一种用于血管检测的新型无辐射OCT探头及测量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于血管检测的新型无辐射OCT探头及测量系统，属于医学成像仪器领域。内窥探头由微电机、齿轮、FC型光纤接头、金属弹簧、光纤、格林透镜、直角棱镜、金属套管组成。测量系统包括宽带光源、起偏器、耦合器、光纤延迟线、反射镜、偏振分束器、探测器、滤波器、数据采集卡、计算机及所述的探头。本发明专利技术将光纤头、格林透镜和直角棱镜封装于金属套管中，采用外置电机驱动金属弹簧，进而带动金属套管旋转完成探头的扫描，避免内置电机的电磁辐射影响，解决光纤易折损问题，提高了探头的机械强度。测量系统使用起偏器和偏振分束器，将干涉信号分为两束振动方向垂直的信号进行采集处理，避免光纤偏振效应的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医学成像仪器行业，具体涉及用于血管检测的无辐射OCT医用内窥探头及测量系统。
技术介绍
心血管疾病是一类严重威胁人类的疾病。其中动脉粥样硬化由脂质和复合糖类积聚、出血及血栓形成，纤维组织增生及钙质沉着，并有动脉中层的逐渐蜕变和钙化，一旦发展到足以阻塞动脉腔，则该动脉所供应的组织或器官将缺血或坏死。因此从临床角度出发，需要对血管壁进行成像观察，帮助医生正确识别血管内的斑块以进行治疗，同时对血管的实时成像是手术过程中动脉操作的有用工具。超声和磁共振成像是用于体内血管壁测量的最常用成像技术，但其分辨率较低，无法识别较小的斑块。而光学相干层析成像技术(Optical Coherence Tomography,OCT)基于低相干干涉和外差探测技术，集无损伤、非介入和高分辨率、高灵敏度的优点于一身。OCT利用光学相干成像，可以检测生物组织表面以下的病变、确定病灶大小，为诊断和治疗提供具有高分辨率的图像依据。医学内窥镜是一种微创或无创的医疗仪器，是人体肿瘤、癌症等疾病诊断、治疗不可缺少的工具，但是病变往往首先发生在器官的断层内，而传统的医学内窥镜只能观察到人体内脏器官表面的病变，这使传统的内窥镜在诊断和治疗上受到了很大的限制。将OCT技术与医学上常用的内窥镜相结合，一方面可以使内窥探头在分辨力、灵敏度上得到极大提高，另一方面使OCT拥有更大的灵活性。将微型OCT探头经内窥镜的活检钳道导入人体内腔作360°旋转扫描，利用光波对组织的穿透能力，能够对普通成像装置难以接近的体内组织进行实时成像，发现其中的病变，有希望在生物医学研宄治疗及临床诊断方面实现“光学活检”的功能，因而在医学诊断及治疗领域有着光明的应用前景。本专利技术提出了一种用于血管检测的新型无辐射OCT医用内窥探头及测量系统，将OCT技术和内窥探头结合，充分发挥两者优势。采用外置电机驱动内窥探头转动，避免传统内置电机带来的电磁辐射干扰人体细胞及体液的内环境的情况，采用金属弹簧转动驱动，解决了传统设计中光纤扭转带来的易折断、损坏和成本增加等问题，同时将光纤头，格林透镜和直角棱镜封装在金属套管中，提高了探头的机械强度，保证探头工作的稳定性。测量系统中使用起偏器和偏振分束器，将测量的干涉信号分为两束振动方向垂直的信号进行采集处理，避免由于光纤弯曲扭转带来的偏振效应。
技术实现思路
本专利技术提供一种结合OCT技术和传统医用内窥镜的、用于血管检测的新型无辐射OCT探头及测量系统，探头采用外置电机驱动探头旋转扫描，可以有效地避免电磁辐射影响，测量系统加入起偏器和偏振分束器，将测量的干涉信号分为两束振动方向垂直的信号进行采集处理，避免由于光纤弯曲扭转带来的偏振效应。本专利技术所采取的技术方案是:一种用于血管检测的新型无辐射OCT探头及测量系统，其中，所述新型无辐射OCT探头由微电机、齿轮、FC型光纤接头、金属弹簧、光纤、格林透镜、直角棱镜及金属套管组成。微电机带动齿轮转动，通过FC型光纤接头带动弹簧转动进而驱动探头进行旋转扫描。光纤置于弹簧中心，光纤末端与用于准直和聚焦光线的格林透镜和直角棱镜粘结，一并置于可旋转的金属套管内。一种用于血管检测的新型无辐射OCT测量系统，包括宽带光源、起偏器、分光比为50: 50的光纤耦合器、光纤延迟线、反射镜，同时设置有新型OCT内窥探头、偏振分束器、探测器、滤波器及计算机。滤波器输出的信号经由数据采集卡传输至计算机进行处理。