上对扫描触发进行下采样。例如，OCT部件可以每秒生成200,000个图像行，而超声部件可以每秒生成100,000个图像行。由于还以每秒200,000的速率生成扫描触发，因此数字化仪134可以被配置为忽略用于在超声信道上进行获取的每个第二扫描触发脉冲。

除了扫描触发，数字化仪134还接收触发获取OCT干涉信号的每个样本的数字k时钟脉冲串。在图6中，k时钟信号S2或601被示出为一组不均匀隔开的脉冲。与一个OCT扫描对应的脉冲被示出为清楚的框，而与后续OCT扫描对应的脉冲被示出为阴影框。尽管只示出了少数k时钟脉冲，可以理解，在每个OCT扫描期间，可以获取数千个样本。使用由位于数据获取卡上的晶体振荡器625内部生成的固定频率样本时钟获取超声信号S4或602。在图6中，仅为了说明的目的，超声行速率S4被示出为是OCT行速率603或S3的50%。

在所示出的实施方式中，数字化仪134可以被配置为使用场可编程门阵列（FPGA）、数字信号处理（DSP）芯片、专用集成电路（ASIC）、或其他数字逻辑器件615、623在OCT通道和/或超声通道上执行快速傅里叶变换（FFT）。在FD-OCT系统中，必须在形成断层图像之前执行FFT。虽然FFT可以应用于进行超声数据的频率分析，但是FFT步骤并不是形成传统超声图像所需的。

诸如对数尺度压缩和数字过滤的额外信号处理步骤还可以合并到例如文中描述的数字化仪的数据获取装置上，以减小服务器的负担。在数据获取和FFT处理之后，OCT和US图像行被总线芯片617缓冲、重新同步、并传输到计算机的信号总线。该行存储在系统存储器中用于进一步处理以及到OCT和IVUS图像的转换。

在一个实施方式中，成像引擎145还可以含有用于接收并转换从PIU基座120传输的超声数据的部件。由于用于血管内成像的该类型的超声信号通常占据从0Hz到小于大约200MHz的频谱的一部分，因此这些信号可以被转换成光学信号并且使用多模式或多模式光纤被没有劣化的长距离传输。光学信号通过1×N光学US开关159在成像引擎145和PIU基座120之间传递。开关159（图1B）的输出连接至光电（O/E）转换器157，其将光学信号转换回电形式。O/E转换器157可以是具有跨阻放大器的简单光电检测器。超声信号的电气再现然后被引导至服务器135中的数字化仪134的第二通道。

成像引擎中的O/E转换器157和PIU基座中的E/O转换器经由图1B中示出的光纤彼此光学通信。在一个实施方式中，使用US探测器收集US信号，并且使用诸如具有合适的屏蔽的布线的导体进行传输。在其他实施方式中，如图1B所示，使用OCT或US收集的所有数据都通过光纤传输。在图1B中示出了用于样本臂、基准臂、和US光学信号的三个光纤。虽然附图中的一些长度被示出为L，但是在各实施方式中，该长度可以相同或不同。

E/O转换器122中的激光二极管或其他光源可以接收来自US探测器的输入射频或其他类型的信号，并且调制E/O转换器中的光源。调制可以是数字或模拟的。在优选实施方式中，调制是模拟的。来自转换器122的光学信号包括来自US探测器的US数据。该光学信号被传输到其他转换器157，其中，光学信号被转换回电信号用于传输到服务器。该光电转换器、光纤、以及电光转换器的成对系统减小了对于屏蔽的要求，并且避免了由长电传输线的电气衰减或分散和来自外部装置的电磁干扰引起的US信号的劣化。

PIU基座120在不使用PIU115时被用作PIU115的机械安装，并且用作PIU115、控制面板133、成像引擎145、以及服务器135之间的光电接口。PIU基座120可以包括基准光学器件121、电光转换器122、数字链路集线器123、无线压力或FFR数据接收器129、130、以及用于与PIU的电通信的电路127。

在图7A中示出了PIU基座120的示例性基准光学器件121。光学耦合器408将从基准臂开关153接收的部分光引导至固定镜410，而将另一部分光引导至诸如三端口循环器的循环器413。光学耦合器408的耦合率优选地被选择为将大部分光引导至固定镜410。在各实施方式中，固定镜410是法拉第镜、涂敷有反射材料的光纤、散装镜、或者任何其他反射结构。该镜410形成了迈克尔逊干涉仪基准臂311的终端。将基准臂311的终端放置在PIU基座210中，确保了光在通过基准臂和样本臂（除了位于PIU115和成像导管或探测器中的样本臂的部分）传播的同时经历大致相同的环境变化。

为了便于与将样本组织曝光到OCT光同步地生成超声脉冲，在一个实施方式中，PIU基准光学器件121包括循环器413、光纤布拉格光栅（FBG）416、以及被配置为向PIU115中的超声电子设备150发送脉冲传输触发的光电检测器418。FBG416反射窄范围波长的光，并且被选择为反射与位于成像引擎145中的FBG370（图3）相同的窄范围波长。例如，在如图7A示出的实施方式中，FBG416被选择为反射OCT光的光谱中心的窄范围波长。光电检测器（PD）418在对应于光源扫描中心的时刻生成电脉冲。

另外，如图所示，可编程延迟电路422被配置为将该脉冲延迟大约扫描周期的1/2，使得在后续光源扫描的开始发生产生的超声脉冲传输信号。当超声控制电子设备接收脉冲传输信号P3时，从传感器生成超声脉冲P4。这在图7B中示出，其中，来自第一OCT行的脉冲传输信号P3被示出为清楚脉冲并且是对应的PD信号P2的时间延迟版本，还被示出为来自第一OCT行的清楚脉冲。与第二OCT行对准的后续脉冲传输信号P3是对应的后续PD信号P2的时间延迟版本，其中，二者都被示出为阴影脉冲。这样，通过传感器在OCT光照射样本的同时在US成像探测器的尖端生成超声脉冲P4，从而防止了OCT和超声图像数据的非同步。

PIU基座120还可以结合数字通信集线器123（图1B），从而到服务器135的单个数字链路136被分成多个端口。可以使用诸如以太网的任何适当的数字链路。在一个实施方式中，数字链路例如可以是光学USB链路并且集线器可以使USB集线器。使用单链路、多端口集线器架构使得将服务器计算机连接至PIU基座120所需的电缆数量最小化。

如图1B所示，集线器的一个端口用作IPU电机驱动电路161和服务器135之间的接口。在一个实施方式中，PIU通信电路127用于将从服务器135发送到PIU115的控制命令重新格式化。集线器123的第二端口用于连接接收来自主动脉压力监测器的压力数据的无线接收器129。集线器的第三端口用于连接接收来自浸润性压力线的压力数据的无线接收器130。这样，可以进行无线FFR测量并且传输到服务器135。还可以确定其他基于压力数据的测量和参数，并发送到服务器。

集线器123的第四端口连接至控制面板133。控制面板133可以是触摸敏感显示装置；一系列分立的按钮和开关；或者触摸敏感区和一系列分立的按钮和开关。控制面板133还可以结合诸如触控板、鼠标、操纵杆、滚球、触控笔的输入或指针装置或者现有技术中已知的其他指针装置。控制面板133可以用于控制完整的诊断系统的操作，并且可以安装在操作室中或者作为可动的移动终端。控制面板133可以包括无线鼠标和鼠标垫，用于与PIU基座120无线通信。可以设置另外的集线器端口，与允许连接外部数字装置，诸如便携式存储装置或另外的诊断装置。

