内窥OCT回撤控制系统及控制方法技术方案

一种内窥OCT回撤控制系统，包括成像导管、连接件、回撤控制模块；所述回撤控制模块通过连接件与所述成像导管连接；所述回撤控制模块包括回撤模块和主控模块；所述主控单元将控制指令输出至驱动单元，所述驱动单元接收主控单元控制模式指令并输出相应的驱动信号至驱动电机，驱动电机控制所述成像导管的成像探头旋转并以设定速度前后移动至指定距离；所述监测单元实时监测成像导管及回撤控制模块的信息并反馈给主控单元实现闭环控制。相对于单一模式的回撤系统，本发明专利技术针对应用需求，提出了多模式的回撤系统及其控制方法，图像信息更为丰富，同时为用户提供了多种选择，灵活，应用范围广，减少了手术风险。

【技术实现步骤摘要】
内窥OCT回撤控制系统及控制方法
本专利技术涉及医疗器械领域，尤其是一种内窥OCT回撤控制系统及控制方法。
技术介绍
医学内窥探头是目前医学上常用的无创或微创医疗器械，可以通过它直接观察人体内部器官的组织病变。传统的内窥探头只能观察内部器官表面，超声技术的引入使得内窥探头可以对器官断层的组织形态进行观察，但由于其分辨率较低，往往难以达到准确诊断所需的分辨率水平。而光学相干断层成像技术（OCT）与内窥探头的结合，使得对内部器官断层进行高分辨率，高灵敏度观察成为可能。临床试验表明OCT提供的高分辨率可用于多种疾病的监测，如：眼科，皮肤科，心血管科，口腔，呼吸科，消化内科等。在人体内器官早期癌症监测，及肿瘤切除，支架安装及评估上具有无可比拟的优势。内窥OCT回撤系统主要用于控制导管的直线运动从而完成一定长度的组织成像，以获取病变区域的相关信息。一般的内窥OCT回撤系统包括驱动电机，驱动轴，连接件及成像导管，其中成像导管包括成像芯和外护管。回撤过程为：探头到达病变区域并超出至少5mm，开始自动回撤，成像导管回撤指定距离，对整个病变区域进行成像。这个过程一般是3-7秒，回撤距离为50-150mm。这个期间导管的外护管保持不动，成像芯在电机控制下高速旋转的同时回撤，对组织进行螺旋式点扫描，采集组织各点返回的光信号，成像芯回撤至设定距离如50mm后，电机停止运动，扫描结束。现有内窥OCT回撤控制系统控制模式简单，仅考虑一种回撤模式。回撤长度及回撤速度固定，成像信息单调，不能满足临床需求。尤其当管腔内存在多处病变时，传统单一模式可能需要两次或多次回撤，造影剂使用量增多，对患者肾功能等伤害较大，手术风险高。同时，由于成像组织成分及结构的复杂性，回撤系统负载表现为动态负载。传统回撤系统未考虑负载为动态负载这一现象，电机驱动控制简单，多为开环控制，系统鲁棒性差。当系统负载发生变化时，若控制信号未作出相应补偿，成像导管的转速将发生变化，从而导致成像失真，影响成像质量，严重时还会导致错误的病变评估。同时，由于成像导管具有一定的长度且成像目标管腔迂曲不均匀，因此电机驱动不稳定或系统机械结构同轴度较差也会引起成像导管抖动进而造成图像失真，影响对组织状态如狭窄程度的分析与评估。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种内窥OCT回撤控制系统及控制方法，它能够解决现有技术的不足，采用多模式闭环回撤控制系统，其中多模式包括定点模式、高清模式及超长模式或其两两组合；而且根据动态负载特性，采用闭环控制，提高系统抗干扰能力；同时采用高同轴度驱动电机，机械连接采用高强度合金套筒及精密加工的连接轴，各部分连接紧密，同轴度高，保障了系统机械稳定。本专利技术的技术方案：一种内窥OCT回撤控制系统，包括成像导管、连接件、回撤控制模块；所述回撤控制模块通过连接件与所述成像导管连接；其特征在于所述回撤控制模块包括回撤模块和主控模块，所述回撤模块和主控模块通过导线电气连接；所述回撤模块包括两个驱动电机，旋转驱动电机和前后运动驱动电机，所述主控模块包括驱动单元、主控单元及监测单元，所述主控单元将控制指令输出至驱动单元，所述驱动单元接收主控单元控制模式指令并输出相应的驱动信号至驱动电机，驱动电机控制所述成像导管的成像探头旋转并以设定速度前后移动至指定距离；所述监测单元实时监测成像导管及回撤控制模块的信息并反馈给主控单元实现闭环控制。所述驱动电机驱动成像导管的成像芯以定点模式、高清模式、超长模式运动；所述成像芯以定点模式运动时，成像芯的成像探头运动至指定位置，旋转驱动电机控制成像探头旋转，前后运动驱动电机停止；所述成像芯以高清模式运动时，成像芯的成像探头到达病变区5mm-15mm后，旋转驱动电机控制成像探头旋转，同时前后运动驱动电机驱动成像芯以6000-12000r/min的速度回撤5-8cm；所述成像芯以超长模式运动时，旋转驱动电机驱动成像芯的成像探头到达病变区5mm-15mm后，旋转驱动电机控制成像探头旋转，同时前后运动驱动电机驱动成像芯以12000-20000r/min的速度回撤8-10cm。