CN115886730B - 可变焦距的共路型柔性内窥oct系统及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可变焦距的共路型柔性内窥OCT系统及工作方法,第一可调光衰减器用于接收光源的光并传输光至环形器的第一端口,环形器的第二端口用于输出光至柔性内窥镜探头并接收柔性内窥镜探头的反射光,环形器的第三端口用于传输柔性内窥镜探头的反射光至第一耦合器;第一补偿光路用于接收第一耦合器的第一分束光,第二补偿光路用于接收第一耦合器的第二分束光,第一分束光的比例小于第二分束光的比例,第二耦合器用于接收第一补偿光路和第二补偿光路的输出光,光谱仪用于接收第二耦合器传输的光,光谱仪与处理器连接;本发明避免了振动、温度、色散等因素引起的误差补偿问题,降低了系统的复杂度,提升了成像质量。
Description
技术领域
本发明涉及光学相干层析成像技术领域,特别涉及一种可变焦距的共路型柔性内窥OCT系统及工作方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术,并不必然构成现有技术。
光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography,简称OCT)是一种基于低相干光干涉原理的三维层析成像方法。它通过测量样品组织的反射光或背向散射光获取样品组织内的横截面及三维图像,具有分辨率高、非接触、非侵入、实时性高、灵敏度高等优点。其相比于超声、核磁共振、X射线等医学成像技术,拥有更高的分辨率,分辨率可达微米级别,并且探测深度可达数毫米。OCT技术与内窥技术相结合,发展而成的内窥OCT技术正在得到越来越广泛的应用。传统的OCT系统通常为非共路干涉结构,参考臂的光束与样品臂的光束通过两根不同的光纤进行传播,由于两路光所处的环境不一样,受到色散、温度、振动、偏振态等因素影响会造成成像质量的下降。在非共路型软管OCT中,随着探头在人体中的探测,光纤的形状随之改变,样品臂光纤中光束的偏振状态随之改变,这将会导致样品臂与参考臂偏振状态的不匹配,从而导致成像质量的降低。
在共路型OCT系统中,参考臂和样品臂采用同一根光纤进行传播,非常适用于柔性内窥OCT系统,一些采用共路干涉结构的内窥OCT系统和方法被提了出来,例如:
在发明专利ZL200710069864.9提出的内窥OCT系统中,采用光纤传像束的端面反射光作为参考光,相比于入射样品的光束,该反射光强度弱,且样品臂与参考臂光强比例不易调节,无法实现利用参考臂光束进行信号放大的作用;
在发明专利ZL200710070102.0提出的内窥OCT系统中,将格林棒透镜的后端面作为参考面,端面反射光作为参考光,也面临着端面反射率低,参考光信号弱且不易调节的问题;
在发明专利ZL201210027784.8提出的共路干涉内窥OCT系统中,也是将格林透镜的前端面作为参考面,同样面临着参考光强度弱且不易调节的问题,并且在该系统中先进行光程差补偿再入射至样品,格林透镜端面较低的反射率、较高的透射率会使得光程差外补偿干涉仪第二路中的大部分光束入射至样品,仅其中的一小部分作为参考光返回,由于人体激光安全功率的限制,这会限制样品的实际探测光束信号强度的提高,从而限制了系统信噪比的提升;
在发明专利ZL 201610224206.1提出的内窥OCT系统中,采用具有部分反射部分透射功能的分光镜进行样品臂和参考臂的分光,但是分光镜反射的参考光需要经过格林透镜端面二次反射后,返回至分光镜经过第三次反射后才返回到系统中,多次反射将导致参考光强度的降低,同样面临这参考光信号强度弱的问题,并且由格林透镜端面二次反射的光束会有一部分经分光镜透射后进入样品组织中,这会限制实际样品探测光强的提高,降低系统的信噪比,降低成像质量;