宽带光源发出的宽带光经起偏器后得到偏振光，偏振光经親合器分出，一部分从弹簧中心的光纤出射，依次通过格林透镜和直角棱镜，经准直和聚焦后照射在血管内壁，生物组织的反射作用将入射光反射，反射光又依次通过直角棱镜和格林透镜，返回光纤；另一部分经光纤延迟线，经由反射镜反射后，返回耦合器处，两部分光线在耦合器处汇合，发生干涉。干涉信号经偏振分束器后分为振动方向垂直的两束光，分别经探测器检测且通过滤波器处理，滤波后的两束光送入数据采集卡，并传输至计算机，计算机软件处理得到被测血管内壁的实时图像。与现有技术相比，本专利技术具有以下特征:本专利技术中采用起偏器和偏振分束器，将干涉信号分为振动方向垂直的两束信号进行采集处理，可以避免由于光纤弯曲带来的偏振效应。本专利技术的一种新型无辐射OCT探头采用外部电机而非内置微型电机，检测过程中人体内无电信号，同时利于探头的小型化。本专利技术的一种新型无辐射OCT医用内窥探头，采用金属弹簧套接在光纤外部，用金属弹簧传动，解决了传统设计中光纤扭转带来的易折断、损坏和成本增加等问题。本专利技术的一种新型无辐射OCT医用内窥探头，将光纤头、格林透镜和直角棱镜粘结后封装在可旋转的金属套管内，提高了探头的机械强度，保证探头工作的稳定性。本专利技术的一种新型无辐射OCT医用内窥探头，通过控制外部电机的转速改变探头旋转扫描速度，以使不同的检测区域内实现不同的扫描速度。本专利技术的有益效果在于将OCT技术和医用内窥镜结合，充分发挥两者优势，采用外置电机驱动内窥探头转动，避免传统内置电机带来的电磁辐射干扰人体细胞及体液的内环境的情况，采用金属弹簧转动驱动，解决了传统设计中光纤扭转带来的易折断、损坏和成本增加等问题，金属套管可以保护探头前端的光纤头、格林透镜和直角棱镜，提高探头的机械强度，保证探头工作的稳定性。测量系统中使用起偏器和偏振分束器，将测量的干涉信号分为两束振动方向垂直的信号进行采集处理，避免由于光纤弯曲扭转带来的偏振效应。【附图说明】下面结合附图与【具体实施方式】，对本专利技术做进一步介绍。图1是所述用于血管检测的新型无辐射OCT测量系统的原理图；图2是所述用于血管检测的新型无辐射OCT探头的示意图。图中:1、宽带光源，2、起偏器，3、耦合器，4、所述探头，5、血管内壁，6、光纤延迟线，7、反射镜，8、偏振分束器，9、探测器1，10、滤波器1，11、探测器2，12、滤波器2，13、数据采集卡，14、计算机，15、微电机，16、齿轮，17、FC型光纤接头，18、金属弹簧，19、单模光纤，20、格林透镜，21、直角棱镜，22、金属套管。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术的一种用于血管检测的新型无辐射OCT探头及测量系统作进一步说明。如图1所示，本专利技术的一种用于血管检测的新型无辐射OCT测量系统，包括依次设置的宽带光源1、起偏器2、分光比为50: 50的耦合器3、光纤延迟线6、反射镜7，偏振分束器8、第一个探测器9、第二个探测器11及分别对应的滤波器10、12。所述新型无辐射OCT探头4导入血管内壁5进行旋转扫描，滤波器10、12输出信号由数据采集卡13采集并传送给PC机14。其中用于新型无辐射OCT血管检测系统的内窥探头4，由微电机15、齿轮16、FC型光纤接头17、金属弹簧18、单模光纤19、格林透镜20、直角棱镜21以及可旋转的金属套管22组成，单模光纤19置于弹簧18中，光纤末端与用于准直和聚焦光线的格林透镜20和直角棱镜21粘结，一并置于可旋转的金属套管22内。测量系统工作原理如下:如图2所示，宽带光源I发出的宽带光经起偏器2后，得到的偏振光通过耦合器3分为两路，一路经过光纤延迟线6并由反射镜7反射后原路返回，该光路作为参考光路；另一路连接新型无辐射OCT探头照射在血管内壁上，由于血管内壁对光的反射作用产生的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于权利要求1所述的新型无辐射OCT血管检测系统的内窥探头，由微电机、齿轮、FC型光纤连接头、金属弹簧、单模光纤、格林透镜、直角棱镜、金属套管构成。光纤置于金属弹簧中，光纤末端与用于光线准直聚焦的格林透镜和直角棱镜粘结，一并置于可旋转的金属套管中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毕凯，余桂英，王毅，姚芦鹬，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33