CN117618075B - 一种基于实时成像的磨痂系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于实时成像的磨痂系统及方法,涉及磨痂术技术领域。该系统包括中空旋转平台、磨头和OCT系统,磨头用于进行皮肤磨痂,OCT系统用于实时检测正在被磨削的痂皮深度。本发明实现磨痂器磨头在旋转的同时,内置在其中的OCT系统能够持续探测正在被磨的皮肤组织,从而能够根据图像做出及时反馈,避免了过度磨痂或磨痂不足,确保了磨痂效果,并降低了对健康皮肤的二次伤害风险。
Description
技术领域
本发明涉及磨痂术技术领域,特别关注一种新型磨痂系统及其使用方法,该系统基于实时成像技术来优化磨痂术的效果。
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信息,不必然构成在先技术。
磨痂术是治疗深度烧伤的先进方法,适用于深Ⅱ度和Ⅲ度烧伤。该技术利用机械转动的金属或陶瓷磨头去除受伤皮肤上的坏死组织,从而减少感染风险和加速愈合。目前,磨痂术的执行大多依赖医生的经验判断,存在一定的主观性。这种做法可能导致磨痂不足,影响皮肤重建,或过度磨痂,造成额外伤害。
光学相干断层扫描(OCT)技术,作为一种非侵入性成像技术,已广泛应用于眼科和皮肤科,提供高分辨率的体内组织图像。然而,目前尚无将OCT与磨痂器集成的研究,这限制了在磨痂过程中对深度和状况的实时监测。
而磨痂器在工作过程中,磨头的角速度接触皮肤时会随时发生变化,这严重影响了成像系统的成像效果,所以简单的磨痂器与OCT成像系统集成并不能达到实时监测磨痂过程的目的,因此,如何在磨痂过程实现实时且准确的成像监测成为现有技术亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种基于实时成像的磨痂系统及方法,将OCT系统集成在磨痂器中,实现在磨痂过程中实时监测磨痂深度和状况。
为了实现上述目的,本发明是通过如下的技术方案来实现:
本发明第一方面提供了一种基于实时成像的磨痂系统,包括中空旋转平台、磨头和OCT系统,磨头用于进行皮肤磨痂,OCT系统用于实时检测正在被磨削的痂皮深度;所述中空旋转平台包括外壳体和电机,所述外壳体包括磨头外壳和OCT系统外壳,OCT系统外壳套装在磨头外壳内部,OCT系统外壳内集成有部分OCT系统,磨头外壳一端连接电机,另一端端部安装有磨头,磨头通过电机进行驱动;OCT系统中包括扫描振镜,所述扫描振镜根据磨头角速度的变化进行摆动角度的自适应调整。
进一步的,还包括控制装置,包括光电编码器和PC端,PC端用于接收光电编码器的脉冲信号,并进行计算,得到磨头的实时旋转速度和旋转角度,根据磨头的实时旋转速度和旋转角度实时调整扫描振镜的摆动角度。
进一步的,PC端通过多功能数字信号IO卡与扫描振镜的驱动器连接,用于根据磨头的实时旋转速度和旋转角度控制扫描振镜的偏转扫描,其中,振镜扫描角度a与磨头旋转角度θ的关系公式为:
其中,A是三角波振幅,T1为三角波周期,ω为磨头旋转的角速度,k1为振镜摆动角度a与电压U之间的比例系数,表示不大于x的最大整数,即向下取整。
进一步的,光电编码器被安装在磨头外壳上,并与外壳上的齿轮紧密啮合,在磨痂器磨头接触皮肤并开始工作时,齿轮随着中空旋转平台的外圈转动而转动,齿轮的旋转使光电编码器产生一系列脉冲信号,生成的脉冲信号被传输到控制系统,反映出磨头的旋转速度和角度。
进一步的,磨头端部设置有透明玻璃缝隙,用于为OCT系统提供光线传输通道,具体的,利用透明玻璃缝隙预先设计透明轨迹,使得OCT光束在磨头旋转时仍然能够穿过并直线扫描样本,具体的,透明轨迹的坐标:
其中,f为焦距,k1为振镜摆动角度a与电压U之间的比例系数,A为三角波电压U的幅值,T1为三角波周期,T2为磨头旋转周期,t为所经历的时间。
进一步的,预先在磨头的透明轨迹上设置一个不透光点,不透光点设置在B-scan的开始和结束的位置,用于实现图像分割。
进一步的,振镜根据磨头角速度的变化进行摆动角度的自适应调整的原理为:
根据振镜扫描角度与磨头旋转角度关系计算制出磨痂器磨头的旋转角度与振镜摆动角度的对应表;
根据磨痂器磨头的旋转角度与振镜摆动角度的对应表调整振镜摆动角度。
一种用于第一方面所述的基于实时成像的磨痂系统的磨痂方法,其特征在于,包括以下步骤:
利用磨头对待处理皮肤进行磨痂处理,并实时采集OCT系统的干涉信号;
对干涉信号进行图像重建;
对重建后的图像进行分割,得到B-scan图像;
对B-scan图像进行皮肤分界检测,根据分界检测结果调整磨头工作状态,具体的,根据检测到的烧伤皮肤厚度,一旦分界检测结果小于提前设定好的阈值,便会停止磨痂,使磨头停止旋转,从而避免对健康皮肤的二次伤害。
进一步的,对重建后的图像进行分割的步骤包括:
通过捕捉不透光点为每个B-scan提供一个清晰的起始和结束点,并根据起始和结束点分割出单独的B-scan图像,其中,不透光点预先在磨头的透明轨迹上设置。
进一步的,利用卷积神经网络模型对B-scan图像进行皮肤分界检测,检测得到皮肤的健康状态。
以上一个或多个技术方案存在以下有益效果:
本发明公开了一种基于实时成像的磨痂系统及方法,实现磨痂器磨头在旋转的同时,内置在其中的OCT系统能够持续探测正在被磨的皮肤组织,从而能够根据图像做出及时反馈,避免了过度磨痂或磨痂不足,确保了磨痂效果,并降低了对健康皮肤的二次伤害风险。
本发明通过内置的转速测试装置,能够实时监测磨头的旋转速度和旋转角度,并根据磨头旋转速度和旋转角度调整振镜的摆动频率。这种自适应的调整机制保证了即使在磨头速度变化时,也能保持准确的皮肤成像和监测。
本发明通过预先在磨头的透明轨迹上设置一个不透光点,当振镜的摆动使光束从一个方向切换到另一个方向时,不透光点处的干涉会有一个明显的信号变化,从而图像中会有一个黑线。这个黑线被识别为B-scan的开始和结束点,从而使得每个往复扫描可以被准确地分割成两个单独的B-scan图像。从而可以进一步的处理每一张Bscan图像尺寸,可以实现实时预览(preview)图像。
本发明通过在磨头上设计出特定曲线,允许OCT光束在磨头旋转时仍然能够穿过并直线扫描样本,能够保证OCT实时检测正在被磨削的痂皮深度。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
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为本发明实施例一中基于实时成像的磨痂系统结构图;
图2为本发明实施例一中基于实时成像的磨痂系统部分结构图;
图3为本发明实施例一中扫描振镜摆动角度自适应调整流程图;
图4为本发明实施例一中控制扫描振镜的电压波形图;
图5为本发明实施例一中扫描振镜摆动过程原理图;
图6为本发明实施例一中当T1=2T2时,透明轨迹以及不透光点位置示意图;
图7为本发明实施例一中当T1=T2时,透明轨迹以及不透光点位置示意图;
图8为本发明实施例二中基于实时成像的磨痂系统磨痂方法的流程图;
图9为本发明实施例二中B-scan图像分割示意图;
其中,1.聚焦物镜,2.扫描振镜,3.第二准直器,4.分光器,5.反射镜,6.光阑,7.色散补偿玻璃片,8.第一准直器,9.磨头外壳,10.磨头,11.OCT系统外壳,12.中空旋转平台,13.电机,14.光源,15.电脑,16.光谱仪,17光电编码器,18.齿轮,19.皮肤,20.不透光点。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是示例性的,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;
