[发明专利]一种柔性光纤传像束及其制备方法和应用

说明书

本发明是关于一种柔性光纤传像束及其制备方法和应用，所述柔性光纤传像束包括多个柔性单元，所述柔性单元包括按密堆积方式排列的多个传像单元，所述传像单元包括皮玻璃层和芯玻璃层。本发明所制备的柔性光纤传像束，其单纤维直径为4.0μm～5μm，像元数≥100000，其理论分辨率大于100lp/mm，具有高分辨率特征。

技术领域

本发明涉及一种柔性光纤传像束及其制备方法和应用，属于医疗内窥镜用光纤传像束领域。

背景技术

医疗内窥镜是一种经人体的天然孔道，或者微小的手术切口进入人体，利用光纤传像、传光原理及其柔软弯曲性能，对肉眼不易观察的隐蔽部位进行直接快速的检查和诊疗的一种技术。随着微创手术的蓬勃发展，医疗内窥镜以诊疗精准、创口小等突出优点，在现代医学中得到了越来越广泛的应用，已逐渐成为人类窥视、治疗人体器官的重要工具之一。医疗内窥镜在200多年的发展过程中，结构由最初的硬管式内窥镜、半曲式内窥镜，逐渐发展到了光纤内窥镜，图像质量也发生了一次次质的飞跃。

光纤内窥镜系统主要由窥镜系统、图像显示系统和照明系统组成，其中柔性光纤传像束是窥镜系统的重要组成部分，主要起观察和成像的作用，是影响内窥镜图像质量的关键元件。医疗内窥镜的成像质量直接影响着内窥镜的使用效果和诊疗的精准度。因此，作为内窥镜系统的关键元件——柔性光纤传像束，必须具备分辨率高、弯曲部分柔韧性好，图像传输质量佳等性能。

柔性光纤传像束由上万根光纤按照一定的规则顺序严格排列成束，能够实现传光和传像功能，并可实现任意弯曲，是内窥镜系统的核心光学元件。使用光纤传像束来传输图像是其它的光学系统无法代替的，其最重要的特征就是传像束两端的光纤一一严格对应，每根光纤都有良好的光学绝缘性，其独立传光不受邻近其它光纤的影响。对于光纤传像束而言，透过率、分辨率、断丝率是最重要的参数。

柔性光纤传像束的制备技术分为层叠法和酸溶法。层叠法是将光纤束按照特定的形状和尺寸排列而制成的，其特点是工艺简单，但是存在单元丝径无法做小，导致分辨率低，单元丝直径小于50μm，排列难度大，容易产生错位等结构缺陷，因此采用层叠法无法制备出医疗用高分辨率柔性光纤传像束。酸溶法是采用复丝制束工艺。该方法制造光纤传像束所用的单根光纤包含三种材料，分别为高折射率、高透过率的光纤芯玻璃和低折射率的耐酸性能良好的光学包层玻璃以及可酸溶玻璃。三种玻璃经过纤维拉制后形成硬质光纤束，然后将硬质光纤束浸泡在一定浓度的酸溶液中，经过一段时间的腐蚀，酸溶玻被溶解掉，成为一根根离散的单丝，从而制得柔性光纤传像束。该方法的优点是可获得更细的单元丝，更小的像元尺寸，因此其分辨率较高。但是酸溶法的缺点是由于单元丝的尺寸太小(6～10μm)，极易在酸溶过程中产生单元丝的断裂，导致图像出现暗区，极大的影响了图像分辨率和成像质量。

综上所述，光纤传像束的分辨率与单元丝直径成反比，理论上单元丝直径越小，光纤束的分辨率越高。但是随着光纤束截面尺寸、单元丝直径的减小，光纤结构单元的强度逐渐下降，导致断丝率的增加，造成了光纤束分辨率和成像质量的恶化。因此，如何解决酸溶法的断丝问题，提高成像质量是该技术领域的难点问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种柔性光纤传像束及其制备方法和应用，其不但解决了光纤传像束小截面与高分辨率之间的矛盾，同时获得了柔性好、断丝率低的光纤传像束。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本发明提出的一种柔性光纤传像束，所述柔性光纤传像束包括多个柔性单元，所述柔性单元包括按密堆积方式排列的多个传像单元，所述传像单元包括皮玻璃层和芯玻璃层。

优选的，前述的柔性光纤传像束中，其中所述密堆积方式为正六边形、正方形或正三角形密堆形式。

优选的，前述的柔性光纤传像束中，其中所述柔性单元的尺寸(对边距)30μm～40μm；所述传像单元为单纤维。