[發(fā)明專利]一種免掃描器的寬視場(chǎng)光聲內(nèi)窺鏡及成像系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810448227.0
• 申請(qǐng)日: 2018-05-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108852262A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳松良;李光耀;郭震東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B1/05
• 分類號(hào): A61B1/05
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 季申清

本發(fā)明公開(kāi)了一種免掃描器的寬視場(chǎng)光聲內(nèi)窺鏡成像頭及成像系統(tǒng)，成像頭包括成像光纖束、玻璃管、梯度折射率透鏡和光纖法布里?珀羅超聲探測(cè)器，所述成像光纖束固定在玻璃管的內(nèi)部一端，所述梯度折射率透鏡固定在玻璃管的內(nèi)部另一端，所述成像光纖束與所述梯度折射率透鏡同軸對(duì)齊設(shè)置，且所述成像光纖束與所述梯度折射率透鏡相接觸或兩者之間具有一設(shè)定間隙，所述光纖法布里?珀羅超聲探測(cè)器固定在所述玻璃管的外側(cè)。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)前視掃描光聲內(nèi)窺鏡成像；可獲得寬視場(chǎng)圖像；不需使用掃描器，且使用了光纖超聲探測(cè)器，更有助于成像頭的微型化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種免掃描器的寬視場(chǎng)光聲內(nèi)窺鏡及成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)

由于內(nèi)窺鏡可以伸入并觀察其它方法到不了的地方，它目前被廣泛用于工業(yè)和醫(yī)學(xué)應(yīng)用。臨床上，內(nèi)窺鏡已是觀察內(nèi)部器官(例如胃腸道成像和血管內(nèi)成像)不可或缺的重要工具。光聲成像是新興的混合成像模式，用于觀察生物組織中的光學(xué)吸收。由于內(nèi)窺鏡檢查的重要性，在過(guò)去的十年中已經(jīng)開(kāi)展了許多光聲內(nèi)窺鏡(Photoacoustic endoscopy,PAE)的研究。光聲內(nèi)窺鏡能夠利用生物組織的內(nèi)源性或外源性吸收對(duì)比，來(lái)提供生物組織的高分辨率三維圖像。雖然光聲內(nèi)窺鏡所提供的結(jié)構(gòu)性和功能性成像使得它在醫(yī)學(xué)診斷中有價(jià)值，但與一般尺寸大光聲成像系統(tǒng)不同的地方是，光聲內(nèi)窺鏡的掃描機(jī)制在技術(shù)上具有挑戰(zhàn)性，需要透過(guò)特殊的設(shè)計(jì)和制作來(lái)實(shí)現(xiàn)。

光聲內(nèi)窺鏡探頭基本由激光照射和聲學(xué)探測(cè)的部件組成。光聲A線(A-line)信號(hào)提供一維深度解析圖像。若要實(shí)現(xiàn)二維和三維圖像，探頭還需添加掃描部件，使得此內(nèi)窺鏡探頭能在實(shí)際情況和臨床環(huán)境中獲得內(nèi)窺圖像。目前已有一些關(guān)于內(nèi)窺鏡掃描方案的報(bào)道。例如，有研究組使用一微型馬達(dá)來(lái)旋轉(zhuǎn)一鏡子，該鏡子是用來(lái)改變激光照射和聲學(xué)探測(cè)的反向。然而，這個(gè)方法需要熟練和精密的組裝技術(shù)，使得目前該技術(shù)的推廣較為受限。此外，微型馬達(dá)本身具有一定尺寸，這限制了最終內(nèi)窺鏡探頭的整體尺寸。又例如，有研究組使用旋轉(zhuǎn)接頭。由于掃描器是安裝在探頭的近端(即非成像端)，內(nèi)窺鏡探頭的整體尺寸可以小到1.1毫米。然而，上述方案涉及的制作端致動(dòng)單元和柔性導(dǎo)管部分是相對(duì)復(fù)雜的。此外，上述兩種方案都只能進(jìn)行側(cè)視旋轉(zhuǎn)掃描，無(wú)法進(jìn)行前視掃描。

前視內(nèi)窺鏡已有展示用于白光，超聲，熒光，和光學(xué)相干層析等生物醫(yī)學(xué)成像模式中；前視內(nèi)窺鏡也廣泛用于胃腸內(nèi)窺鏡檢查，膀胱鏡檢查，和其腫瘤成像等醫(yī)學(xué)應(yīng)用。由于缺少合適的掃描器，前視掃描光聲內(nèi)窺鏡目前少有相關(guān)報(bào)道。微機(jī)電鏡掃描器可作為前視掃描光聲內(nèi)窺鏡的一種可行方法，目前已有相關(guān)展示。然而，該報(bào)道的探頭直徑為11.5毫米，嚴(yán)重地限制了內(nèi)窺鏡應(yīng)用。另一方法是使用成像光纖束來(lái)實(shí)現(xiàn)前視掃描光聲內(nèi)窺鏡，但該方法的缺點(diǎn)是視場(chǎng)窄且分辨率低。

因此，從當(dāng)前制作前視光聲內(nèi)窺鏡的研究可以看出，現(xiàn)有技術(shù)存在以下問(wèn)題和不足之處。(i)缺少合適的掃描器或掃描技術(shù)；(i i)成像頭尺寸大；(i i i)成像視場(chǎng)窄或分辨率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的技術(shù)問(wèn)題，從而提供一種適用于前視掃描，可獲得寬視場(chǎng)高分辨率圖像的免掃描器的寬視場(chǎng)光聲內(nèi)窺鏡及成像系統(tǒng)。

本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的：

本發(fā)明提供的免掃描器的寬視場(chǎng)光聲內(nèi)窺鏡成像頭，其包括成像光纖束、玻璃管、梯度折射率透鏡和光纖法布里-珀羅超聲探測(cè)器，所述成像光纖束固定在玻璃管的內(nèi)部一端，所述梯度折射率透鏡固定在玻璃管的內(nèi)部另一端，所述成像光纖束與所述梯度折射率透鏡同軸對(duì)齊設(shè)置，且所述成像光纖束與所述梯度折射率透鏡相接觸或兩者之間具有一設(shè)定間隙，所述光纖法布里-珀羅超聲探測(cè)器固定在所述玻璃管的外側(cè)。

進(jìn)一步地，所述成像光纖束、梯度折射率透鏡與所述玻璃管之間均通過(guò)紫外膠固定連接。

本發(fā)明由上述免掃描器的寬視場(chǎng)光聲內(nèi)窺鏡成像頭組成的成像系統(tǒng)，其包括脈沖激光光源、連續(xù)激光光源、光環(huán)行器、光分束器、光功率計(jì)和光探測(cè)器；