实施例一:
在现有技术中,磨痂过程中无法同时对磨痂深度进行有效探测。将磨痂器与光学相干断层扫描(OCT)系统简单结合并不能保证磨痂器的磨头在旋转时,OCT系统能持续进行直线扫描。当磨痂器开始工作,特别是磨头接触皮肤时,磨头的旋转速度会发生变化。为实现实时成像,需同步磨头的旋转周期和OCT系统的振镜电压周期。此外,若磨痂器磨头中心简单放置透明玻璃,则该部位的皮肤将难以被磨痂。这会导致OCT系统持续监测到中心未被磨削的痂皮深度,从而无法有效监测磨痂进程。
为了解决上述问题,本发明实施例一提供了一种基于实时成像的磨痂系统,如图1所示,包括中空旋转平台、控制装置、磨头和OCT系统,磨头用于进行皮肤磨痂,OCT系统用于实时检测正在被磨削的痂皮深度。
中空旋转平台12包括外壳体和电机13,外壳体包括磨头外壳9和OCT系统外壳11,OCT系统外壳11套装在磨头外壳9内部,OCT系统外壳11内集成有部分OCT系统,磨头外壳9一端连接电机13,另一端端部安装有磨头10,磨头10通过电机13进行驱动。中空旋转平台12是一种内圈内孔不动,外圈凸台旋转的动力装置。本实施例中,将磨头外壳与外圈凸台相连,OCT系统外壳与内圈内孔相连,OCT系统连接到OCT系统外壳,磨头与磨头外壳连接,从而实现磨头旋转进行磨痂。
控制装置包括光电编码器17和PC端,PC端用于接收光电编码器的脉冲信号,并进行计算,得到磨头的实时旋转速度和旋转角度,根据磨头的实时旋转速度和旋转角度实时调整扫描振镜的摆动角度。本实施例中,PC端为电脑15。光电编码器17外接电脑15PC端,用于检测磨头10实时转速和磨头10转过角度和检测不透光点20。光电编码器17被安装在磨头外壳9上,并与外壳上的齿轮18紧密啮合,当磨头10随着中空旋转平台12旋转时,齿轮18也随之旋转,随着齿轮18的旋转,光电编码器生成一系列的脉冲信号,生成的脉冲信号被发送至PC端。PC端通过多功能数字信号IO卡与扫描振镜2的驱动器连接,用于根据磨头的实时旋转速度和旋转角度控制扫描振镜的偏转扫描。
如图2所示,OCT系统包括集成在OCT系统外壳内部的分光器4、参考臂和样品臂,分光器4与光源14相连,用于将光源分为参考光和样品光,参考臂和样品臂均与分光器4相连,分别接收参考光和样品光。OCT系统中包括扫描振镜,所述扫描振镜根据磨头角速度的变化进行摆动角度的自适应调整。参考臂包括第一准直器8、色散补偿玻璃片7、光阑6和参考反射镜5。样品臂包括第二准直器3、扫描振镜2和聚焦物镜1。
OCT系统还包括设置在OCT系统外壳外部的光源14和光谱仪16,光源14用于发射激光至OCT系统,光谱仪16用于接收来自OCT系统的干涉信号。PC端通过数据采集卡接收来自光谱仪的数据,并进行处理和分析。
本实施例中,光学相干断层扫描(OCT)系统主要由分光器4、参考臂和样品臂组成。系统中的分光器连接到光源,分光器的主要功能是将来自光源的光分为两个路径:一条通向参考臂,另一条通向样品臂。这样,光源发出的光被有效地分为参考光和样品光。
具体来说,参考臂包括第一准直器、色散补偿玻璃片和光阑和一个参考反射镜。第一准直器的作用是将分光器传来的参考光束进行准直,即使光线平行。随后,色散补偿玻璃片和光阑将准直后的光线聚焦至参考反射镜,反射镜再将光线反射回分光器。
在样品臂方面,其组成包括第二准直器、扫描振镜和聚焦物镜。第二准直器同样对样品光进行准直处理。扫描振镜用于控制光束的扫描方向,使其可以在样品上进行二维或三维扫描。聚焦物镜则将准直后的光束聚焦在样品表面上,以便捕获样品的图像。
更为具体的,参考臂结构和作用:
第一准直器:位于参考臂的起始部分,紧邻分光器。其主要作用是接收从分光器传来的参考光,并将其转换成准直(平行)光束,以保证光线在传输过程中的稳定性和一致性。
色散补偿玻璃片和光阑:紧随第一准直器之后。色散补偿玻璃片用于进行色散补偿,光阑的作用是将准直后的参考光聚焦到参考反射镜上。通过聚焦,可以控制光束的焦点,从而调整光线与参考反射镜的交互作用。
参考反射镜:位于参考臂的末端。它的主要功能是反射聚焦在其上的参考光回到分光器。
样品臂结构和作用:
第二准直器:与参考臂的第一准直器类似,位于样品臂的起始部分,紧邻分光器。它将从分光器传来的样品光转换为准直光束,以实现稳定的光束传输至样品。
扫描振镜:位于第二准直器之后,用于控制准直后的光束在样品表面的扫描路径。这种扫描允许OCT系统在样品表面上进行精确的二维或三维成像。
聚焦物镜:位于样品臂的末端,用于将准直光束精确聚焦到样品表面。聚焦物镜的作用是确保光束能够与样品相互作用,从而捕捉样品表面的信息。
磨头端部设置有透明玻璃缝隙,用于为OCT系统提供光线传输通道。利用透明玻璃缝隙预先设计透明轨迹,使得OCT光束在磨头旋转时仍然能够穿过并直线扫描样本。扫描振镜在振镜驱动器的控制下,执行往复摆动,使得光束保证在被测样本处进行往复直线扫描。
本发明通过集成光学相干断层扫描(OCT)与磨痂器,实现了磨痂过程中的实时深度监测。本系统采用了一个独特设计的磨头,配备了带有透明缝隙的轨迹。这一设计允许OCT光束在磨头转动期间穿透并线性扫描目标区域,保证了OCT的光束传输不受干扰,同时维持磨头的功能性。
为了满足振镜摆动自适应调整,系统内置了光电传感器。增量式光电编码器被安装在磨头外壳上,并与外壳上的齿轮紧密啮合。如图3所示,在磨痂器磨头接触皮肤19并开始工作时,齿轮随着中空旋转平台的外圈转动而转动,齿轮的旋转使光电编码器产生一系列脉冲信号,生成的脉冲信号被传输到控制系统,反映出磨头的旋转速度和角度。控制系统接收到来自编码器的脉冲信号后,通过计数脉冲的数量和频率,解析出磨头的实时旋转速度和旋转角度。根据解析出的旋转信息,并基于以上振镜扫描角度a与磨头旋转角度θ的关系公式,改变驱动振镜电压U,确保OCT光束与磨头的旋转同步,从而准确、实时地监测磨痂过程中的深度。
在一种具体的实施方式中,振镜根据磨头角速度的变化进行摆动角度的自适应调整的原理为:
(1)根据振镜扫描角度与磨头旋转角度关系计算制出磨痂器磨头的旋转角度与振镜摆动角度的对应表。
振镜扫描角度与磨头旋转角度关系具体推导过程如下:
控制振镜的电压波形一般为三角波,如图4所示,三角波电压U与时间t存在关系为:
其中,A是三角波振幅,T1为三角波周期,表示不大于x的最大整数,即向下取整。
振镜在振镜驱动器的控制下,执行往复摆动,使得光束继续保证在被测样本处进行往复直线扫描,如图5所示,振镜摆动角度记为a,且a与电压U存在一定比例关系:
a=k1U。
有R=f*tan(a)。
假定磨头旋转的角速度为ω,转过的角度为θ,有:
θ=ω*t=2pi*f1*t。
其中,f1为磨头旋转的频率,f1=1/T2,T2为磨头旋转周期,a=kU。
联立上述公式得振镜扫描角度a与磨头旋转角度θ的关系公式:
其中,A是三角波振幅,T1为三角波周期,ω为磨头旋转的角速度,k1为振镜摆动角度a与电压U之间的比例系数,表示不大于x的最大整数,即向下取整。
可以根据上述公式预先计算制出磨痂器磨头的旋转角度与振镜摆动角度的对应表,从而提高了反馈的时效性与准确性。
(2)根据磨痂器磨头的旋转角度与振镜摆动角度的对应表调整振镜摆动角度。
欲想使扫描光束能够实时扫描磨痂处的皮肤19,磨头上的透明玻璃缝隙需要设计出其轨迹。联立上述公式,可得到轨迹的坐标:
其中,(x,y)为轨迹坐标,f为焦距,k1为振镜摆动角度a与电压U之间的比例系数,A为三角波电压U的幅值,T1为三角波周期,T2为磨头旋转周期,t为所经历的时间。经过计算,以T1=2T2与T1=T2两种情况为例,轨迹分别如图6和图7所示。为了精确地标记每个B-scan的开始和结束位置,预先在磨头的透明轨迹上设置一个不透光点20,不透光点20设置在B-scan的开始和结束的位置,用于实现图像分割。不透光点的位置恰好位于每次扫描的转折点上,从而为系统提供一个清晰和可识别的标记点。当振镜的摆动使光束从一个方向切换到另一个方向时,不透光点处的干涉会有一个明显的信号变化,从而产生一个清晰的黑线。这个黑线被识别为B-scan的开始和结束点,从而使得每个往复扫描可以被准确地分割成两个单独的B-scan图像。从而可以进一步的处理每一张B-scan图像尺寸,可以实现实时preview图像。
实施例二:
本发明实施例二提供了一种实施例一所述的基于实时成像的磨痂系统的磨痂方法,如图8所示,包括以下步骤:
步骤1,利用磨头对待处理皮肤进行磨痂处理,并实时采集OCT系统的干涉信号。
步骤2,对干涉信号进行图像重建,具体的,对干涉信号进行预处理,并对预处理后的干涉信号经过色散补偿后利用傅里叶变换进行图像重建。
步骤3,对重建后的图像进行分割,得到B-scan图像。
步骤4,对B-scan图像进行皮肤分界检测,根据分界检测结果调整磨头工作状态。
步骤2中,干涉信号进行预处理步骤包括:对干涉信号分别进行去噪、去除伪影和减掉背景直流项操作。通过这些技术,可以减少信号中的非相关信息和干扰,使得真实的干涉模式更加清晰。
色散补偿:在预处理之后,干涉信号可能会受到光学系统中的色散效应影响,即不同波长的光以不同的速度传播,导致相位失真。色散补偿是一种校正过程,用于调整这些由于波长差异造成的相位偏移,确保所有波长的光在傅里叶变换之前具有一致的相位关系。
傅里叶变换重建图像:最后一步是对经过预处理和色散补偿的干涉信号应用傅里叶变换。傅里叶变换是一种数学工具,用于将信号从时间域转换到频率域。
步骤3中,对重建后的图像进行分割的步骤包括:
通过捕捉不透光点为每个B-scan提供一个清晰的起始和结束点,并根据起始和结束点分割出单独的B-scan图像,其中,不透光点预先在磨头的透明轨迹上设置。
在一种具体的实施方式中,当磨头进行磨痂操作并接触痂皮时,其角速度会发生变化。为确保有效获取干涉信号,振镜的速度需要进行自适应调整。在OCT成像系统中,一个B-scan由多个A-line组成,每个A-line对应一个深度扫描。通常情况下,相机的曝光时间设置为固定值。然而,振镜速度的变化会影响光束扫描样品的速度,导致每个B-scan中A-line的数量不一致,从而引发图像失真。为解决这一问题,在磨头的透明轨迹上设置了一个不透光点。该不透光点位于B-scan的起始和结束位置,能够清晰地标记每个B-scan的开始和结束,从而使每个B-scan能被单独区分。这样,可以对每个B-scan进行尺寸重构,实时保持图像的质量和准确性。
更为具体的,由于振镜的摆动,使得光束能够在一个特定平面内进行往复直线扫描。每个往复扫描对应于两个B-scan图像,分别是来与回的扫描过程,如图9所示。为了精确地确定每个B-scan图像的起始和结束位置,设计了一个特殊的不透光点设置在磨头的透明轨迹上。不透光点被精确地放置在扫描转折点的位置。当振镜摆动使得光束方向改变时,不透光点处产生的干涉效果会导致信号出现明显变化,形成一个清晰的黑线。这个黑线就被系统识别为B-scan图像的开始和结束点。因此,每个往复扫描都能被准确地分割成两个独立的B-scan图像。通过这种方法,每张B-scan图像都可以进行后续处理,包括实时预览(previ ew)图像的生成。
