具有集成到細長插入件內(nèi)的光纖的針頭的制作方法
【專利摘要】提出了一種針頭，其包括內(nèi)部具有多管腔插入件的插管或中空桿。所述插入件包括至少兩個管腔。所述插入件以及所述插管都具有斜面端。在所述插入件中，具有基本上直劈的光纖，可以將其在近端連接至控制臺。所述插入件中的遠端光纖末端的中的至少一個可以從所述插入件中伸出超過光纖直徑的一半。此外，所述插入件的斜面角不同于所述插管的斜面角，使得所述插管和插入件的組合滿足光纖末端不伸出到所述插管的斜表面之外。
【專利說明】具有集成到細長插入件內(nèi)的光纖的針頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體上涉及具有集成光纖的針頭。具體而言，本發(fā)明涉及包括具有小直徑的針頭的系統(tǒng)，其用于進行以漫反射和自發(fā)熒光測量為基礎(chǔ)的組織檢查以判斷組織是否癌變。此外，本發(fā)明還涉及制造這樣的針頭的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在腫瘤學(xué)領(lǐng)域，重要的是能夠在腫瘤組織和正常組織之間進行區(qū)分。黃金標準是在活檢之后或者手術(shù)切除之后在病理學(xué)部門對組織進行檢查。這一當前工作方式的缺點是缺乏在實施活檢或者執(zhí)行手術(shù)切除的過程中的實時反饋。例如，就活檢針頭而言，提供反饋的方式是在針頭的頂端并入執(zhí)行光學(xué)測量的光纖?？梢詫⒏鞣N光學(xué)方法與作為受到最為普遍的研究的技術(shù)的漫反射光譜法(DRS)和自發(fā)熒光測量一起使用。采用幾個探頭執(zhí)行這些測量，但是一般而言這些探頭具有鈍端表面，因此不是所述針頭的直接集成部分。
[0003]在美國專利US4566438中描述了一種尖銳的光纖一視覺探針，其中，在針頭的頂端結(jié)合了兩條可以執(zhí)行DRS和熒光測量的光纖。但是，所述探針頭中的光纖受到了斜削，因此所述光纖中的光的相當大的部分將在所述針頭的頂端處進行全內(nèi)反射，從而抵達光纖的包層材料，之后從光纖逸出。這一通過光纖的傳播可能使得包層材料產(chǎn)生顯著的量的不利的自發(fā)熒光發(fā)射，從而妨礙對組織自發(fā)熒光發(fā)射的測量。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了嘗試至少緩解所提到的缺陷，由根據(jù)本發(fā)明的實施例的針頭來實現(xiàn)下述要求:
[0005]-針頭必須尖銳。
[0006]-將光纖集成到針頭內(nèi)一定不能改變向組織內(nèi)的穿透特性。
[0007]-用于取得熒光的激勵光纖端和熒光檢測光纖之間的距離應(yīng)當小。
[0008]-探頭的自發(fā)熒光應(yīng)當比組織中生成的自發(fā)熒光小。
[0009]-多管腔的陰影效應(yīng)必須小。
[0010]-光纖本身的自發(fā)熒光必須比測得的組織信號小。
[0011 ]-所述針頭內(nèi)的光纖可以不延伸到所述插管的斜面之外。
[0012]-所述針頭應(yīng)當與批量生產(chǎn)相適應(yīng)。
[0013]-所述針頭的成本必須足夠低，從而能將其做成一次性的。
[0014]-為了針頭對吸收和散射對熒光信號進行校正，必須采用一條以上的光纖來完成DRS測量。
[0015]本發(fā)明的目的可以是將光纖嵌入到針頭內(nèi)，從而滿足上述要求。本發(fā)明的另一個目的可以是提供一種采用所述針頭的系統(tǒng)。本發(fā)明的另一個目的可以是提供一種用于制造這樣的針頭的方法。
[0016]這些和其他目的可以通過根據(jù)獨立權(quán)利要求的主題得以實現(xiàn)。在相應(yīng)的從屬權(quán)利要求中描述了本發(fā)明的其他實施例。