PIU115被配置为与OCT成像导管或探测器、IVUS成像导管或探测器、和/或能够进行OCT和IVUS成像的导管或探测器对接。PIU115含有传输光学信号、电信号、或者光学信号和电信号的旋转耦合器152。干涉仪的样本臂的一部分在一个实施方式中布置在患者接口基座的一部分中，并且在另一实施方式中，布置在患者接口基座和患者接口单元中。电机驱动电子设备161接收来自服务器135的已经通过PIU基座120路由的控制命令。电机驱动电子设备161控制产生旋转和直线运动的电机，从而旋压和拉回或者推进成像或数据收集导管/探测器。在一个实施方式中，PIU115还含有超声电子设备150。这些超声电子设备可以是超声系统，其可以被配置为执行以下项中的一个或多个：生成超声脉冲、接收从样本返回的超声信号、以及在传输节点和接收节点之间切换装置。在PIU115中定位超声电子设备150，对于减小脉冲发生器和超声换能器之间的损耗和色散以及减小电磁感应效应是有利的。

根据本发明的一个实施方式，OCT光通过长度为L或其他长度的两个光纤137、138在成像引擎145和PIU基座120之间传播，一个光纤承载基准臂光，另一光纤承载样本臂光。在一个实施方式中，这两个光纤都是单模式光纤，诸如Corning SMF-28e或等同物。这两个光纤在共用电缆壳体中并排布置。该布置对于减小环境变化对于OCT干涉仪的影响是有益的。温度变化引起了光纤的光学路径长度的变化。如果迈克尔逊干涉仪的一个臂的路径长度相对于另一个臂变化，则OCT图像将看起来在轴方向漂移。结果，在这种情况下，感兴趣的样本的图像将会失真。在共用电缆壳体中封入两个光纤减小了由环境变化引起的压力、色散、双折射、和/或偏振模式色散的不同影响，这又减小了OCT图像质量的劣化。

通过在诸如外套或绝缘护套的共用电缆中共同定位光纤，电缆中的温度变化将会引起迈克尔逊干涉仪的基准臂和样本臂中的相同路径变化。路径变化因此将会互相抵消，并且OCT图像的外观将不会改变。另外，由弯曲和扭转电缆引起的本地压力在两个光纤中大致相同。该布置减小了能够使OCT图像质量劣化的迈克尔逊干涉仪151的两个臂中的差分偏振旋转和偏振模式色散。虽然附图仅明确地示出了路径长度为L的电缆部分，但是迈克尔逊干涉仪151中的基准臂和样本臂的完整路径长度在一个实施方式中被匹配为执行OCT成像。

图8A示出了可以用于将控制室连接至操作室的电缆组件的横截面。在该实施方式中，使用三个光纤510来传输样本臂光、基准臂光，并且将光学转换的超声信号放置在共同电缆或外套512的内部。在服务器135和PIU基座120之间的被用作光学数字链路的第四光纤505可以被放置在单个电缆或外套507中。光学数字链路可能需要另外的光纤，这还可以布置在外套507中。

在系统电源由图像引擎145提供给PIU基座120和PIU115的情况下，两个另外的电导体523可以放置在内套（诸如如单个编织护罩522）中以提供电源。该整个组件可以封入在诸如外电缆或外套的共用保护套503中，以提供环境保护。在图8B示出了可选电缆组件的横截面。该组件可以在系统功率在操作室中可用时使用。在该情况下，电缆组件完全是光学的，在电缆组件中没有布置诸如铜布线的金属导体，并且不受电磁干扰和电气危害。在其他实施方式中，诸如金属布线的导电元件可以布置在保护套中，以供电或传输电信号。在一个实施方式中，对于给定的电缆实施方式，光纤中的一个或多个可以用于数据传输，一个或多个道题可以用于电功率传输，并且一个或多个机械强度构件布置在共用保护套中。

可选地，在不使用内套512、522、和507的外部外套503中，所有光纤和电导体可以沿诸如芳纶或芳纶纤维的机械强度构件布置。图8C中示出了这种实施方式的实例。如图所示，外部外套503限定了内腔，其可以包括各种光导体和电导体以及强度构件530。示出了被配置为承载OCT数据535的各种光纤。被配置为传输超声数据540的光纤还可以布置在外部外套530中。一个或多个数字通信光纤545可以用于承载合适的数据，诸如控制信号或其他数字信息。另外，一个或多个电导体550还可以布置在外部外套530中。各种光纤可以是可应用于给定应用的单模式或多模式。

在许多介入性心脏病学设置中，每个操作室都与专用控制室相邻。在团队中工作的医生、护士、和技术人员在操作室204及其相关控制室200中分配。图9示出了被配置为使用单个成像引擎145和服务器135在多个操作室中成像的系统部件的简化框图。大部分电连接被示出为虚线，并且大部分光学连接被示出为实线。成像引擎145中的光学交换网络（S）结合了图1B中示出的SA开关155、RA开关153、以及超声（US）开关159。主控制室200和操作室204、208之间的所有连接与图1B中示出的连接相同。

卫星操作室208可以用长度L的电缆组件链接到主控制室200中的成像引擎145和服务器135，该电缆组件含有与在将主控制室200链接至主操作室204的电缆组件中发现的相同类型和数量的光纤和/或电导体。卫星操作室通过交换网络（S）与成像引擎145对接，并且通过数字光学链路与服务器135对接。即使在卫星操作室208中使用诊断系统时，也在服务器135中进行所有数据获取和信号处理任务。处理的诊断数据包括通过数据网络从服务器135传送到卫星控制室230中的客户端计算机220的OCT图像、IVUS图像、FFR数据、以及造影数据。

客户端计算机220从服务器135接收处理的诊断数据，并且将数据引导至卫星操作室208中的监视器组141。处理的数据可以通过视频开关140路由。由于诊断系统操作的特定方面通常代替操作室中的人员或者另外还由控制室中的人员控制，因此理想地的是，还在每个卫星控制室230中提供诊断系统的控制机制。为此，在每个卫星控制室230中为客户端计算机220设置了键盘、鼠标、或监视器。客户端计算机220因此可以通过数据网络向诊断系统发送控制信号。在两个用户试图同时主张对系统的控制的情况下，服务器135可以向首先开始操作或者在更关键操作阶段（诸如积极地获取OCT或IVUS或FFR数据）的用户分配优先权。

除了OCT和超声图像，血管造影X射线图像通常提供大的视野的平面可视化血管形态。OCT和超声图像通常提供大约5cm-大约15cm的回调距离的单个血管中的横截面可视化或三维效果的血管显微结构。由于诸如支架植入的介入操作在单独造影下实时被指导，因此，理想的是影像融合大视野、低分辨率的血管造影图像和小视野、高分辨率的OCT或超声图像。这为医生提供了关于整体血管地图的环境数据和关于目标病变的横截面详细数据。

如上所述，多模式诊断系统能够通过与还连接至血管造影X射线系统的数据网络对接或者通过直接与血管造影X射线系统对接来检索先前获取的血管造影图像。数据网络例如可以是与运行导管室或医院的设施相关的网络。可以与存储在服务器135上的一组OCT或超声图像同时地获取这些血管造影图像。可以通过在微创OCT或超声成像期间使用不透射线造影液冲洗来实施血管造影图像和OCT或超声图像的同时获取。在服务器135或者数据收集系统的另一部件上执行的软件算法可以用于空间上影像融合血管造影和OCT或超声数据。

