一種用于空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)部熱成像的探測器及系統(tǒng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及探測裝置領(lǐng)域，特別涉及一種用于空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)部熱成像的探測器及系統(tǒng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]研究中空結(jié)構(gòu)，如管狀、椎狀、球狀及其他幾何形狀的內(nèi)外表面的材料特性具有重要的意義。這些中空結(jié)構(gòu)可能是由工程師設(shè)計的也可能是自然形成的，可以是生物性材料，也可以是非生物性材料。在以下的描述中，對這類中空結(jié)構(gòu)總的用“管狀結(jié)構(gòu)”給予描述，但管狀結(jié)構(gòu)應(yīng)該被理解為更寬泛的含義，即涵蓋了所有幾何外形的中空結(jié)構(gòu)。
[0003]管狀結(jié)構(gòu)具有多種物理及化學(xué)特性，包括了其表面的導(dǎo)熱性。通過熱量測量可以探測管狀結(jié)構(gòu)的破損、缺陷、泄漏及表面溫度改變等，因此研究管狀結(jié)構(gòu)的熱量測量方法具有重要的意義。例如，基于紅外輻射探測原理的熱成像照相機可以被用于探測隔熱性差的構(gòu)筑物的熱量泄漏，此外，還可用于探測管狀結(jié)構(gòu)的泄漏。但這類測量一般都是從被探測物的外部進行的，因此，當管狀結(jié)構(gòu)被嵌入或埋入其他材料時，從外部探測管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部的破損、缺陷、泄漏及表面溫度改變等就難以進行了。而在醫(yī)療領(lǐng)域，紅外熱成像照相機也通常被用于研究人體表面及皮膚的熱特性。
[0004]在工程學(xué)領(lǐng)域，由于管狀結(jié)構(gòu)的缺陷或破損往往首先產(chǎn)生于內(nèi)壁表面，因此通過測量管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)壁表面的熱特性來探測其泄漏、破顯及其他類型的缺陷具有重要的意義。此外，探測生物性管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的熱特性及泄露、破顯也同樣具有重要意義。例如，人體胃腸道就是一個典型的生物性管狀結(jié)構(gòu)，胃腸道可將營養(yǎng)物質(zhì)和液體從口腔運送到腸道并使其在腸道內(nèi)被吸收。食物被吞咽進入食管并被運送到胃，在進入小腸之前，食物在胃內(nèi)被進一步分解。
[0005]而食管和腸道的各種疾病都可能干擾或抑制食管、腸道的正常機械功能，并可能引發(fā)不同的癥狀。在最常見的胃腸疾病中，有一些被稱作“功能性疾病”且致病原因尚不明確。因此，這類疾病無法通過常規(guī)的診斷工具如記錄壓力和醫(yī)療成像技術(shù)等來進行診斷。
[0006]由于管狀結(jié)構(gòu)通常被用于輸送冷的或熱的流體，一般帶有隔熱材料來盡量減少進入管道內(nèi)的熱能或減緩熱能從管道散失。然而，管狀結(jié)構(gòu)在被制造的過程中或長期使用后，可能會產(chǎn)生損傷，例如鐵質(zhì)管道或受到持續(xù)性的緩慢腐蝕。在管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)的液體真正發(fā)生泄漏之前，可以通過測量管狀結(jié)構(gòu)表面的熱量變化來發(fā)現(xiàn)其缺損部位。但實際使用中的管狀結(jié)構(gòu)，很多都難以從外部來進行熱量變化檢測，因此，開發(fā)一種可以從管道內(nèi)部來進行熱量變化檢測的解決方案是非常必要的。
[0007]物理特性包括熱特性，對于生物性管狀結(jié)構(gòu)也同樣非常重要。人體胃腸道是6—10米長的管狀結(jié)構(gòu)，其溫度會基于幾個原因而發(fā)生局部變化。例如食道內(nèi)表面的溫度會根據(jù)冷熱程度而發(fā)生顯著變化。而炎癥過程及癌癥也會導(dǎo)致組織的局部溫度上升。伴有胃腸道癥狀的患者通常都需要接受胃腸功能檢測。這些檢測通常都需要由專業(yè)技術(shù)人員或護士在胃腸動力實驗室進行操作。大多數(shù)有消化內(nèi)科的大型醫(yī)院都配備有胃腸動力實驗室。目前，應(yīng)用最為廣泛的食道檢測技術(shù)是高分辨率食道壓力測量(HRM)，pH值記錄以及內(nèi)窺鏡檢查。
[0008]一些中國的實用新型專利(CN201929931, CN201912043, CN201912041,CN201905858)及其它一些密切相關(guān)的中國實用新型專利描述了一種醫(yī)用膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)，其膠囊型裝置可以進入到人體的小腸來進行檢測。膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)具有紅外掃描功能，可以通過一個接收鏡頭來探測來自消化道的紅外輻射。該系統(tǒng)的局限性在于，其僅包含的紅外傳感器數(shù)量非常有限(僅在膠囊裝置的兩端設(shè)置了兩個單向或雙向的紅外傳感器)，而其膠囊裝置在消化道內(nèi)的方向是無法控制的。此外，當膠囊裝置通過消化道內(nèi)的某些部位時(如食道)速度過快，從而使得記錄數(shù)據(jù)沒有意義。