[0017]為了解決這些問題，提出了一種針頭，其包括內(nèi)部具有多管腔插入件的插管或中空桿。所述插入件包括至少兩個管腔。所述插入件以及所述插管兩者都具有斜面末端。在所述插入件中存在可以在近端末端處連接至控制臺的基本上直劈(即端面角度小，因而在界面處不會發(fā)生全內(nèi)反射)的光纖。所述插入件中的遠端光纖末端中的至少一個可以從所述插入件中伸出超過光纖直徑的一半。此外，所述插入件的斜面角不同于所述插管的斜面角，使得所述插管和插入件的組合滿足光纖末端不伸出到所述插管的斜表面之外。
[0018]一般而言，根據(jù)本發(fā)明的實施例的針頭包括中空桿、細長插入件和光纖。所述中空桿具有縱軸以及形成在其遠端部分處的第一斜面，所述第一斜面被形成為與所述縱軸成第一銳角。所述細長插入件具有形成于所述細長插入件的遠端部分的第二斜面，所述第二斜面被形成為與所述縱軸成第二銳角，其中，第一角度小于第二角度。所述光纖被插入到所述細長插入件之內(nèi)，并且所述細長插入件被布置并固定到所述中空桿之內(nèi)，使得所述第二斜面和所述光纖的前表面處于所述中空桿內(nèi)。
[0019]所述針頭的頂端(即，所述針頭的斜面)一般是傾斜的，從而允許容易地進入組織。因此，“斜面”是指允許將針頭引入到組織內(nèi)的幾何結(jié)構(gòu)。通常針頭的桿包括圓形截面。針頭桿的遠端，尤其是中空針頭的針頭桿的遠端被切割為使得形成橢圓形表面，該表面相對于針頭桿的縱軸發(fā)生傾斜。此外，在所述桿的縱軸和所述傾斜表面(即所述斜面)之間定義了一個角度。所述斜面在所述針頭的最遠端形成了尖的頂端。此外，所述針頭桿的外表面和所述斜面的傾斜表面之間的邊緣可以是修尖的。
[0020]在下文中限定了各個幾何方面，從而實現(xiàn)更好的理解。首先，所述針頭包括縱向主軸，其通常是旋轉(zhuǎn)對稱的桿的中心軸。此外，所述桿的頂端部分被切割為與所述主軸具有一定角度，從而形成了斜面。向所述斜面的表面上看以及向所述桿上看是指從“上方”來看。因此，針頭的“下方”與“上方”相反。所述斜面的尖的頂端指向所述針頭的“前面”。因此，從“側(cè)面”來看，有可能分辨出斜面和主軸之間的角度。
[0021]“斜面”一詞也可能包括針頭的頂端的類似結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)有助于將所述針頭引入到組織內(nèi)。例如，所述斜面可以是凸表面或凹表面，或者所述斜面可以是幾個小的表面的組合，其中，這些表面通過臺階或邊緣相互連接。也可能是桿的橫截面不完全被所述斜面切害I]，從而保留一個鈍的，即相對于所述針頭桿的縱軸具有垂直取向的區(qū)域。這樣的“鈍”端可以包括圓的邊緣，或者還可以形成圓的引導(dǎo)邊緣。作為另一個例子，可以由對稱或非對稱地布置的兩個或更多傾斜表面形成尖邊，由此形成了針頭的頂端。
[0022]應(yīng)當指出，所述斜面可以與所述軸形成銳角，使得所述針頭包括尖的頂端。所述銳角可以優(yōu)選約為20°。
[0023]根據(jù)另一實施例，所謂的第二斜面和所述光纖的前表面處于鄰近所述中空桿內(nèi)的所謂的第一斜面的位置。
[0024]可以將所述光纖的前表面形成為與所述縱軸成第三角度，其中，所述第三角度大于所述第二角度，其中，所述第三角度大約與所述縱軸成直角，其可以優(yōu)選是某一比90度小幾度的角度，即，處于80度和90度之間。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述第一斜面和第二斜面取向于相同的方向。
[0026]可以將所述針頭的細長插入件可移除地固定到所述中空桿內(nèi)。也就是說，可以將所述插入件固定為使其斜面與所述中空桿的斜面具有適當關(guān)系，在將所述針頭插入到組織內(nèi)的過程中以及在所述插入之后，可以釋放所述插入件，并將其從所述針頭桿中拉出，這樣可以將所述針頭用于物質(zhì)的注入或者從人體抽出(例如)液體。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所述細長插入件包括兩個通道，它們都具有處于所述細長插入件的第二斜面處的開口端，其中，一個開口端比另一個開口端更處于近端，并且其中，所述針頭包括兩條每者布置在所述通道之一內(nèi)的光纖，其中，被布置到具有更處于近端的開口端的通道內(nèi)的光纖可以從所述開口端伸出。