CN116327138A - 血管内成像导管和成像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种血管内成像导管和成像系统。成像导管包括：驱动轴、光学集成部件和出光窗口；光信号从导管壁的近端进入驱动轴中的光纤，光信号从光纤中射出后经过0‑2mm左右的间隙进入光学集成部件；其中，驱动轴用于带动光信号旋转，以改变光信号在光纤中传播的路径；光信号进入光学集成部件后依次经过光学集成部件的第一透镜的透射和第二透镜的反射，光信号从出光窗口射出；光信号从出光窗口射出后被血管壁反射和散射，成像导管用于接收反射和散射后的光信号，以基于反射和散射后的光信号生成图像。通过光学集成部件替代成像导管中的玻璃材质的光学部件组合，可以减小成像导管的体积，降低成像导管的装配难度，节约成像导管的成本。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其是涉及一种成像导管和成像系统。
背景技术
现有的成像导管中需要依次设置多个玻璃材质的光学部件(例如：格林透镜和反射棱镜)，成像导管中的光信号才可以经过多个光学部件进行透射和反射，最终射出成像导管，被人体的血管壁反射和散射。然而，玻璃材质的光学部件组合具有体积大、装备难度较高、成本较高的缺陷。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种成像导管和成像系统，通过光学集成部件替代成像导管中的玻璃材质的光学部件组合，可以减小成像导管的体积，降低成像导管的装配难度，节约成像导管的成本。
第一方面，本发明实施例提供了一种血管内成像导管，成像导管包括：驱动轴、光学集成部件和出光窗口；驱动轴设置于成像导管的内腔，驱动轴的内腔设置有光纤，光学集成部件设置于成像导管的导管壁的远端，导管壁的远端的侧面设置有开口作为出光窗口；驱动轴从导管壁的近端延伸至导管壁的远端，光信号从导管壁的近端进入驱动轴中的光纤，光信号在光纤中传播，光信号从光纤中射出后经过0-2mm左右的间隙进入光学集成部件；其中，驱动轴用于带动光信号旋转，以改变光信号在光纤中传播的路径；光学集成部件包括第一透镜和第二透镜，光信号进入光学集成部件后依次经过第一透镜的透射和第二透镜的反射，光信号从出光窗口射出；光信号从出光窗口射出后被血管壁反射和散射，成像导管用于接收反射和散射后的光信号，以基于反射和散射后的光信号生成图像。
在本申请可选的实施例中，上述导管壁的近端设置有近端接头，近端接头与外部的旋转连接器的接头连接；旋转连接器的接头用于提供驱动轴旋转的转矩。
在本申请可选的实施例中，上述旋转连接器与外部的集成导管系统引擎连接；集成导管系统引擎用于发出光信号，基于反射和散射后的光信号生成图像。
在本申请可选的实施例中，上述导管壁采用高分子材料构成的中空编织管状结构，驱动轴为中空的扭矩传输结构的弹簧管。
在本申请可选的实施例中，上述成像导管还包括：套管；套管设置于光学集成部件的外围，套管用于保护光学集成部件的透光不受外界影响。
在本申请可选的实施例中，上述套管采用透明材质，透明材质包括石英、高分子管。
在本申请可选的实施例中，上述成像导管还包括：显影环；显影环设置于成像导管壁的远端，显影环用于定位成像导管在人体内的位置。
在本申请可选的实施例中，上述光学集成部件采用光学塑料材质，光学塑料材质包括聚甲基丙烯酸甲酯。
在本申请可选的实施例中，上述第一透镜的曲率、第二透镜的曲率，第二透镜与光学集成部件的接触面的倾斜角度基于用户的使用需求设置。
第二方面，本发明实施例还提供一种成像系统，成像系统包括：集成导管系统引擎、旋转连接器和上述的成像导管；集成导管系统引擎、旋转连接器和成像导管依次连接。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例提供了一种成像导管和成像系统，成像导管包括：驱动轴、光学集成部件和出光窗口，光信号从导管壁的近端进入驱动轴中的光纤，光信号在光纤中传播，光信号从光纤中射出后经过0-2mm左右的间隙进入光学集成部件；光信号进入光学集成部件后依次经过第一透镜的透射和第二透镜的反射，光信号从出光窗口射出；光信号从出光窗口射出后被血管壁反射和散射，成像导管用于接收反射和散射后的光信号，以基于反射和散射后的光信号生成图像。通过光学集成部件替代成像导管中的玻璃材质的光学部件组合，可以减小成像导管的体积，降低成像导管的装配难度，节约成像导管的成本。