可以以各种方式来配置用于处理收集的患者图像数据的传输以及在不同数据收集系统或者其模块之间对接的硬件。例如，被配置为处理不同类型的图像数据（诸如影像融合血管造影和OCT和/或超声数据）的软件可以从文中描述的不同部件接收数据。在一个实施方式中，使用OCT生成的光学数据和使用IVUS生成的声学数据可以与使用x射线生成的血管造影数据个别地或集体地组合，其中，在一个或多个网络上传输这三种类型的数据。超声数据和血管造影数据可以转化成光学信号，并且在文中描述的一些数据收集系统中使用的一个或多个长度的光纤上传输。结果，在一个实施方式中，本发明涉及使用不同的成像模式收集多组图像数据，并在网络上进行传输。该网络或者单独的光学或电传输路径可以在与干涉仪的样本臂和/或基准臂光学通信的一个或多个光纤上集成为数据收集系统的一部分。

图10A和图10B分别示出了固定人体冠状动脉的超声图像和活人手指垫的OCT图像。图10A的超声图像以每秒50,000图像行和每秒100帧的速度被获取，并且在15米的单模式光纤链路上从接收器被传输到数字化仪板。使用上述干涉仪设计，以每秒100,000图像行的和每秒100帧的速度获取图10B的OCT图像。样本臂和基准臂光在30米的单模式光纤链路上从成像引擎传输到PIU基座。因此，在本发明的各实施方式中，可以并且经常希望使用光纤链路分离数据收集系统或多模式系统的特定部件。考虑到与数字化仪相关的费用和大小以及可能与其相关的相关壳体和控制，相比于在每个室中存在数字化仪，在一个室中有数字化仪使得其从一个或多个操作室接收数据更有效。这对于文中描述的成像引擎和给定数据收集系统的其他部件同样适用。

因此，可以在同一监视器上一起显示血管造影、OCT、和超声数据，并且可以在从一种模式形成的图像上放置标记，以指示从其他模式形成的图像的位置。例如，标记可以放置在2D平面血管造影图像上，以指示作为较长OCT回调的一部分获取的2D横截面OCT图像的位置。这使得操作者能够精确地评估造影图像上仅在OCT或IVUS下可见的血管内特征的位置。这样，使得诸如支架植入的介入收入的精确指导成为可能。

另外，本发明实施方式还涉及适于有效地分配OCT、IVUS、FFR、或将上述或其他模块中的两个组合成系统的多模式系统的部件的方法、系统、和装置，上述组合成的系统相对于导管室或心导管实验室或其他医疗设施中的其他部件、装置、或子系统而位于特定或一般的空间坐标。因此，例如，在OCT系统的上下文中，诸如扫频激光、数字化仪、光学延迟线或光纤回路、干涉仪或者诸如样本臂和基准臂、主控台、电子系统和时钟发生器、用于上述或其他项目的壳体的其部件，可以彼此光学或电通信。考虑到OCT系统的这些组成中的一些是笨重、昂贵、易碎、对振动或干扰和/或上述每一个敏感，理想地是开发一种这种主要部件或构成元件的布置，其避免了不必要的重复、低效、和下降的数据质量。

考虑到上述内容，还值得注意的是，在许多OCT、IVUS、和/或FFR数据收集会话中，收集数据的操作室与专用控制室相邻。在一个实施方式中，可以在给定操作室中使用包括所有必要的光学和电部件的OCT系统的单个推车或安装。然而，考虑到上面提出的要点，将更昂贵、更重、或笨重的部件中的一些从系统的其他部分、次要或第二部件隔开作为主要部件的一到多拓扑，通过仅将每个昂贵、笨重、或专用部件中的一个连接至许多操作室，可以降低成本。

因此，在一个实施方式中，诸如OCT、IVUS、和/或FFR系统的第一数据收集系统或者组合了上述的两个或多个的系统可以被配置为使得其部件连接为形成一个或多个网络。这些配置可以用于支持沿遵循从数据第一次被收集的格式（诸如声学信号和电信号）的转换的光纤的超声数据或血管造影数据的影像融合和传输。可选地，可以使用与光学网络通信的基于电信号的网络或子网络。在与次要OCT、IVUS、或FFR系统部件或者多个其他或次要OCT、IVUS、或FFR系统部件电通信、光学通信、或者电通信和光学通信的网络中，诸如数字化仪、光源、壳体、或其他OCT、IVUS、或FFR部件的数据收集系统的各种部件可以被标识为主要部件或节点。术语主要和次要的使用是一般性的，并且有关文中描述的任何部件，各种数据收集系统及其部件可以没有限制的使用。其实例在图11A-11C中示出，其中，主要部件与标识为“2^nd”的次要部件电和/或光学耦合。因此，在一个实施方式中，数字化仪和/或光源或服务器可以是在第一位置的主要部件。

结果，主要部件与一个或多个次要部件电和/或光学通信。主要和次要部件可以包括但不限于样本臂的OCT探测器或一部分、压力探测器、无线接收器、无线发射器、电光学信号转换器、或其他部件。反过来，主要和次要部件可以相对于彼此位于不同距离或不同位置。例如，这些部件可以定位为使得它们相对于室中的床或其他位置在远端或近端。在一个实施方式中，部件可以在同一室中，虽然通过一定长度的光纤、电线、或无线连接相链接，但是仍然彼此远离。因此，在数据收集操作期间，患者可以在诸如床的支撑体上修改，使得在一个实施方式中，插入患者动脉的探测器是OCT和IVUS探测器的组合。可以在声学上生成IVUS数据，并且在以遵循电光转换器的转化的光学格式传输之前，将其无线地传输到接收器。可以在服务器处理光学OCT数据和IVUS数据，以创建三维图像或者与血管造影数据或者各种其他用途影像融合。在每个阶段使用的这些各种步骤和装置可以被配置为形成数据处理和路由的网络，使得可以执行多室和远程室内数据收集和处理。

在一个实施方式中，主要OCT部件以及一个或多个次要OCT部件在诸如控制室或操作室的不同室中。在一个实施方式中，主要OCT部件与一个或多个次要OCT部件通信的网络拓扑可以包括但不限于：星型拓扑、扩展星型拓扑、总线拓扑、分层拓扑、以及单独或总体上改善了一个或多个OCT数据收集会话的成本效益比或信噪比的其他拓扑。

无线控制装置

在一个实施方式中，本发明涉及输入装置或控制器，被配置为三维地移动，并且控制或显示使用文中描述的系统、装置、或探测器之一相对于样本收集的数据。输入装置或控制器可以实施为诸如桌边鼠标的鼠标、或者诸如桌边操纵杆的操纵杆。具有与图1C的实施方式相同的若干元件的多模式系统420包括移动终端425和各种相关移动或无线部件。图12的右下象限示出了这种控制器或输入装置。输入装置可以将装置的旋转或转向翻译成可以控制在屏幕或远程终端上显示什么的无线信号。

在一个实施方式中，输入装置是诸如图12中示出的鼠标的鼠标或操纵杆。因此，在鼠标或操纵杆配置中，输入装置是指向和点击装置并且可以以两种模式使用。在第一模式中，其被用作与安装在床头轨或另一表面上的鼠标托盘或操纵杆壳体配合的无线鼠标或操纵杆。在该模式中，鼠标底部的光学传感器用于追踪鼠标托盘的移动，或者操纵杆中的传感器或一组传感器用于追踪角移动。输入装置可以放在一次性使用无菌袋中以防止污染，或者整个输入装置或托盘可以披上无菌纸用于相同的目的。

