申请/专利权人：苏州阿格斯医疗技术有限公司

申请日：2018-05-11

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN108553088B

主分类号：A61B5/00

分类号：A61B5/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2018.10.23#实质审查的生效;2018.09.21#公开

摘要：公开了一种OCT系统，OCT系统包括数据采集装置1，数据采集装置1包括发出反射光的发光单元4和光纤5，光纤5随着OCT成像导管2一起移动进行连续扫描，OCT成像导管2，OCT成像导管外径轴向延伸的一个或多个定位单元10使得电信号在预定位置上产生突变信号，数据处理装置3，其包括，平衡探测器6，发光单元4发出的反射光经过平衡探测器6产生组织深度相关的电信号，数据处理单元7，其将平衡探测器6产生的电信号形成二维图形帧，同步单元8，其基于OCT成像导管2预定位置产生的突变信号确定帧同步位置，图像生成单元9，其基于所述帧同步位置生成三维图像。

主权项：1.一种OCT系统，其特征在于，其包括：数据采集装置1，数据采集装置1包括发出反射光的发光单元4和光纤5，光纤5随着OCT成像导管2一起移动进行连续扫描，OCT成像导管2，OCT成像导管外径轴向延伸的一个或多个定位单元10使得电信号在预定位置上产生突变信号，数据处理装置3；所述数据处理装置包括：平衡探测器6，发光单元4发出的反射光经过平衡探测器6产生组织深度相关的电信号，数据处理单元7，其将平衡探测器6产生的电信号形成二维图形帧，同步单元8，其基于OCT成像导管2预定位置产生的突变信号确定帧同步位置，图像生成单元9，其基于所述帧同步位置生成三维图像，在所述OCT系统中，一个或多个定位单元10布置在OCT成像导管2外径的预定位置且定位单元10沿轴向延伸，使得光信号在所述预定位置产生的反射不同于OCT成像导管外径的其他位置，所述定位单元10的材料折射率不同于OCT成像导管材料。

