學(xué)信號(hào)一部分傳輸?shù)綄掝l90度移相器，另一部分傳輸?shù)竭^(guò)零比 較器，傳輸?shù)綄掝l90度移相器的電學(xué)信號(hào)發(fā)生90度的相位移動(dòng)，過(guò)零比較器主要用于對(duì)發(fā) 生相位移動(dòng)和未發(fā)生相位移動(dòng)的信號(hào)進(jìn)行過(guò)零比較以轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。異或門主要用于將 兩個(gè)數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行合并，以獲得在一個(gè)自由光譜區(qū)（FSR)中產(chǎn)生的兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，這 樣在不增加FSR前提下增加了OCT最大成像深度，減少了有光學(xué)信號(hào)產(chǎn)生的抖動(dòng)（jitter)。 由于掃頻激光器在兩個(gè)相鄰掃描之間總是存在一些空閑時(shí)間，光學(xué)時(shí)鐘信號(hào)還需要通過(guò)一 個(gè)或門在空白處填入一些假的時(shí)鐘信號(hào)以保證高速模數(shù)采集卡可以正常工作，或門實(shí)現(xiàn)了 將真實(shí)光學(xué)時(shí)鐘信號(hào)與假的時(shí)鐘信號(hào)合并的功能。光學(xué)時(shí)鐘信號(hào)輸出模塊主要用于將合并 后的真實(shí)光學(xué)時(shí)鐘信號(hào)與假的時(shí)鐘信號(hào)輸送到數(shù)據(jù)采集模塊。
[0047] 如圖2所示，91為經(jīng)寬頻90度移相器后發(fā)生90度相位移動(dòng)的MZI電學(xué)信號(hào)，92 為未發(fā)生相位移動(dòng)的MZI電學(xué)信號(hào)，93為發(fā)生相位移動(dòng)的MZI信號(hào)91進(jìn)行過(guò)零比較后的數(shù) 字信號(hào)，94為未發(fā)生相位移動(dòng)的MZI信號(hào)92進(jìn)行過(guò)零比較后的數(shù)字信號(hào)，因MZI信號(hào)的零 點(diǎn)在頻域上均勻分布，因此過(guò)零比較后產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)的上升沿或下降沿也在頻域上均 勻分布，96為頻域上分布均勻的數(shù)字信號(hào)93和94經(jīng)異或門合并之后的信號(hào)，95為假的時(shí) 鐘信號(hào)，95和96共同組成經(jīng)或門合并之后的光學(xué)時(shí)鐘信號(hào)。
[0048] 實(shí)施例2
[0049] 如圖3所不，一種OCT內(nèi)窺掃描成像系統(tǒng)，包括掃頻激光模塊、光學(xué)時(shí)鐘模塊、數(shù) 據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、圖像顯示模塊、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、OCT微探頭與球囊導(dǎo)管以及充放氣設(shè) 備，其中：所述的光學(xué)時(shí)鐘模塊如圖1所示，包括干涉模塊、探測(cè)器模塊和光學(xué)時(shí)鐘轉(zhuǎn)化電 路模塊，所述光學(xué)時(shí)鐘轉(zhuǎn)化電路模塊包括寬頻90度移相器、過(guò)零比較器以及異或門、或門 