本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。
为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种成像导管的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的成像导管和成像系统的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种在驱动轴上设置光纤的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种现有技术的成像导管内的光学部件组合的示意图；
图5为本发明实施例提供的一种成像导管内的光学集成部件的示意图；
图6为本发明实施例提供的一种光学集成部件的示意图；
图7为本发明实施例提供的一种成像导管的局部结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种成像系统的结构示意图。
图标：1-成像导管；2-驱动轴；3-光纤；4-近端接头；5-旋转连接器；6-集成导管系统引擎；7-接头；8-导管壁；9-光学集成部件；10-出光窗口；11-套管；12-显影环；100-成像系统。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前，现有的成像导管中需要依次设置多个玻璃材质的光学部件(例如：格林透镜和反射棱镜)，成像导管中的光信号才可以经过多个光学部件进行透射和反射，最终射出成像导管，被人体的血管壁反射和散射。然而，玻璃材质的光学部件组合具有体积大、装备难度较高、成本较高的缺陷。
基于此，本发明实施例提供的一种成像导管和成像系统，通过光学集成部件替代成像导管中的玻璃材质的光学部件组合，可以减小成像导管的体积，降低成像导管的装配难度，节约成像导管的成本。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种成像导管进行详细介绍。
实施例一：
本发明实施例提供一种成像导管，参见图1所示的一种成像导管的结构示意图，该成像导管1包括：驱动轴2、光学集成部件9和出光窗口10；驱动轴2设置于成像导管1的内腔，驱动轴2的内腔设置有光纤，光学集成部件9设置于成像导管1的导管壁8的远端，导管壁8的远端的侧面设置有开口作为出光窗口10。
驱动轴从导管壁的近端延伸至导管壁的远端，光信号从导管壁的近端进入驱动轴中的光纤，光信号在光纤中传播，光信号从光纤中射出后经过0-2mm左右的间隙进入光学集成部件；其中，驱动轴用于带动光信号旋转，以改变光信号在光纤中传播的路径；
光学集成部件包括第一透镜和第二透镜，光信号进入光学集成部件后依次经过第一透镜的透射和第二透镜的反射，光信号从出光窗口射出；
光信号从出光窗口射出后被血管壁反射和散射，成像导管用于接收反射和散射后的光信号，以基于反射和散射后的光信号生成图像。
本实施例中可以从外部的设备发出光信号，光信号从导管壁的近端(即图1的左侧)射入成像导管，由于驱动轴从导管壁的近端延伸至导管壁的远端，因此，光信号可以在驱动轴中设置的光纤中传播(即光信号从图1中左侧至右侧传播)。其中，本实施例中的驱动轴是可以旋转的，管线可以随着驱动轴的转动而转动，光信号在光纤中的传播路径也随之变化。
光信号从光纤射出后，可以进入成像导管中的光学集成部件，光学集成部件包括第一透镜和第二透镜。因此，光信号可以依次被第一透镜的透射、被第二透镜的反射，最后从出光窗口射出成像导管。
