CN212111133U - 内窥扫描设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及扫描检测设备的技术领域，提供了一种内窥扫描设备包括第一光传输通道、第二光传输通道、第三光传输通道、二向色镜，以及OCT系统；OCT系统的信号光纤与第三光传输通道连通；第一光传输通道具有入口和出口；二向色镜设置在入口外侧；第一波长的光束从出口进入第一光传输通道内后从入口出射至二向色镜以进入第二光传输通道内；信号光纤内第二波长的光束依次经过第三光传输通道和二向色镜从入口进入第一光传输通道内并从出口出射至目标物体以产生散射光，散射的第二波长的光束从出口进入第一光传输通道并从入口出射至二向色镜后进入第三光传输通道内。两种波长的光束之间不相互干扰，内窥镜和OCT系统能够同时运行，不会相互干扰。

Description

内窥扫描设备

技术领域

本实用新型属于扫描检测设备的技术领域，更具体地说，是涉及一种内窥扫描设备。

背景技术

在现代治疗手段中，光学相干断层扫描(Optical coherence tomography，OCT)成像技术应用十分广泛(OCT的原理可以参阅：【李培,杨姗姗,丁志华,李鹏.傅里叶域光学相干层析成像技术的研究进展[J].中国激光,2018,45(02):153-163】；OCT的原理也可以参阅：【J.A.Izatt,M.A.Choma.Theory of Optical Coherence Tomography[M].SpringerInternational Publishing,2008.】；OCT的原理也可以参阅：【Huang D,Swanson E A,LinC P,etal.Optical coherence tomography[J].Science,1991,254(5035):1178-1181】；或者OCT的原理也可以辅助参考百度词条“光学相干断层扫描技术”；)。请参阅图1，原理是：光源12产生的光经过光纤耦合器13分成两束，一束经过参考臂14反射后返回，另一束通过信号光纤11传输到样品并被样品散射后沿信号光纤11返回，上面两束返回的光束再次干涉形成图像并被探测器15(可选为；光电的探测器)所检测获取。内窥镜是常用的观察设备，通常内窥镜和OCT系统通常单独使用，无法同时使用内窥镜和OCT系统，非常不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种内窥扫描设备，以解决现有技术中存在的无法同时使用内窥镜和OCT系统技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种内窥扫描设备包括第一光传输通道、第二光传输通道、第三光传输通道、二向色镜，以及OCT系统；所述OCT系统的信号光纤与所述第三光传输通道连通；所述第一光传输通道具有入口和出口；所述二向色镜设置在所述入口外侧；第一波长的光束从所述出口进入所述第一光传输通道内后从所述入口出射至所述二向色镜以进入所述第二光传输通道内；所述信号光纤内第二波长的光束依次经过所述第三光传输通道和所述二向色镜从所述入口进入所述第一光传输通道内并从所述出口出射至目标物体以产生散射光，散射的第二波长的光束从出口进入所述第一光传输通道并从所述入口出射至所述二向色镜后进入所述第三光传输通道内。

进一步地，所述第一波长的光束从所述出口进入所述第一光传输通道内后从所述入口出射并穿过所述二向色镜以进入所述第二光传输通道内；所述第三光传输通道内的第二波长光束经过所述二向色镜反射后从所述入口进入所述第一光传输通道并从所述出口出射至目标物体以产生散射光；所述散射光从所述出口进入所述第一光传输通道内后从所述入口出射至所述二向色镜并反射至所述第三光传输通道内。