所述光纖可以從所述通道的開口端中伸出超過光纖直徑的一半的長度。采用這樣的使光纖的末端表面緊密靠近的光纖布置，尤其有可能實現(xiàn)具有提高的信號的熒光測量。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，插入件中的兩個通道的開口端所處的位置彼此相隔一定距離，所述距離大于所述細長插入件的直徑。借助這樣的光纖布置，尤其有可能實現(xiàn)具有良好的結(jié)果的漫反射光譜測定。
[0029]例如，所述距離大于所述直徑的1.1倍。特別是，所述距離大于所述直徑的1.25倍。所述距離優(yōu)選大于所述直徑的1.5倍。換言之，處于針頭的頂端部分的光纖末端之間的距離應(yīng)當盡可能大 。應(yīng)當指出，所述距離是從所述光纖之一的中心軸到所述光纖中的另一條的中心軸測得的。
[0030]根據(jù)另一方面，所述針頭的針頭桿和頂端可以由金屬構(gòu)成，其中，所述金屬可以是MRI兼容的，例如，鈦。所述針頭也可以由陶瓷材料構(gòu)成。其優(yōu)點在于可以按照各種形狀進行模制，同時仍然能夠?qū)崿F(xiàn)尖銳魯棒的針頭尖。在另一端上，可以通過注塑成型來制作所述支架部分。所述細長插入件可以由塑料材料構(gòu)成，并且可以包覆有金屬涂層或者具有低自發(fā)熒光的包覆層。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所述針頭的中空桿還包括形成于所述斜面的兩側(cè)的小面。
[0032]“小面”可以是小的平面表面。通常可以從主體上切掉一個小的區(qū)域，從而得到具有到所述主體的其他表面的邊緣的表面，由此實現(xiàn)“小面”。小面的輪廓可能受到切削角的影響。此外，所述小面的表面可以是凸的或者凹的，即，所述小面可以是彎曲的，從而形成了部分呈圓柱形的形狀。優(yōu)選將所述小面的邊緣修尖，或者其可以是圓化的，因而是鈍的。
[0033]理論上，有可能通過切割組織或者移動(displace)組織而將針頭或儀器引入到組織內(nèi)。因此，針頭或儀器的邊緣將是尖銳的或者鈍的。應(yīng)當理解，切割組織和移動或擠壓組織的組合也是有可能的。根據(jù)應(yīng)用，所述針頭或儀器將或多或少地進行切割和/或移動。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所述細長插入件包括三個通道，每一通道具有處于所述第二斜面處的開口端，其中，所述第一開口端定位于遠端，第二開口端定位于所述第一開口端的附近，第三開口端定位于近端，并且其中，所述針頭包括三條分別布置在所述細長插入件的三個通道內(nèi)的光纖。這樣的光纖布置允許使漫反射光譜測定法與熒光測量相組合。
[0035]為了進一步增強針頭的功能，將具有第一開口端的通道形成為一對在所述細長插入件的第二斜面處在遠側(cè)并排定位的通道，因而向所述針頭內(nèi)集成了四個具有光纖的通道。應(yīng)當指出，具有第二開口端的通道而不是布置在最遠端的通道也可以是一對并排布置的通道。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種用于組織檢查的系統(tǒng)包括上文所述的針頭以及包括光源、光檢測器和用于處理所述光檢測器提供的信號的處理單元的控制臺，其中，所述光源和光檢測器之一可以提供波長選擇性。所述光源可以是激光器、發(fā)光二極管或濾波光源之一，所述控制臺還可以包括光纖交換機、分束器或二向色光束組合器之一。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述系統(tǒng)適于執(zhí)行來自包括以下項的組中的至少一項:漫反射光譜測定、熒光光譜測定、漫射光學(xué)斷層攝影、差分路徑長度光譜測定和拉曼光譜測定。