光信号从出光窗口射出成像导管后，可以被人体的血管壁反射和散射，反射和散射光可以被成像导管采集，从而完成血管内光学相干层析成像，生成图像。
本发明实施例提供了一种成像导管，成像导管包括：驱动轴、光学集成部件和出光窗口，光信号从导管壁的近端进入驱动轴中的光纤，光信号在光纤中传播，光信号从光纤中射出后经过0-2mm左右的间隙进入光学集成部件；光信号进入光学集成部件后依次经过第一透镜的透射和第二透镜的反射，光信号从出光窗口射出；光信号从出光窗口射出后被血管壁反射和散射，成像导管用于接收反射和散射后的光信号，以基于反射和散射后的光信号生成图像。通过光学集成部件替代成像导管中的玻璃材质的光学部件组合，可以减小成像导管的体积，降低成像导管的装配难度，节约成像导管的成本。
实施例二：
本发明实施例提供另一种成像导管，参见图2所示的成像导管和成像系统的结构示意图，该成像导管1还包括：近端接头4、套管11、显影环12。
如图2所示，本实施例中的成像导管可以为一根细长型的导管，导管的左右两端分别为导管壁的近端(也可以称为导管近端)和导管壁的远端(也可以称为导管远端)，导管的内腔设置有一根从导管近端延伸到导管远端的驱动轴，驱动轴上设置有一根光纤。
参见图3所示的一种在驱动轴上设置光纤的示意图，可以通过在导管近端旋转驱动轴带动光纤3的旋转，外部的设备可以向成像导管发射光作为光信号，成像导管可以采集血管壁反射和散射的光信号，从而完成血管内光学相干层析成像。
如图2所示，本实施例中的导管壁8的近端设置有近端接头4，近端接头4与外部的旋转连接器5的接头7连接；旋转连接器5的接头用于7提供驱动轴2旋转的转矩。
此外，旋转连接器5与外部的集成导管系统引擎6连接；集成导管系统引擎6用于发出光信号，基于反射和散射后的光信号生成图像。
导管近端通过近端接头连接有一个旋转连接器，旋转连接器可以理解为中继装置，旋转连接器连接有集成导管系统引擎，集成导管系统引擎用于提供成像所需的能量并处理光信号。旋转连接器上设置有与近端接头相配的接头，旋转连接器的接头用于提供驱动轴所需的转矩。
此外，本实施例中的导管壁采用高分子材料构成的中空编织管状结构，导管壁的远端侧面开有一个出光窗口，可以使光信号从出光窗口中发射，也可以从出光窗口接收血管壁反射和散射的光信号，从而完成相干光层析成像。
如图3所示，本实施例中的驱动轴为中空的扭矩传输结构的弹簧管，可以使驱动轴的内腔便于光纤通过。光纤输出的光信号，经光学集成部件后，从出光窗口射出。
参见图4所示的一种现有技术的成像导管内的光学部件组合的示意图和图5的一种成像导管内的光学集成部件的示意图，其中，图4示出的是现有技术的成像导管，以及现有技术的成像导管的光路图，图5示出的是本实施例提供的成像导管，以及本实施例提供的成像导管的光路图。
如图4和图5所示，现有技术的成像导管的内窥探头光学部分可以采用格林透镜和反射棱镜实现。本实施例提供的成像导管采用了光学集成部件，可以替代格林透镜和反射棱镜的功能，其中，光学集成部件采用光学塑料材质，光学塑料材质包括聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate，PMAA)等。
相比于现有技术的成像导管，本实施例提供的成像导管具有以下优势：1、实现功能的完全替代；2、用一个集成的部件代替两个光学部件组合，降低装配难度；3、体积能够做到更小；4、用光学塑料材质的光学集成部件代替玻璃光学元件组合，有明显的成本优势。
除此外，本实施例的光学集成部件中参数是可调的，参见图6所示的一种光学集成部件的示意图，第一透镜的曲率、第二透镜的曲率，第二透镜与光学集成部件的接触面的倾斜角度基于用户的使用需求设置。
本实施例还提供了图7所示的一种成像导管的局部结构示意图。如图2和图7所示，本实施例的成像导管1还包括：套管11；套管11设置于光学集成部件9的外围，套管11用于保护光学集成部件9的透光不受外界影响。其中，套管11可以采用材质，透明材质包括石英、高分子管。
如图2和图7所示，本实施例的成像导管还包括：显影环12；显影环12设置于成像导管壁8的远端，显影环12用于定位成像导管1在人体内的位置。
