反射壓力光束均通過導(dǎo)管光纖14傳輸出去?？梢?，本實用新型實施例中用于壓力測量的壓力光束和用于產(chǎn)生OCT圖像的OCT光束使用的是相同的光源。
[0035]驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)，包括旋轉(zhuǎn)控制單元12和回撤單元13，旋轉(zhuǎn)控制單元12連接導(dǎo)管光纖14和外部光纖11，并控制傳動軸15帶動光纖探頭16旋轉(zhuǎn)；回撤單元13控制通過傳動軸15控制光纖探頭16沿血管徑向移動。
[0036]導(dǎo)管光纖14的中心部分是光纖芯，它是光信號傳導(dǎo)的光通道，纖芯外面的一層是折射率低于光纖芯折射率的光纖包層，以形成良好的光波導(dǎo)；在光纖包層外面緊密套上光纖傳動軸管，使得光纖也能受控轉(zhuǎn)動。本實用新型的一個實施例中，可在傳動軸外部設(shè)有保護(hù)套，保護(hù)套為不銹鋼或其他剛性保護(hù)套。
[0037]本實用新型的一個實施例中，光纖探頭16的外部設(shè)有套管19。
[0038]本實用新型的一個實施例中，該成像測壓導(dǎo)管還包括透明套管17，主要作用是光纖的保護(hù)及透光探測血管壁的光學(xué)信息，設(shè)置在保護(hù)套以及套管19的外部。
[0039]激光信號由光纖11經(jīng)光學(xué)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)入導(dǎo)管光纖14。旋轉(zhuǎn)控制單元12和回撤單元13控制導(dǎo)管光纖14內(nèi)的傳動軸15帶動光纖旋轉(zhuǎn)，使得在光纖探頭16的入射光信號在血管內(nèi)能夠進(jìn)行360度掃描并且相應(yīng)地接收由血管壁18和壓力傳感器161反射的光信號。360度旋轉(zhuǎn)掃描可以獲取完整的血管內(nèi)壁橫斷面形貌和壓力數(shù)據(jù)。當(dāng)光纖探頭16完成360度旋轉(zhuǎn)獲取某一處完整的血管壁橫截面形貌后，回撤單元13帶動光纖探頭16沿血管徑向移動到下一個取樣點，再度完成360度掃描獲得此處完整的血管壁橫斷面形貌和壓力數(shù)據(jù)。以此類推，導(dǎo)管光纖14可以完成一段血管徑向和橫斷面完整的形貌和壓力數(shù)據(jù)。光纖探頭16是進(jìn)行精密加工的一組光學(xué)棱鏡透鏡系統(tǒng)。另外在光纖探頭16部分還設(shè)置了相應(yīng)的壓力傳感裝置。本實用新型的整個導(dǎo)管光纖的直徑不大于550微米，適用于2_?3.5mm的冠狀動脈內(nèi)，目前市場上商用的類似導(dǎo)管光纖直徑均大于800微米，足以改變2mm冠脈的血流動力學(xué)，從而不能精確地測量這類血管內(nèi)的壓力。
[0040]如圖3所示，為本實用新型實施例血管內(nèi)同時進(jìn)行OCT成像和壓力測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，包括掃頻激光器21、分光器22、延遲線和偏振器23、光學(xué)環(huán)形器24、合光器25、相干光接收器26、信號處理模塊27、影像工作站終端28以及上述實施例的血管內(nèi)同時進(jìn)行OCT成像和壓力測量裝置10，該裝置10中的驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)通過光纖11與光學(xué)環(huán)形器24連接。
[0041]影像工作站終端28控制掃頻激光器21產(chǎn)生掃頻激光信號，經(jīng)分光器22分為兩部分，一部分經(jīng)延遲線和偏振器23得到標(biāo)準(zhǔn)激光信號進(jìn)入合光器25，另一部分光經(jīng)光學(xué)環(huán)形器24進(jìn)入測量裝置10 ;通過測量裝置10得到的反射OCT光束和反射壓力光束經(jīng)過光學(xué)環(huán)行器24后傳入延遲線和偏振器23再傳送至接收端獲取血管壁的影像信息及血管內(nèi)的壓力信息，即與標(biāo)準(zhǔn)激光信號匯合到合光器25產(chǎn)生干涉信號，干涉信號被相干光接收器26接收并轉(zhuǎn)換成電信號，電信號經(jīng)放大與數(shù)模轉(zhuǎn)換后傳到信號處理模塊27，最后在影像工作站終端28顯示，最終完成對血管內(nèi)壁形貌圖像及血管內(nèi)壓力的測量。