在发明专利ZL 201210027784.8提出的内窥OCT系统中,参考臂与样品臂光程差的匹配依赖于扫描探头中聚焦透镜和参考镜的装配位置,参考臂与样品臂之间高精度的光程匹配要求将增加探头的装配难度,装配误差会造成成像质量的下降,并且在成像过程中无法根据样品组织的探测距离、成像质量等因素实时调节干涉发生位置,只能对探头固定距离的样品进行成像;
此外,内窥OCT多用于人体血管内壁的检查,而人体不同部位的血管直径存在差异,固定的探测光束焦距会使得在检查不同直径的血管时,成像质量会有较大波动,甚至造成成像质量的严重降低,因此,在一次检查扫描中,一般只能对同一直径的血管进行检测,不同直径的血管检测需要更换不同的探头,增加了的操作复杂度及病人的检查痛苦。
发明内容
为了弥补现有技术的不足,解决参考光强度弱、干涉位置实时调节、不同直径的血管扫描成像等问题,尽可能地提高参考臂信号、保留样品组织信号,以提高信噪比、提升成像质量,本发明提供了一种可变焦距的共路型柔性内窥OCT系统及工作方法,样品臂和参考臂共用同一根光纤,解决了在柔性探头探测过程中参考臂、样品臂光纤之间的偏振状态匹配问题,同时避免了振动、温度、色散等因素引起的误差补偿问题,降低了系统的复杂度,提升了成像质量。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
本发明第一方面提供了一种可变焦距的共路型柔性内窥OCT系统。
一种可变焦距的共路型柔性内窥OCT系统,包括:光源、第一可调光衰减器、环形器、柔性内窥镜探头、第一耦合器、第一补偿光路、第二补偿光路、第二耦合器、光谱仪和处理器;
第一可调光衰减器用于接收光源的光并传输光至环形器的第一端口,环形器的第二端口用于输出光至柔性内窥镜探头并接收柔性内窥镜探头的反射光,环形器的第三端口用于传输柔性内窥镜探头的反射光至第一耦合器;
第一补偿光路用于接收第一耦合器的第一分束光,第二补偿光路用于接收第一耦合器的第二分束光,第一分束光的比例小于第二分束光的比例,第二耦合器用于接收第一补偿光路和第二补偿光路的输出光,光谱仪用于接收第二耦合器传输的光,光谱仪与处理器连接。
作为本发明第一方面可选的一种实现方式,第一补偿光路包括依次沿光路布置的第一准直器、第一色散补偿镜片、第二可调衰减器、第一光纤耦合器。
作为本发明第一方面进一步的限定,第一准直器位于第一位移平台上。
作为本发明第一方面可选的一种实现方式,第二补偿光路包括依次沿光路布置的第二准直器、第二色散补偿镜片、第三可调衰减器、第二光纤耦合器。
作为本发明第一方面进一步的限定,第二准直器位于第二位移平台上。
作为本发明第一方面进一步的限定,柔性内窥镜探头,包括:空心轴电机、保护外套、光纤保护套、螺旋线圈和光纤;
空心轴电机的定子部分与保护外套固定连接,电机转子部分与螺旋线圈固定连接;
光纤外侧套设有光纤保护套,光纤保护套外侧套设有螺旋线圈,螺旋线圈外侧套设有保护外套;
光纤保护套与螺旋线圈之间设有第一滑环,第一滑环外圈与螺旋线圈固定连接,第一滑环内圈与光纤保护套固定连接;
螺旋线圈与保护外套之间设有第二滑环,第二滑环外圈与保护外套固定连接,第二滑环内圈与螺旋线圈固定连接;
光纤的末端与光纤保护套内的渐变折射率透镜位置相对,螺旋线圈与轴承内圈固定连接,轴承内圈与扫描探头外壳固定连接,保护外套与轴承外圈固定连接;
扫描探头外壳沿光路依次设有部分透射部分反射镜片、衰减片、第三色散补偿镜片和反射镜,部分透射部分反射镜片与渐变折射率透镜之间的扫描探头外壳侧壁上开有通孔,通孔内设有可调焦透镜,渐变折射率透镜与光纤端部相对的端面与光纤径向的夹角为8°。