综上，本发明实施例提供的成像导管，可以通过光学集成部件替代成像导管中的玻璃材质的光学部件组合，可以减小成像导管的体积，降低成像导管的装配难度，节约成像导管的成本。
实施例三：
本发明实施例提供了一种成像系统，参见图8所示的一种成像系统的结构示意图，该成像系统100包括：集成导管系统引擎6、旋转连接器5和上述实施例提供的成像导管1；集成导管系统引擎6、旋转连接器5和成像导管1依次连接。
本发明实施例提供的成像系统，与上述实施例提供的成像导管具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种血管内成像导管，其特征在于，所述成像导管包括：驱动轴、光学集成部件和出光窗口；所述驱动轴设置于所述成像导管的内腔，所述驱动轴的内腔设置有光纤，所述光学集成部件设置于所述导管的导管壁的远端，所述导管壁的远端的侧面设置有开口作为所述出光窗口；
所述驱动轴从所述导管壁的近端延伸至所述导管壁的远端，光信号从所述导管壁的近端进入所述驱动轴中的光纤，所述光信号在所述光纤中传播，所述光信号从光纤中射出后经过间隙进入所述光学集成部件；其中，所述驱动轴用于带动所述光信号旋转，以改变所述光信号在所述光纤中传播的路径；
所述光学集成部件包括第一透镜和第二透镜，所述光信号进入所述光学集成部件后依次经过所述第一透镜的透射和所述第二透镜的反射，所述光信号从所述出光窗口射出；
所述光信号从所述出光窗口射出后被血管壁反射和散射，所述成像导管用于接收反射和散射后的所述光信号，以基于反射和散射后的所述光信号生成图像。
2.根据权利要求1所述的血管内成像导管，其特征在于，所述导管壁的近端设置有近端接头，所述近端接头与外部的旋转连接器的接头连接；所述旋转连接器的接头用于提供所述驱动轴旋转的转矩。
3.根据权利要求2所述的血管内成像导管，其特征在于，所述旋转连接器与外部的集成导管系统引擎连接；所述集成导管系统引擎用于发出所述光信号，基于反射和散射后的所述光信号生成所述图像。
4.根据权利要求1所述的血管内成像导管，其特征在于，所述导管壁采用高分子材料构成的中空编织管状结构，所述驱动轴为中空的扭矩传输结构的弹簧管。
5.根据权利要求1所述的血管内成像导管，其特征在于，所述成像导管还包括：套管；所述套管设置于所述光学集成部件的外围，所述套管用于保护所述光学集成部件的透光不受外界影响。
6.根据权利要求5所述的血管内成像导管，其特征在于，所述套管采用透明材质，所述透明材质包括石英、高分子管。
7.根据权利要求1所述的血管内成像导管，其特征在于，所述成像导管还包括：显影环；所述显影环设置于所述导管壁的远端，所述显影环用于定位所述成像导管在人体内的位置。
8.根据权利要求1所述的血管内成像导管，其特征在于，所述光学集成部件采用光学塑料材质，所述光学塑料材质包括聚甲基丙烯酸甲酯。
9.根据权利要求1所述的血管内成像导管，其特征在于，所述第一透镜的曲率、所述第二透镜的曲率，所述第二透镜与所述光学集成部件的接触面的倾斜角度基于用户的使用需求设置。
10.一种成像系统，其特征在于，所述成像系统包括：集成导管系统引擎、旋转连接器和权利要求1-9任一项所述的成像导管；所述集成导管系统引擎、所述旋转连接器和所述成像导管依次连接。
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| CN113520318A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-10-22 | 哈尔滨医科大学 | 一种集成oct成像和pdt的导管设计 |
-
2023
- 2023-02-07 CN CN202310095932.8A patent/CN116327138A/zh active Pending
Patent Citations (5)
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