在第二种模式中，可以将输入装置从鼠标托盘或其他表面捡回并用作自由空间指针。输入装置结合了一组陀螺仪或加速度计，以追踪自由空间中的移动而无需使用托盘。再次，输入装置可以放置在一次性使用无菌袋中以防止污染。

在两种操作模式中，来自桌边鼠标或操纵杆的位置数据被传输到位于同样安装到患者桌的PIU基座中的第一无线收发器。接收器可以是无线USB加密狗，并且可以连接至PIU基座内部的USB集线器。到服务器PC的单个USB连接允许在数据收集系统软件上实施鼠标命令。根据PIU基座和服务器PC之间的距离，USB连接可以是USB电缆或扩展长度的电缆。当链路长度延伸超出了几米时，可以使用光学USB链路来防止信号衰减和消除RF干扰。

临床医生可以使用鼠标或操作杆来控制数据收集系统或者与其电或光学通信的其他部件。来自诸如图1A至图1C中的系统的数据收集系统的信息显示在输出装置上。输出装置可以是安装到与患者桌相邻的天花板吊杆的监视器。适合用于输入装置的其他输出装置和/或相关显示器或接口子系统在图15至图17中示出。因此，在使用诸如桌边鼠标或操作杆的输入装置来运行数据收集系统的同时，临床医生可以远离监视器或其他输出装置几米远。为此，用较大的控制按钮、对话框、和字体大小来修改数据收集系统上的图形用户界面（GUI）。该GUI修改减小了鼠标或操纵杆所需的精确度，使得用远程监视器实践自由空间指针操作。

在一个实施方式中，输入装置可以在一个方向被调动，以沿被呈现为与诸如回调的OCT数据收集会话相关的二维或三维断层图像的血管的路径移动。在一个实施方式中，旋转或者以其他方式调动输入装置可能引起血管或者其部件的2D或3D图像的旋转。俯仰、偏航、角位置、x、y、和z位置还可以用于追踪输入装置的移动，其中，这种移动引起基于给定样本或感兴趣的患者的OCT、FFR、X射线或其他数据来显示图像或其他数据。

移动终端

在一些情况下，用户更喜欢从患者床或控制室以外的位置来控制数据收集系统。图12在右下象限示出了示例性移动终端实施方式。例如，技术员可能更喜欢从操作室中的终端控制数据获取和执行数据审核。使用无线通信的移动终端解决了这一需求。该移动终端包括无线视频接收器、监视器、无线键盘、以及无线鼠标，以控制与其电或光学通信的数据收集系统或系统。该终端可以安装在轮式推车中，以允许其定位在操作室中的任何位置。可以使用其他移动装置。

移动终端中的无线键盘和鼠标与位于PIU基座的第二无线收发器通信。该收发器连接至与第一无线收发器相同的数字集线器。移动终端上的监视器接收来自无线视频接收器的视频数据。接收器与连接至服务器PC的无线视频发射器通信。发射器可以安装在控制室中或者其附近的位置，该位置允许视频信号通过接收器，而不会受通常在控制室壁和窗中使用的辐射屏蔽的影响。

在一个实施方式中，文中描述的数据收集系统包括有线/无线架构，其包括有线/无线探测器和控制点。另外，在一个实施方式中，本发明包括有线/无线触摸屏控制面板，其可以用于运行数据收集系统。触摸面板可以包括图像显示器和界面功能。移动终端可以被配置为配合控制器工作，控制器将移动在三个维度转换，以改变显示器上的输出。

医疗装置/探测器、方法、和其他特征

一个或多个压力探测器可以用于文中描述的多模式系统。这些探测器可以包括压力换能器或接收电功率的换能器。为了对引导至线上或者其附近的传感器供电以及将表示测量的生理变量的信号传送到用作布置于身体外部的接口装置的控制单元，用于传输信号的一个或多个电缆连接至传感器，并且沿引导至线被路由，以经由连接器组件从血管传递到外部控制单元。控制单元可以适于将传感器信号转换成ANSI/AAMIBP22-1994接受的格式。另外，引导至线通常设置有用作传感器的支撑体的中央金属线（芯线）。

图13示出了探测器实施方式801。探测器801包括传感器和导管线。在附图中，为了说明的目的，已经将探测器分成了五个部分，802-806。部分802是最远端部分，即，要被插入血管中最远处的部分，部分806是最近端部分，即，位置最靠近未示出的控制单元的部分。部分802可以包括设置有弧形尖807的例如由铂制成的不透射线线圈808。在铂线圈和尖中，还附着有不锈钢固体金属线809，其在部分802中形成为类似薄锥尖并且用作铂线圈808的安全线程。部分802中的金属线809超弧形尖807连续变细导致传感器引导至结构的前部变得连续走软。

在部分802和803之间的过渡处，线圈808的下端用胶或者可选地用焊料附着到线809，从而形成接头118。在接头118，由例如聚酰亚胺的生物相容性材料制成的细外部管811开始，并且一直向下延伸到部分806。可以将管811处理为给予传感器引导结构具有低摩擦的光滑外表面。金属线809在部分803中在很大程度上扩展，并且在该扩展中设置有槽812，在槽812中布置了传感器元件814，例如，压力计。传感器的操作需要电能。其中附着了传感器元件814的金属线809的扩展减小了在明显的血管弯曲中在传感器元件814上施加的应力。

从传感器元件814开始，布置了信号传输电缆816，其通常可以包括一个或多个电线电缆。信号传输电缆816从传感器元件814延伸到位于部分806下面并且在身体外部的接口装置（未示出）。经由传输电缆816（或电缆）向传感器馈送电源电压。还沿传输电缆816发射表示所测量的生理变量的信号。在部分804的开头，金属线809明显更细，以获得传感器引导结构的前部的良好柔韧性。在部分804的端部以及整个部分805中，金属线809较厚，以使得更容易地朝血管推传感器引导结构801。在部分806中，金属线809尽可能粗，以容易地被处理，并且可以包括其中例如用胶附着了电缆816的槽820。

图14中示意性示出了诸如图13中示出的导管线201的使用。导管线201插入患者225的股动脉。用虚线示出了导管线201和传感器214在身体中的位置。导管线201，更具体地，其电传输电缆211，也经由线226连接至控制单元222，线226使用诸如鳄鱼夹式连接器或任何其他已知连接器的任意合适的连接器元件或子系统（未示出）连接至电缆211。线226优选地制作为尽可能短，以易于处理导管线201。优选地，省略了线226，使得控制单元222经由适当的连接器直接附着到电缆211。控制单元222向包括线226、导管线201的电缆211、以及传感器214的电路提供了电气电压。此外，表示所测量的生理变量的信号经由电缆211从传感器214传输到控制单元222。对于本领域普通技术人员来说，用于引入导管线201的方法是公知的。

从控制单元222开始，表示由传感器214测量的远端压力的信号优选地使用ANSI/AAMI BP22-1994通过无线通信或者经由有线连接被传送到一个或多个监视器装置。该信息可以被传输到诸如图1B的接收器129和130的一个或多个无线压力接收器。

控制单元提供到传感器的电压可以是AC或DC电压。一般地，在应用AC电压的情况下，传感器通常连接至包括整流器的电路，整流器将AC电压转换成DC电压，用于驱动被选择为对待考察的物理参数敏感的传感器。