作为本发明第一方面进一步的限定,部分透射部分反射镜片与扫描探头外壳的轴线呈设定角度。
本发明第二方面提供了一种可变焦距的共路型柔性内窥OCT系统的工作方法。
一种可变焦距的共路型柔性内窥OCT系统的工作方法,利用本发明第一方面所述的可变焦距的共路型柔性内窥OCT系统,包括以下过程:
光源发出的光束传输至第一可调光学衰减器,第一可调光学衰减器输出的光束传输至环形器的第一端口,然后传输至环形器的第二端口,然后传输至内窥镜软管探头;
由内窥探头中反射镜和样品组织因反射或背向散射返回的光传输至环形器的第二端口,然后传输至环形器的第三端口,进而传输至第一耦合器;
第一耦合器的第一分束光进入第一补偿光路,第一耦合器的第二分束光进入第二补偿光路,进入第一补偿光路中的光传输至第一准直器,经准直后变成平行光,经过第一色散补偿镜片和第一可调衰减器,再经第一光纤耦合器传输至第二耦合器;
通过调节第一位移平台调节第一补偿光路的光程;进入第二补偿光路中的光传输至第二准直器,经准直后变成平行光,然后经过第二色散补偿镜片和第二可调衰减器,经第二光纤耦合器传输至第二耦合器,通过调节第二位移平台调节第二补偿光路的光程;
通过对第一补偿光路和第二补偿光路光程的调节,使第二补偿光路中由样品返回的光的光程与第一补偿光路中由探头反射镜返回的光的光程相等,进而使两者在第二耦合器中发生干涉,将干涉信号传输至光谱仪进行探测,最后将探测到的干涉信号传输至处理器进行处理。
作为本发明第二方面可选的一些实现方式,由环形器的第二端口发出的光经光纤传输至渐变折射率透镜,光束经渐变折射率透镜的折射后以平行光的形式入射至部分透射部分反射镜片,部分透射部分反射镜片靠近渐变折射率透镜的一面镀有部分透射部分反射膜,反射的光束经过可调焦透镜聚焦到探头外部的样品组织上,产生的背向散射光经由原路返回至环形器,从环形器的第三端口输出;
部分透射部分反射镜片的另一面镀有增透膜,透射的光束经过衰减片和第三色散补偿镜片入射到反射镜上,反射镜反射的光束经原路返回至环形器,从环形器的第三端口输出;
在扫描检查中,根据血管直径的变化调节可调焦透镜的焦距,进而使扫描光束的焦点始终位于血管内壁上或血管内壁的不同组织深度处,以实现对不同直径的血管的扫描成像。
作为本发明第二方面进一步的限定,在血管直径发生改变时,调节可调焦距透镜的焦距,调节第一补偿光路和第二补偿光路的光程,调整干涉发生位置,判断成像质量是否符合要求,如是,则进行扫描成像,如否,则返回继续调节可调焦距透镜的焦距;在血管直径不发生改变时,直接进行扫描成像。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明创新性的提供了一种可变焦距的共路型柔性内窥OCT系统,样品臂和参考臂共用同一根光纤,解决了在柔性探头探测过程中参考臂、样品臂光纤之间的偏振状态匹配问题,同时避免了振动、温度、色散等因素引起的误差补偿问题,降低了系统的复杂度,提升成像质量。
2、本发明创新性的提供了一种可变焦距的共路型柔性内窥OCT系统,参考臂与样品臂光束的分光利用部分反射部分透射镜片实现,并且在参考臂反射镜前面设置有衰减片,可以通过调节分束比和衰减片的衰减率容易地调节参考臂和样品臂的光强比例,反射镜可以反射较强的参考光信号,可以对样品臂的检测信号起到增强的作用。
3、本发明创新性的提供了一种可变焦距的共路型柔性内窥OCT系统,样品扫描光束的焦点位置可以利用可调焦透镜实现实时控制,当检测的血管直径发生变化时,可以控制焦点始终位于血管内壁上(或血管内壁一定组织深度处),实现一次检查过程中对不同直径血管的扫描成像。