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于制造上文所述的針頭的方法包括的步驟有:制造中空桿，包括形成與所述中空桿的縱軸具有第一角度的第一斜面；制造細長插入件，包括形成與所述縱軸具有第二銳角的第二斜面以及形成至少一個用于容納光纖的通道，其中，第二角度大于第一角度；將至少一條光纖放置并固定到相應(yīng)的通道內(nèi)；將所述細長插入件放置并固定到所述中空桿內(nèi)，使得所述第二斜面和所述至少一條光纖的前表面定位于所述中空桿內(nèi)?？梢詫⒅辽僖粭l光纖置于至少一個通道內(nèi)，使得在所述細長插入件的第二斜面處在所述通道的開口端形成凹穴。 [0039]本發(fā)明可以還涉及針對根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的處理單元的計算機程序。所述計算機程序優(yōu)選地被加載到數(shù)據(jù)處理器的工作存儲器內(nèi)。然而，可以通過諸如萬維網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)提供所述計算機程序，并且可以將其從這樣的網(wǎng)絡(luò)下載到數(shù)據(jù)處理器的工作存儲器內(nèi)。所述計算機程序可以控制光的發(fā)射，可以處理來自探測器光纖的近端處的光檢測器的信號。之后，可以在監(jiān)視器上對這些數(shù)據(jù)可視化。
[0040]必須要指出，本發(fā)明的實施例是參考不同主題描述的。具體而言，一些實施例是參考方法步驟描述的，而其他實施例是參考裝置或系統(tǒng)描述的。不過，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將從以上和下面的描述中了解到，除非另行指出，本申請被認為公開了不僅可以將屬于一種主題的特征的進行任何組合，還可以將涉及不同主題的特征進行任何組合。
[0041]本發(fā)明的上文定義的方面和其他方面、特征以及優(yōu)點也可以由下文描述的實施例的例子導(dǎo)出，并參考實施例的例子對其加以解釋。在下文中將參考實施例的例子更為詳細地描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于此。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明的針頭的第一實施例的遠端頂端部分。
[0043]圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明的針頭的第二實施例的遠端頂端部分。
[0044]圖3圖示了發(fā)射和接收光纖處于不同位置上的熒光測量結(jié)果。
[0045]圖4圖示了采用一條或多條從所述通道中伸出了不同的量的光纖的熒光測量結(jié)
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[0046]圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)。
[0047]圖6圖示了不同生物學(xué)發(fā)色團的吸收。
[0048]圖7是說明根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。
[0049]附圖中的圖示只是示意性的，而且并未按比例繪制。應(yīng)當指出，在適當?shù)那闆r下，為相似的元件提供了相同的附圖標記。
[0050]附圖標記列表:
[0051]100 中空桿[0052]110第一斜面
[0053]120支架部分
[0054]130連接器
[0055]200細長插入件
[0056]210第二斜面
[0057]220通道
[0058]230凹穴
[0059]232凹穴遠端
[0060]234凹穴近端
[0061]300光纖
[0062]310前表面
[0063]400處理單元
[0064]410光 源