全文数据：OCT系统技术领域[0001]本发明涉及医疗器械技术领域，特别是一种OCT系统。背景技术[0002]光学相干断层成像OpticalCoherenceTomography，简称0CT，己广泛应用在医疗诊断领域，0CT建立在光学、电子学以及计算机技术科学的基础上，是集光电及高速数据采集和图像处理等多项前沿学科为一体的成像技术，0CT凭借其具有高分辨率、高速成像等优点而备受人们的关注。0CT系统中，同步是非常重要的，它保证三维重组的正确。解决帧同步的方法通常有两种：（一）电机传感器同步；（二在旋转系统中加装额外的物理装置，在旋转面上的某个固定位置发出同步信号。[0003]专利文献1公开了一种0CT成像方法，其包括下述步骤:〇CT成像导管（14的外接头7连接0CT系统中的机械传动装置（12，所述机械传动装置（12读取设在所述外接头7上的芯片数据，所述数据包括0CT成像导管的导管长度;0CT系统中的相干光源（10透过光纤分束器11分为一路用于检测组织的第一光信号和一路用于作为参考的第二光信号，所述0CT系统基于读取的所述导管长度自动设置所述第二光信号的参考臂臂长以相干检测第一光信号;机械传动装置（12致动所述0CT成像导管（14旋转和轴向移动进行横向和轴向扫描以建立组织的空间图像。该专利是本申请的在先专利文献，其通过设置芯片，芯片含有导管参数，可以节省0CT成像时间，避免扫描产生的误差，进一步提高空间图像的精度，但该专利通过在驱动系统中布置同步装置，实际成像过程中，旋转通过传动连接会发生滞后、停顿、不均匀等各种情况，不能体现成像部分的真实情况。[0004]专利文献2公开了一种血管内镜超声-0CT探头系统，用于动脉血管内部进行成像，包括由细长中空导管构成的成像探头，所述细长中空导管内的远端部分、中间部分和近端部分依次设有驱动组件、成像导管和接口模块，所述接口模块连接有图像处理和显示系统；所述图像处理和显示系统包括0CT断层成像模块、超声断层图像成像模块、同步控制单元、图像处理模块和图像显示模块及用户界面;所述驱动组件包括超声马达和声光反射镜，所述超声马达由超声马达定子和超声马达转子组成，所述超声马达定子固定于所述细长中空导管远端部分的最底部，所述超声马达转子固定所述声光反射镜，所述超声马达通过电机驱动导线与图像处理和显示系统的同步控制单元连接，使超声马达可在细长中空导管内绕轴向旋转;所述成像导管包括0CT探头导管部分和超声成像导管部分;所述0CT探头导管部分由单模光纤和格林透镜组成，所述格林透镜封装在所述细长中空导管的中间部分与远端部分的交接处，与所述单模光纤连接，所述单模光纤通过所述细长中空导管的中间部分封装到所述接口模块处，并通过所述接口模块与图像处理和显示系统的0CT断层成像处理模块连接，所述0CT断层成像处理模块通过所述接口模块将光学成像能量导出至所述单模光纤的远端，并通过所述声光反射镜将光路偏转9〇°，并接收沿着原光路返回的反射光学能量信号引导返回至所述图像处理和显示系统中。该专利驱动部分利用超声马达，无电磁干扰，但该专利电机传感器同步，实际成像过程中，旋转通过传动连接会发生滞后、停顿、不均匀寺谷柙m况，小能体现成像部分的真实情况D[0005]一j利文献3公开了一种高成像质量的〇CT成像导管，包括接入段（1，所述接入段1上远_外置OCT系统的旋转回撤装置的一端设置有中枢管3，所述中枢管3的上端设置有进注段2，且中枢管⑶上远离接入段⑴的一端设置有介入段。该专利导管的外护^与弹簧管间设有润滑层，润滑层的存在减小了弹簧管与外护管之间的摩擦，因而减小了高速旋转带来的畸变，能够获得更佳的血管图像，但该专利只能减小不能避免高速旋转带来的不良影响，因此旋转带来的滞后、停顿、不均匀等各种情况仍无法避免，不能体现成像部分的真实情况。[0006]综上所述，在OCT同步中，同步装置都是在驱动系统内，例如电机、连接头，而旋转通过传动连接例如扭矩弹簧后会发生滞后、停顿、不均匀等各种情况，不能体现成像部分的真实情况，这使得同步精度低，三维成像效果差。[0007]现有技术文献[0008]专利文献[0009]专利文献1:中国专利公开CN107752985A号[0010]专利文献2:中国专利公开CN107713986A号[0011]专利文献3:中国专利公开CN106691506A号发明内容[0012]发明要解决的问题[0013]如上所述，本发明需要提供一种0CT系统，能够避免由于高速旋转带来的传动发生滞后、停顿、不均匀等各种情况，无法体现成像部分的真实情况，提高同步精度，增强三维成像效果。[0014]解决问题的方案[0015]本发明人等为了达成上述目的而进行了深入研宄，具体而言，本发明提供一种0CT系统，其特征在于，其包括[0016]数据采集装置，数据采集装置包括发出反射光的发光单元和光纤，光纤随着〇CT成像导管一起移动进行连续扫描，[0017]0CT成像导管，0CT成像导管外径轴向延伸的一个或多个定位单元使得电信号在预定位置上产生突变信号，[0018]数据处理装置，其包括，[0019]平衡探测器，发光单元发出的反射光经过平衡探测器产生组织深度相关的电信号，[0020]数据处理单元，其将平衡探测器产生的电信号形成二维图形帧，[0021]同步单元，其基于0CT成像导管预定位置产生的突变信号确定帧同步位置，[0022]图像生成单元，其基于所述帧同步位置生成三维图像。[0023]在所述的0CT系统中，数据处理单元包括傅里叶变换单元。[0024]在所述的OCT系统中，一个或多个定位单元布置在0CT成像导管外径的预定位置且定位单元沿轴向延伸，使得光信号在所述预定位置产生的反射不同于0CT成像导管外径的其他位置。[0025]在所述的OCT系统中，所述定位单元为布置在〇CT成像导管外径的预定位置且沿轴向延伸的沟槽。[0026]在所述的0CT系统中，所述定位单元为布置在0CT成像导管外径的预定位置且沿轴向延伸的凸起。