[0042]如圖2所示，本實用新型實施例的光纖探頭16的光纖端面采用了球透鏡及透光器件的組合，信號光經(jīng)過球透鏡162，部分被折射(定義為OCT光束)，部分被透射(定義為壓力光束)。OCT光束射向血管壁，這時包含血管壁形貌信息的OCT光束被血管壁反射回球透鏡162，原路折回到圖3中的光學(xué)環(huán)形器24，再傳入延遲線和偏振器23再傳送至接收端獲取血管壁的影像信息及血管內(nèi)的壓力信息。壓力光束被球透鏡162透射后，繼續(xù)透過透光器件163射向壓力傳感器161 (壓力傳感器161可以是干涉儀、光纖光柵傳感器或者可變形隔膜等)，本實用新型實施例圖1中的壓力傳感器161為一層可變形膜，可變形膜感受血管內(nèi)血流壓力，并反射壓力光束，這時包含了血流壓力信息的反射壓力光束按原路返回到透光器件163和球透鏡162，與被反射的OCT光束會合，原路折回到圖3中的光學(xué)環(huán)形器24，最終達(dá)到對血管內(nèi)壁形貌圖像及血管內(nèi)壓力的測量的雙重目的。
[0043]在本實用新型的系統(tǒng)中，光的波長是連續(xù)可調(diào)的，不同波長的光進(jìn)入不同深度的血管組織產(chǎn)生不同的反射光，與標(biāo)準(zhǔn)激光信號的光匯合后產(chǎn)生不同的干涉影像信號。反射率作為組織深度的函數(shù)可通過對光譜干涉信號的傅里葉變換換算出來。這樣可以獲得血管壁組織毫米級深度，以及10微米級分辨率的輪廓影像。
[0044]基于上述實施例的系統(tǒng)，本實用新型的血管內(nèi)同時進(jìn)行OCT成像和壓力測量方法，主要包括以下步驟:
[0045]掃頻激光器產(chǎn)生掃頻激光信號，經(jīng)分光器分為兩部分，一部分經(jīng)延遲線和偏振器得到標(biāo)準(zhǔn)激光信號；
[0046]另一部分光經(jīng)光學(xué)環(huán)形器進(jìn)入測量裝置，通過驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)中的旋轉(zhuǎn)控制單元控制傳動軸帶動導(dǎo)管光纖旋轉(zhuǎn)，使得在光纖探頭的入射光信號在血管內(nèi)能夠進(jìn)行360度掃描，并且相應(yīng)地接收由血管壁和壓力傳感器反射的光信號；
[0047]當(dāng)光纖探頭在血管內(nèi)某一處完成360度旋轉(zhuǎn)后，通過回撤單元帶動光纖探頭沿血管徑向移動到下一個取樣點，再度完成360度掃描，以此類推，獲得一段血管中反射的光信號;
[0048]反射的光信號與標(biāo)準(zhǔn)激光信號匯合產(chǎn)生干涉信號，將干涉信號轉(zhuǎn)換成電信號，電信號經(jīng)放大與數(shù)模轉(zhuǎn)換后進(jìn)行處理得到一端血管中完整的血管內(nèi)壁橫斷面形貌和壓力數(shù)據(jù)，并顯示。
[0049]應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種血管內(nèi)同時進(jìn)行OCT成像和壓力測量裝置，其特征在于，包括成像測壓導(dǎo)管和驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)，其中: 成像測壓導(dǎo)管包括相連接的導(dǎo)管光纖和光纖探頭，所述導(dǎo)管光纖外部設(shè)有傳動軸；所述光纖探頭的光纖端面設(shè)有球透鏡和透光器件，該光纖探頭的端部設(shè)有壓力傳感器；進(jìn)入導(dǎo)管光纖的一部分光信號經(jīng)過球透鏡折射后射向血管壁，經(jīng)反射后原路返回，得到包含血管壁形貌信息的反射OCT光束；另一部分光信號通過透光器件射向壓力傳感器，經(jīng)反射后沿原路返回，得到包含血流壓力信息的反射壓力光束；所述反射OCT光束和所述反射壓力光束均通過所述導(dǎo)管光纖傳輸出去； 驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