进一步地，所述第二光传输通道内设置有光电传感器。

进一步地，所述光电传感器与所述二向色镜之间设置有目镜，所述出口内设置有物镜。

进一步地，所述第三光传输通道内设置有准直器。

进一步地，所述第三光传输通道内还设置有扫描振镜。

进一步地，所述第三光传输通道内设置有聚焦透镜。

进一步地，还包括激光器，所述激光器具有与所述第一光传输通道并行设置并延伸至所述出口的第一光纤。

进一步地，所述第一光传输通道内设置有照明组件。

进一步地，所述照明组件包括沿所述第一光传输通道布设并延伸至所述出口的第二光纤、发光件，以及用于将发光件的光耦合进所述第二光纤内的光耦合器。

本实用新型提供的内窥扫描设备的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型提供的内窥扫描设备，第一光传输通道伸入所需检测的区域，且出口朝向待检测的目标物体；第一波长的光束(第一波长的光束可选为外部发光器照射目标物体产生的散射光)从出口进入第一光传输通道内并从入口出射至二向色镜后进入第二光传输通道内以供用户观察(即当作内窥镜)；第二波长的光束从信号光纤进入第三光传输通道后再经过二向色镜从入口进入第一光传输通道内，从入口进入第一光传输通道内的第二波长的光束从出口出射并照射目标物体，目标物体上产生散射光从出口进入第一光传输通道内后从入口出射至二向色镜，入口出射至二向色镜的第二波长的光束进入第三光传输通道反馈至信号光纤内，反馈至信号光纤内的第二波长光束再给OCT系统分析；采用不同波段的光束(第一波长光束和第二波长光束)分别用于内窥镜(第一波长光束从第二光传输通道输出以供用户观测)和OCT系统(第二波长光束从第二光传输通道输出以供OCT系统使用)，两种波长的光束之间不相互干扰，内窥镜和OCT系统能够同时运行，两者之间不会相互干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的OCT系统的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的内窥扫描设备的主视示意图；

图3为本实用新型实施例提供的第一光传输通道的主视安装示意图；

图4为本实用新型实施例提供的第一光传输通道的右侧示意图；

图5为本实用新型实施例提供的激光器的安装示意图；

图6为本实用新型实施例提供的第一光传输通道内透镜的示意图一；

图7为本实用新型实施例提供的第一光传输通道内透镜的示意图二；

图8为本实用新型实施例提供的第一光传输通道内透镜的示意图三；

图9为本实用新型实施例提供的物镜的示意图一；

图10为本实用新型实施例提供的物镜的示意图二；

图11为本实用新型实施例提供的物镜的示意图三；

图12为本实用新型实施例提供的物镜的示意图四。

其中，图中各附图标记：

1-OCT系统；11-信号光纤；12-光源；13-光纤耦合器；14-参考臂；15-探测器；2-激光器；21-第一光纤；31-第一光传输通道；311-入口；312-出口；32-第二光传输通道；33-第三光传输通道；34-二向色镜；41-光电传感器；42-目镜；43-物镜；51-准直器；52-扫描振镜；53-聚焦透镜；6-照明组件；61-第二光纤；62-发光件；63-光耦合器；7-转向棱镜。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图4，现对本实用新型提供的内窥扫描设备进行说明。内窥扫描设备包括第一光传输通道31、第二光传输通道32、第三光传输通道33、二向色镜34(二向色镜：让一个频段的光波穿过，反射另一个频段的光；比如：让第一波长的光束通过，反射第二波长的光束；或让第二波长的光束通过，反射第一波长的光束)，以及OCT系统1；OCT系统1的信号光纤11与第三光传输通道33连通；第一光传输通道31具有入口311和出口312；二向色镜34设置在入口311外侧；第一波长的光束从出口312进入第一光传输通道31内后从入口311出射至二向色镜34以进入第二光传输通道32内；信号光纤11内第二波长的光束依次经过第三光传输通道33和二向色镜34从入口311进入第一光传输通道31内并从出口312出射至目标物体以产生散射光，散射的第二波长的光束从出口312进入第一光传输通道31并从入口311出射至二向色镜34后进入第三光传输通道33内。

