本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其涉及的是一種運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)共路OCT內(nèi)窺系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
光學(xué)相干斷層成像技術(shù)(Opticalcoherencetomography，OCT)作為一種高分辨率的生物醫(yī)學(xué)成像手段，很好地解決了普通的層析成像技術(shù)在具有較深的成像深度的同時(shí)分辨率較低，難以發(fā)現(xiàn)微小病變的技術(shù)問題。光學(xué)相干斷層成像技術(shù)的原理基于低相干干涉技術(shù)，結(jié)合外差檢測(cè)和共焦成像的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過干涉信號(hào)的采集處理，恢復(fù)出樣品的三維層析圖像，反映出生物組織的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、散射系數(shù)等重要信息，成像深度3-5mm，覆蓋病變區(qū)域，分辨率高達(dá)1-10um，還有非侵入、無輻射等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景和開發(fā)潛力。現(xiàn)有的OCT內(nèi)窺成像系統(tǒng)的光路系統(tǒng)采用非共路的分光干涉裝置，一路作為信號(hào)的參考端，安置在成像主機(jī)上，另一路作為樣品信號(hào)的傳導(dǎo)端，安置在內(nèi)窺探頭上，這種光路結(jié)構(gòu)會(huì)由于兩光路所處的環(huán)境不一樣，受到色散、偏振態(tài)、溫度、振動(dòng)等因素干擾而導(dǎo)致最終干涉信號(hào)質(zhì)量下降，嚴(yán)重影響了成像分辨率，往往需要加入調(diào)節(jié)元器件，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)雜的校正操作，影響了其實(shí)時(shí)成像能力。為了克服上述不足，共路OCT結(jié)構(gòu)作為一種內(nèi)窺OCT的理想結(jié)構(gòu)，將兩光路放置在相同的環(huán)境中來避免干擾，近年來受到越來越多的關(guān)注，現(xiàn)有的共路OCT內(nèi)窺系統(tǒng)在成像之前需要對(duì)樣品臂和參考臂進(jìn)行光程匹配，這個(gè)過程較為復(fù)雜，超出一定光程范圍后無法進(jìn)行成像，但是在實(shí)際應(yīng)用 過程中，組織表面形貌凹凸不平，很可能超出測(cè)量的量程，此時(shí)又需要重新進(jìn)行光程匹配，不利于實(shí)時(shí)成像；匹配光程的干涉結(jié)構(gòu)復(fù)雜，或者需要更換不同長(zhǎng)度的探頭，過多器件也會(huì)影響系統(tǒng)穩(wěn)定性；OCT內(nèi)窺系統(tǒng)使用的是不可見的近紅外光，沒有引導(dǎo)光源對(duì)其掃描位置進(jìn)行定位，因此也不利于其結(jié)合現(xiàn)有醫(yī)用內(nèi)窺鏡，共用其中的成像通道。因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的在于提供一種運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)共路OCT內(nèi)窺系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)的如下技術(shù)問題：(1)非共路OCT內(nèi)窺系統(tǒng)由于兩光路所處的環(huán)境不一樣，受到色散、偏振態(tài)、溫度、振動(dòng)等因素干擾而導(dǎo)致最終干涉信號(hào)質(zhì)量下降，嚴(yán)重影響了成像分辨率。(2)現(xiàn)有的共路OCT內(nèi)窺系統(tǒng)在成像之前需要對(duì)樣品臂和參考臂進(jìn)行光程匹配，這個(gè)過程較為復(fù)雜，超出一定光程范圍后無法進(jìn)行成像，匹配光程的干涉結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要更換不同長(zhǎng)度的探頭，過多器件會(huì)影響系統(tǒng)穩(wěn)定性；(3)OCT內(nèi)窺系統(tǒng)使用的是不可見的近紅外光，沒有引導(dǎo)光源對(duì)其掃描位置進(jìn)行定位，因此也不利于結(jié)合現(xiàn)有醫(yī)用內(nèi)窺鏡，共用其中的成像通道。