[0027]在所述的0CT系统中，所述定位单元的材料折射率不同于0CT成像导管材料。[0028]在所述的0CT系统中，所述定位单元为布置在0CT成像导管外径的预定位置且沿轴向延伸的金属线。[0029]在所述的0CT系统中，0CT成像导管外径的预定位置设有沿轴向延伸的凹槽，所述凹槽上设有不同材料制成的圆管。[0030]在所述的0CT系统中，所述0CT成像导管上设有钻头或给药通道。[0031]在所述的0CT系统中，数据处理装置包括存储器。[0032]本发明高速采样系统连续采样，对来自平衡探测器的信号进行傅立叶变换，将频域扫描转成空间组织信息，数据计算后根据信号突变而找到帧同步位置，本发明避免了由于高速旋转带来的传动发生滞后、停顿、不均匀等各种情况，体现成像部分的真实情况，用信号突变结合计算方式找出同步位置，提高了同步精度，增强三维成像效果，且有利于将旋转系统的机械结构做得更小巧。[0033]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。附图说明[0034][图1]^出了本发明一个实施例的0CT系统的结构示意图。[0035][图2]^出了本发明一个实施例的所述0CT系统的〇CT成像导管的结构示意图。[0036][图3]$出了本发明另一个实施例的所述〇CT系统的0CT成像导管的结构示意图。[0037][图4]f出了本发明又—个实删的所述〇CT系_〇CT成像导管的结构示意图。[。_[图5]〒出了本发明又—个实翻的所述〇CT系统的。CT成像导管的结构示意图。_9][图6]示出了本发明又—个实翻的所述〇CT系像导[0040]符号说明[0041]i数据采集装置[0042]20CT成像导管[0043]3数据处理装置[0044]4发光单元[0045]5光纤[0046]6平衡探测器[0047]7数据处理单元[0048]8同步单元[0049]9图像生成单元[0050]10定位单元具体实施方式[0051]下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。[0052]需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。[0053]为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。[0054]具体而言，如图1所示0CT系统的示意图。一种0CT系统包括[0055]数据采集装置1，数据采集装置1包括发出反射光的发光单元4和光纤5,光纤5随着0CT成像导管2—起移动进行连续扫描，[0056]0CT成像导管2,0CT成像导管外径轴向延伸的一个或多个定位单元1〇使得电信号在预定位置上产生突变信号，[0057]数据处理装置3,其包括，[0058]平衡探测器6,发光单元4发出的反射光经过平衡探测器6产生组织深度相关的电信号，[0059]数据处理单元7,其将平衡探测器6产生的电信号形成二维图形帧，[0060]同步单元8,其基于0CT成像导管2预定位置产生的突变信号确定帧同步位置，[0061]图像生成单元9，其基于所述帧同步位置生成三维图像。[0062]本发明0CT系统中，反射光经过平衡探测器后产生组织深度相关的电信号，光纤随着导管一起旋转，经过傅立叶变换和相关数据处理产生二维截面，再通过整个系统的移动进行连续截面扫描并最终生成三维图像，其中，在导管外管上刻出一条直线印记，或镀上一条很细的金属或其他材料地布置定位单元，导致光信号在该点产生与其他位置不同的反射。由于导管材质均匀，没有其他反射，所以导管壁的反射是均匀且非常容易检测的，导管外径均匀，所以突变也是可以检测到的。高速采样系统连续采样，对来自平衡探测器的信号进行傅立叶变换，将频域扫描转成空间组织信息。数据计算后根据信号突变而找到帧同步位置。本发明避免了由于高速旋转带来的传动发生滞后、停顿、不均匀等各种情况，体现了成像部分的真实情况，用信号突变结合计算方式找出同步位置，提高了同步精度，增强三维成像效果，且有利于将旋转系统的机械结构做得更小巧。[0063]本发明所述的OCT系统的优选实施方式中，所述数据处理装置包括傅里叶变换单yLi〇[0064]一种所述OCT系统的OCT成像导管中，定位单元10布置在OCT成像导管2外径的预定位置且定位单元10沿轴向延伸，使得光信号在所述预定位置产生的反射不同于OCT成傢寸管外径的其他位置。[0065]图2示出了本发明一个实施例的所述0CT系统的0CT成像导管的结构示意图，所述定位单元10为布置在0CT成像导管2外径的预定位置且沿轴向延伸的沟槽。[0066]图3示出了本发明另一个实施例的所述0CT系统的0CT成像导管的结构示意图，所述定位单元10为布置在0CT成像导管2外径的预定位置且沿轴向延伸的凸起。本发明优选实施例中，所述凸起的材料不同于0CT成像导管材料。[0067]图4示出了本发明另一个实施例的所述0CT系统的0CT成像导管的结构示意图，〇CT成像导管2外径的预定位置设有沿轴向延伸的凹槽，所述凹槽上设有不同材料制成的圆管。[0068]图5示出了本发明另一个实施例的所述0CT系统的0CT成像导管的结构示意图，所述定位单元10的材料的折射率不同于0CT成像导管材料。[0069]图6示出了本发明另一个实施例的所述0CT系统的0CT成像导管的结构示意图，所述定位单元10为布置在0CT成像导管2外径的预定位置且沿轴向延伸的金属线。优选地，定位单元10可以是镀线。[0070]本发明优选实施例中，所述0CT成像导管2上设有钻头或给药通道。[0071]本发明优选实施例中，数据处理装置3包括存储器。[0072]工业实用性[0073]本发明的0CT系统可以在医疗器械领域制造并使用。[0074]尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