步骤4中,利用卷积神经网络(CNN)模型对B-scan图像进行皮肤分界检测,检测得到皮肤的健康状态。该模型能够识别并区分健康皮肤和非健康皮肤。
卷积神经网络是一种强大的深度学习模型,特别适用于图像识别和分类任务。在皮肤健康状态的检测应用中,CNN可以被训练来识别和区分健康皮肤与各种皮肤病变(如皮肤癌、炎症等)的图像特征。这种模型可以通过学习大量标记好的健康和非健康皮肤的B-scan图像,来识别出特定的图像模式和特征,这些特征与肉眼观察不明显但对于疾病诊断至关重要。
根据分界检测结果调整磨头工作状态具体为:根据检测到的烧伤皮肤厚度,一旦分界检测结果小于提前设定好的阈值,则为检测到健康皮肤,控制系统会控制电机停止磨痂,使磨头停止旋转,从而避免对健康皮肤的二次伤害,如果分界检测结果大于于提前设定好的阈值,为检测到非健康皮肤,则控制磨头继续磨痂。
以上实施例二中涉及的各步骤与实施例一相对应,具体实施方式可参见实施例一的相关说明部分。
本领域技术人员应该明白,上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (7)
1.一种基于实时成像的磨痂系统,其特征在于,包括中空旋转平台、磨头和OCT系统,磨头用于进行皮肤磨痂,OCT系统用于实时检测正在被磨削的痂皮深度;所述中空旋转平台包括外壳体和电机,所述外壳体包括磨头外壳和OCT系统外壳,OCT系统外壳套装在磨头外壳内部,OCT系统外壳内集成有部分OCT系统,磨头外壳一端连接电机,另一端端部安装有磨头,磨头通过电机进行驱动;OCT系统中包括扫描振镜,所述扫描振镜根据磨头角速度的变化进行摆动角度的自适应调整。
2.如权利要求1所述的基于实时成像的磨痂系统,其特征在于,还包括控制装置,包括光电编码器和PC端,PC端用于接收光电编码器的脉冲信号,并进行计算,得到磨头的实时旋转速度和旋转角度,根据磨头的实时旋转速度和旋转角度实时调整扫描振镜的摆动角度。
3.如权利要求2所述的基于实时成像的磨痂系统,其特征在于,PC端通过多功能数字信号IO卡与扫描振镜的驱动器连接,用于根据磨头的实时旋转速度和旋转角度控制扫描振镜的偏转扫描,其中,振镜扫描角度a与磨头旋转角度θ的关系公式为:
其中,A是三角波振幅,T1为三角波周期,ω为磨头旋转的角速度,k1为振镜摆动角度a与电压U之间的比例系数,表示不大于x的最大整数,即向下取整。
4.如权利要求3所述的基于实时成像的磨痂系统,其特征在于,光电编码器被安装在磨头外壳上,并与外壳上的齿轮紧密啮合,在磨痂器磨头接触皮肤并开始工作时,齿轮随着中空旋转平台的外圈转动而转动,齿轮的旋转使光电编码器产生一系列脉冲信号,生成的脉冲信号被传输到控制系统,反映出磨头的旋转速度和角度。
5.如权利要求1所述的基于实时成像的磨痂系统,其特征在于,磨头端部设置有透明玻璃缝隙,用于为OCT系统提供光线传输通道,具体的,利用透明玻璃缝隙预先设计透明轨迹,使得OCT光束在磨头旋转时仍然能够穿过并直线扫描样本,具体的,透明轨迹的坐标:
其中,f为焦距,k1为振镜摆动角度a与电压U之间的比例系数,A为三角波电压U的幅值,T1为三角波周期,T2为磨头旋转周期,t为所经历的时间。
6.如权利要求5所述的基于实时成像的磨痂系统,其特征在于,预先在磨头的透明轨迹上设置一个不透光点,不透光点设置在B-scan的开始和结束的位置,用于实现图像分割。
7.如权利要求1所述的基于实时成像的磨痂系统,其特征在于,振镜根据磨头角速度的变化进行摆动角度的自适应调整的原理为:
根据振镜扫描角度与磨头旋转角度关系计算制出磨痂器磨头的旋转角度与振镜摆动角度的对应表;
根据磨痂器磨头的旋转角度与振镜摆动角度的对应表调整振镜摆动角度。
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