[實用新型]一種微型光學相干斷層成像探頭

有效

• 申請號: 201520074107.0
• 申請日: 2015-02-02
• 公開（公告）號: CN204995421U
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發明（設計）人: 朱銳;米磊
• 申請（專利權）人: 深圳市中科微光醫療器械技術有限公司
• 主分類號: A61B1/05
• 分類號: A61B1/05
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 商宇科

技術領域

本實用新型涉及醫療器械技術領域，特別涉及一種應用于心血管OCT或人體組織狹窄空間的檢測的微型光學相干斷層成像探頭。

背景技術

隨著科學的發展，在醫學和生物學中，先后出現了各種各樣的成像儀器，例如：超聲成像、X光成像、CT、MRT和PET等等，但是這些儀器多少都有自己的優點和不足之處。超聲成像依賴于生物組織的聲阻抗，對比度差，難以發現早期的癌變；X光成像依賴于生物組織的密度，密度越大，圖像就越白，但是對于密度接近的不同器官和組織的圖像則因對比度不高而無法分辨，而且X射線透視使組織遭受強離子輻射的作用，入射的高能量會使生物組織離化。另外，層析成像技術中的CT、MRT和PET設備和使用費用昂貴，對人體有一定的損傷作用；例如：X-CT具有較高的成像深度，可以探測整個身體，分辨率能達到0.7mm至2.0mm，不過掃描和大計算量的圖像重建工作都要花費較長的時間，得到一幅完整的CT圖像一般需要十幾秒鐘，因此它不適合作實時高分辨率成像；MRI基于強磁場和高頻信號導致體內原子共振發出它們本身的信息，而且其分辨率也相對比較低。而光學成像技術成為了相對比較理想的技術，其中最主要的代表是光學相干斷層成像技術(opticalcoherencetomography)OCT。它的優點在于：利用對人體無損傷的紅外光做為光源(一般是830nm或1310nm)，利用相干時間門的原理實現層析，具有很高的分辨率(微米級)，可實現非接觸、無輻射、高分辨率并實時成像和在體活檢。其由于具備上述特別的優點，光學相干斷層成像技術是近20年來發展最快的一種醫學成像技術，主要用于眼科、皮膚、牙科、心血管、呼吸道和胃腸道、早期癌癥檢測等。

OCT技術的核心是邁克爾遜干涉儀，由于OCT技術其實最早來源于白光干涉測量法，光學相干域反射測量技術。該技術使用一寬帶光源發出的相干光進行反射域的測量，并通過實驗得到了10um的軸向分辨率和大于100dB的動態范圍。而傳統的影像方法主要包括核磁共振血管成像和血管造影成像，然而這些成像只能夠呈現出血管的外形或者內部輪廓，對血管壁以及血管腔的細節部分顯現非常模糊，包括血管壁動脈化斑塊的大小、成分、裂紋等，這些信息對于血管完整性評估和預測有著重要的臨床價值。而且，由于X射線具有很強的輻射性，這樣也在一定程度上限制了使用性。因此，理想的血管成像技術應該在保證必要的安全性的前提下不僅可以發現血管的病灶區域而且可以對該區域的病灶特性進行分析，從而為臨床診斷提供有效的科學依據。血管內超聲成像(intravascularultrasoundtomography，IVUS)可以將一個微型的超聲成像探頭直接伸入血管內部進行血管的斷面掃描成像。這種技術在一定程度上提高了血管成像的分辨率，可以發現某些明顯的病灶區域，但是由于所采用超聲探頭的頻率普遍在20-50MHz之間，對應圖像分辨率大約為200-100μm左右，這個分辨率還不足以看清血管壁的細節，存在許多局限性。而采用近年發展起來的光學相干斷層層析(opticalcoherencetomography，OCT)技術可以實現心血管內微米級高分辨率的成像，對臨床鑒別和診斷冠狀動脈粥樣硬化以及干預治療的效果進行跟蹤評價。

內窺OCT的出現，為將來進行體內組織病變以及癌癥診斷提供了強有力的幫助。血管內OCT成像(IntravascularOCT，IV-OCT)具有能夠呈現出動脈硬化的微觀細節的獨特功能，特別是那些被認為是很容易就會突然破裂的硬塊。這種技術的最大優勢就是它的高分辨率，比血管內超聲成像的分辨率高出10倍，可以從組織形態上觀察動脈粥樣硬化斑塊和冠狀動脈微小結構變化。此外，對于血管內植入支架的觀察和定位，血管內OCT成像是普通造影技術和血管內超聲成像所無法比擬的。從OCT成像的結果中醫生能夠清晰地觀察到支架是否完全貼壁、是否完全擴張、組織撕裂、組織脫垂和支架支撐桿是否分布均勻等情況，這些為評價手術支架的使用具有極其重要的意義。目前隨著OCT技術的發展，已經能夠實現冠狀動脈內的高速高分辨率成像，并且由于小型化光纖成像導管探頭的出現，可以實現狹窄動脈管內壁的成像，這些都是普通成像技術所難以達到的。OCT成像導管與血管內超聲導管比較，OCT導管僅由一條光纖構成，不需要任何傳感器，結構簡單實用。

血管內OCT成像系統是最近幾年才開始發展起來的，它主要結合了光學成像、機械掃描、信號處理等技術，是多學科交叉結合的產物。微型OCT成像導管不但用于動脈、靜脈還可用于肺氣道，還可以用于各種狹窄空間的探測比如飛秒激光器加工的微孔。針對心血管成像的特點，需要特別的內窺探頭解決以下關鍵問題：光學相干探頭的像散問題。