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：一種運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)共路OCT內(nèi)窺系統(tǒng)，其中，包括一照射樣品表面的紅外光源；一引導(dǎo)光源，所述引導(dǎo)光源發(fā)出的光束和所述紅外光源的光束匯合后照射樣品，所述引導(dǎo)光源定位OCT內(nèi)窺系統(tǒng)紅外光源掃描的位置；一波分復(fù)用耦合器，所述波分復(fù)用耦合器匯合所述紅外光源和所述引 導(dǎo)光源的光束；共路OCT內(nèi)窺探頭，所述共路OCT內(nèi)窺探頭對(duì)被觀察樣品進(jìn)行實(shí)時(shí)光學(xué)成像；探測(cè)器，將所述共路OCT內(nèi)窺探頭返回的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；主機(jī)，所述主機(jī)發(fā)出指令控制共路OCT內(nèi)窺探頭運(yùn)動(dòng)。所述的運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)共路OCT內(nèi)窺系統(tǒng),其中，所述共路OCT內(nèi)窺探頭包括線性電機(jī)，所述線性電機(jī)連接有內(nèi)窺探頭單模光纖，所述內(nèi)窺探頭單模光纖的末端連接調(diào)整光束的格林透鏡，格林透鏡末端還設(shè)置有部分反射部分透射光線的分光鏡，格林透鏡和分光鏡之間留有空氣間隙,所述線性電機(jī)帶動(dòng)內(nèi)窺探頭單模光纖、格林透鏡和分光鏡軸向移動(dòng)以調(diào)節(jié)光程；還包括反射光線并可二維掃描樣品的微振鏡，所述微振鏡連接一帶動(dòng)微振鏡全范圍旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。所述的運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)共路OCT內(nèi)窺系統(tǒng),其中，所述內(nèi)窺探頭單模光纖外包覆有保護(hù)內(nèi)窺探頭單模光纖不受外界干擾的金屬套管和光纖套管。所述的運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)共路OCT內(nèi)窺系統(tǒng),其中，所述分光鏡的末端還設(shè)置有雙膠合消色差透鏡，經(jīng)所述微振鏡反射后的光線經(jīng)過一保護(hù)膜后入射至樣品。所述的運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)共路OCT內(nèi)窺系統(tǒng),其中，還包括一電機(jī)控制器，所述線性電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)和微振鏡與所述電機(jī)控制器連接，所述電機(jī)控制器連接所述主機(jī)并根據(jù)主機(jī)發(fā)出的指令控制所述線性電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)和微振鏡運(yùn)動(dòng)。所述的運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)共路OCT內(nèi)窺系統(tǒng),其中，所述波分復(fù)用耦合器的一端通過單模光纖連接有一分二光纖分光器，所述紅外光源輸出端通過單模光纖連接有光纖環(huán)形器，所述光纖環(huán)形器的其中一輸出端連接所述波分復(fù)用耦合器，另一輸出端連接所述探測(cè)器，所述探測(cè)器與一分二光纖分光器和所述主機(jī)相連。所述的運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)共路OCT內(nèi)窺系統(tǒng),其中，所述引導(dǎo)光源為L(zhǎng)ED光源或可見光波段激光。所述的運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)共路OCT內(nèi)窺系統(tǒng),其中，所述紅外光源為掃頻光源，所述探測(cè)器為平衡探測(cè)器。所述的運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)共路OCT內(nèi)窺系統(tǒng),其中,所述紅外光源為超輻射發(fā)光二極管等寬帶紅外光源，所述探測(cè)器為光譜儀。