所述成像导管由成像芯和外护管构成，成像芯与外护管之间填充有液体，以除去管腔内的空气及起到润滑作用；所述成像芯包括成像探头、光纤及光纤外部的扭矩线缆，成像芯旋转回撤完成组织内部指定距离的360°成像。所述监测单元实时监测的成像导管及回撤控制模块的信息包括探头位置信息以及电机转速、扭矩、光照强度、电机温度等信息。所述驱动电机的控制模式及当前监测单元传递的信息通过显示单元显示。所述显示单元包括显示模块和控制面板，所述控制面板包括控制按钮/按键及指示灯。所述回撤模块包括前后运动驱动电机、支撑件、光电连接件、导管连接件以及旋转驱动电机；所述支撑件上安装有导轨，轴套安装于导轨之上,并可沿导轨轴向完成直线运动；光电连接件与旋转驱动电机分别固定于轴套上部与下部,旋转驱动电机通过传动带完成对光电连接件的旋转驱动控制；导管连接件安装于支撑件前端；驱动电机固定于支撑件后部,通过螺杆与轴套连接,完成对光电连接件、导管连接件及后面的导管整体直线运动控制。一种上述内窥OCT回撤控制系统的控制方法，其特征在于它包括以下步骤：（1）设定驱动电机驱动模式，驱动模式包括定点模式、超长模式或高清模式；（2）选择定点模式时，成像导管的成像探头运动至指定位置，启动回撤，主控单元将定点模式控制信号输出至驱动单元，驱动单元输出驱动信号，驱动旋转驱动电机控制成像探头以一定转速进行旋转，前后运动驱动电机处于待命状态；（3）选择高清模式时，成像导管的成像探头到达病变区5mm-15mm后，启动回撤，主控单元将高清模式控制信号输出至驱动单元，驱动单元输出驱动信号，驱动旋转驱动电机控制成像探头以一定转速旋转，同时驱动前后运动驱动电机以较低速度回撤，高清模式回撤速度相对较低，同时回撤距离相对较短；（4）选择超长模式时，成像导管的成像探头到达病变区5mm-15mm后，启动回撤，主控单元将超长模式控制信号输出至驱动单元，驱动单元输出驱动信号，驱动旋转驱动电机控制成像探头以一定转速旋转，同时驱动前后运动驱动电机以较快速度回撤，超长模式回撤速度较快，同时回撤距离较长。所述定点模式、超长模式或高清模式之一作为默认模式，未选取任何回撤模式而启动回撤时，系统以默认模式运行。所述主控单元接收监测单元反馈的监测信息，若监测信息超过设定阈值，主控单元发出控制信号控制驱动电机电机停止探头旋转及回撤，进入非工作状态。所述监测信息超过设定阈值时，显示单元发出预警信号。所述预警信号为文字信号或声音信号，如字体颜色为红色，信息闪烁等，或者发出蜂鸣声等。本专利技术的优越性：1、相对于单一模式的回撤系统，本专利技术针对应用需求，提出了多模式的回撤系统及其控制方法，图像信息更为丰富，同时为用户提供了多种选择，灵活，应用范围广，减少了手术风险；2、本专利技术优先考虑了内窥OCT回撤系统负载为动态负载的特性，并根据其特性提出了基于闭环控制的控制方法，提高了系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内窥OCT回撤控制系统，包括成像导管、连接件、回撤控制模块；所述回撤控制模块通过连接件与所述成像导管连接；其特征在于所述回撤控制模块包括回撤模块和主控模块，所述回撤模块和主控模块通过导线电气连接；所述回撤模块包括两个驱动电机，旋转驱动电机和前后运动驱动电机，所述主控模块包括驱动单元、主控单元及监测单元，所述主控单元将控制指令输出至驱动单元，所述驱动单元接收主控单元控制模式指令并输出相应的驱动信号至驱动电机，驱动电机控制所述成像导管的成像探头旋转并以设定速度前后移动至指定距离；所述监测单元实时监测成像导管及回撤控制模块的信息并反馈给主控单元实现闭环控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种内窥OCT回撤控制系统，包括成像导管、连接件、回撤控制模块；所述回撤控制模块通过连接件与所述成像导管连接；其特征在于所述回撤控制模块包括回撤模块和主控模块，所述回撤模块和主控模块通过导线电气连接；所述回撤模块包括两个驱动电机，旋转驱动电机和前后运动驱动电机，所述主控模块包括驱动单元、主控单元及监测单元，所述主控单元将控制指令输出至驱动单元，所述驱动单元接收主控单元控制模式指令并输出相应的驱动信号至驱动电机，驱动电机控制所述成像导管的成像探头旋转并以设定速度前后移动至指定距离；所述监测单元实时监测成像导管及回撤控制模块的信息并反馈给主控单元实现闭环控制。


