工作距離自動連續(xù)調節(jié)的內窺oct探頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種工作距離自動連續(xù)調節(jié)的內窺OCT探頭，在內窺OCT探頭中增加超聲測距探頭（3）用于獲得內部組織相對于探頭的位置信息，計算機對所獲得的位置信息做處理，針對不同的位置信息輸出不同的控制信號對微型電磁馬達驅動器（6）和梳狀靜電驅動器（7、8）進行控制，實現工作臺（5）上帶有不同焦距透鏡的透鏡組（9）位置的二維更改，從而使內窺OCT探頭的工作距離自動連續(xù)可調。
【專利說明】工作距離自動連續(xù)調節(jié)的內窺OCT探頭

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種內窺0CT探頭，特別是工作距離可以自動連續(xù)調節(jié)的內窺0CT探 頭。

【背景技術】
[0002] 微光機電系統 MOEMS (Micr〇-〇pt〇-electr〇-mechanical Systems)是 MEMS (微機 電系統）技術的一個重要方向，它是由微光學、微電子和微機械相結合而產生的一種新型的 微光學結構系統。微光機電系統是一種可控的微光學系統，該系統的微光學元件在微電子 和微機械裝置的作用下能夠對光束進行匯聚、衍射、反射等控制，從而可最終實現光開關、 衰減、掃面、成像等功能。
[0003] 光學相干層析技術（Optical coherence tomography, 0CT)是近十年迅速發(fā)展起 來的一種成像技術，0CT內窺鏡是醫(yī)用電子內窺鏡與0CT技術的結合，將成像分辨率提高 到微米量級，使醫(yī)用電子內窺鏡具備真正意義上探測人體內臟表層下微小病變的能力，從 而實現早期病變診斷。
[0004] 現有技術中的內窺0CT探頭由于工作距離固定不可調節(jié)，工作時需要外接氣囊， 使組織按氣囊的形狀產生變形，已達到測量準確的目的。但這種探頭存在需要人為調節(jié)氣 囊大小和位置等問題，在工作和工作結束后的處理中給醫(yī)生帶來操作上的不便；另外氣囊 雖然為透明物質，但在透射的過程中必然存在著光信息的衰減，信噪比降低，以至于計算機 得到的癌變等信息不準確；氣囊本身材料的選取具有一定的限制，身體組織具有一定的排 異性，所以氣囊材料應該具有生物相容性等諸多限制。由此，需要設計一種0CT探頭來避免 氣囊?guī)淼牟槐?，在不存在氣囊的情況下用自動連續(xù)改變探頭的工作距離代替用氣囊將組 織變形。


【發(fā)明內容】

[0005] 針對現有技術中的上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種工作距離自動連續(xù) 調節(jié)的內窺0CT探頭 本發(fā)明通過如下的技術方案實現。
[0006] 一種0CT探頭，包括： 光源，用于產生0CT測量用的匯聚的光； 第一光學器件，用于將所述匯聚的光轉換成平行光；以及 自動聚焦系統，用于使所述平行光在指定的距離處匯聚成光斑； 其中，所述自動聚焦系統進一步包括： 第二光學器件，其包括多個具有不同焦距的凸透鏡； 測距裝置，用于測量所述0CT探頭當前的位置； 驅動裝置，用于驅動所述第二光學器件相對于所述第一光學器件產生運動，使得所述 平行光通過具有特定焦距的凸透鏡，從而在指定的距離處匯聚成所述光斑，并且所述光斑 在光軸方向上位置能夠連續(xù)變化。
[0007] 優(yōu)選地，所述第一光學器件是凹透鏡。
[0008] 優(yōu)選地，所述第一光學器件是既有凸透鏡又有凹透鏡的透鏡組。
[0009] 優(yōu)選地，所述測距裝置是超聲測距探頭。
[0010] 優(yōu)選地，所述驅動裝置進一步包括： 工作臺，其具有設定了相互垂直的X軸和Y軸的上表面；所述平行光與所述X軸平行， 所述第二光學器件的多個不同具有不同焦距的凸透鏡沿Y軸方向排列，并且光軸都與X軸 平行； 基座，其設置于所述工作臺的下面，并通過滑軌與所述工作臺連接； 驅動器，其能夠對所述基座進行驅動，從而使得所述工作臺相對于所述第一光學器件 產生X軸和/或Y軸方向的位移。
[0011] 優(yōu)選地，對于連續(xù)的兩個凸透鏡，焦距為π凸透鏡移動最近的距離與焦距為f2凸 透鏡移動最遠的距離時產生的光斑重合。
[0012] 優(yōu)選地，所述驅動器是由固定梳齒和基座組成的梳狀靜電驅動器。
[0013] 優(yōu)選地，所述光源包括光纖、光纖套管和三角棱鏡。
[0014] 通過以上技術方案，本發(fā)明可以在不存在氣囊的情況下用自動連續(xù)改變探頭的工 作距離代替用氣囊將組織變形。
[0015]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為內窺0CT探頭裝置結構圖 圖2為系統原理圖 圖3為超聲裝置工作原理圖 圖4為系統實現連續(xù)性原理圖 圖5為帶有不同焦距透鏡的微透鏡組示意圖 圖6為方案2的系統光路圖 圖7為工作距離d同時隨Λχ和f'變化的三維圖像 圖8為在f'取等間隔離散值時d隨Λ X變化的二維圖像 其中各附圖標記含義如下： 1為單模光纖 2為光纖套管 3為固定在膠套上的微型超聲測距探頭 4為三角棱鏡 5為側面帶齒條底面帶滑軌的位移工作臺 6為固定在基座上的帶齒輪的微型電磁馬達 7為側面帶梳齒上面帶滑道的可移動基座 8為固定梳齒 7、8共同構成梳狀靜電驅動器 9為粘在工作臺上的微透鏡組、自動聚焦系統 10為格林透鏡 11為方案1中所需的在三角棱鏡4前放置的具有一定焦距使光平行輸出的凹透鏡

