[发明专利]一种血管内插入式可视化柔性光纤手术工具

说明书

本发明提供的是一种血管内插入式可视化柔性光纤手术工具，其特征是：它由具有环形波导的安德森局域光纤、照明光源、手术光源、光纤波分复用器、光纤侧抛耦合器、相机系统组成。所述组成中：(1)照明光源和手术光源的光波经过光纤波分复用器和光纤侧抛耦合器后输入具有环形波导的安德森局域光纤的环形芯内传输；(2)环形波导内传输的照明光束提供血管内照明，具有环形波导的安德森局域光纤的安德森局域光波导通道将血管内图像信息收集并传输至相机系统探测，寻找病变区域；(3)环形波导内传输的手术光束去除血管内病变区域。本发明可用于血管内肿瘤或血栓等病变区域的成像及手术，在心血管疾病的治疗领域有广泛应用。

(一)技术领域

本发明涉及的是一种血管内插入式可视化柔性光纤手术工具，属于医疗器械技术领域。

(二)背景技术

目前，动脉插管技术已经非常成熟。该技术在临床影像医学引导下，通过经皮穿刺血管途径或人体原有的孔道，将特制的导管、导丝等细微器械插至病变部位进行诊断性造影和治疗。该技术方法操作简单、损伤小、无需缝合血管，完全替代了以往手术切开暴露血管的方法，成为现代介入治疗的基本操作技术，在肿瘤的供血栓塞与药物灌注、动脉内照射、放射性损伤的预防、化疗等方面取得了良好的效果。但是由于治疗受限于治疗方法的局限性，很少有能将光引入血管及体内。

肿瘤光动力疗法与手术、化疗等常规治疗手段相比，具有创伤小、毒性低微、靶向性好、适用性好的诸多优点。但是光照方式局限于体表或较粗的空孔道，这很大程度上限制了其在医学领域的应用。公开号为201611234625.X的专利提出了一种血管光纤导丝，该光纤导丝可进入人体的动脉血管内，将光引入血管内病变位置进行光动力治疗。但是其结构简单，功能单一，无法对血管内进行成像。

对于传统的显微成像技术来说，深入活体器官或者组织内部获取图像信息极其困难。虽然人们已经利用光纤成像系统易于小型化和可任意弯折的特性初步解决了此类成像技术难题，但是传统的光纤成像系统仍然面临诸多瓶颈。这些问题主要集中在以下几点：1.对宽带光源的兼容性差；2.成像单元体积巨大、结构复杂；3.成像质量低、成像速度慢；4.鲁棒性差。光纤成像系统性能的局限性主要源于传统光纤的物理特性以及图像重建技术的缺陷。JianZhao等人提出了基于深度学习与安德森局域光纤的新一代光纤成像系统(Zhao J,SunY,Zhu Z,et al.Deep Learning Imaging through Fully-Flexible Glass-AirDisordered Fiber[J].ACS Photonics,2018.)。这套系统结构简单、成本低廉、鲁棒性极高。该光纤成像系统可以在非相关宽带光源下以20Hz高速实时传输无缺陷细胞图像。并且，系统在机械弯折扰动以及温度剧烈变化下仍然可以保持高速高质量的细胞图像传输。其无透镜状态下可以使成像深度延伸至4mm附近。

上述的成像系统虽然可用于细胞的成像传输，但是其需要另外的照明光源，并不适用于血管以及体内的成像。本发明提出一种血管内插入式柔性光纤手术工具，该光纤能够轻易插入血管内部，具有照明光束传输通道和图像传输通道，通过深度学习的解调方法，对血管内进行成像，方便准确寻找并定位病变区域。然后通过激光照射消融，对血管内的血栓、肿瘤等病变区域进行治疗，以满足生物、医疗等领域的诊断和治疗需求。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种血管内插入式可视化柔性光纤手术工具，可用于血管内肿瘤或血栓等病变区域的成像及手术，在心血管疾病的治疗领域有广泛应用。

本发明的目的是这样实现的：