所述的運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)共路OCT內(nèi)窺系統(tǒng),其中，所述紅外光源和所述主機(jī)連接并向主機(jī)輸出掃頻同步信號(hào)，所述主機(jī)包括一GPU模塊，共路OCT內(nèi)窺探頭采集的數(shù)據(jù)通過所述GPU模塊進(jìn)行處理運(yùn)算。本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型通過提供一種運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)共路OCT內(nèi)窺系統(tǒng)，基于共路干涉原理，參考光和樣品光在相同的環(huán)境中不容易受到干擾，顯著增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，經(jīng)過對(duì)干涉信號(hào)的采集處理恢復(fù)出樣品的三維層析圖像；內(nèi)窺探頭內(nèi)元器件帶運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)功能，電機(jī)帶動(dòng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)匹配參考光和樣品光的光程，減少人為操作的復(fù)雜程度；除了紅外光源，還設(shè)置有引導(dǎo)光源對(duì)掃描位置進(jìn)行精確定位，方便此內(nèi)窺探頭與現(xiàn)有內(nèi)窺鏡的成像通道共用，實(shí)現(xiàn)多模式成像。附圖說明圖1是本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型中的共路OCT內(nèi)窺探頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型中主機(jī)GPU數(shù)據(jù)處理和運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)流程圖。具體實(shí)施方式為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。參閱圖1，本實(shí)用新型一種運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)共路OCT內(nèi)窺系統(tǒng)，其中，包括一照射樣品表面的紅外光源2；一引導(dǎo)光源1，所述引導(dǎo)光源1為L(zhǎng)ED光源或可見光波段激光，所述引導(dǎo)光源1發(fā)出的光束和所述紅外光源2的光束匯合后照射樣品，引導(dǎo)光源1用于定位OCT內(nèi)窺系統(tǒng)紅外光源掃描的位置，紅外光源發(fā)出的紅外光頻率在人眼的可視范圍外，通過將紅外光和引導(dǎo)光源發(fā)出的可視光匯合，使人眼易于觀察當(dāng)前掃描位置，方便內(nèi)窺探頭與現(xiàn)有內(nèi)窺鏡的多個(gè)成像通道集成共用，實(shí)現(xiàn)多模式成像。一波分復(fù)用耦合器5，所述波分復(fù)用耦合器5匯合所述紅外光源2和所述引導(dǎo)光源1的光束，波分復(fù)用耦合器5將兩列波長(zhǎng)、頻率不同的光信號(hào)匯合成一束后沿一根單模光纖傳輸。共路OCT內(nèi)窺探頭9，所述共路OCT內(nèi)窺探頭9對(duì)被觀察的樣品11進(jìn)行實(shí)時(shí)光學(xué)成像；探測(cè)器6，將所述共路OCT內(nèi)窺探頭9返回的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；主機(jī)10，所述主機(jī)10發(fā)出指令控制共路OCT內(nèi)窺探頭9運(yùn)動(dòng)并對(duì)探測(cè)的信號(hào)進(jìn)行處理成像。參閱圖2，進(jìn)一步地，所述共路OCT內(nèi)窺探頭9包括線性電機(jī)91，所述線性電機(jī)91連接有內(nèi)窺探頭單模光99，所述內(nèi)窺探頭單模光纖99的末端連接調(diào)整光束的格林透鏡93，格林透鏡93末端還設(shè)置有部分反射部分透射光線的分光鏡94，格林透鏡93和分光鏡94之間留有空氣間隙100，還包括反射光線并可二維掃描樣品的微振鏡95，所述微振鏡95連接一帶動(dòng)微振鏡95全范圍旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)96，分光鏡94的末端還設(shè)置有雙膠合消色差透鏡97用于消除兩列不同波長(zhǎng)光的色差，經(jīng)所述微振鏡95反射后的光線經(jīng)過一保護(hù)膜98后入射至樣品。