【具體實施方式】
[0017] 【實施方案1】： 在內窺0CT探頭的三角棱鏡4后添加一個固定焦距的凹透鏡11，使原本匯聚的光斑成 平行光出射。平行光進入位移工作臺5上的由不同焦距凸透鏡組成的自動聚焦系統9。首 先通過超聲測距探頭3獲得當前的位置信息，獲得的位置信息即為需要調整的光斑位置， 然后計算機根據不同的位置信息輸出控制信號，分別控制X、Y兩個方向的梳狀靜電驅動 器7、8和電磁馬達驅動器6工作。
[0018] 在Y方向上有可移動的工作臺5,與下面的基座7通過滑軌連接，放在基座7上的 微型電磁馬達驅動器6接收到控制信號產生精確地轉動圈數，通過其上的齒輪和工作臺5 上的齒條將電磁馬達驅動器6的轉動轉化為直線方向上的工作臺5位移，工作臺5上粘著 帶有不同焦距透鏡的透鏡組9,通過調整工作臺5的移動，選擇三角棱鏡4所正對的透鏡。由 于入射光是平行光，光斑的匯聚點將是在透鏡的焦距處，但是僅僅調動Y軸時由于透鏡組9 的焦距不能做到連續(xù)導致光斑在光軸方向是離散的，所以此時需要調節(jié)X軸方向。
[0019] 對于X軸方向，基座7可移動并帶有梳齒，通過基座下方的導軌進行傳動，基座7 在Y方向上固定，只能在X方向產生位移。計算機發(fā)出的控制信號加載在固定梳齒8和基 座7組成的梳狀靜電驅動器上，由于電壓信號的不同導致梳齒間電容的變化使基座上的梳 齒產生X方向運動的力去改變梳齒間正對的面積，從而使基座7精確地產生位移。基座7 的運動使其上面的工作臺5產生同樣的運動，由于入射光是平行光，光斑的位置始終在正 對三角棱鏡4的透鏡的焦距處，所以光斑的位置同基座7產生相同的位移± △ X。此時當焦 距為Π透鏡移動最近的距離與焦距為f2透鏡移動最遠的距離時產生的光斑重合即02"與 〇/重合，就能使光斑在光軸方向上位置能夠連續(xù)變化?？筛鶕兜南拗七x取對應的微透 鏡組9,使工作距離滿足連續(xù)變化。
[0020] 選好透鏡組后根據d=f 土 ΛΧ來調節(jié)通過計算機控制X、Y兩個方向的驅動器選取 所需f和ΛΧ。
[0021] 【實施方案2】： 根據方案1的原理，只需要制作全凸透鏡即可滿足光斑在光軸方向上連續(xù)運動。方案 2不采用凹透鏡產生平行光，而是制作一個既有凸透鏡又有凹透鏡的透鏡組，三角棱鏡4發(fā) 出的光不加凹透鏡11直接進入工作臺5上的自動聚焦光學系統4。首先根據薄透鏡成像公

【權利要求】
1. 一種OCT探頭，包括： 光源，用于產生0CT測量用的匯聚的光； 第一光學器件，用于將所述匯聚的光轉換成平行光；以及 自動聚焦系統，用于使所述平行光在指定的距離處匯聚成光斑； 其中，所述自動聚焦系統進一步包括： 第二光學器件，其包括多個具有不同焦距的凸透鏡； 測距裝置，用于測量所述0CT探頭當前的位置； 驅動裝置，用于驅動所述第二光學器件相對于所述第一光學器件產生運動，使得所述 平行光通過具有特定焦距的凸透鏡，從而在指定的距離處匯聚成所述光斑，并且所述光斑 在光軸方向上位置能夠連續(xù)變化。
2. 根據權利要求1所述的0CT探頭，其特征在于，所述第一光學器件是凹透鏡。
3. 根據權利要求1所述的0CT探頭，其特征在于，所述第一光學器件是既有凸透鏡又有 凹透鏡的透鏡組。
4. 根據權利要求1所述的0CT探頭，其特征在于，所述測距裝置是超聲測距探頭。
5. 根據權利要求1所述的0CT探頭，其特征在于，所述驅動裝置進一步包括： 工作臺，其具有設定了相互垂直的X軸和Y軸的上表面；所述平行光與所述X軸平行， 所述第二光學器件的多個不同具有不同焦距的凸透鏡沿Y軸方向排列，并且光軸都與X軸 平行； 基座，其設置于所述工作臺的下面，并通過滑軌與所述工作臺連接； 驅動器，其能夠對所述基座進行驅動，從而使得所述工作臺相對于所述第一光學器件 產生X軸和/或Y軸方向的位移。
6. 根據權利要求5所述的0CT探頭，其特征在于，對于連續(xù)的兩個凸透鏡，焦距為Π凸 透鏡移動最近的距離與焦距為f2凸透鏡移動最遠的距離時產生的光斑重合。
7. 根據權利要求5所述的0CT探頭，其特征在于，所述驅動器是由固定梳齒和基座組成 的梳狀靜電驅動器。
8. 根據權利要求1所述的0CT探頭，其特征在于，所述光源包括光纖、光纖套管和三角 棱鏡。
【文檔編號】A61B1/05GK104095604SQ201310721886
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權日:2013年12月24日
【發(fā)明者】周智峰, 白寶平, 鄒慧玲, 張澍田 申請人:北京華科創(chuàng)智健康科技股份有限公司