图15示出了被配置为使用医疗装置或探测器的数据收集系统850，其可以包括用于监测、分析、和/或显示来自身体内部的生理状况或图像数据的压力或成像部件或子系统。生理状况可以包括FFR、OCT图像数据、血压、以及使用图1A至图1C的探测器或系统收集的其他数据。

数据收集系统850可以包括：压力线接收器单元852，其被配置为接收表示活体中测量的生理或其他变量的无线信号；主动脉血压接收器单元853，被配置为从至少一个主动脉压力接口单元（未示出）接收包括识别接口单元所需的接口标识信息的无线信号以及表示测量的主动脉血压的信息。系统850可以包括被配置为计算血压相关参数的信号处理元件或子系统854。

系统850可以包括触摸屏855，被配置为显示关于可选择的主动脉压力接口单元、压力线接口单元、以及血压相关的参数、FFR值、OCT生成的图像的信息，并被配置为接收用户输入。另外，系统850和识别单元856可以被配置为基于接收的接口识别信息来识别接口单元，并且呈现单元857被配置为在触摸屏855上呈现由识别单元856识别的接口单元。此外，系统850可以包括被配置为选择所呈现的接口单元之一的选择单元858。在一个实施方式中，主动脉血压接收器单元853被配置为从选择的主动脉压力接口单元接收主动脉压力信息。触摸屏855可以包括图形用户界面，其适于在图1A-1C示出的实施方式中的室和数据收集探测器之间进行选择。

根据本发明的另一实施方式，如图15中由虚线元件所示，探测器850可以进一步包括匹配单元859，其被配置为使识别的接口单元与一组存储的接口单元标识符匹配，并且其中，呈现单元857被配置为在触摸屏855上呈现具有正匹配的接口单元。在一个实施方式中，响应于触摸屏855上的用户输入来进行选择单元858的选择。压力探测器或压力数据接收器可以具有被配置为发送数据的相关接口单元。接口单元可以是探测器接口单元或者被配置为传输诸如OCT、压力、超声、控制信号、或其他数据的特殊类型数据的接口或装置。

在另一实施方式中，根据预定选择规则自动进行选择单元858的选择。预定选择规则可以包括与接收的无线信号相关的参数。例如，预定选择规则可以包括信号强度或光束参数。因此，可以通过选择已经生成了具有最高信噪比的无线信号的接口单元来进行选择单元的选择。选择规则还可以是接收触发信号，该触发信号指示哪个操作室的患者准备好了OCT回调和图像数据收集事件。

在一个实施方式中，主动脉血压接收器单元853被配置为接收与所选择的主动脉压力接口单元相关的校准数据。根据一个实施方式，压力线接收器单元852和/或主动脉血压接收器单元853是可拆卸的。在一个实施方式中，压力线接收器单元可以经由USB连接连接至装置。在一个实施方式中，主动脉血压接收器单元853可以经由USB连接或无线连接连接至装置850。

根据进一步的方面，本发明涉及用于监测、分析、和显示涉及活体中的血压的生理状况的医疗系统，该系统包括探测器，探测器可以包括压力或成像探测器。根据本发明的一个实施方式，如图16所示，用于监测、分析、和显示生理状况或其他数据的系统包括显示器。如图所示，图16的显示器可以是固定的或移动的。在所示出的显示装置中包括用户接口和各种输入。在一个实施方式中，屏幕是触摸屏。示出了生理状况或者其他数据A、B、和C的各种数据源或来源。这些可以是从由诸如图1A-1C中示出的那些的数据收集系统生成的数据的处理生成或得到的任意数据。

再者，图17在左侧示出了患者P，在右侧示出了远程服务器或数据收集S或处理系统。患者P可以连接至各种监视器或接收器（一般地，M），监视器或接收器收集诸如血压、氧气水平、以及其他的本地数据，并且将收集的这种本地数据使用具有有线连接、无线或其他连接的网络装置N中继到一个或多个装置。可以在OCT或其他基于导管的操作中收集该数据。依次地，一旦捕获了该数据，其可以被无线地中继到如图所示的显示器或远程服务器或处理系统S。可以使用具有图形用户接口（GUI）的手持装置或触摸屏监视器来控制系统或者从其收集数据。

本发明的一个实施方式可以包括一个主动脉压力接口单元，被配置为接收表示所测量的主动脉血压的信息，并且传输包括识别接口单元所需的接口标识信息的无线信号以及表示所测量的主动脉血压的信息。

本发明的一个实施方式涉及具有电和光输入和输出使得产生节点和链路的混合光和电网络的元件的网络。在一个实施方式中，包括主要OCT部件和/或次要OCT不见的两个节点之间的链路包括干涉仪的臂，诸如干涉仪的样本臂或接口臂或者其一部分。

本发明的方面、实施方式、特征、和实例在所有方面都认为是说明性的，并且并不旨在限制本发明，本发明的范围仅由权利要求限定。对于本领域普通技术人员来说，在不背离所要求的本发明的精神和范围的情况下，其他实施方式、修改、和用途将是显而易见的。

本申请中的标题和章节的使用并不意味着限制本发明，每个节可以应用于本发明的其他方面、实施方式、或特征。

在整个说明书中，当构造被描述为具有（having）、包括（including）、或包含（comprising）具体部件时，或者当处理被描述为具有、包括、或包含具体处理步骤时，可以设想本发明教导的构造由记载的部件组成或者基本上由其组成，并且本发明教导的处理由记载的处理步骤组成或者基本上由其组成。

在本申请中，当说元件或部件包括在记载的元件或部件列表中和/或选自其中时，应当理解，该元件或部件可以是所记载元件或部件中的任一个，并且可以选自由记载的元件或部件中的两个或多个组成的组。此外，应当理解，无论是明确地还是隐含地，在不背离本发明教导的精神和范围的情况下，文中描述的构成、设备、或方法的元件和/或特征可以以各种方式组合。

除非另有明确说明，术语“包括”（include、includes、including）、“具有”（have、has、having）的使用应当一般地理解为开放式的和非限制的。

除非另有明确说明，文中单数的使用包括复数（反之亦然）。此外，除非上下文另有明确指出，单数形式的“一个”包括复数形式。另外，在定量值前面使用术语“大约”时，除非另有明确说明，本发明教导还包括具体的定量值本身。

应当理解，只要本发明教导保持可运行，步骤的顺序或者执行特定动作的顺序是无关紧要的。此外，可以同时进行两个或多个步骤或动作。

在提供了值的范围或列表时，单独地考虑值的范围或列表的上限和下限之间的中间值，并且其包含在本发明中，就像每个这样的值在文中被明确地列举了一样。另外，考虑在给定范围的上限和下限之间并包括上限和下限的较小范围，并且其包含在本发明中。示例性值或范围的列表并不是放弃给定范围的上限和下限之间并包括上限和下限的其他值和范围。

在文中可互换地使用了属于光和电磁辐射，使得每个术语都包括电磁频谱中的所有波长（和频率）范围和单个波长（和频率）。类似地，术语装置和设备也是可互换地使用的。本发明实施方式部分地涉及或包括但不限于：电磁辐射源及其部件；系统、子系统、以及包括这种源的设备；机械、光学、电学、和可以用作上述的一部分或者与上述通信的其他适当装置；以及涉及上述每个的方法。因此，电磁辐射源可以包括任意设备、事项、系统、或者发射、重发射、传输、照射、或者以其他方式生成一个或多个波长或频率的光的装置的组合。