4、本发明创新性的提供了一种可变焦距的共路型柔性内窥OCT系统,参考臂和样品臂之间的光程采用光程差外补偿的形式,降低了内窥探头的装配难度,并且干涉发生位置可以根据探测样品位置、血管直径变化、成像质量等进行实时调节,提高了系统的扫描探测能力。
5、本发明创新性的提供了一种可变焦距的共路型柔性内窥OCT系统,从内窥探头返回的参考臂和样品臂的混合光束中,利用90:10的耦合器和光程差补偿光路,可使90%的样品臂探测信号与参考臂信号发生干涉,最大限度地保留样品探测的有效信号,提升系统的信噪比,提高成像质量。
6、本发明创新性的提供了一种可变焦距的共路型柔性内窥OCT系统,采用空心轴电机带动螺旋线圈旋转,进而带动探头旋转,可进行旋转扫描,获取更多的探测信息,在旋转过程中,柔性探头中的光纤并不随之旋转,从环形器到扫描探头的光束传播可以利用一根光纤完成,避免了光纤旋转耦合器的使用,减少探测信号的损失,提高了系统的信噪比。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例提供的可变焦距的共路型柔性内窥OCT系统的光路示意图;
图2为本发明实施例提供的柔性内窥探头旋转驱动装置示意图;
图3为本发明实施例提供的内窥探头结构示意图;
图4为本发明实施例提供的血管内壁直径变化焦点调节过程示意图;
其中,1、光源;2、第一可调光衰减器;3、环形器;4、第一耦合器;5、第一补偿光路;6、第二补偿光路;7、第二耦合器;8、光谱仪;9、处理器;10、第一位移平台;11、第一准直器;12、第一色散补偿镜片;13、第一可调衰减器;14、第一光纤耦合器;15、第二位移平台;16、第二准直器;17、第二色散补偿镜片;18、第二可调衰减器;19、第二光纤耦合器;20、第一偏振控制器;21、第二偏振控制器;22、空闲轴电机;23、柔性内窥探头;24、电机定子;25、电机转子;26、保护外套;27、光纤保护套;28、螺旋线圈;29、滑环;30、渐变折射率透镜;31、轴承外圈;32、轴承内圈;33、可调焦透镜;34、部分透射部分反射镜片;35、衰减片;36、第三色散补偿镜片;37、反射镜;38、扫描探头外壳;39、光纤。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1:
如图1所示,本发明实施例1提供了一种可变焦距的共路型柔性内窥OCT系统,包括:光源1、第一可调光衰减器2、环形器3、柔性内窥镜探头23、第一耦合器4、第一补偿光路5、第二补偿光路6、第二耦合器7、光谱仪8和处理器9;
第一可调光衰减器2用于接收光源1的光并传输光至环形器3的第一端口(即1端口),环形器3的第二端口(即2端口)用于输出光至柔性内窥镜探头23并接收柔性内窥镜探头23的反射或散射光,环形器3的第三端口(即3端口)用于传输柔性内窥镜探头23的反射或散射光至第一耦合器4;
第一补偿光路5用于接收第一耦合器4的第一分束光,第二补偿光路6用于接收第一耦合器4的第二分束光,第一分束光的比例小于第二分束光的比例,第二耦合器7用于接收第一补偿光路和第二补偿光路的输出光,光谱仪8用于接收第二耦合器7传输的光,光谱仪8与处理器9连接。
本实施例中,第一补偿光路包括依次沿光路布置的第一准直器11、第一色散补偿镜片12、第二可调衰减器13、第一光纤耦合器14,第一准直器11位于第一位移平台10上。
本实施例中,第二补偿光路包括依次沿光路布置的第二准直器16、第二色散补偿镜片17、第三可调衰减器18、第二光纤耦合器19,第二准直器16位于第二位移平台15上。
本实施例中,如图2和图3所示,柔性内窥镜探头,包括:空心轴电机22、保护外套26、光纤保护套27、螺旋线圈28和光纤39;
空心轴电机22的电机定子24与保护外套26固定连接,电机转子25与螺旋线圈28固定连接;