組成的電路以及光學(xué)時(shí)鐘信號(hào)輸出模塊，從MZI產(chǎn)生的光學(xué)干涉信號(hào)由一個(gè)平衡光電探測(cè) 器轉(zhuǎn)換為電學(xué)信號(hào)后，經(jīng)過(guò)一個(gè)由寬頻90度移相器、過(guò)零比較器以及異或門組成的電路而 轉(zhuǎn)換為在頻域上均勻、在時(shí)域上變頻率的光學(xué)時(shí)鐘信號(hào)，或門將真實(shí)光學(xué)時(shí)鐘信號(hào)與假的 時(shí)鐘信號(hào)合并以高速模數(shù)采集卡的正常工作。
[0050] 所述掃頻激光模塊包括有高速掃頻激光器、光纖隔離器與光纖耦合器，將從掃頻 激光器輸出的光學(xué)信號(hào)與后續(xù)光路隔離，防止后續(xù)光路返回的光學(xué)信號(hào)干擾激光器正常工 作，并將一小部分掃頻激光輸出分出至光學(xué)時(shí)鐘模塊，大部分激光繼續(xù)輸出；所述光學(xué)時(shí)鐘 模塊包括干涉模塊、探測(cè)器模塊和光學(xué)時(shí)鐘轉(zhuǎn)化電路模塊，主要用于獲得在頻域上均勻、在 時(shí)域上變頻率的光學(xué)時(shí)鐘信號(hào)；所述數(shù)據(jù)采集模塊可采用高速模數(shù)采集卡，主要以光學(xué)時(shí) 鐘模塊輸出的光學(xué)時(shí)鐘信號(hào)為基準(zhǔn)采集原始圖像信號(hào)，并提供給數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行處理； 所述數(shù)據(jù)處理模塊是具有數(shù)字信號(hào)處理能力的芯片（如CPU，GPGPU、DSP、FPGA等），主要用 于對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)化為最終的圖像信號(hào)；所述圖像顯示模塊主要用于顯示圖像信 號(hào)并負(fù)責(zé)圖像的后處理以及測(cè)量工作；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)由光纖旋轉(zhuǎn)連接器、電機(jī)以及電動(dòng)平 移臺(tái)組成，主要用于驅(qū)動(dòng)OCT微探頭機(jī)械螺旋掃描以獲得OCT圖像；所述OCT微探頭主要用 于進(jìn)入人體內(nèi)部臟器以傳輸掃頻激光并采集從生物組織中背向散射的光學(xué)信號(hào)；所述球囊 導(dǎo)管用于擴(kuò)張人體內(nèi)部臟器管道，消除皺褶并將OCT微探頭穩(wěn)定于球囊中心；所述充放氣 設(shè)備主要用于擴(kuò)張球囊導(dǎo)管。
[0051] 實(shí)施例3
[0052] -種OCT內(nèi)窺掃描成像系統(tǒng)，與實(shí)施例2相似，所不同的是所述的OCT微探頭如圖 4和圖5所示：?jiǎn)文９饫w1套在彈簧管2中，彈簧管2在有效保護(hù)脆弱的光纖的同時(shí)，降低 了探頭旋轉(zhuǎn)時(shí)的阻力；玻璃棒3 -端與自聚焦透鏡4零度角面膠合，另一端與單模光纖1傾 斜膠合，可以通過(guò)改變玻璃棒3和單模光纖1兩個(gè)端面的膠合距離來(lái)改變OCT探頭的工作 距離以達(dá)到預(yù)期所要求的工作距離，進(jìn)而提高OCT探頭的數(shù)值孔徑和橫向分辨率；反射鏡5 為柱面反射鏡并封裝于開槽不銹鋼管6內(nèi)，且反射鏡5的反射面朝向開槽不銹鋼管6的開 槽口，以此可以降低光源通過(guò)圓柱形內(nèi)管的散光對(duì)成像的影響。