电磁辐射源的一个实例是激光。激光是通过激辐射处理产生或放大光的装置或系统。虽然激光设计的类型和变化太广泛而难以列举并且不断演变，但是适合用于本发明实施方式的激光的一些非限制性实例可以包括可调谐激光（有时称为扫描源激光）、超辐射发光二极管、激光二极管、半导体激光、锁模激光、气体激光、光纤激光、固态激光、波导激光、激光放大器（有时称为光学放大器）、激光振荡器、以及放大的自发发射激光（有时称为无镜激光或超辐射激光）。

用于多模式方法和设备的非限制性软件实施方式

已经以多种不同形式体现了本发明，包括但不限于：用于处理器（例如，微处理器、微控制器、数字信号处理器、或通用计算机）的计算机程序逻辑、用于可编程逻辑器件（例如，场可编程门阵列（FPGA）或其他PLD）的可编程逻辑、分立部件、集成电路（例如，专用集成电路（ASIC））、或包括其任意组合的任意其他装置。在本发明的一个实施方式中，使用OCT探测器、超声探测器、FFR装置、或其他数据收集模式收集的数据的一些或全部处理被实施作为一组计算机程序指令，该计算机程序指令被转换成计算机可执行形式，存储在计算机可读介质中，并且在操作系统的控制下由微处理器执行。可以使用计算机来控制或运行给定部件、系统、子系统、或设备的部件的控制和操作。在一个实施方式中，光、射频、电、和其他信号或其他数据被转换成适于进行以下操作的处理器可以理解的指令：从一个或多个模式手机数据，触发数据收集或其他计时事件，同步数据收集，在诸如不同室的一个或多个位置之间传输数据、以及上述的其他特征和实施方式。

实施文中先前描述的全部或部分功能的计算机程序逻辑可以以各种形式体现，包括但不限于：源代码形式、计算机可执行形式、以及各种中间形式（例如，通过编译器、汇编器、链接器、或定位器生成的形式）。元。源代码形式可以包括以用于各种操作系统或操作环境的多种编程语言（例如，对象代码、汇编语言、以及诸如Fortran、C、C++、JAVA、或HTML的高级语言）中的任一种实施的一系列计算机程序指令。源代码可以限定和使用各种数据结构和通信消息。源代码可以是计算机可执行形式的（例如，经由翻译器），或者源代码可以转换（例如，通过翻译器、汇编器、编译器）成计算机可执行形式。

计算机程序可以在有形存储介质中永久地或短暂地固定在任意形式（例如，源代码形式、计算机可执行形式、或者中间形式），诸如半导体存储器装置（例如，RAM、ROM、PROM、EEPROM、或闪存可编程RAM）、磁存储器装置（例如，软盘或固定磁盘）、光存储器装置（例如，CD-ROM）、PC卡（例如，PCMCIA卡）、或其他存储器装置。计算机形式以任意形式固定在信号中，该信号可以使用各种通信技术传输到计算机，包括但不限于：模拟技术、数字技术、光学技术、无线技术、网络技术、互联网络技术。计算机程序可以以任意形式分布为具有随附印刷或电子文档的可移除存储介质（例如，压缩包装软件）、用计算机系统预装（例如，在系统ROM或固定磁盘上）、或者分布在网络上。

可编程逻辑可以永久地或短暂地固定在有形存储介质中，诸如半导体存储装置（例如，RAM、ROM、PROM、EEPROM、或闪存可编程RAM）、磁存储器装置（例如，软盘或固定磁盘）、光学存储器装置（例如，CD-ROM）、或其他存储器装置。可编程逻辑可以固定在信号中，该信号可以使用各种通信技术中的任一种传输到计算机，包括但不限于：模拟技术、数字技术、光学技术、无线技术（例如，蓝牙）、网络技术、互联网络技术。可编程逻辑可以分布为具有随附印刷或电子文档的可移除存储介质（例如，压缩包装软件）、用计算机系统预装（例如，在系统ROM或固定磁盘上）、或者从服务器或电子公告板分布在通信网络上（例如，互联网或万维网）。

以下更详细地讨论了适合的处理模块的各种实例。如文中所使用的，模块是指适于执行具体数据处理或数据传输任务的软件、硬件、或固件。通常，在优选实施方式中，模块是指软件程序、程序、或适于接收、传输、注册、影像融合、路由、和处理指令或诸如OCT扫描数据、超声数据、FFR数据、干涉仪信号数据、时钟、射频数据、或者感兴趣的其他信息或数据的各种类型数据的驻留存储器的其他应用程序。

文中描述的服务器、计算机、和计算机系统可以包括可操作地相关的计算机可读介质，诸如用于存储用于获得、处理、存储、和/或通信数据的软件应用程序的存储器。可以理解，这种存储器相对于其可操作的相关的计算机或计算机系统可以是内部的、外部的、远程的、或者本地的。

存储器还可以包括用于存储软件或其他指令的任意装置，包括，例如包括但不限于：硬盘、光盘、软盘、DVD（数字通用盘）、CD（光盘）、记忆棒、闪存、ROM（只读存储器）、RAM（随机存取存储器）、DRAM（动态随机存取存储器）、PROM（可编程ROM）、EEPROM（扩展可擦除PROM）、和/或其他类似计算机可读介质。

一般地，结合文中描述的本发明实施方式使用的计算机可读存储器介质可以包括能够存储由可编程设备执行的指令的任意存储器介质。在适用的情况下，文中描述的方法步骤可以体现或执行为计算机可读存储器介质或存储器媒体上存储的指令。

应当理解，为了清楚的理解本发明，简化了本发明的附图和说明书以说明相关元件，同时为了清楚起见，省去了其他元件。然而，本领域普通技术人员将认识到，这些以及其他元件可能是理想的。然而，由于这种元件在现有技术中是公知的，并且因为其不便于更好地理解本发明，因此文中没有提供对这种元件的讨论。应当理解，给出了附图用于说明的目的，而不是作为施工图纸。所省略的细节和修改或者可选实施方式在本领域普通技术人员的视野之内。

可以理解，在本发明的特定方面，单个部件可以被多个部件取代，并且多个部件可以被单个部件取代，以提供元件或结构或者执行给定的一个或多个功能。除非这种替换不可被操作用于实施本发明的特定实施方式，否则认为这种替换在本方面的范围内。

文中给出的实例旨在说明本发明的潜在和具体实施方式。可以理解，这些实例旨在主要用于为本领域普通技术人员说明本发明。在不背离本发明的精神的情况下，对于文中描述的图表或操作可以进行修改。例如，在特定情况下，可以以不同顺序执行方法步骤或操作，或者可以添加、删除、或修改操作。

此外，虽然已经描述了本发明的特殊实施方式用于说明本发明而不是限制本发明，但是本领域普通技术人员将会理解，在不背离权利要求中描述的本发明的情况下，在本发明的原理和范围内，可以对元件、步骤、结构、和/或部件的细节、材料、和布置进行各种修改。

Claims (60)

