用于管内流体光学传感的自穿透皮肤的光学传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种自穿透皮肤光学传感装置，用于从血管的管内流体获取和传输光学信号，包括：(a)长的中空刚性传感器护套20，具有近端21、远端22和沿传感器护套延伸的中心通道，传感器护套20的远端22足够锋利，以刺破皮肤层，传感器护套20具有足够的长度，让传感器护套20穿透血管的管内空间；(b)弹性光纤30，具有近端和附接地位于传感器护套20的中心通道的远端，传感器护套20覆盖弹性光纤30远端的一部分，弹性光纤30的远端与传感器护套20的远端22对齐；和(c)光学传感器40，连接弹性光纤30的远端，在光学传感器40中产生的光学信号可以经过弹性光纤30从光学传感器40传输到弹性光纤30的近端，光学传感器40能够直接接近血管的管内流体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2009年4月29日申请的美国临时专利申请No.61,173,757的优先权，其内容在此引入作为参考。联邦赞助的研究或开发N/A
本专利技术总体涉及管内流体(intravascular fluid)的光学传感领域，具体地说，涉及自穿刺皮肤光学装置，其用于从血管中的管内流体获得光学信号并传输。
技术介绍
多年来，血管内空间的直接光学激发和监视已经引起商业上的兴趣。多种装置，诸如内窥镜、心血管成像导管、和裸装成像纤维，目前用于从心血管成像和组织成像的多个应用范围的光学激发和监视，到光敏脉管成分(诸如荧光标记的碳水化合物或蛋白质)的光学激发。如现有技术(诸如美国专利US4,872,819)所示，常规的穿透皮肤的光学检测装置包括明显长于它们想要穿透长度的光学护套。这样在相同的程序中给操作人员提供对体腔内各种感兴趣的特殊物质成像的灵活性和控制。然而，这种灵活性和控制耗费大量的时间成本和手工操作，要求操作人员连续手工校准和调节装置的物理位移。结果，操作人员必须经过严格的专业培训，规程要求对操作人员的时间给予大量的经济补偿。在光学套管远端的成像头一般包括保护生物惰性包层(诸如不锈钢或外科手术级的塑料)、光纤或光管、和光学聚焦透镜。常规检测头一般与光学套管的中心线对称并垂直，也可以有让操作人员对感兴趣部位去除或增加流体的流体通道口。一般的成像头和光学聚焦透镜同样给操作人员提供成像物质的很多控制。但是，他们对装置的方向非常敏感，要正确地给想要的物质成像，也需要付出大量的手工操作。用于穿透皮肤光学监视的常规装置依靠使用分离的穿刺护套或事先暴露的组织可以进入病人血管内空间。穿刺护套一般包括由基本上是刚性材料(诸如不锈钢)支撑的分离锋利的空导管。在穿刺护套开口之后，一般的光学成像装置将通道口插入血管系统。这种方法在增加穿透通道时是有效的，它需要使用多个装置和执行多个工艺步骤。弹性空光纤，常规用于血管内成分的检测，一般进入血管空间并沿与通道口相反的血管壁弯曲，如图1所示。这样产生本领域已知的附壁(walling)问题，光纤成像基底的实质部分包括血管壁，而不是血管流体。在光学成像时光纤筑壁产生噪音并降低光纤的性能，以准确地检测血管成分的浓度变化。所有常规穿透皮肤的光学成像装置需要使用第二可移动装置，或连接或分离，以穿透体腔并可以进入血管内空间，要求操作人员操纵多个装置并执行多个处理步骤。此外，尽管常规光学成像装置给操作人员提供穿透深度和成像物质的有效控制，他们还需要由受过良好专业培训的操作人员连续手工校准。因此，仍然需要简单的自穿透皮肤的光学传感装置，其不需要为血管空间的穿透而使用额外的设备和为装置的正确位移进行大量的手工操作。本新颖的技术就是要满足这种需要。本专利技术的第一方面涉及一种自穿透皮肤光学传感装置，其用于从血管的管内流体获得并传输光学信号。所述装置包括：(a)长的中空刚性传感器护套，其具有近端、远端和沿该传感器护套延伸的中心通道，该传感器护套的远端足够锋利，以刺破皮肤层，该传感器护套具有足够的长度，以让该传感器护套穿入血管的管内空间；(b)弹性光纤，其具有近端和附接地(coherently)位于传感器护套的中心通道的远端，该传感器护套覆盖弹性光纤远端的一部分，弹性光纤的远端与传感器护套的远端对齐；和(c)光学传感器，其连接弹性光纤的远端，在所述光学传感器中产生的光学信号可以经过弹性光纤从所述光学传感器传输到弹性光纤的近端，所述光学传感器能够直接接近(has direct access to)血管的管内流体。本专利技术的第一方面包括以下一个或多个特征，单独的或以非自相矛盾的组合。传感器护套可以相对传感器护套的第一部分机械地校准到特定位置和角度。传感器护套近端的一部分具有一个或多个基本上平面的突出，以形成稳定平台。光学传感装置还包括刚性传感器主体，其覆盖弹性光纤邻接传感器护套近端而没有被传感器护套覆盖的一部分。刚性传感器主体是圆筒或平面形状。刚性传感器主体具有一个或多个基本上平面的突出，以形成稳定平台。弹性光纤的近端连接光学检测装置。