[發明專利]小型化探針式多光子內窺鏡探頭

在審

• 申請號: 201510296271.0
• 申請日: 2015-06-03
• 公開（公告）號: CN104856633A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 陳建新;王舒;李連煌;卓雙木;鄭莉琴;朱小欽
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: A61B1/04
• 分類號: A61B1/04
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明專利涉及醫療器械領域，尤其涉及醫用多光子內窺鏡的小型化探針式探頭。?

背景技術

多光子顯微技術基于飛秒激光與生物組織相互作用產生的諧波和多光子激發熒光等非線性光學效應，因其使用近紅外的超短飛秒脈沖激光作為激發光源，激光與組織相互作用發生在飛升的體積內，使得該技術具有對活體組織的低光漂泊、低光致毒和光切功能等獨特的優勢。由于生物組織的許多內在成分無須外加的分子探針即能產生較強的自體熒光和諧波信號，該技術在臨床醫學光診斷、治療評估和顯微外科手術的應用備受關注。將多光子顯微技術轉化成可以在臨床醫學實際應用的多光子內窺鏡，遇到的最大挑戰就是小型化多光子探頭的設計，該探頭必須具有足夠小的體積可以通過常規結直腸鏡、胃鏡和腹腔鏡的工作通道而使用，或者直接應用皮膚和腦部的顯微成像。目前，醫用多光子內窺鏡的小型化多光子探頭的設計主要包括三個部分：傳輸超短脈沖激發光源的光纖、以懸臂式光纖掃描器和基于微機電系統技術的掃描鏡為主的小型化掃描器、以及將激發光聚焦到樣品上的透鏡組合。雖然，有部分多光子內窺鏡探頭的體積設計已經足夠小，可以通過常規結直腸鏡、胃鏡和腹腔鏡的工作通道而使用，但是，對組織的成像都只局限在組織的表面。實現多光子內窺鏡的探頭在組織深部的成像，將極大促進多光子內窺鏡在在臨床醫學實際應用的廣度。

發明內容

本發明的目的是提供一種醫用多光子內窺鏡的小型化探針式探頭，該探頭的設計將光纖技術、梯度折射率透鏡技術和探針技術融合在一起，使得該小型化探針式多光子內窺鏡探頭可以實現在組織深部的成像。

本發明的技術方案是這樣實現的：包括用于同時傳輸超短脈沖激發光源和激發信號的空芯雙包層光子晶體光纖、雙層壓電驅動器、梯度折射率透鏡組件及醫用探針，所述空芯雙包層光子晶體光纖上設置有光纖懸臂，所述光纖懸臂由雙層壓電驅動器驅動實現對該端進行二維掃描，所述外殼端部固定有醫用探針，所述梯度折射率透鏡組件設置于醫用探針內，醫用探針伸入深部組織后，超短脈沖激發光經過空芯雙包層光子晶體光纖傳輸到梯度折射率透鏡組件的一端，所述梯度折射率透鏡組件由延遲透鏡和物鏡組成，而后激光通過由延遲透鏡和物鏡組合的梯度折射率透鏡組件將激發光聚焦到物鏡的前焦面，激發的信號光通過梯度折射率透鏡組件的物鏡收集，并經過延遲透鏡傳輸到空芯雙包層光子晶體光纖，由空芯雙包層光子晶體光纖外接探測器接收而獲得組織深部的成像。

進一步的，所述梯度折射率透鏡組件由延遲透鏡和物鏡組成能通過增加延遲透鏡的節距值以提高對組織的探測深度。

進一步的，所述梯度折射率透鏡組件通過粘合固定于醫用探針內。

進一步的，所述的空芯雙包層光子晶體光纖的光纖懸臂一端位于梯度折射率透鏡組件的中心線上。

進一步的，所述的空芯雙包層光子晶體光纖、雙層壓電驅動器和梯度折射率透鏡組件通過外封裝有不銹鋼外殼。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

(1)?本發明將梯度折射率透鏡技術和探針技術的融合，使得梯度折射率透鏡組件在醫用探針的引導下可以實現在組織深部的成像。

(2)?該探頭的設計將光纖技術、梯度折射率透鏡技術和探針技術融合在一起，使得以懸臂式光纖掃描裝置（由光纖懸臂、雙層壓電驅動器構成）、梯度折射率透鏡和醫用探針為主要元件的多光子顯微鏡探頭外部直徑可以達到3毫米到10毫米，從而該探頭具有足夠小的體積可以通過常規結直腸鏡、胃鏡和腹腔鏡的工作通道而使用，或者直接應用皮膚和腦部的顯微成像。

(3)?本設計中采用一根能夠同時傳輸超短脈沖激發光源和激發信號的空芯雙包層光子晶體光纖，避免了使用兩根光纖分別傳輸超短脈沖激發光源和激發信號而帶來了的設計復雜性和增加實現小型化的難度，同時，當超快脈沖的激發波長發生改變時，在多光子內窺鏡系統中不需要因光纖的群速度色散效應而增加補償裝置，減小了實現多光子內窺鏡小型化的難度和提高了激發光的利用率。

(4)?本設計的梯度折射率透鏡組件由延遲透鏡和物鏡組成，可以通過增加延遲透鏡的節距值，而提高對組織的探測深度。

附圖說明

圖1為本發明實施例的構造示意圖。

圖中：1為空芯雙包層光子晶體光纖，2為雙層壓電驅動器，3為梯度折射率透鏡組件，4為醫用探針，5為不銹鋼外殼。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步詳細的說明。