[发明专利]超细内窥镜插入管的形状检测装置及检测传感器制作方法

说明书

本发明提供了一种超细内窥镜插入管的形状检测装置，包括：直径小于1.2mm的可插入内窥镜插入管的形状检测传感器，其包含三根相互平行、相互外切的超细弹性丝组成的基材和置于基材自然沟槽内的三根FBG串，实时反馈内窥镜插入管形状传感信号；解调装置，实解调形状传感信号；主机，实时处理解调信号和重构超细形状传感器形状，并绘制内窥镜插入管的形状；监视器，实时显示内窥镜插入管形状。本发明还涉及形状检测传感器制作方法，包括：第一步，制作具有自然沟槽的超细基材，第二步，将FBG串封装于超细基材自然沟槽内。本发明无需改动内窥镜前提下可实现对超细内窥镜插入管形状的高精度检测，且关键部件形状检测传感器的制作方法简单，切实可行。

技术领域

本发明涉及一种显示内窥镜形状的装置及其相应检测传感器的制作方法，尤其是肺支气管镜等超细内窥镜形状的检测装置及其相应检测传感器的制作方法。

背景技术

医用内窥镜在体内的形状信息有助于增加内窥镜手术的安全性和时效性，减少病患者痛苦。例如，结肠镜在插入检查的过程中，要经过一段很复杂的路径，内窥镜在外力作用下容易发生肠内的结襻现象。又如，肺支气管分叉复杂，利用超细内窥镜进行支气管检查时，医护人员根据内窥镜CMOS图像进行导航时容易出现错误导航的现象，导致进错支气管。相比于结肠镜，肺支气管镜等超细镜镜体更细，对获取内窥镜插入管形状信息的传感器提出了超细径的要求。

在具备向插入体插入的细长的前段插入管的内窥镜中，已知有在前端插入管上设置弯曲形状检测传感器或经器械通道探入形状检测传感器来检测内窥镜插入管的形状的技术。弯曲形状检测传感器通过用光检测部检测被检测内窥镜插入管中的检测光的变化量，检测内窥镜插入管的形状。

专利文献1(授权公告号：CN102196761B)提供一种医疗设备，该设备设置有多个光纤光栅(FBG)传感器的FBG传感部。该传感部配置于插入到被检测者内部的内窥镜插入管，检测内窥镜插入管的应变。坐标计算部根据FBG传感部的检测结果计算各FBG传感器部的坐标，然后基于坐标转换计算内窥镜插入管的形状。该形状检测部需要对现有内窥镜进行改装，或全新研制一种新型的内窥镜，对获取内窥镜形状信息设置了很大的限制，不利于内窥镜形状检测技术的推广。

专利文献2(授权公告号：CN101750026A)提供一种本体形状重建大长度FBG曲率传感器及其封装方法。所提供FBG曲率传感器包括基材和光纤，基材为横截面呈正方形的形状记忆合金丝，有四根光纤分别贴附在形状记忆合金丝的四个侧面上，每根光纤上均匀分布光栅点，相邻两个光栅点成对构成监测点，四根光纤上的检测点相互交错排列，在每个光栅点处均匀光滑涂覆胶水，实现胶粘固定，然后外套塑料管。该专利文献提供的一种探针式传感器，可经由内窥镜器械通道插入内窥镜中，检测内窥镜插入管的形状。该专利文献提供的封装方法未涉及传感器尺寸。根据其后续专利文献3(申请公布号：CN106052582)提供的针对该传感器的封装方法，示出基材截面尺寸为1mm，光纤截面尺寸为0.25mm，考虑到该传感器还需要加塑料保护套，传感器横截面直径大于1.5mm。根据专利文献2所提供FBG曲率传感器和专利文献3所涉及封装方法，进一步减小传感器尺寸会导致光纤难以精确定位。然而，目前已有产品的超细内窥镜最小的器械通道为1.2mm(奥林巴斯，BF-XP290)，上述专利文献2提供的FBG曲率传感器无法满足实际的应用需求。

同时，专利文献2提供的FBG曲率传感器内FBG等间距分布，而内窥镜插入管各部位的形变事实上是不一样的。内窥镜端头的弯曲部长度很短，但往往要弯曲180°以上，等间距分布的FBG很难实现内窥镜插入管的高精度检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以通过简单的结构来实现内窥镜插入管，尤其是超细内窥镜插入管的形状检测装置，并配套给出一种简单且切实可行的形状检测传感器制作方法。

本发明采用的技术方案如下：