权利要求：1.一种OCT系统，其特征在于，其包括：数据采集装置（1，数据采集装置（1包括发出反射光的发光单元4和光纤5，光纤5随着0CT成像导管2—起移动进行连续扫描，0CT成像导管2，0CT成像导管外径轴向延伸的一个或多个定位单元（10使得电信号在预定位置上产生突变信号，数据处理装置⑶；所述数据处理装置包括：平衡探测器6，发光单元4发出的反射光经过平衡探测器6产生组织深度相关的电信号，数据处理单元7，其将平衡探测器⑹产生的电信号形成二维图形帧，同步单元⑻，其基于0CT成像导管⑵预定位置产生的突变信号确定帧同步位置，图像生成单元9，其基于所述帧同步位置生成三维图像。2.根据权利要求1所述的0CT系统，其特征在于，数据处理单元（7包括傅里叶变换单7Li〇3.根据权利要求1所述的OCT系统，其特征在于，一个或多个定位单元（10布置在0CT成像导管（2外径的预定位置且定位单元（10沿轴向延伸，使得光信号在所述预定位置产生的反射不同于0CT成像导管外径的其他位置。4.根据权利要求1所述的0CT系统，其特征在于，所述定位单元1〇为布置在0CT成像导管⑵外径的预定位置且沿轴向延伸的沟槽。5.根据权利要求1所述的0CT系统，其特征在于，所述定位单元（1〇为布置在0CT成像导管2外径的预定位置且沿轴向延伸的凸起。6.根据权利要求1所述的0CT系统，其特征在于，所述定位单元（1〇的材料折射率不同于0CT成像导管材料。7.根据权利要求1所述的0CT系统，其特征在于，所述定位单元（10为布置在0CT成像导管⑵外径的预定位置且沿轴向延伸的金属线。8.根据权利要求1所述的0CT系统，其特征在于，0CT成像导管（2外径的预定位置设有沿轴向延伸的凹槽，所述凹槽上设有不同材料制成的圆管。9.根据权利要求1所述的0CT系统，其特征在于，所述0CT成像导管（¾上设有钻头或给药通道。10.根据权利要求1所述的0CT系统，其特征在于，数据处理装置3包括存储器。

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