)，包括旋轉(zhuǎn)控制單元和回撤單元，所述旋轉(zhuǎn)控制單元連接導(dǎo)管光纖和外部光纖，并控制傳動軸帶動光纖探頭旋轉(zhuǎn)；所述回撤單元控制通過傳動軸控制光纖探頭沿血管徑向移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述光纖探頭的外部設(shè)有套管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述傳動軸外部設(shè)有保護(hù)套。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，該成像測壓導(dǎo)管還包括透明套管，與所述保護(hù)套以及所述套管連接為一體。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述保護(hù)套為剛性保護(hù)套。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述成像測壓導(dǎo)管的直徑不大于550微米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述壓力傳感器為干涉儀、光纖光柵或者可變形膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述透光器件為棱鏡或漸變折射率透鏡。
9.一種血管內(nèi)同時進(jìn)行OCT成像和壓力測量系統(tǒng)，其特征在于，包括掃頻激光器、分光器、延遲線、偏振器、光學(xué)環(huán)形器、合光器、相干光接收器、信號處理模塊、影像工作站終端以及權(quán)利要求1-7中任一項所述的血管內(nèi)同時進(jìn)行OCT成像和壓力測量裝置，該裝置中的驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)通過光纖與光學(xué)環(huán)形器連接； 影像工作站終端控制掃頻激光器產(chǎn)生掃頻激光信號，經(jīng)分光器分為兩部分，一部分經(jīng)延遲線、偏振器得到標(biāo)準(zhǔn)激光信號進(jìn)入合光器，另一部分光經(jīng)光學(xué)環(huán)形器進(jìn)入測量裝置；通過測量裝置得到的反射OCT光束和反射壓力光束經(jīng)過光學(xué)環(huán)行器后，與標(biāo)準(zhǔn)激光信號匯合到合光器產(chǎn)生干涉信號，干涉信號被相干光接收器接收并轉(zhuǎn)換成電信號，電信號經(jīng)放大與數(shù)模轉(zhuǎn)換后傳到信號處理模塊，最后在影像工作站終端顯示。
【專利摘要】本實用新型公開了一種血管內(nèi)同時進(jìn)行OCT成像和壓力測量裝置及系統(tǒng)，其中測量裝置包括成像測壓導(dǎo)管和驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)，其中：成像測壓導(dǎo)管包括相連接的導(dǎo)管光纖和光纖探頭，導(dǎo)管光纖外部設(shè)有傳動軸；光纖探頭的光纖端面設(shè)有球透鏡和透光器件，該光纖探頭的端部設(shè)有壓力傳感器；驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)，包括旋轉(zhuǎn)控制單元和回撤單元，旋轉(zhuǎn)控制單元連接導(dǎo)管光纖和外部光纖，并控制傳動軸帶動光纖探頭旋轉(zhuǎn)；回撤單元控制通過傳動軸控制光纖探頭沿血管徑向移動。本實用新型可在同一導(dǎo)管中實現(xiàn)對血管內(nèi)壁形貌圖像及血管內(nèi)壓力的測量。
【IPC分類】A61B5-00, A61B5-021
【公開號】CN204500629
【申請?zhí)枴緾N201520160583
【發(fā)明人】馮慶宇, 張林濤, 吳振英
【申請人】武漢阿格斯科技有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年3月20日