[發明專利]一種光路復用的光聲—白光共視場內窺鏡裝置及成像方法

在審

• 申請號: 202111573586.7
• 申請日: 2021-12-21
• 公開（公告）號: CN114403785A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 楊思華;張粢鑫;周非凡;熊科迪
• 申請（專利權）人: 華南師范大學;海南大學
• 主分類號: A61B1/07
• 分類號: A61B1/07;A61B5/00;G02B23/24
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

1.一種光路復用的光聲—白光共視場內窺鏡裝置，其特征在于，包括控制及數據采集重建系統、激光/光學照明系統以及手持內窺鏡探頭；所述手持內窺鏡探頭包括探頭外殼、光聲-白光光路復用組件、激光耦合掃描組件以及光聲白光探測組件；

所述控制及數據采集重建系統控制激光/光學照明系統出射激光與白光耦合進入所述手持內窺鏡探頭；所述激光耦合掃描組件實現激光的聚焦及掃描；所述光聲-白光光路復用組件中的中繼透鏡組等比例傳輸掃描激光到成像區域產生光聲信號，光聲-白光光路復用組件中的照明光纖同時照射同一成像區域產生白光反射信號；產生的光聲信號被光聲白光探測組件接收，而白光發射信號被光聲白光探測組件接收，最終通過控制及數據采集重建系統實現數據重建與存儲，完成雙模態共視場成像；

所述控制及數據采集重建系統包括計算機、FPGA和采集卡，所述計算機通過同軸線先與FPGA連接，用以實現控制FPGA開關，并通過計算機主板標準接口接入采集卡；所述FPGA通過控制信號線與手持內窺鏡探頭中激光耦合掃描組件、激光/光學照明系統、采集卡連接，用以實現同步控制激光耦合掃描組件中的振鏡開始掃描，激光/光學照明系統中脈沖激光器出射脈沖激光與白光光源出射白光，采集卡同步開始采集；

所述激光/光學照明系統包括脈沖激光器、白光光源、光纖耦合器、激光光纖和導光束；所述激光光纖一端通過標準光纖接頭與光纖耦合器連接，光纖耦合器將激光器出射空間光耦合進入光纖，激光光纖另一端通過光纖接口接入內窺鏡探頭；導光束一端通過標準導光束接口與白光光源耦合器連接，另一端通過導光束接入內窺鏡探頭。

2.根據權利要求1所述光路復用的光聲—白光共視場內窺鏡裝置，其特征在于，所述手持內窺鏡探頭中探頭外殼設有光纖接口、導光束接口和攝像裝置接口；所述光纖接口用于固定光纖，光纖另一端接入激光/光學照明系統，用以傳輸脈沖激光；所述導光束接口用于固定導光束，導光束的另一端接入激光/光學照明系統，用以傳輸照明白光；所述攝像裝置接口用于固定光聲/白光探測組件中的白光圖像接收裝置。

3.根據權利要求2所述光路復用的光聲—白光共視場內窺鏡裝置，其特征在于，所述激光耦合掃描組件設置在光纖接口后端，通過信號線控制及數據采集重建系統相連，用于對光纖出射激光進行整形聚焦并帶動掃描；其后設置光聲/白光光路復用組件，所述光聲/白光光路復用組件末端設有光聲/白光探測組件中的光聲信號接收裝置，用于接收樣品受脈沖激光激發所產生的光聲信號。

4.根據權利要求2所述光路復用的光聲—白光共視場內窺鏡裝置，其特征在于，所述內窺鏡探頭中的激光耦合掃描組件包括激光聚焦光路、反射鏡和振鏡，所述激光聚焦光路設置于所述光纖接口后，在激光聚焦光路之后固定反射鏡與振鏡，三者互相配合實現激光在所述光聲-白光復用光路前的平面二維掃描；其中，光聲掃描激光焦平面與白光焦平面在復用光路前重合。

5.根據權利要求1所述光路復用的光聲—白光共視場內窺鏡裝置，其特征在于，所述內窺鏡探頭中的光聲/白光光路復用組件包括光聲-白光復用光路與照明光纖，所述光聲-白光復用光路包括分光鏡與光路中繼系統，其中分光鏡固定在所述激光掃描光路后端，用于反射激光與透過白光；在分光鏡后端固定光路中繼系統，光路中繼系統由一個或多個傳光組組成，傳光組由兩個相同的棒狀透鏡對稱組合；所述照明光纖包裹在光路中繼系統四周，用以傳輸從導光束接口耦合進入內窺鏡的照明白光到成像區域；所述光聲-白光復用光路用于同時實現在光聲成像中等比例傳輸掃描激光及在白光成像中等比例傳輸白光圖像，光聲激發光路與白光成像光路共用同一路徑，從而光聲成像與白光成像實現成像中心重合的共視場成像。

6.根據權利要求5所述光路復用的光聲—白光共視場內窺鏡裝置，其特征在于，所述棒狀透鏡由兩個負透鏡和一個雙凸透鏡組成。

7.根據權利要求5所述光路復用的光聲—白光共視場內窺鏡裝置，其特征在于，所述棒狀透鏡為長工作距離的格林透鏡。