[发明专利]一体化超微型光学相干断层成像探头

说明书

【技术领域】

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种应用于心血管OCT或人体组织狭窄空间的检测，以防止出现干涉环的一体化超微型光学相干断层成像探头。

【背景技术】

随着科学的发展，在医学和生物学中，先后出现了各种各样的成像仪器，例如：超声成像、X光成像、CT、MRT和PET等等，但是这些仪器多少都有自己的优点和不足之处。超声成像依赖于生物组织的声阻抗，对比度差，难以发现早期的癌变；X光成像依赖于生物组织的密度，密度越大，图像就越白，但是对于密度接近的不同器官和组织的图像则因对比度不高而无法分辨，而且X射线透视使组织遭受强离子辐射的作用，入射的高能量会使生物组织离化。另外，层析成像技术中的CT、MRT和PET设备和使用费用昂贵，对人体有一定的损伤作用；例如：X-CT具有较高的成像深度，可以探测整个身体，分辨率能达到0.7mm至2.0mm，不过扫描和大计算量的图像重建工作都要花费较长的时间，得到一幅完整的CT图像一般需要十几秒钟，因此它不适合作实时高分辨率成像；MRI基于强磁场和高频信号导致体内原子共振发出它们本身的信息，而且其分辨率也相对比较低。而光学成像技术成为了相对比较理想的技术，其中最主要的代表是光学相干断层成像技术（optical coherence tomography）OCT。它的优点在于：利用对人体无损伤的红外光做为光源（一般是830nm或1310nm），利用相干时间门的原理实现层析，具有很高的分辨率（微米级），可实现非接触、无辐射、高分辨率并实时成像和在体活检。其由于具备上述特别的优点，光学相干断层成像技术是近20年来发展最快的一种医学成像技术，主要用于眼科、皮肤、牙科、心血管、呼吸道和胃肠道、早期癌症检测等。

OCT技术的核心是迈克尔逊干涉仪，由于OCT技术其实最早来源于白光干涉测量法，光学相干域反射测量技术。该技术使用一宽带光源发出的相干光进行反射域的测量，并通过实验得到了10um的轴向分辨率和大于100dB的动态范围。而传统的影像方法主要包括核磁共振血管成像和血管造影成像，然而这些成像只能够呈现出血管的外形或者内部轮廓，对血管壁以及血管腔的细节部分显现非常模糊，包括血管壁动脉化斑块的大小、成分、裂纹等，这些信息对于血管完整性评估和预测有着重要的临床价值。而且，由于X射线具有很强的辐射性，这样也在一定程度上限制了使用性。因此，理想的血管成像技术应该在保证必要的安全性的前提下不仅可以发现血管的病灶区域而且可以对该区域的病灶特性进行分析，从而为临床诊断提供有效的科学依据。血管内超声成像（intravascular ultrasound tomography， IVUS）可以将一个微型的超声成像探头直接伸入血管内部进行血管的断面扫描成像。这种技术在一定程度上提高了血管成像的分辨率，可以发现某些明显的病灶区域，但是由于所采用超声探头的频率普遍在20-50MHz之间，对应图像分辨率大约为200-100μm左右，这个分辨率还不足以看清血管壁的细节，存在许多局限性。而采用近年发展起来的光学相干断层层析（optical coherence tomography，OCT）技术可以实现心血管内微米级高分辨率的成像，对临床鉴别和诊断冠状动脉粥样硬化以及干预治疗的效果进行跟踪评价。

内窥OCT 的出现，为将来进行体内组织病变以及癌症诊断提供了强有力的帮助。血管内OCT成像（Intravascular OCT，IV-OCT）具有能够呈现出动脉硬化的微观细节的独特功能，特别是那些被认为是很容易就会突然破裂的硬块。这种技术的最大优势就是它的高分辨率，比血管内超声成像的分辨率高出10倍，可以从组织形态上观察动脉粥样硬化斑块和冠状动脉微小结构变化。此外，对于血管内植入支架的观察和定位，血管内OCT成像是普通造影技术和血管内超声成像所无法比拟的。从OCT成像的结果中医生能够清晰地观察到支架是否完全贴壁、是否完全扩张、组织撕裂、组织脱垂和支架支撑杆是否分布均匀等情况，这些为评价手术支架的使用具有极其重要的意义。目前随着OCT技术的发展，已经能够实现冠状动脉内的高速高分辨率成像，并且由于小型化光纤成像导管探头的出 现，可以实现狭窄动脉管内壁的成像，这些都是普通成像技术所难以达到的。OCT成像导管与血管内超声导管比较，OCT导管仅由一条光纤构成，不需要任何传感器，结构简单实用。