如此，第一光传输通道31伸入所需检测的区域，且出口312朝向待检测的目标物体；第一波长的光束(第一波长的光束可选为外部发光器照射目标物体的第一波长散射光)从出口312进入第一光传输通道31内并从入口311出射至二向色镜34后进入第二光传输通道32内以供用户观察(即当作内窥镜)；第二波长的光束从信号光纤11进入第三光传输通道33后再经过二向色镜34从入口311进入第一光传输通道31内，从入口311进入第一光传输通道31内的第二波长的光束从出口312出射并照射目标物体以散射，目标物体上产生第二波长散射光从出口312进入第一光传输通道31内后从入口311出射至二向色镜34，入口311出射至二向色镜34的第二波长的光束进入第三光传输通道33反馈至信号光纤11内，反馈至信号光纤11内的第二波长光束再给OCT系统1分析；采用不同波段的光束(第一波长光束和第二波长光束)分别用于内窥镜(第一波长光束从第二光传输通道32输出以供用户观测)和OCT系统1(第二波长光束从第三光传输通道33输出以供OCT系统1使用)，两种波长的光束之间不相互干扰，内窥镜和OCT系统能够同时运行，两者之间不会相互干扰。

可选地，在一个实施例中，第一波长的光束为可见光，第二波长的光束为红外光。

可选地，在一个实施例中，第一光传输通道31呈管体状。具体的，在一个实施例中，管体为金属。

可选地，在一个实施例中，第二光传输通道32呈管体状。具体的，在一个实施例中，管体为金属。

可选地，在一个实施例中，第三光传输通道33呈管体状。具体的，在一个实施例中，管体为金属。

可选地，在一个实施例中，第二光传输通道32和第三光传输通道33相互垂直，如此，两个通道内的光束不容易相互干扰。

可选地，在一个实施例中，第一光传输通道31的横截面为圆形。如此，生产容易，且光束沿第一光传输通道31传播不容易受到阻碍。且横截面为圆形的第一光传输通道31与人体接触时不容易划伤用户。

可选地，在一个实施例中，入口311外侧与二向色镜34之间的光束(第一波长光束和/或第二波长光束)路径上设置有第一调焦机构。如此，便于调节从二向色镜34进入到入口311内光束的光斑。具体的，在一个实施例中，第一调焦机构为单透镜和驱动单透镜沿激光光束路径移动的电机。

进一步地，请参阅图1至图4，作为本实用新型提供的内窥扫描设备的一种具体实施方式，第一波长的光束从出口312进入第一光传输通道31内后从入口311出射并穿过(二向色镜34供第一波长的光束穿过并反射第二波长的光束)二向色镜34以进入第二光传输通道32内；第三光传输通道33内的第二波长光束经过二向色镜34反射后从入口311进入第一光传输通道31并从出口312出射至目标物体以产生散射光；散射光从出口312进入第一光传输通道31内后从入口311出射至二向色镜34并反射至第三光传输通道33内。如此，第一波长光束的路径如下：【1】外部发光器照射在目标物体上散射的第一波长光束从出口312进入第一光传输通道31内【2】从出口312进入第一光传输通道31内的第一波长光束从入口311出射并穿过二向色镜34以进入第二光传输通道32内(以供用户内窥镜观测)；OCT系统1中信号光纤11内第二波长的光束的路径如下：【1】OCT系统的信号光纤11内第二波长的光束进入第三光传输通道33内后经过二向色镜34反射并从入口311进入到第一光传输通道31内【2】从入口311进入到第一光传输通道31内的第二波长光束从出口312出射以照射目标物体后产生第二波长散射光【3】目标物体的散射光(第二波长光束)从出口312进入到第一光传输通道31内【4】从出口312进入第一光传输通道31内的第二波长光束从入口311出射至二向色镜34并被反射到第三光传输通道33内【5】被反射到第三光传输通道33内的反射光(第二波长光束)进入到信号光纤11内供OCT系统分析(比如生成目标物体的图像)，第一波长光束(用于内窥镜)与OCT系统中的第二波长光束之间相互不够干扰；因此内窥镜在使用的同时OCT系统也能够在不干扰内窥镜的情况下进行扫描检测。

可选地，在一个实施例中，二向色镜34具有与第二波长光束配合的反射面，且反射面的中央区域与第二波长光束接触。如此，第三光传输通道33内收到的光斑更加均匀和完整，不容易出现缺口。可选地，在一个实施例中，第三光传输通道33与二向色镜34上反射面夹角为45°。如此，便于调试二向色镜34，安装方便。

