[发明专利]一种内窥型光学相干断层成像探头及其成像系统

说明书

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种内窥型光学相干断层成像探头及其成像系统。

背景技术

自1991年麻省理工的Fujimoto和David Huang发明OCT（(optical coherence tomography，光学相干断层成像技术）以来，OCT在医疗领域的应用便迅速发展起来，其中在眼科领域的应用最为成熟。另外，在心内科、呼吸科、消化内科、泌尿科领域，内窥型OCT以其探测深度浅但分辨率高的特点，与超声内窥镜（探测深度深、分辨率低）形成互补的关系。特别是在心内科心血管检查时，内窥型心血管OCT已有成熟的仪器和较多的临床使用病例，很大程度上弥补了IVUS（intravenous ultrasound，心血管内超声）技术由于分辨率不足而无法看到心血管内精细结构的缺陷。

传统内窥型OCT光路的基本结构为迈克尔逊干涉仪，光源出来的激光通过光纤耦合器，10%分配到参考臂，90%分配到样品臂。从参考臂返回的参考光和从样品组织返回的信号光通过50/50的光纤耦合器汇合形成干涉信号，如图1所示。在这种传统结构光路中，参考光和信号光分别在独立的的光路中传输，会带来以下的问题：

1.由于OCT探头高速旋转，参考臂保持静止，两路光的偏振态无法保持一致，导致干涉信号产生强弱起伏变化，影响最终图像质量。

2.由于OCT探头为一次性使用耗材产品，每次给病人做检查都要使用新的探头，探头制造过程中会无法保证每个探头的长度严格一致，致使每次给病人使用时都需要调节参考臂来进行两路光的光程匹配。医生操作繁杂，同时也给整套成像系统带来不稳定因素。

3.由于参考臂光束在空气中传播，而样品臂（即探头）部分光束完全在光纤内传播，导致两路光的色散不一致，使图像质量严重下降。如需色散补偿，则需要通过复杂的软件算法来进行。

发明内容

针对以上技术问题，本发明公开了一种内窥型光学相干断层成像探头及其成像系统，能够很好地避免上述由于参考光路径和信号光路径分开来所导致的三个问题，而且整个光路系统更为简单、紧凑、可靠性更高。

对此，本发明采用的技术方案为：

一种内窥型光学相干断层成像探头，其包括单模光纤和光束转折构件，所述单模光纤的末端和光束转折构件之间设有反射面，所述光束转折构件包括光束转折面，所述光束转折面或其切面与单模光纤的轴心线的夹角为锐角；所述单模光纤射出的光束的小部分光经所述反射面产生反射而原路返回，形成参考光，所述单模光纤射出的光束的大部分光射到光束转折面上反射后投向待测样品组织，从样品组织上返回的信号光经光束转折构件后被耦合进入到探头单模光纤后，与参考光汇合形成干涉光信号。

采用此技术方案，光源的激光束由探头的单模光纤的接头端耦合进入后，传输至单模光纤的末端，此时由于单模光纤的末端端面设置为反射面，小部分光将会产生反射，原路返回，这部分光即为参考光；大部分光将会穿过反射面，此部分为样品光。而后紧邻的光束转折部件，将样品光变成转折光束使得样品光从侧面出射，聚焦到样品组织上。从样品组织上返回的信号光被耦合进入到探头单模光纤后，与参考光汇合形成干涉光信号，这样整个光路系统更为简单、紧凑、可靠性更高；而且不需要单独参考臂，也避免由于参考臂光路和样品臂（探头）光路分离，导致参考光和信号光偏振态难以匹配一致的问题，从而消除两路光偏振态对图像质量的影响，提高了图像的质量和稳定性。其中的光束转折构件可以为反光镜。

作为本发明的进一步改进，所述单模光纤和光束转折构件之间设有聚焦构件。进一步的，所述聚焦构件与单模光纤的末端之间设有间隙。采用此技术方案，紧邻单模光纤末端设置的聚焦部件，对样品光进行聚焦，具有更好的效果。

作为本发明的进一步改进，所述聚焦构件与光束转折构件之间设有间隙。

作为本发明的进一步改进，所述聚焦构件与光束转折构件固定连接。

作为本发明的进一步改进，所述聚焦构件与光束转折构件为一体式结构。

作为本发明的进一步改进，所述聚焦构件为聚焦透镜。

作为本发明的进一步改进，所述单模光纤和光束转折构件同轴设置。