2.根据权利要求1所述一种内窥OCT回撤控制系统，其特征在于所述驱动电机驱动成像导管的成像芯以定点模式、高清模式、超长模式运动；所述成像芯以定点模式运动时，成像芯的成像探头运动至指定位置，旋转驱动电机控制成像探头旋转，前后运动驱动电机停止；所述成像芯以高清模式运动时，成像芯的成像探头到达病变区5mm-15mm后，旋转驱动电机控制成像探头旋转，同时前后运动驱动电机驱动成像芯以6000-12000r/min的速度回撤5-8cm；所述成像芯以超长模式运动时，旋转驱动电机驱动成像芯的成像探头到达病变区5mm-15mm后，旋转驱动电机控制成像探头旋转，同时前后运动驱动电机驱动成像芯以12000-20000r/min的速度回撤8-10cm。


3.根据权利要求1所述一种内窥OCT回撤控制系统，其特征在于所述成像导管由成像芯和外护管构成，成像芯与外护管之间填充有液体，以除去管腔内的空气及起到润滑作用；所述成像芯包括成像探头、光纤及光纤外部的扭矩线缆，成像芯旋转回撤完成组织内部指定距离的360°成像。


4.根据权利要求1所述一种内窥OCT回撤控制系统，其特征在于所述监测单元实时监测的成像导管及回撤控制模块的信息包括探头位置信息以及电机转速、扭矩、光照强度、电机温度等信息。


5.根据权利要求1所述一种内窥OCT回撤控制系统，其特征在于所述驱动电机的控制模式及当前监测单元传递的信息通过显示单元显示。


6.根据权利要求5所述一种内窥OCT回撤控制系统，其特征在于所述显示...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵士勇，刘治勇，
申请(专利权)人：天津恒宇医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12