光纤39外侧套设有光纤保护套27,光纤保护套27外侧套设有螺旋线圈28,螺旋线圈28外侧套设有保护外套26;
光纤保护套27与螺旋线圈28之间以及螺旋线圈28与保护外套26之间分别设有以一定间隔均匀分布的滑环29,具体的,光纤保护套27与螺旋线圈28之间设有第一滑环,第一滑环外圈与螺旋线圈28固定连接,第一滑环内圈与光纤保护套27固定连接,用于维持支撑光纤保护套27和螺旋线圈28之间的空隙,实现二者之间的相对转动;螺旋线圈28与保护外套26之间设有第二滑环,第二滑环外圈与保护外套26固定连接,第二滑环内圈与螺旋线圈28固定连接,用于维持支撑螺旋线圈28和保护外套26之间的空隙,实现二者之间的相对转动。
光纤39的末端与光纤保护套27内的渐变折射率透镜30位置相对(即光纤39输出的光能够传输到渐变折射率透镜30),螺旋线圈28与轴承内圈32固定连接,轴承内圈32与扫描探头外壳38固定连接,保护外套26与轴承外圈31固定连接;
扫描探头外壳38内沿光路依次设有部分透射部分反射镜片34、衰减片35、第三色散补偿镜片36和反射镜37,部分透射部分反射镜34片与渐变折射率透镜30之间的扫描探头外壳38侧壁上开有通孔,通孔内设有可调焦透镜33,渐变折射率透镜30与光纤39端部相对的端面与光纤径向的夹角为8°。
本实施例中,部分透射部分反射镜片与扫描探头外壳的轴线呈设定角度,这里,设定角度优选的为45°,可以理解的,在其他一些实现方式中,这里的设定角度也可以是其他数值,如46°、44°等等,只要符合一定的透射和反射要求即可,本领域技术人员可以根据具体工况进行选择,这里不再赘述。
本实施例中,光源1与第一可调光学衰减器2通过光纤连接,第一可调光学衰减器2与环形器3的端口1通过光纤连接,环形器3的端口2与空心轴电机22通过光纤连接,环形器3的端口3与第一耦合器4通过光纤连接,第一耦合器4与第二准直器11通过光纤连接,第一耦合器4与第三准直器16通过光纤连接,第一光纤耦合器14与第二光纤耦合器19分别通过光纤与第二耦合器7连接,第二耦合器7与光谱仪8通过光纤连接;
第一耦合器4与第二准直器11之间的光纤上设有第一偏振控制器20,第一光纤耦合器14与第二耦合器7之间的光纤上设有第二偏振控制器21。
实施例2:
本发明实施例2提供了一种实施例1所述的可变焦距的共路型柔性内窥OCT系统的工作方法,包括以下过程:
光源1发出的光束,经光纤传输至第一可调光学衰减器2,其可以调节控制光纤的输出功率,可调光学衰减器输出的光束经光纤传输至环形器3的端口1,然后传输至环形器3的端口2,经光纤传输至内窥镜软管探头23;
由内窥镜软管探头23中反射镜37和样品组织因反射或背向散射返回的光传输至环形器3的端口2,然后传输至环形器3的端口3,进而传输至第一耦合器4;
第一耦合器4的分束比优选为90:10(也可以选其他分束比),第一耦合器4分光之后,10%的光束进入第一补偿光路5,90%的光束进入第二补偿光路6(传输至第二补偿光路6的光束比例大于第一补偿光路5,第二补偿光路6用于补偿样品背向散射光的光程,第一补偿光路5用于补偿内窥镜软管探头23中反射镜37反射光的光程);
进入第一补偿光路5中的光传输至第一准直器11,经准直后变成平行光,然后经过第一色散补偿镜片12和第一可调衰减器13,经第一光纤耦合器14耦合进入光纤,传输至第二耦合器7,第一准直器11放置于第一位移平台10上,可通过调节第一位移平台10调节第一补偿光路5的光程;
第二补偿光路6与第一补偿光路5的结构相似,可以通过调节第二位移平台15调节第二补偿光路6的光程,通过对第一补偿光路5和第二补偿光路6光程的调节,使第二补偿光路6中由样品返回的光的光程与第一补偿光路5中由探头反射镜返回的光的光程相等,进而使二者在耦合器2中发生干涉,可使90%的样品臂返回的光束发生干涉,可最大限度地保留组织探测的有效信号,提升系统信噪比,然后将干涉信号传输至光谱仪8进行探测,最后将探测到的干涉信号传输至处理器9进行处理。