光学传感器从传感器护套突出。光学传感器用含有化学敏感性发色团(chemically sensitive chromophore)的材料涂敷。光学传感装置还包括定中心机构，用于在血管的管内流体内给光学传感器定中心。本专利技术的第二方面涉及一种自穿透皮肤光学传感装置，用于从血管的管内流体获取和传输光学信号。所述装置包括：长护套，其具有近端、远端和沿该护套延伸的中心通道，该护套具有足够长度，让护套传入血管的管内空间；光纤，其具有近端和附接地位于所述护套的中心通道的远端，所述护套覆盖光纤远端的一部分；和定中心机构，位于所述护套的远端，该定中心机构的直径大于所述护套的远端的直径。本专利技术的第二方面包括以下一个或多个特征，单独的或以非自相矛盾的组合。定中心机构能够交替处于膨胀状态或收缩状态。定中心机构能够选择性地在膨胀状态和收缩状态之间弹性地变形。定中心机构用于在血流中将光纤尖端定中心。定中心装置具有所述护套通过的中心过道。护套的一部分能够与定中心机构的一部分接合，护套和定中心机构之间的相对移动使得定中心机构从膨胀状态变成收缩状态。定中心机构包括多个辐条，每个辐条的相反终端固定在定中心机构的相反部分。护套从定中心机构的第一端通过中心过道并在定中心机构的第二端穿出定中心机构，形成收缩状态。光学传感装置还包括光学传感器，其连接光纤的远端，在该光学传感器中产生的光学信号经过光纤从该光学传感器传输到光纤的近端，该光学传感器能够直接接近血管的管内流体。定中心机构包括被中间部分隔开的第一端部和第二端部，中间部分根据第一端部与第二端部之间的相对移动朝外径向膨胀，所述相对移动减小第一端部和第二端部之间的距离。作为本专利技术第二方面的补充，定中心机构的远端在操作时与护套的远端连通，使得护套的张力和退缩移动施加给定中心机构的远端。在护套的远端朝定中心机构退缩时，定中心机构的一部分相对护套向外径向膨胀。护套远端的退缩使定中心机构的远端进入定中心机构的中央部分(central portion)。护套的远端具有用于皮肤穿刺的锋利端，该锋利端在护套的远端退缩时至少部分地位于定中心机构的中央部分内。定中心机构的中央部分定位为多个辐条径向向内，所述多个辐条在定中心机构远端的相反处与定中心机构的相反近端连接。护套本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.04.29 US 61/173,7571.一种自穿透皮肤光学传感装置，用于从血管的管内流体获取和传输
光学信号，所述装置包括：
(a)长的中空刚性传感器护套，具有近端、远端和沿该传感器护套延
伸的中心通道，该传感器护套的远端足够锋利，以刺破皮肤层，该传感器护
套具有足够的长度，以让该传感器护套穿入血管的管内空间；
(b)弹性光纤，具有近端和附接地位于传感器护套的中心通道的远端，
该传感器护套覆盖弹性光纤远端的一部分，弹性光纤的远端与传感器护套的
远端对齐；和
(c)光学传感器，连接弹性光纤的远端，在所述光学传感器中产生的
光学信号可以经过弹性光纤从所述光学传感器传输到弹性光纤的近端，所述
光学传感器能够直接接近血管的管内流体。
2.如权利要求1所述的光学传感装置，其中，传感器护套包括第一部
分和第二部分，第一部分具有近端和远端，第二部分具有近端和远端，第一
部分在传感器护套的近端，第二部分在传感器护套的远端，第一部分的远端
和第二部分的近端通过偏移部分连接，使得第一部分和第二部分不共线。
3.如权利要求2所述的光学传感装置，其中，传感器护套相对传感器
护套的第一部分机械地校准到特定位置和角度。
4.如权利要求1所述的光学传感装置，其中，传感器护套近端的一部
分具有一个或多个基本上平面的突出，以形成稳定平台。
5.如权利要求1所述的光学传感装置，还包括刚性传感器主体，该刚
性传感器主体覆盖弹性光纤的邻接传感器护套近端而没有被传感器护套覆
盖的一部分。
6.如权利要求5所述的光学传感装置，其中，刚性传感器主体是圆筒
或平面形状。
7.如权利要求5所述的光学传感装置，其中，刚性传感器主体具有一
个或多个基本上平面的突出，以形成稳定平台。
8.如权利要求1所述的光学传感装置，其中，弹性光纤的近端连接光
学检测装置。
9.如权利要求5所述的光学传感装置，其中，光学传感器从传感器护
套突出。
10.如权利要求1所述的光学传感装置，其中，光学传感器用含有化学
敏感性发色团的材料涂敷。
11.如权利要求1所述的光学传感装置，还包括定中心机构，用于在血
管的管内流体内给光学传感器定中心。
12.一种自穿透皮肤光学传感装置，用于从血管的管内流体获取和传输
光学信号，所述装置包括：
长护套，其具有近端、远端和沿该护套延伸的中心通道，该护套具有足
够长度，让护套传入血管的管内空间；
光纤，其具有近端和附接地位于所述护套的中心通道的远端，所述护套
覆盖光纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：M鲁宾，DJ迈耶，
申请(专利权)人：药物影像股份有限公司，
类型：发明
国别省市：