[發(fā)明專(zhuān)利]內(nèi)窺OCT回撤控制系統(tǒng)及控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010331374.7
• 申請(qǐng)日: 2020-04-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111419146A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙士勇;劉治勇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津恒宇醫(yī)療科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): A61B1/00
• 分類(lèi)號(hào): A61B1/00;A61B1/04;A61B5/00;A61B1/06
• 代理公司: 天津市君硯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12239
• 代理人: 程昊

一種內(nèi)窺OCT回撤控制系統(tǒng)，包括成像導(dǎo)管、連接件、回撤控制模塊；所述回撤控制模塊通過(guò)連接件與所述成像導(dǎo)管連接；所述回撤控制模塊包括回撤模塊和主控模塊；所述主控單元將控制指令輸出至驅(qū)動(dòng)單元，所述驅(qū)動(dòng)單元接收主控單元控制模式指令并輸出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)至驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制所述成像導(dǎo)管的成像探頭旋轉(zhuǎn)并以設(shè)定速度前后移動(dòng)至指定距離；所述監(jiān)測(cè)單元實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)成像導(dǎo)管及回撤控制模塊的信息并反饋給主控單元實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。相對(duì)于單一模式的回撤系統(tǒng)，本發(fā)明針對(duì)應(yīng)用需求，提出了多模式的回撤系統(tǒng)及其控制方法，圖像信息更為豐富，同時(shí)為用戶(hù)提供了多種選擇，靈活，應(yīng)用范圍廣，減少了手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其是一種內(nèi)窺OCT回撤控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

醫(yī)學(xué)內(nèi)窺探頭是目前醫(yī)學(xué)上常用的無(wú)創(chuàng)或微創(chuàng)醫(yī)療器械，可以通過(guò)它直接觀察人體內(nèi)部器官的組織病變。傳統(tǒng)的內(nèi)窺探頭只能觀察內(nèi)部器官表面，超聲技術(shù)的引入使得內(nèi)窺探頭可以對(duì)器官斷層的組織形態(tài)進(jìn)行觀察，但由于其分辨率較低，往往難以達(dá)到準(zhǔn)確診斷所需的分辨率水平。而光學(xué)相干斷層成像技術(shù)（OCT）與內(nèi)窺探頭的結(jié)合，使得對(duì)內(nèi)部器官斷層進(jìn)行高分辨率，高靈敏度觀察成為可能。臨床試驗(yàn)表明OCT提供的高分辨率可用于多種疾病的監(jiān)測(cè)，如：眼科，皮膚科，心血管科，口腔，呼吸科，消化內(nèi)科等。在人體內(nèi)器官早期癌癥監(jiān)測(cè)，及腫瘤切除，支架安裝及評(píng)估上具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。

內(nèi)窺OCT回撤系統(tǒng)主要用于控制導(dǎo)管的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)從而完成一定長(zhǎng)度的組織成像，以獲取病變區(qū)域的相關(guān)信息。一般的內(nèi)窺OCT回撤系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)軸，連接件及成像導(dǎo)管，其中成像導(dǎo)管包括成像芯和外護(hù)管。回撤過(guò)程為：探頭到達(dá)病變區(qū)域并超出至少5mm，開(kāi)始自動(dòng)回撤，成像導(dǎo)管回撤指定距離，對(duì)整個(gè)病變區(qū)域進(jìn)行成像。這個(gè)過(guò)程一般是3-7秒，回撤距離為50-150mm。這個(gè)期間導(dǎo)管的外護(hù)管保持不動(dòng)，成像芯在電機(jī)控制下高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)回撤，對(duì)組織進(jìn)行螺旋式點(diǎn)掃描，采集組織各點(diǎn)返回的光信號(hào)，成像芯回撤至設(shè)定距離如50mm后，電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，掃描結(jié)束。

現(xiàn)有內(nèi)窺OCT回撤控制系統(tǒng)控制模式簡(jiǎn)單，僅考慮一種回撤模式。回撤長(zhǎng)度及回撤速度固定，成像信息單調(diào)，不能滿(mǎn)足臨床需求。尤其當(dāng)管腔內(nèi)存在多處病變時(shí)，傳統(tǒng)單一模式可能需要兩次或多次回撤，造影劑使用量增多，對(duì)患者腎功能等傷害較大，手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)高。

同時(shí)，由于成像組織成分及結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，回撤系統(tǒng)負(fù)載表現(xiàn)為動(dòng)態(tài)負(fù)載。傳統(tǒng)回撤系統(tǒng)未考慮負(fù)載為動(dòng)態(tài)負(fù)載這一現(xiàn)象，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制簡(jiǎn)單，多為開(kāi)環(huán)控制，系統(tǒng)魯棒性差。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，若控制信號(hào)未作出相應(yīng)補(bǔ)償，成像導(dǎo)管的轉(zhuǎn)速將發(fā)生變化，從而導(dǎo)致成像失真，影響成像質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的病變?cè)u(píng)估。同時(shí)，由于成像導(dǎo)管具有一定的長(zhǎng)度且成像目標(biāo)管腔迂曲不均勻，因此電機(jī)驅(qū)動(dòng)不穩(wěn)定或系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)同軸度較差也會(huì)引起成像導(dǎo)管抖動(dòng)進(jìn)而造成圖像失真，影響對(duì)組織狀態(tài)如狹窄程度的分析與評(píng)估。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)窺OCT回撤控制系統(tǒng)及控制方法，它能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，采用多模式閉環(huán)回撤控制系統(tǒng)，其中多模式包括定點(diǎn)模式、高清模式及超長(zhǎng)模式或其兩兩組合；而且根據(jù)動(dòng)態(tài)負(fù)載特性，采用閉環(huán)控制，提高系統(tǒng)抗干擾能力；同時(shí)采用高同軸度驅(qū)動(dòng)電機(jī)，機(jī)械連接采用高強(qiáng)度合金套筒及精密加工的連接軸，各部分連接緊密，同軸度高，保障了系統(tǒng)機(jī)械穩(wěn)定。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種內(nèi)窺OCT回撤控制系統(tǒng)，包括成像導(dǎo)管、連接件、回撤控制模塊；所述回撤控制模塊通過(guò)連接件與所述成像導(dǎo)管連接；其特征在于所述回撤控制模塊包括回撤模塊和主控模塊，所述回撤模塊和主控模塊通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)電氣連接；所述回撤模塊包括兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述主控模塊包括驅(qū)動(dòng)單元、主控單元及監(jiān)測(cè)單元，所述主控單元將控制指令輸出至驅(qū)動(dòng)單元，所述驅(qū)動(dòng)單元接收主控單元控制模式指令并輸出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)至驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制所述成像導(dǎo)管的成像探頭旋轉(zhuǎn)并以設(shè)定速度前后移動(dòng)至指定距離；所述監(jiān)測(cè)單元實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)成像導(dǎo)管及回撤控制模塊的信息并反饋給主控單元實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。