[0053] 如圖4和圖5, 一種OCT內(nèi)窺掃描成像系統(tǒng)的OCT微探頭，包括單模光纖1，彈簧管 2,玻璃棒3,自聚焦透鏡4,反射鏡5、開槽不銹鋼管6以及支撐不銹鋼管7,這些光學(xué)元件端 面用光學(xué)膠水膠合。具體而言，將反射鏡5裝入開槽不銹鋼管6中，然后放在工裝上點(diǎn)A/ B膠，再在顯微鏡下點(diǎn)UV膠，將玻璃棒3和自聚焦透鏡4組裝；將單模光纖1穿入彈簧管2 中，再將組裝好的玻璃棒3和自聚焦透鏡4、單模光纖1和彈簧管2使用點(diǎn)UV膠組裝，最后 將組裝后的彈簧管總成裝進(jìn)開槽不銹鋼管6中，邊緣空隙處使用A/B膠填滿。
[0054] 單模光纖1外部套有不銹鋼彈簧管2 (覆有PTFE膜），在有效保護(hù)脆弱的光纖的同 時(shí)，降低了探頭旋轉(zhuǎn)時(shí)的阻力，使微探頭掃描起來(lái)更平穩(wěn)順暢。支撐不銹鋼管7的主要作用 是在OCT探頭進(jìn)行掃描時(shí)起支撐作用，使整個(gè)探頭旋轉(zhuǎn)掃描時(shí)更加平穩(wěn)，開槽不銹鋼管6的 槽口可以使光束通過(guò)此槽口照射到被測(cè)樣品上。
[0055] 增透膜可以降低光線在光學(xué)面之間的反射及增加透光性能，從而降低由于光學(xué)面 的反射光對(duì)信號(hào)光的影響，因此，本實(shí)施例中，自聚焦透鏡4與空氣接觸的面鍍有增透膜， 同時(shí)玻璃棒3與自聚焦透鏡4零度角面膠合，提高了微探頭的靈敏度和分辨率。玻璃棒3 的另一端與單模光纖1的膠合面有一定傾斜角度，在本實(shí)施例中，此處膠合面的傾斜角度 可為8°，膠合面的傾斜有效降低了反射光對(duì)信號(hào)光的干擾，一般情況下，可以通過(guò)改變此 兩個(gè)端面的膠合距離來(lái)改變OCT探頭的工作距離以達(dá)到預(yù)期所要求的工作距離。由于45° 角安裝反射鏡5,使得入射光線和反射光線垂直從而造成光線干擾，本實(shí)施例中微探頭前端 安裝40°角反射鏡5,反射鏡5封裝于開槽不銹鋼管6內(nèi)，且反射鏡5的反射面朝向開槽不 銹鋼管6的開槽口，同時(shí)為了降低光源通過(guò)圓柱形內(nèi)管的散光對(duì)成像的影響，本實(shí)施例中 此處的反射鏡是根據(jù)圓柱形內(nèi)管的內(nèi)外徑以及內(nèi)管材料的折射率而設(shè)計(jì)柱面反射鏡。
[0056] 實(shí)施例4
[0057] -種OCT內(nèi)窺掃描成像系統(tǒng)，與實(shí)施例2或3相似，所不同的是所述球囊導(dǎo)管如圖 6所示，其包括有：手柄12,手柄12的一個(gè)接口為主機(jī)接口 14,另一接口為通氣接口 13 ;雙 腔管11，可以允許OCT光學(xué)探頭通過(guò)；球囊10,球囊10的前端封堵且球囊上有刻度；內(nèi)管 9,內(nèi)管9與球囊10的同心度在3個(gè)大氣壓下偏離不超過(guò)200微米；軟頭8,為實(shí)心結(jié)構(gòu)，其 中，雙腔管11 一端與手柄12連接，另一端與內(nèi)管9及球囊10的一端連接，球囊10與內(nèi)管9 的另一端與軟頭8連接，雙腔管11通過(guò)UV粘膠與手柄12相連，其他各部分均通過(guò)焊接的 方式相連。
[0058] 手柄12材料為聚碳酸酯，雙腔管11和軟頭8材料為嵌段聚醚酰胺，球囊10和內(nèi) 管9材料為尼龍及其改性聚合物。
[0059] 球囊10上有油墨印刷刻度，線條寬度< 0. 1mm，能夠辨別探頭掃描的方向，既不會(huì) 影響正常圖像的掃描判斷同時(shí)也能在顯示屏上分辨出掃描位置。雙腔管11上印有刻度，因 此，醫(yī)生能夠判斷掃描的位置。