第一位移平台10和第二位移平台15可以是电控位移平台,由处理器9控制,根据扫描图像质量反馈,利用算法编程实现光程补偿光路的自动调节;
空心轴电机22的电机转子25带动螺旋线圈28旋转,进而带动内窥镜软管探头23旋转,在空心轴电机22带动螺旋线圈28转动时,光纤39和保护外套26均不旋转,仅螺旋线圈28旋转,带动内窥镜软管探头23进行旋转扫描;
具体的,在空心轴电机22的带动下,螺旋线圈28旋转可带动内窥镜软管探头23旋转,实现旋转扫描成像,保护外套26与轴承外圈31固定连接,在内窥镜软管探头23旋转时保持固定。
由环形器3的端口2发出的光经光纤传输至渐变折射率透镜30,光纤与渐变折射率透镜30相对的端面有8°的倾斜角度(端面相对于光纤径向的夹角),以减小透镜及光纤端面的背向散射光;
光束经渐变折射率透镜30的折射后以平行光的形式入射至部分透射部分反射镜片34,该镜片靠近渐变折射率透镜的一面镀有部分投射部分反射膜,反射的光束经过可调焦透镜33聚焦到探头外部的样品组织上,产生的背向散射光经由原路返回至环形器3,从环形器3的端口3输出;
可调焦透镜33的焦距可以由处理器9的程序控制,在扫描检查中,可以根据血管直径的变化调节可调焦透镜的焦距,进而使扫描光束的焦点始终位于血管内壁上(或血管内壁的不同组织深度处),实现对不同直径的血管的扫描成像,提高OCT系统的检测能力;
在可调焦透镜33的焦距发生改变时,补偿光路必须实时做出对应的调整,调节干涉发生位置,使干涉发生位置始终位于扫描光束的焦点上,以保证成像质量。
焦点调节过程如图4所示,当检测的血管直径发生变化时,调节可调焦距透镜33的焦距,调节第一补偿光路5和第二补偿光路6的光程,调整干涉发生位置,判断成像质量是否符合要求,如是,则进行扫描成像,如否,则返回继续调节可调焦距透镜33的焦距;在血管直径不发生改变时,直接进行扫描成像。
本实施例中,部分透射部分反射镜片34的另一面镀有增透膜,透射的光束经过衰减片35(优选为吸收型衰减片)和第三色散补偿镜片36入射到反射镜37上,反射镜37反射的光束经原路返回至环形器3,从环形器3的端口3输出,可以通过调节反射和透射的比例以及衰减片的衰减率,进而调节参考臂光束和样品臂光束的强度,在保证入射样品光束安全功率及光谱仪相机不饱和的条件下,增加参考臂光束功率,增大干涉信号强度,以提高成像质量。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种可变焦距的共路型柔性内窥OCT系统,其特征在于:
包括:光源、第一可调光衰减器、环形器、柔性内窥镜探头、第一耦合器、第一补偿光路、第二补偿光路、第二耦合器、光谱仪和处理器;
第一可调光衰减器用于接收光源的光并传输光至环形器的第一端口,环形器的第二端口用于输出光至柔性内窥镜探头并接收柔性内窥镜探头的反射光,环形器的第三端口用于传输柔性内窥镜探头的反射光至第一耦合器;
第一补偿光路用于接收第一耦合器的第一分束光,第二补偿光路用于接收第一耦合器的第二分束光,第一分束光的比例小于第二分束光的比例,第二耦合器用于接收第一补偿光路和第二补偿光路的输出光,光谱仪用于接收第二耦合器传输的光,光谱仪与处理器连接;
第一补偿光路包括依次沿光路布置的第一准直器、第一色散补偿镜片、第二可调衰减器、第一光纤耦合器;
第二补偿光路包括依次沿光路布置的第二准直器、第二色散补偿镜片、第三可调衰减器、第二光纤耦合器;
第一准直器位于第一位移平台上,第二准直器位于第二位移平台上;