[0009]近年來，隨著刺激檢測技術(shù)被開發(fā)出來。這些刺激檢測技術(shù)的原理包括:通過球囊擴張來對內(nèi)臟器官施加機械刺激；抑或通過酸液注入及其他方法來對內(nèi)臟器官施加刺激。為簡化起見，在本發(fā)明申請書以下的描述中均采用“球囊擴張”這一術(shù)語。用于擴張的球囊可用多種不同的材料制成并且具有確定的尺寸或者是可拉伸的。然而，運用刺激檢測技術(shù)繼續(xù)開發(fā)新的特別是區(qū)別于壓力記錄、內(nèi)窺鏡和磁共振等傳統(tǒng)檢測方法的技術(shù)仍然是非常必要的。
[0010]基于上述考慮，開發(fā)能獲得更好和更詳細的管狀結(jié)構(gòu)或生物性管狀結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)/信息并可用于臨床診斷的新型裝置、系統(tǒng)和方法將有非常重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的之一是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種用于空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)部熱成像的探測器，它通過在一軸向延伸的軟軸主體中設(shè)有沿軸向延伸的導(dǎo)線通道，軟軸主體的遠端設(shè)有用于采集熱成像信息的波長傳感器，以及一個或多個用于采集其它不同變量信息的傳感器，使該探測器能夠伸入管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔用可探測紅外光、近紅外(拉曼)波長及其他波長能量輻射的傳感器來獲取物理特性數(shù)據(jù)(如溫度)，這一測量方法還可以與其他不同的測量方法如壓力記錄、PH監(jiān)測、電阻抗記錄及成像技術(shù)等相結(jié)合，來用于評估中空管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)壁的物理和化學(xué)特性。
[0012]本發(fā)明的另一目的是提供一種采用空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)部熱成像的探測器的系統(tǒng)裝置，它能夠處理探測器采集的信息數(shù)據(jù)和控制探測器動作，并顯示出測量或計算出的數(shù)據(jù)及圖像。
[0013]本發(fā)明的目的之一是這樣實現(xiàn)的:一種用于空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)部熱成像的探測器，其特征在于:包括一軸向延伸的軟軸主體，所述軟軸主體中設(shè)有沿軸向延伸的導(dǎo)線通道，軟軸主體的遠端設(shè)有用于采集熱成像信息的波長傳感器，以及一個或多個用于采集其它不同變量信息的傳感器，各個傳感器的傳輸導(dǎo)線經(jīng)導(dǎo)線通道從軟軸主體的近端的通道口引出。
[0014]所述用于采集熱成像信息的波長傳感器為一個或多個紅外傳感器。
[0015]所述用于采集熱成像信息的波長傳感器為橫截面呈軸對稱形狀的柱狀結(jié)構(gòu)，該柱狀結(jié)構(gòu)上分布有一個或多個紅外感應(yīng)單元。
[0016]所述柱狀結(jié)構(gòu)的長度小于20cm，紅外感應(yīng)單元排列分布于柱狀結(jié)構(gòu)的四周，或排列在柱狀結(jié)構(gòu)的一側(cè)。
[0017]所述用于采集熱成像信息的波長傳感器為多個，多個波長傳感器按設(shè)定的距離排列在軟軸主體上。
[0018]所述軟軸主體中設(shè)置有一個或多個的流體通道，各流體通道分別對應(yīng)設(shè)有側(cè)開孔，用于注入或排出流體。
[0019]所述軟軸主體上設(shè)置一密閉的擴張球囊，該擴張球囊將用于采集熱成像信息的波長傳感器罩住，擴張球囊通過軟軸主體設(shè)置的側(cè)開孔與軟軸主體中設(shè)置的流體通道連通。
[0020]所述用于采集其它不同變量信息的傳感器包括獲取pH數(shù)據(jù)和/或其它相關(guān)化學(xué)特性數(shù)據(jù)的傳感器，測量位置和加速度數(shù)據(jù)的傳感器，獲得電位差數(shù)據(jù)的傳感器，或者用于獲得其他相關(guān)數(shù)據(jù)的傳感器。
[0021]采用上述方案，在一軸向延伸的軟軸主體中設(shè)有沿軸向延伸的導(dǎo)線通道，軟軸主體的遠端設(shè)有用于采集熱成像信息的波長傳感器，以及一個或多個用于采集其它不同變量信息的傳感器，各個傳感器的傳輸導(dǎo)線經(jīng)導(dǎo)線通道從軟軸主體的近端的通道口引出。這樣能夠利用采集熱成像信息的波長傳感器對管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)腔，尤其是對生物性中空管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)腔的整個周向或部分周向內(nèi)表面進行高分辨率測量。軟軸主體采用細長結(jié)構(gòu)，波長傳感器設(shè)于軟軸主體