进一步地，请参阅图1至图4，作为本实用新型提供的内窥扫描设备的一种具体实施方式，第二光传输通道32内设置有光电传感器41如此，光电传感器41可以收集光信号以获得数字图片/视频。可选的，在一个实施例中，光电传感器41可以为CCD(Charge coupledDevice，中文全称：电荷耦合元件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，中文：互补金属氧化物半导体)。

进一步地，请参阅图1至图4，作为本实用新型提供的内窥扫描设备的一种具体实施方式，光电传感器41与二向色镜34之间设置有目镜42，出口312内设置有物镜43。如此，目镜42和物镜43之间相互配合以调节焦距以获取清晰的目标图像。

进一步地，请参阅图1至图4，作为本实用新型提供的内窥扫描设备的一种具体实施方式，第三光传输通道33内设置有准直器51。如此，信号光纤11的光束进入第二光传输通道32内后经过准直器51时，光斑变得更加均匀。

进一步地，请参阅图1至图4，作为本实用新型提供的内窥扫描设备的一种具体实施方式，第三光传输通道33内还设置有扫描振镜52。如此，通过扫描振镜52能够改变第三光传输通道33内光束的朝向以在第三光传输通道33横截面内扫描成像。

进一步地，请参阅图1至图4，作为本实用新型提供的内窥扫描设备的一种具体实施方式，第三光传输通道33内设置有聚焦透镜53。如此，信号光纤11的光束进入第三光传输通道33内后经过聚焦透镜53时，光斑能够聚焦。

进一步地，请参阅图1至图4，作为本实用新型提供的内窥扫描设备的一种具体实施方式，还包括激光器2，激光器2具有与第一光传输通道31并行设置并延伸至出口312的第一光纤21。如此，激光器2产生的光束可以通过第一光纤21直接传输到出口312内后从出口312出射进行激光治疗，减少激光光束传播的损失。

可选地，在一个实施例中，第一光纤21的出射方向上设置有第一调焦机构。如此，从第一光纤21出射的激光光束通过第一调焦机构能调节激光光斑的大小的聚焦位置。具体的，在一个实施例中，第一调焦机构为单透镜和驱动单透镜沿激光光束路径移动的电机。具体的，在一个实施例中，单透镜为凸透镜。

可选地，在一个实施例中，入口311与二向色镜34之间的光束路径上设置有第二调焦机构。如此，从入口311出射的光束(光束可以为第一波长或第二波长)通过第二调焦机构能调节光束光斑的大小，调节后的光束再经过二向色镜34，有效控制了光束的形状。具体的，在一个实施例中，第二调焦机构为单透镜和驱动单透镜沿光束路径移动的电机。具体的，在一个实施例中，单透镜为凸透镜。

可选地，在一个实施例中，出口312外侧设置有转向棱镜7，使得从出口312出射的光束(光束可以为第一波长或第二波长)能够通过转向棱镜7与第一光纤21输出的光束进行交汇，使得第一光纤21输出光束加工的位置与OCT系统1/光电传感器41所观察到的图像没有偏移。

可选的，在一个实施例中，激光器2可以为半导体激光器、Nd:YAG、CO2激光器中任意一种，常见波长可以为980nm、1470nm、10.6um中任意一种。具体的，在一个实施例中，激光器2产生的是红外光。

进一步地，请参阅图1至图4，作为本实用新型提供的内窥扫描设备的一种具体实施方式，第一光传输通道31内设置有照明组件6。如此，照明组件6能够对目标物体进行照明。可选的，在一个实施例中，照明组件6发出第一波长的光波。

进一步地，请参阅图1至图4，作为本实用新型提供的内窥扫描设备的一种具体实施方式，照明组件6包括沿第一光传输通道31布设并延伸至出口312的第二光纤61、发光件62，以及用于将发光件62的光耦合进第二光纤61内的光耦合器63。如此，发光件62发出的光通过光耦合器63进入到第二光纤61内并输送至出口312进行照明。