柔性内窥镜探头,包括:空心轴电机、保护外套、光纤保护套、螺旋线圈和光纤;
光纤的末端与光纤保护套内的渐变折射率透镜位置相对,螺旋线圈与轴承内圈固定连接,轴承内圈与扫描探头外壳固定连接,保护外套与轴承外圈固定连接;
扫描探头外壳沿光路依次设有部分透射部分反射镜片、衰减片、第三色散补偿镜片和反射镜,部分透射部分反射镜片与渐变折射率透镜之间的扫描探头外壳侧壁上开有通孔,通孔内设有可调焦透镜,渐变折射率透镜与光纤端部相对的端面与光纤径向的夹角为8°。
2.如权利要求1所述的可变焦距的共路型柔性内窥OCT系统,其特征在于:
所述空心轴电机的定子部分与保护外套固定连接,电机转子部分与螺旋线圈固定连接;
光纤外侧套设有光纤保护套,光纤保护套外侧套设有螺旋线圈,螺旋线圈外侧套设有保护外套;
光纤保护套与螺旋线圈之间设有第一滑环,第一滑环外圈与螺旋线圈固定连接,第一滑环内圈与光纤保护套固定连接;
螺旋线圈与保护外套之间设有第二滑环,第二滑环外圈与保护外套固定连接,第二滑环内圈与螺旋线圈固定连接。
3.如权利要求2所述的可变焦距的共路型柔性内窥OCT系统,其特征在于,
部分透射部分反射镜片与扫描探头外壳的轴线呈设定角度。
4.一种可变焦距的共路型柔性内窥OCT系统的工作方法,其特征在于,
利用权利要求1-3任一项所述的可变焦距的共路型柔性内窥OCT系统,包括以下过程:
光源发出的光束传输至第一可调光学衰减器,第一可调光学衰减器输出的光束传输至环形器的第一端口,然后传输至环形器的第二端口,然后传输至内窥镜软管探头;
由内窥探头中反射镜和样品组织因反射或背向散射返回的光传输至环形器的第二端口,然后传输至环形器的第三端口,进而传输至第一耦合器;
第一耦合器的第一分束光进入第一补偿光路,第一耦合器的第二分束光进入第二补偿光路,进入第一补偿光路中的光传输至第一准直器,经准直后变成平行光,经过第一色散补偿镜片和第一可调衰减器,再经第一光纤耦合器传输至第二耦合器;
通过调节第一位移平台调节第一补偿光路的光程;进入第二补偿光路中的光传输至第二准直器,经准直后变成平行光,然后经过第二色散补偿镜片和第二可调衰减器,经第二光纤耦合器传输至第二耦合器,通过调节第二位移平台调节第二补偿光路的光程;
通过对第一补偿光路和第二补偿光路光程的调节,使第二补偿光路中由样品返回的光的光程与第一补偿光路中由探头反射镜返回的光的光程相等,进而使两者在第二耦合器中发生干涉,将干涉信号传输至光谱仪进行探测,最后将探测到的干涉信号传输至处理器进行处理;
由环形器的第二端口发出的光经光纤传输至渐变折射率透镜,光束经渐变折射率透镜的折射后以平行光的形式入射至部分透射部分反射镜片,部分透射部分反射镜片靠近渐变折射率透镜的一面镀有部分透射部分反射膜,反射的光束经过可调焦透镜聚焦到探头外部的样品组织上,产生的背向散射光经由原路返回至环形器,从环形器的第三端口输出;
部分透射部分反射镜片的另一面镀有增透膜,透射的光束经过衰减片和第三色散补偿镜片入射到反射镜上,反射镜反射的光束经原路返回至环形器,从环形器的第三端口输出;
在扫描检查中,根据血管直径的变化调节可调焦透镜的焦距,进而使扫描光束的焦点始终位于血管内壁上或血管内壁的不同组织深度处,以实现对不同直径的血管的扫描成像。
5.如权利要求4所述的可变焦距的共路型柔性内窥OCT系统的工作方法,其特征在于
在血管直径发生改变时,调节可调焦距透镜的焦距,调节第一补偿光路和第二补偿光路的光程,调整干涉发生位置,判断成像质量是否符合要求,如是,则进行扫描成像,如否,则返回继续调节可调焦距透镜的焦距;在血管直径不发生改变时,直接进行扫描成像。
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