[發(fā)明專利]用于漫射光斷層成像的內(nèi)窺式旋轉(zhuǎn)探頭

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210056771.3
• 申請(qǐng)日: 2012-03-06
• 公開（公告）號(hào): CN102551677A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙會(huì)娟;楊彥雙;秦轉(zhuǎn)萍;高峰;崔姍姍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/00
• 分類號(hào): A61B5/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 程毓英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)學(xué)斷層成像技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種內(nèi)窺式旋轉(zhuǎn)探頭。

背景技術(shù)

近紅外漫射光檢測(cè)技術(shù)具有安全、可靠、連續(xù)、實(shí)時(shí)及無損的特點(diǎn)，在組織體研究中具有較高的應(yīng)用價(jià)值。該技術(shù)利用特定波長(zhǎng)的光照射到組織體表面，可探測(cè)到組織體表下數(shù)厘米，檢測(cè)組織出射光的分布情況，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果重構(gòu)出被檢體的光學(xué)特性參數(shù)(吸收系數(shù)μ_a和約化散射系數(shù)μ′_s)，從而達(dá)到病變的分級(jí)以及監(jiān)測(cè)癌變組織對(duì)治療的反應(yīng)的目的。根據(jù)人體宮頸的形狀，醫(yī)學(xué)診斷中通常使用內(nèi)窺探頭對(duì)宮頸進(jìn)行檢測(cè)，由美國(guó)俄克拉荷馬大學(xué)的樸大慶教授領(lǐng)導(dǎo)的研究組，使用的探頭外殼內(nèi)固定了8根源光纖和8根探測(cè)光纖，源光纖發(fā)出的光照射到錐形鏡上，使光束在行進(jìn)方向彎折90°，光束經(jīng)探頭外殼上的窗投射到宮頸壁，經(jīng)宮頸表面反射的光和組織體散射的光被收集到光纖上的錐形鏡，并導(dǎo)入到探測(cè)光纖。其不足為：第一，光纖使用量多，造價(jià)高；第二，由于探頭尺寸較小，探頭外窗的個(gè)數(shù)有限，即當(dāng)源光纖照射一點(diǎn)時(shí)，最多有8個(gè)固定探測(cè)點(diǎn)，有效探測(cè)區(qū)域有限，無法實(shí)現(xiàn)靈活探測(cè)。

之前天津大學(xué)也設(shè)計(jì)過一種內(nèi)窺探頭，即天津大學(xué)梁菊蘭碩士論文《內(nèi)窺式近紅外光頻域檢測(cè)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)研究》中提到的內(nèi)窺探頭，其核心是采用三根完全相同的側(cè)面發(fā)光光纖，即兩根源光纖和一根探測(cè)光纖，三根光纖按指定位置被嵌入圓柱探頭的表面，保證所有源點(diǎn)和探測(cè)點(diǎn)處于同一圓周上，利用光開關(guān)對(duì)源光纖進(jìn)行分時(shí)選擇，但只能實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)檢測(cè)，而且不能實(shí)現(xiàn)圓周掃描，同時(shí)，側(cè)照光纖既不能較好地垂直照射宮頸的內(nèi)壁，也不能較好地垂直接收內(nèi)壁上的漫射出射光，檢測(cè)得到的正向參數(shù)必然與所模擬的數(shù)據(jù)存在偏差，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作、適用于漫射光斷層成像的內(nèi)窺式探頭。本發(fā)明提供的內(nèi)窺式探頭，僅用一根源光纖和一根探測(cè)光纖即可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)激勵(lì)多點(diǎn)檢測(cè)的無盲點(diǎn)圓周掃描，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊，更適于臨床要求。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種用于漫射光斷層成像的內(nèi)窺式旋轉(zhuǎn)探頭，包括底板、外套、中空管、實(shí)心管、源光纖、探測(cè)光纖、小軸承、大軸承、大同步輪、小同步輪、步進(jìn)電機(jī)、同步輪和同步帶和步進(jìn)電機(jī)，在實(shí)心管和中空管上分別設(shè)置有凹槽，源光纖固定在實(shí)心管的凹槽內(nèi)，探測(cè)光纖固定在中空管的凹槽內(nèi)，在實(shí)心管和中空管之間設(shè)置有小軸承，中空管和軸承座之間設(shè)置有大軸承，軸承座固定在底板上；實(shí)心管的頂端與中空管的頂端平齊，后端延伸到空心管的外部，在實(shí)心管的后端上固定有小同步輪，在中空管的后端上固定有大同步輪，大同步輪和小同步輪各由一個(gè)步進(jìn)電機(jī)通過同步帶驅(qū)動(dòng)。

作為優(yōu)選實(shí)施方式，所述的源光纖包括光纖包層、固定套、格林透鏡和纖芯，材質(zhì)為多模光纖，光纖頂端固定有用于光束的聚焦和準(zhǔn)直的格林透鏡，透鏡的遠(yuǎn)端被處理成45°斜面，光纖包層用于保護(hù)纖芯，固定套用于對(duì)格林透鏡和光纖頂部的連接處的固定和保護(hù)。

所述的探測(cè)光纖包括光纖包層、固定套以及纖芯，探測(cè)光纖材質(zhì)為多模光纖，探測(cè)光纖頂端的纖芯被處理成45°的斜面。

在中空管和底板之間各設(shè)置一塊擋板，作為探測(cè)光纖的機(jī)械零點(diǎn)；在實(shí)心管和底板之間之間各設(shè)置一塊擋板，作為源光纖的機(jī)械零點(diǎn)。

實(shí)心管的頂端與中空管的頂端平齊，后端延伸到空心管的外部，中空管前端除凸出的凹槽外，其余位置均比實(shí)心管短。

中空管外部設(shè)置有外套，外套固定在軸承座上，其頂端為流線型。

本發(fā)明特點(diǎn)為全自動(dòng)檢測(cè)，由計(jì)算機(jī)控制兩光纖不同角度的旋轉(zhuǎn)，以設(shè)定源光纖照射位點(diǎn)以及探測(cè)光纖探測(cè)位點(diǎn)，即可實(shí)現(xiàn)宮頸癌前病變探測(cè)。有益效果是：

(1)減少光纖數(shù)目，提高掃描靈活性。只需要兩根光纖即可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)激勵(lì)多點(diǎn)檢測(cè)的圓周掃描，減少了光纖數(shù)目，降低了探頭制作成本，同時(shí)源光纖和探測(cè)光纖可以分別以任意角度旋轉(zhuǎn)照射和探測(cè)，相比現(xiàn)有探頭，該探頭掃描更加方便靈活。

(2)實(shí)現(xiàn)垂直入射和垂直接收，使測(cè)量更加準(zhǔn)確。對(duì)光纖頂端進(jìn)行了處理，使用了合適的光學(xué)系統(tǒng)，保證光束偏折90°，既能較好地垂直照射宮頸的內(nèi)壁，又能較好地接收內(nèi)壁的出射光，使測(cè)量更加準(zhǔn)確。

(3)體積小，便于攜帶。該探頭尺寸較小，因此既可做成手提式也可做成自動(dòng)調(diào)節(jié)式。

(4)全自動(dòng)化控制。該探頭在有效探測(cè)區(qū)內(nèi)由計(jì)算機(jī)控制進(jìn)行檢測(cè)，減少人為干擾因素，精度高，提高了儀器的可靠性及運(yùn)行效率。