1.一种数据收集系统，所述数据收集系统用于获取关于位于支撑体上的患者的数据，包括：

包含光学辐射源的成像引擎；

干涉仪，包括：

基准臂，包括长度为L1的第一光纤，以及

样本臂，包括长度为L2的第二光纤；

患者接口单元，被配置为与数据收集探测器对接，其中，所述患者接口单元与所述样本臂光学通信；以及

显示器，被配置为显示使用用所述数据收集探测器收集的光学相干断层数据生成的图像，其中，所述成像引擎被定位得远离所述支撑体，

其中，所述患者接口单元和所述显示器被定位得接近所述支撑体。

2.根据权利要求1所述的数据收集系统，其中，L2大于约5米。

3.根据权利要求1所述的数据收集系统，进一步包括与所述患者接口单元光学通信的基座。

4.根据权利要求3所述的数据收集系统，进一步包括保护套，其中，所述成像引擎和所述基座之间的所述基准臂的一部分和所述样本臂的一部分至少部分地布置于所述保护套中，使得每个部分都暴露于基本相同的环境条件。

5.根据权利要求4所述的数据收集系统，其中，所述基准臂的第一部分和所述样本臂的第一部分至少部分地置于所述基座中。

6.根据权利要求3所述的数据收集系统，其中，所述基座被配置为容纳并保持所述患者接口单元。

7.根据权利要求3所述的数据收集系统，其中，所述基座被配置为接收来自所述数据收集探测器的无线数据，并且所述数据收集系统进一步包括用户接口装置，所述用户接口装置包括：触摸屏、被配置为在所述数据收集探测器和基于压力换能器的装置之间进行选择的选择单元、以及图形用户界面，所述用户接口装置被配置为显示使用图像数据或基于压力数据的参数生成的图像并接收用户输入。

8.根据权利要求1所述的数据收集系统，其中，所述患者接口单元被配置为容纳血管内超声成像探测器。

9.根据权利要求1所述的数据收集系统，其中，所述数据收集探测器被配置为收集所述光学相干断层数据以及超声数据和压力数据中的一个或两个。

10.根据权利要求9所述的数据收集系统，进一步包括第一转换器，所述第一转换器被配置为接收使用所述数据收集探测器生成的电超声信号，并且将所述电超声信号转换成用于传输到第二转换器的光学信号。

11.根据权利要求9所述的数据收集系统，进一步包括第一转换器，被配置为接收使用所述数据收集探测器生成的电压力信号，并且将所述电压力信号转换成用于传输到第二转换器的光学信号。

12.根据权利要求4所述的数据收集系统，进一步包括布置在所述保护套中的第三光纤，所述第三光纤被配置为传输从所述数据收集探测器接收的压力数据或超声数据。

13.根据权利要求1所述的数据收集系统，进一步包括布置在所述保护套中的数字通信光纤或电线。

14.一种图像数据收集系统，包括：

干涉仪，包括：

基准臂，包括长度为L1的第一光纤，和

样本臂，包括长度为L2的第二光纤；以及

第一旋转耦合器，被配置为与光学断层成像探测器对接，其中，所述旋转耦合器与所述样本臂光学通信，并且其中，L2大于约5米。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述第一光纤和所述第二光纤均被布置在共用保护套中。

16.根据权利要求14所述的系统，进一步包括被配置为调节所述基准臂的光学路径长度的光学元件，其中，所述光学元件与所述基准臂光学通信，并且其中，所述光学元件是透射或反射式的。

17.根据权利要求15所述的系统，其中，L1和L2的长度以及所述第一光纤和所述第二光纤在所述共用保护套中的布置被配置为显著降低使用通过所述光学断层成像探测器收集的数据所形成的图像的劣化。

18.根据权利要求15所述的系统，进一步包括布置在所述保护套中的电导线。

19.根据权利要求14所述的系统，进一步包括超声系统，所述超声系统包括被配置为接收包含超声数据的电信号并且将所述电信号转换成光学信号的电光转换器。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述超声系统包括长度为L3的第三光纤，其中，所述第三光纤被配置为在所述第一干涉仪所在的第一位置和所述旋转耦合器所在的第二位置之间传导所述光学信号，所述第三光纤具有第一端和第二端。

21.根据权利要求15所述的系统，其中，所述第一干涉仪被安装在第一室中并且所述旋转耦合器被布置于第二室中，并且所述保护套的长度被形成为使所述第一旋转耦合器和所述样本臂经由所述第二光纤光学地耦合。

22.根据权利要求19所述的系统，进一步包括被配置为收集图像数据的服务器以及包括显示器和一个或多个输入装置的便携式无线控制站，其中，所述便携式控制站被配置为控制所述服务器和通过所述光学断层成像探测器进行的图像数据收集中的至少一个。

23.根据权利要求14所述的系统，进一步包括循环器以及与所述基准臂和所述循环器光学通信的反射或透射可变路径长度镜。

24.根据权利要求14所述的系统，进一步包括光纤布拉格光栅和光电检测器，其中，所述基准臂与所述光纤布拉格光栅和所述光电检测器光学通信。

25.根据权利要求24所述的系统，其中，所述光电检测器被配置为传输脉冲，用于响应于从所述光纤布拉格光栅接收的波长来同步超声数据收集和OCT数据收集。

26.根据权利要求15所述的系统，其中，所述共用保护套的长度大于约5米。

27.根据权利要求22所述的系统，其中，所述服务器包括具有两个通道的数据获取装置，其中，一个通道被配置为根据可变频率外部时钟获取数据。

28.根据权利要求15所述的系统，进一步包括一个或多个开关；

服务器；以及

一个或多个接口系统，每个接口系统都与相应的开关通信，每个接口系统都被配置为与所述光学相干断层探测器、压力线或超声探测器对接，

其中，所述服务器被配置为从每个接口系统收集数据。

29.根据权利要求28所述的系统，进一步包括：

光学耦合器，具有第一臂、第二臂和第三臂，所述光学耦合器的所述第一臂与所述一个或多个开关光学通信；

反射镜，与所述光学耦合器的所述第二臂光学通信；以及

循环器，具有第一端口、第二端口和第三端口，所述第一端口与所述光学耦合器光学通信，所述第二端口与光纤布拉格光栅光学通信，并且所述第三端口与光电检测器光学通信，

其中，当在来自所述一个或多个开关的光学信号中出现特定波长时，所述光电检测器生成触发信号。

30.根据权利要求15所述的系统，进一步包括用户接口装置，所述用户接口装置包括：触摸屏、被配置为在所述光学断层成像探测器和基于压力换能器的装置之间进行选择的选择单元、以及图形用户界面，所述用户接口装置被配置为显示使用图像数据或基于压力数据的参数生成的图像以及接收用户输入。

31.根据权利要求30所述的系统，其中，所述用户接口装置是与被配置为从所述光学断层成像探测器接收数据的服务器电或光学通信的移动终端的部件。

32.根据权利要求28所述的系统，其中，每个接口系统都包括接口基座和接口单元，其中，所述接口基座提供所述接口单元和所述服务器之间的光电接口。

33.根据权利要求15所述的系统，进一步包括与所述基准臂光学通信的可变路径长度气隙。

34.根据权利要求19所述的系统，进一步包括与所述第三光纤的所述第一端光学通信的第一波分复用滤波器和与所述第三光纤的所述第二端光学通信的第二波分复用滤波器。

35.根据权利要求19所述的系统，其中，所述第一光纤、所述第二光纤以及所述第三光纤和加强构件均被布置在共用保护套中。

36.一种血管内数据收集系统，包括：

计算机，包括数字化仪，所述数字化仪具有一个或多个输入端以接收光学相干断层探测器生成的信号或超声换能器生成的信号中的至少一个；

包括光源的成像引擎；

包括旋转耦合器的患者接口单元；

被配置为接收压力线数据的第一无线压力数据接收器；

包括基准光学元件的患者接口基座；以及

干涉仪，所述干涉仪包括：

基准臂，包括长度为L1的第一光纤，以及

样本臂，包括长度为L2的第二光纤，其中，所述旋转耦合器与所述样本臂光学通信，其中，所述基准光学元件与所述基准臂光学通信，其中，所述光源与所述样本臂光学通信。

37.根据权利要求36所述的血管内数据收集系统，其中，所述第一光纤和所述第二光纤都被布置在共用保护套中。

38.根据权利要求36所述的血管内数据收集系统，其中，L2大于约5米。

39.根据权利要求36所述的血管内数据收集系统，进一步包括被配置为调节所述基准臂的光学路径长度的光学元件，其中，所述光学元件与所述基准臂光学通信，并且其中，所述光学元件是透射或反射式的。