線性電機(jī)91帶動(dòng)內(nèi)窺探頭單模光纖99、格林透鏡93和分光鏡94軸向移動(dòng)以調(diào)節(jié)光程，光束經(jīng)過格林透鏡93后到達(dá)分光鏡94，經(jīng)過分光鏡94后一部分反射一部分透射，反射光束在格林透鏡93的后端面發(fā)生第二次反 射后在分光鏡94發(fā)生第三次反射，然后沿原光路返回系統(tǒng)中，此返回光束為參考光束。透射光束中通過分光鏡94的光束經(jīng)過雙膠合消色透鏡97，經(jīng)所述微振鏡95反射后的光線經(jīng)過一保護(hù)膜98后入射至樣品，經(jīng)樣品反射的光沿原路返回至系統(tǒng)中，此光束為樣品光束，當(dāng)樣品光束和參考光束等光程時(shí)發(fā)生干涉，本實(shí)用新型通過此干涉信號(hào)的采集處理，恢復(fù)出樣品的三維層析圖像，反映生物組織的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、散射系數(shù)等重要信息。進(jìn)一步地，所述內(nèi)窺探頭單模光纖99外包覆有保護(hù)內(nèi)窺探頭單模光纖99不受外界干擾的金屬套管92和光纖套管90，金屬套管92和光纖套管90將內(nèi)窺探頭單模光纖99與外界隔絕，最大程度地降低傳輸光信號(hào)時(shí)受到的干擾。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還包括一電機(jī)控制器8，所述線性電機(jī)91、旋轉(zhuǎn)電機(jī)96和微振鏡95與所述電機(jī)控制器8連接，所述電機(jī)控制器8連接所述主機(jī)10并根據(jù)主機(jī)10發(fā)出的指令控制所述線性電機(jī)91、旋轉(zhuǎn)電機(jī)96和微振鏡95運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)掃描成像。進(jìn)一步地，所述波分復(fù)用耦合器5的一端通過單模光纖連接有一分二光纖分光器7，所述紅外光源2輸出端通過單模光纖連接有光纖環(huán)形器7，所述光纖環(huán)形器7的其中一輸出端連接所述波分復(fù)用耦合器5，另一輸出端連接所述探測(cè)器6，所述探測(cè)器6與一分二光纖分光器7和所述主機(jī)10相連。在本實(shí)施例中，紅外光源2為掃頻光源，所述探測(cè)器6為平衡探測(cè)器，平衡探測(cè)器通過平衡探測(cè)獲取電信號(hào)。作為本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式，所述紅外光源2可以為超輻射發(fā)光二極管等寬帶紅外光源，所述探測(cè)器6為光譜儀，將成分復(fù)雜的光分解成光譜線，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)再通過主機(jī)10去識(shí)別，經(jīng)過不同算法處理生成圖像。進(jìn)一步地，所述紅外光源2和所述主機(jī)10連接并向主機(jī)10輸出同步 信號(hào)，所述主機(jī)10包括一GPU模塊，共路OCT內(nèi)窺探頭9采集的數(shù)據(jù)通過所述GPU模塊進(jìn)行處理運(yùn)算。以下為本實(shí)用新型工作過程：?jiǎn)?dòng)紅外光源2和引導(dǎo)光源1，紅外光源2輸出頻率固定的掃頻光，經(jīng)過光纖環(huán)形器4，波分復(fù)用耦合器5與引導(dǎo)光源1發(fā)出的光束匯合，兩者通過單模光纖的傳輸，在共路OCT內(nèi)窺探頭9中經(jīng)過相同的光路，引導(dǎo)光源1可以對(duì)內(nèi)窺探頭掃描位置進(jìn)行定位，從而知道系統(tǒng)的掃描區(qū)域，方便將共路OCT內(nèi)窺探頭9與現(xiàn)有內(nèi)窺鏡的成像通道共用，實(shí)現(xiàn)多模式成像。由單模光纖傳輸至共路OCT內(nèi)窺探頭9內(nèi)部的光束經(jīng)過分光鏡94后部分反射部分透射，反射光在格林透鏡93的后端面發(fā)生二次反射，二次反射光束在分光鏡94上發(fā)生三次反射后沿共路OCT內(nèi)窺探頭9入口端返回系統(tǒng)中，此光束為參考光束；另一路透射光經(jīng)過雙膠合消色差透鏡97，由微振鏡95反射出去，經(jīng)過保護(hù)套98最終入射在樣品11上，攜帶上樣品信息并返回光路系統(tǒng)中，此光束為樣品光。通過對(duì)透鏡端面和分光鏡鍍膜，可以實(shí)現(xiàn)增透，增反，和不同分光比的需求。由于參考光和樣品光經(jīng)過的光程往往不一樣，其中參考光經(jīng)過格林透鏡93和分光鏡94，光程固定，而樣品光光程受到共路OCT內(nèi)窺探頭9長(zhǎng)度和其與樣品距離等因素的影響為一個(gè)變量。