[實用新型]集成光學相干層析成像與激光誘導熒光光譜的單光纖內窺系統

無效

• 申請號: 200720192198.3
• 申請日: 2007-10-25
• 公開（公告）號: CN201085617Y
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 王凌;丁志華;何梓昂;楊亞良
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A61B1/05
• 分類號: A61B1/05;G02B23/24;G02B6/255;G02B6/26
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本實用新型涉及光學相干層析成像和激光誘導熒光光譜診斷技術，尤其是涉及一種集成光學相干層析成像與激光誘導熒光光譜的單光纖內窺系統。

背景技術

近年發展起來的，用于診斷人體組織病變的光學活檢方法已經成為現代光學技術應用的一大方向。光學活檢的實用技術包括組織光譜診斷和成像診斷，相比較于傳統診斷方法，其優越性主要表現為：(1)減少甚至摒棄對疑似組織的活檢，從而減小病人痛苦；(2)在組織結構異常不明顯的情況下，能夠對活檢手術進行有效指導；(3)在臨床手術期間，對病變組織邊界進行判斷。

光學相干層析成像(Optical?Coherence?Tomography，簡稱OCT)是近年發展起來的層析成像技術，能實現對非透明高散射介質內部的組織結構與生理功能進行非接觸、無損傷、高分辨率成像。已在生物醫學領域和臨床診斷上得到廣泛應用，可用于眼科、皮膚等疾病的早期診斷上。

激光誘導熒光(Laser?Induced?Fluorescence，簡稱LIF)光譜以其極高的分辨率、靈敏度和精確度等優點成為了光學活檢技術研究中的一個重要領域。目前，利用激光誘導熒光光譜診斷各種組織病變的研究已經進行得比較深入，包括消化道疾病、皮膚疾病、血管疾病以及其它部位組織的病變等。熒光輻射由生物體組織在一定波長的入射光激發下產生，熒光輻射光譜帶有組織生物化學成分的信息。產生熒光的熒光基質包括生物體組織自帶的如氨基酸，彈性蛋白，角蛋白，維生素和卟啉等，也包括外部添加的化學染色劑如羅丹明等。

常規的OCT技術只能提供樣品的形態學信息，而熒光光譜只能探測組織的生化成分的變化卻無法直觀地給出三維結構圖像。因此，OCT和LIF技術的整合將極大地提升疾病診斷的準確性和效率，尤其是對早期腫瘤等初級的組織病變將具有更高的靈敏度。對于疾病的預防和治療將起到不可估量的推動作用。

光纖探頭是內窺系統的關鍵部件，而探頭的小型化則是實施在體內窺診斷的前提條件，成像探頭只有滿足小型化要求，才能進入人體內腔，實施在體光學活檢。多種光學診斷模式的集成將增加探頭光學系統，機械結構等方面的復雜度，從而增加探頭尺寸，并可能降低系統的穩定性和可靠性。另外，探頭的設計和制作成本也會大大增加。因此，如何在盡可能少的光學器件條件下整合多個診斷模式是減小探頭尺寸，降低成本的有效途徑。A.R.Tumlinson等人報道的雙功能探頭采用光纖分離的設計實現OCT和LIF的集成。(A.R.Tumlinson，L.P.Hariri，U.Utzinger，and?J.K.Barton，“Miniature?endoscope?for?simultaneousoptical?coherence?tomography?and?laser-induced?fluorescence?measurement”，AppliedOptics，43(1)：113-121，(2004))。在他們的探頭中，一根單模光纖用于傳導OCT成像中的光源與信號光，一根多模光纖用于傳導激發光，另外兩根多模光纖用于傳導熒光信號。這一設計，僅僅是把兩種探頭在進行合并，做結構上的整合。由于光纖數沒有減少，從而無法從本質上對系統進行簡化。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種集成光學相干層析成像與激光誘導熒光光譜的單光纖內窺系統，通過采用一種雙包層光纖與雙包層光纖耦合器，使得OCT與LIF兩個診斷模式的光都只需要經過一根光纖傳輸整合到一個系統。

本實用新型所采用的技術方案是：

包括光源單元、光纖干涉儀、雙包層光纖耦合單元、內窺探頭單元、LIF信號采集與處理單元、OCT信號采集與處理單元和計算機單元；光源單元中的第一單模光纖耦合器經單模光纖與光纖干涉儀中的第二單模光纖耦合器的第一端口連接，雙包層光纖耦合單元中的熔接點經單模光纖與光纖干涉儀中的第二單模光纖耦合器第二端口連接，雙包層光纖耦合單元中的雙包層光纖耦合器的第一端口經雙包層光纖接內窺探頭單元，雙包層光纖耦合器的第二端口經雙包層光纖接LIF信號采集與處理單元的長波通濾波器，OCT信號采集與處理單元中的帶通濾波器經單模光纖與光纖干涉儀中的第三端口連接，LIF信號采集與處理單元和OCT信號采集與處理單元與計算機單元連接。

所述的光源單元包括OCT光源、光隔離器、LIF光源和第一單模光纖耦合器；OCT光源發出的低相干光經光隔離器后，經單模光纖接第一單模光纖耦合器的第二端口，LIF光源發出的光經單模光纖接第一單模光纖耦合器的第三端口。