40.根据权利要求36所述的血管内数据收集系统，进一步包括与所述基准臂光学通信的可变路径长度气隙。

41.根据权利要求36所述的血管内数据收集系统，进一步包括用户接口装置，所述用户接口装置包括：触摸屏、被配置为选择使用所述样本臂收集的图像数据的选择单元、以及图形用户界面，所述用户接口装置被配置为显示使用图像数据生成的图像、使用压力线数据生成的一个或多个FFR值并被配置为接收用户输入。

42.根据权利要求36所述的血管内数据收集系统，进一步包括被配置为接收主动脉压力数据的第二无线压力数据接收器。

43.根据权利要求36所述的血管内数据收集系统，进一步包括匹配单元，被配置为使接口单元与存储的接口单元标识符相匹配，其中，所述接口单元被配置为将压力线数据无线地中继到所述第一压力数据接收器。

44.根据权利要求43所述的血管内数据收集系统，进一步包括选择单元，被配置为基于接收的控制信号或选择规则在一个或多个OCT操作室或者一个或多个接口单元之间进行选择。

45.一种用于将血管造影图像数据和血管内光学断层数据影像融合的方法，包括：

设置血管造影系统以与支撑体接近，所述支撑体被配置为在导管室中定位患者；

设置血管内光学断层系统，所述血管内光学断层系统包括：

包含光学辐射源的成像引擎；

干涉仪，包括：

基准臂，包括长度为L1的第一光纤，以及

样本臂，包括长度为L2的第二光纤；

患者接口单元，被配置为与光学断层成像探测器对接，其中，所述患者接口单元与所述样本臂光学通信；

计算机，被配置为接收并处理来自所述光学断层成像探测器的图像数据并生成图像；

监视器，用于显示所述图像，

其中，所述成像引擎和所述计算机被定位得远离所述支撑体，并且所述患者接口单元和所述监视器被定位得接近所述支撑体；

关于布置在所述患者中的导管，同时收集血管造影数据和血管内光学断层数据；以及

将所述血管造影数据和所述血管内光学断层数据影像融合。

46.根据权利要求45所述的方法，进一步包括将来自所述血管造影系统的血管造影数据传输到所述血管内光学断层系统。

47.根据权利要求45所述的方法，进一步包括将来自所述血管内光学断层系统的血管内光学断层数据传输到所述血管造影系统。

48.根据权利要求45所述的方法，其中，所述血管内光学断层数据和所述血管造影数据被传送到第三系统以用于影像融合。

49.一种图像数据收集系统，用于获取位于第一检查室中的第一支撑体上的第一患者的第一组图像和位于第二检查室中的第二支撑体上的第二患者的第二组图像，包括：

包含光学辐射源的成像引擎；

第一基准臂，包含长度为L1的第一光纤；

第一样本臂，包含长度为L2的第二光纤；

第二基准臂，包含长度为L3的第三光纤；

第二样本臂，包含长度为L4的第四光纤；

光学开关，将来自所述成像引擎的光学辐射引导至所述第一基准臂和所述第一样本臂或者所述第二基准臂和所述第二样本臂中的一个；

其中，所述第一基准臂和所述第一样本臂与所述成像引擎和所述第一检查室中的第一患者接口单元光学通信；

其中，所述第二基准臂和所述第二样本臂与所述成像引擎和所述第二检查室中的第二患者接口单元光学通信；

计算机，被配置为接收和处理来自所述第一样本臂和所述第二样本臂的图像数据，并且生成第一组图像和第二组图像；

第一监视器，用于在所述第一检查室中显示所述第一组图像；

第二监视器，用于在所述第二检查室中显示所述第二组图像；以及

其中，所述成像引擎和所述计算机被定位得远离所述第一支撑体和所述第二支撑体，所述第一患者接口单元和所述第一监视器被定位得接近所述第一支撑体，以及所述第二患者接口单元和所述第二监视器被定位得接近所述支撑体。

50.一种图像数据收集系统，包括：

患者接口系统，所述患者接口系统包括：

干涉仪的样本臂的一部分，限定了第一光学路径，其中，所述第一光学路径的一端被配置为接收从数据收集探测器接收的光学相干数据；

第一转换器，被配置为接收电超声数据并且将所述电超声数据转换成光学信号；以及

限定了第二光学路径的光学器件，所述光学器件与所述第一转换器光学通信，并且被配置为将所述光学信号传输到第二转换器。

51.根据权利要求50所述的图像数据收集系统，进一步包括：

包括壳体的患者接口单元基座，其中

所述干涉仪的所述样本臂的所述部分、所述第一转换器、以及所述光学器件至少部分地布置于所述壳体中；以及

患者接口单元，包括：

耦合器，与所述干涉仪的所述样本臂的所述部分和所述数据收集探测器光学通信并布置于所述干涉仪的所述样本臂的所述部分与所述数据收集探测器之间，

驱动电机，被配置为使布置于所述数据收集探测器中的光纤旋转，以及

接收器，被配置为接收使用所述数据收集探测器或血管内超声探测器生成的超声数据。

52.根据权利要求51所述的图像数据收集系统，进一步包括：

包括光源的成像引擎；

与所述光源光学通信的干涉仪；以及

所述第二转换器。

53.根据权利要求52所述的图像数据收集系统，进一步包括：

服务器，包括与所述第二转换器电通信的数据获取装置。

54.一种生成置于支撑体上的对象的部分的光学相干断层图像的方法，包括：

沿干涉仪的样本臂和所述干涉仪的基准臂传输来自第一位置的光源的光，所述样本臂在第二位置终止并且所述基准臂在第三位置终止，其中，所述第一位置和第二位置之间的距离大于约5米，所述第二位置被布置在所述对象中并且靠近所述对象的所述部分；

在与所述样本臂光学通信的数据收集探测器处接收从所述对象的所述部分散射的光；

接收从与所述样本臂光学通信的反射器散射的光；

将从所述数据收集探测器接收的光和从所述反射器散射的光组合，以生成干涉数据；以及

响应于所述干涉数据生成所述光学相干断层图像。

55.根据权利要求54所述的方法，其中，所述第三位置在患者接口基座中。

56.根据权利要求54所述的方法，进一步包括收集关于所述部分的超声数据，所述超声数据包括第一电信号。

57.根据权利要求56所述的方法，进一步包括将所述第一电信号转换成光学信号，并且沿光纤将所述光学信号传输到第四位置。

58.根据权利要求57所述的方法，进一步包括将所述光学信号转换成第二电信号。

59.根据权利要求57所述的方法，进一步包括使用所述第二电信号生成所述对象的所述部分的第二图像。

60.根据权利要求59所述的方法，进一步包括将所述光学相干断层图像和所述第二图像影像融合。