[发明专利]内窥式OCT微探头、OCT成像系统及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及应用于人体管腔OCT扫描成像检测，提供了一种OCT内窥扫描成像的OCT微探头、OCT成像系统及使用方法。

背景技术

光学相干层析扫描成像(Optical Coherence Tomography，简称OCT)，已广泛应用在眼科诊断领域，这项技术是建立在光学、电子学以及计算机技术科学的基础上，是集光电及高速数据采集和图像处理等多项前沿学科为一体的新型成像技术，OCT凭借其具有高分辨率、高速成像等优点而备受人们的关注，并在生物医学与临床诊断领域开始得到重视和应用。

与现有的CT、超声、MRI等其他成像方式相比，OCT具有极高的分辨率，与传统的激光共聚焦显微镜相比，OCT的成像深度具有明显的优势。传统光学探头的核心技术大多采用光纤束进行光传导并进行成像，或者采用CCD技术进行成像，此类内窥式探头仅能探测组织表面的病变，然而早期癌症的症状发生在表皮以下1-3毫米的深度，因此传统光学内窥探头就显得力不从心。目前也有通过超声原理进行医学成像的内窥探头，虽然可获得生物组织表层以下较深的组织信息，但分辨率仅为毫米量级，对早期的癌症易造成漏诊。

内窥式OCT技术是近十年伴随OCT技术发展而诞生并蓬勃发展的一项OCT分支技术，其核心目标是在不降低分辨率的前提下将OCT光学成像设备微型化，提供人体内部脏器管腔的高分辨率OCT图像。这项技术极大的扩展了OCT技术的应用领域，使得OCT检查对象由体表器官或活检样品发展到人体内脏，如血管、消化道以及呼吸道等。目前在临床方面，OCT内窥镜技术已经在检查动脉粥样硬化以及检查血管支架安放情况等方面有了初步的应用。

而内窥式OCT系统中的一个关键部件则是OCT微探头。它可以将与现有临床上使用内窥镜或微创技术结合，伸入人体内部脏器，采集并收集来自生物组织的背向散射光；同时也要满足物理尺寸小、机械强度高等特点。

作为OCT微探头的关键零件的自聚焦透镜，具有加工工艺成熟，生产成本低廉，结构简单装配容易等特点，同时也可以做到很小的尺寸，成为生产OCT微探头的首选，但其也存在一些缺陷，如：在很小尺寸下，其数值孔径有限，导致OCT微探头的横向分辨率降低，尤其使用长工作距离的自聚焦透镜时会导致横向分辨率急剧下降。

同时，OCT微探头在使用时，一般都会用圆柱形的塑料透明套管进行定位及保护，当激光经过圆柱形的塑料透明套管时，相当于经过了一个圆柱面负透镜，有散光现象的发生，这就会造成激光圆形光斑变成椭圆形光斑，导致扫描出来的图像发生了变形，影响诊断结果。

综上所述，需要设计一种应用于血管、消化道以及呼吸道等或人体组织狭窄空间的OCT检测系统，且具有较高的横向分辨率，能防止扫描出来的图像发生变形的高分辨率OCT微探头。

发明内容

本发明的目的是提供一种OCT内窥扫描成像系统的OCT微探头，所述OCT微探头包括单模光纤，套在弹簧管中；透镜组件，使通过光纤传播的光聚集在预定的工作距离处，所述透镜组件包括玻璃棒和自聚焦透镜，通过改变玻璃棒与单模光纤的胶合距离可以改变OCT微探头的工作距离；通过自聚焦透镜与玻璃棒的胶合，增大自聚焦透镜的通光孔径，进而提高OCT探头的数值孔径和横向分辨率。所述OCT微探头还可包括反射镜、支撑不锈钢管和开槽不锈钢管，这些光学元件端面用光学胶水胶合。

其中，所述单模光纤一端带有光纤标准接头，此接头可与OCT系统的光纤旋转端相连接，所述单模光纤套在弹簧管中(覆有PTFE膜)，弹簧管可以有效保护单模光纤，降低了探头旋转时的阻力，使所述OCT微探头整体扫描更平稳顺畅，所述光纤标准接头带有支撑不锈钢管，此不锈钢管在OCT微探头进行扫描时起支撑作用，使整个探头旋转扫描时更加平稳。所述单模光纤的另一端为倾斜端面，与同样也为倾斜端面的玻璃棒一端端面胶合，胶合面的倾斜有效降低了反射光对信号光的干扰，可以通过改变玻璃棒与单模光纤的胶合距离来改变OCT微探头的工作距离以达到所要求的预期工作距离。所述玻璃棒的另一端与所述自聚焦透镜以0°角端面胶合后封装于开槽不锈钢管内，玻璃棒的使用不仅增加了微探头的工作距离，并且增大了微探头的数值孔径，而数值孔径的增加也导致横向分辨率的提高，同时这一设计也极大的减短了自聚焦透镜的长度，保证了微探头的过弯性，使得整个微探头可以通过内镜钳道与导管一起直接进入人体食道。

优选地，所述自聚焦透镜与空气接触的面镀有增透膜，可降低光线在光学面之间的反射及增加透光性能，从而降低了由于光学面的反射光对信号光的影响，提高了OCT微探头的灵敏度。