探頭采集的數(shù)據(jù)被探測(cè)器6收集并由主機(jī)10處理，如圖3所示，采集到的數(shù)據(jù)通過主機(jī)10中的GPU模塊進(jìn)行處理運(yùn)算，原始數(shù)據(jù)經(jīng)過GPU模塊，經(jīng)過插值補(bǔ)零，F(xiàn)FT，線性平均，比例調(diào)整等處理，輸出OCT解調(diào)數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)顯示，線性平均后同時(shí)輸出位置信號(hào)，經(jīng)過峰值檢測(cè)后將位置信息反饋給電機(jī)控制器8，電機(jī)控制器8控制線性電機(jī)91帶動(dòng)內(nèi)窺探頭單模光纖99、格林透鏡93和分光鏡94軸向位移，進(jìn)行位置和光程校對(duì)，使參考光光程和樣品光光程相等。如圖3所示，為了使參考光光程和樣品光光程相等，線性電機(jī)91帶動(dòng)內(nèi)窺探頭單模光纖99、格林透鏡93和分光鏡94運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償及校正過程如下：信號(hào)被解調(diào)的過程中，可得到樣品表面每一點(diǎn)的掃描信號(hào)，稱為A-scan信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行峰值檢測(cè)，可定位光束與樣品表面的距離，假設(shè)光束從分光鏡94出射，入射到樣品表面的初始距離為d，運(yùn)動(dòng)后的新距離為d(n),理想等光程位置為d0，那么此時(shí)存在一個(gè)位置偏差e＝d-d0，基于閉環(huán)控制的電機(jī)做出的行程補(bǔ)償應(yīng)該為其中KP、KI、KD分別為經(jīng)過優(yōu)化的比例系數(shù)，積分系數(shù)，導(dǎo)數(shù)系數(shù)。上式也可以表示為U(n+1)＝U(n)+d(n)-d針對(duì)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中可能存在的不穩(wěn)定的情況，在啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)器時(shí)需要做一次比較判斷，||U(n+1)-U(n)||＜S，S為根據(jù)拓?fù)溥\(yùn)動(dòng)性質(zhì)及系統(tǒng)響應(yīng)速度預(yù)估的安全距離，可以設(shè)為S＝0.1mm，并且運(yùn)用K階AR預(yù)測(cè)模型來主動(dòng)追蹤組織目標(biāo)的位置：d(n-i)+U(n-i)是組織目標(biāo)的位置，αi為d(n)+U(n)的K值用最小二乘法得到的模式系數(shù)。紅外光源2輸出同步信號(hào)給主機(jī)10，并由主機(jī)10通過電機(jī)控制器8驅(qū)動(dòng)微振鏡95進(jìn)行同步掃描，實(shí)現(xiàn)特定位置的一維和二維掃描成像，并生成三維層析圖像，同時(shí)也可以驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)96，實(shí)現(xiàn)全范圍的環(huán)形螺旋掃描。本實(shí)用新型通過提供一種運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)共路OCT內(nèi)窺系統(tǒng)，基于共路干涉原理，參考光和樣品光在相同的環(huán)境中不容易受到干擾，顯著增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，經(jīng)過對(duì)干涉信號(hào)的采集處理恢復(fù)出樣品的三維層析圖像；內(nèi)窺探頭內(nèi)元器件帶運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)功能，電機(jī)帶動(dòng)探頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)匹配參考光和樣品光的光程，減少人為操作的復(fù)雜程度；除了紅外光源，還設(shè)置有引導(dǎo)光 源對(duì)掃描位置進(jìn)行精確定位，方便此內(nèi)窺探頭與現(xiàn)有內(nèi)窺鏡的成像通道共用，實(shí)現(xiàn)多模式成像。應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)用新型的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。