[0060] 傳統(tǒng)的球囊導(dǎo)管需要導(dǎo)絲支撐及導(dǎo)弓丨，導(dǎo)絲直徑一般為0.018in、0.035in、 0. 014in、0. 038in，本實(shí)施例中OCT球囊導(dǎo)管用的雙腔管11可以通過(guò)0. 055inOCT光學(xué)探 頭。由于內(nèi)管太厚會(huì)影響掃描圖像的清晰度，太薄則會(huì)影響探頭的旋轉(zhuǎn)以及同心度，本實(shí)施 例中內(nèi)管9內(nèi)徑為I. 4mm，外徑為I. 65mm，專門為OCT探頭設(shè)計(jì)。所述內(nèi)管長(zhǎng)度根據(jù)所述球 囊的長(zhǎng)度定長(zhǎng)，且其長(zhǎng)度短于所述球囊，所述球囊與所述軟頭焊接時(shí)，將所述球囊下推一定 距離，使其與內(nèi)管平齊并固定后焊接，使得球囊在充盈時(shí)有一個(gè)伸長(zhǎng)余量，從而匹配內(nèi)管的 拉伸并保持同心。
[0061] 實(shí)施例5
[0062] -種OCT內(nèi)窺掃描成像系統(tǒng)，與實(shí)施例2、3或4相似，所不同的是所述充放氣設(shè)備 是自動(dòng)充放氣設(shè)備，如圖7所示，所述自動(dòng)充放氣設(shè)備包括：電源部分、控制和顯示部分和 氣泵及其控制系統(tǒng)部分，所述氣泵及其控制系統(tǒng)部分包括：氣泵、充放氣電磁閥、節(jié)流閥、壓 力傳感器、防爆壓力傳感器、機(jī)械壓力開關(guān)。如圖8所示，所述自動(dòng)充放氣設(shè)備的使用過(guò)程 包括：
[0063] 1)充氣過(guò)程：首先用戶設(shè)定球囊10氣壓、充氣時(shí)間等參數(shù)，發(fā)出充氣命令，控制系 統(tǒng)讀取壓力傳感器103、105的數(shù)據(jù)，如果小于用戶設(shè)定的氣壓，則啟動(dòng)氣泵101，打開充氣 電磁閥102、節(jié)流閥104,充氣過(guò)程中實(shí)時(shí)讀取壓力傳感器103、105的反饋值，直到充到設(shè)定 的氣壓值，關(guān)閉氣泵101，關(guān)閉節(jié)流閥104、充氣電磁閥102 ;
[0064] 2)放氣過(guò)程：首先用戶設(shè)定球囊10氣壓、放氣時(shí)間等參數(shù)，控制系統(tǒng)讀取壓力傳 感器105的數(shù)據(jù)，如果大于用戶設(shè)定的氣壓，則啟動(dòng)氣泵101，打開吸氣電磁閥107、節(jié)流閥 104,放氣過(guò)程中實(shí)時(shí)讀取壓力傳感器105的反饋值，直到吸到設(shè)定的氣壓值，關(guān)閉氣101 泵，關(guān)閉節(jié)流閥104、吸氣電磁閥107。
[0065] 充放氣過(guò)程中，系統(tǒng)實(shí)時(shí)對(duì)防爆壓力傳感器106的反饋值進(jìn)行監(jiān)控，如果超過(guò)用 戶氣壓上限設(shè)定值，則立即進(jìn)行軟件程序保護(hù)，關(guān)閉氣泵101，并報(bào)警；機(jī)械壓力開關(guān)108為 硬件保護(hù)，如超過(guò)設(shè)定值，則開關(guān)打開，泄壓進(jìn)行保護(hù)。
[0066] 實(shí)施例6
[0067] -種OCT內(nèi)窺掃描成像系統(tǒng)，與實(shí)施例2-5相似，所不同的是利用通用圖像處理器 處理OCT信號(hào)的方案如圖9所示，包括依次相連的（1)數(shù)據(jù)采集；（2)數(shù)據(jù)傳輸；（3)數(shù)據(jù)處 理和（4)傳遞至圖像顯示庫(kù)這幾個(gè)步驟，其中在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)由于總線傳輸速度相對(duì)