可选地，在一个实施例种，发光件62为卤素灯、氙气灯、发光二极管中任意一种。

可选地，在一个实施例种，第二光纤61的数量为多根，多根第二光纤61分别沿第一光传输通道31的周向布设。如此，绕在第一光传输通道31周向方向上的多根第二光纤61输出更加均匀的光，便于照射目标物体。

可选地，在一个实施例种，照明组件6包括设置在出口312的LED灯和与LED灯连接的电源。如此，电源接通LED灯即可提供照明，非常方便。

请参阅图6，在一个实施例中，第一光传输通道31内设置有多个场镜。请参阅图7，在一个实施例中，第一光传输通道31内设置有多个Hopkins棒状透镜。请参阅图8，在一个实施例中，第一光传输通道31内设置有单个GRIN透镜。具体的，在一个实施例中，场镜、Hopkins棒状透镜以及GRIN透镜光通量逐渐增大。

请参阅图9，在一个实施例中，物镜43采用单个GRIN透镜。请参阅图10，在一个实施例中，物镜43采用三个光学件，依次(从左至右，且右边朝向待检测的目标物体)为平行平板、平凹透镜以及平凸透镜。请参阅图11，在一个实施例中，物镜43采用三个光学件，依次(从左至右，且右边朝向待检测的目标物体)为平凹透镜、平凸透镜以及平凸透镜。请参阅图12，在一个实施例中，物镜43采用五个光学件，依次(从左至右，且右边朝向待检测的目标物体)为平凹透镜、平凸透镜、平行平板、双胶合透镜(双胶合结构以抑制场曲、球差及色差)以及平行平板。具体的，在一个实施例中，上述四种物镜43中像差逐渐减少。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.内窥扫描设备，其特征在于：包括第一光传输通道、第二光传输通道、第三光传输通道、二向色镜，以及OCT系统；所述OCT系统的信号光纤与所述第三光传输通道连通；所述第一光传输通道具有入口和出口；所述二向色镜设置在所述入口外侧；第一波长的光束从所述出口进入所述第一光传输通道内后从所述入口出射至所述二向色镜以进入所述第二光传输通道内；所述信号光纤内第二波长的光束依次经过所述第三光传输通道和所述二向色镜从所述入口进入所述第一光传输通道内并从所述出口出射至目标物体以产生散射光，散射的第二波长的光束从出口进入所述第一光传输通道并从所述入口出射至所述二向色镜后进入所述第三光传输通道内。

2.如权利要求1所述的内窥扫描设备，其特征在于：所述第一波长的光束从所述出口进入所述第一光传输通道内后从所述入口出射并穿过所述二向色镜以进入所述第二光传输通道内；所述第三光传输通道内的第二波长光束经过所述二向色镜反射后从所述入口进入所述第一光传输通道并从所述出口出射至目标物体以产生散射光；所述散射光从所述出口进入所述第一光传输通道内后从所述入口出射至所述二向色镜并反射至所述第三光传输通道内。

3.如权利要求2所述的内窥扫描设备，其特征在于：所述第二光传输通道内设置有光电传感器。

4.如权利要求3所述的内窥扫描设备，其特征在于：所述光电传感器与所述二向色镜之间设置有目镜，所述出口内设置有物镜。

5.如权利要求2所述的内窥扫描设备，其特征在于：所述第三光传输通道内设置有准直器。

6.如权利要求2所述的内窥扫描设备，其特征在于：所述第三光传输通道内还设置有扫描振镜。

7.如权利要求2所述的内窥扫描设备，其特征在于：所述第三光传输通道内设置有聚焦透镜。

8.如权利要求1所述的内窥扫描设备，其特征在于：还包括激光器，所述激光器具有与所述第一光传输通道并行设置并延伸至所述出口的第一光纤。

9.如权利要求1至8任一项所述的内窥扫描设备，其特征在于：所述第一光传输通道内设置有照明组件。

10.如权利要求9所述的内窥扫描设备，其特征在于：所述照明组件包括沿所述第一光传输通道布设并延伸至所述出口的第二光纤、发光件，以及用于将发光件的光耦合进所述第二光纤内的光耦合器。

Images