[0065]420光檢測器
[0066]430監(jiān)視器
【具體實施方式】
[0067]圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的針頭的遠端頂端部分。所述針頭包括針頭桿100和細長插入件200。針頭桿100被形成為具有第一斜面110，插入件200被形成為具有第二斜面210，兩斜面取向于相同的方向。從圖1可以看出，第一斜面110的形成角度不同于第二斜面210的角度。
[0068]此外，針頭桿100具有在所述斜面的各個側(cè)面形成的小面120，所述小面向著前面以及所述頂端的側(cè)面取向。所述插入件200還包括在斜面210的表面處具有開口端的通道220。由于所述成角度的斜面，因而所述通道220的開口端提供了具有遠端232和近端234的凹穴230。在通道220內(nèi)布置具有前表面310的光纖300。
[0069]注意，圖1的右側(cè)視圖是沿左側(cè)視圖的中心線的剖面圖，因而在所述剖面圖中只能看到四個通道中的兩個。
[0070]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的針頭的第二實施例，其中，右側(cè)視圖僅示出了細長插入件200的遠端頂端部分，左側(cè)視圖是沿所述插入件的中心線的剖面圖，但是其帶有所述針頭的桿100。在這一實施例中，在布置在最遠端的通道和所述插入件的截面的中央之間在所述斜面210處形成一對通道220。相應(yīng)地，光纖300的頂端伸到了第二斜面210的表面之外。光纖300未伸出到針頭桿的第一斜面110之外。
[0071]此外，圖2示出了不同的角度。在所述針頭的縱軸和所述針頭桿100的第一斜面110之間形成了作為銳角的第一角度“a”。在所述縱軸和插入件200的第二斜面210之間形成了第二角度“b”，該角度也是銳角，但是其大于第一角度“a”。此外，可以將所述光纖的前表面310形成為具有第三角度“C”，其優(yōu)選小于90度但接近90度。
[0072]為了制造這樣的具有多腔插入件的針頭采用了插管。所述插入件通常由具有明確界定的管腔的塑料材料構(gòu)成，所述管腔所處的位置定義了可以插入到這些管腔內(nèi)的光纖之間的距離。所述管腔中采用的光纖通常是直切的，或者只具有適中的角度，從而避免在光纖末端處產(chǎn)生(部分)全內(nèi)反射。在全內(nèi)反射發(fā)生時，在光纖末端處反射的光將終止于光纖的包層內(nèi)。根據(jù)圍繞光纖的材料，光的部分將被反射回光纖的纖芯，并且能夠離開光纖。對于漫反射而言，其不太構(gòu)成問題，但是對于熒光而言，其將導(dǎo)致顯著量的本底熒光。其將妨礙對組織生成的熒光的檢查。
[0073]所述插入件在遠端被斜截出了一個大于插管斜面角度的角度。通過這種方式，在將光纖組裝到所述的多腔內(nèi)時，它們可以略微伸出到所述插入件的斜面之外，但又不超過所述插管的斜面。為了不影響針頭在組織中的插入特性，這一點是很重要的。[0074]將光纖組裝到插入件內(nèi)的最簡單的方式就是將光纖末端置為等于圖1所示的凹穴的開端。對于漫反射而言，這是一種可能的選擇，但是對于熒光而言則不優(yōu)選這樣做。對于熒光檢測而言，源和探測光纖末端之間應(yīng)當具有小的距離，以取得最佳的信號。這一點可以從圖3所示的測量結(jié)果中看出。如圖3的中間所示，光纖位于偏移開布置在所述斜面上的凹穴A和B內(nèi)。為了進行測量，所述光纖的末端在所述凹穴內(nèi)處于不同的位置上，因而相對于斜面表面處于不同的位置上。
[0075]在并排布置兩個凹穴，即凹穴A和D并使其彼此相鄰時可以實施另一觀測，圖4就是這種情況。在所述光纖基本上等于所述凹穴的開端時，凹穴壁的陰影效應(yīng)顯著，使得得信號變小。通過圖4中央的凹穴A和D之間的條對此給出了示意性地直觀表示。因而在這種情況下，盡管在兩條光纖都伸出了所述凹穴的開端，并且超出的量相同時，所述光纖之間的距離不發(fā)生變化，但是在它們伸出更多時由于凹穴側(cè)壁的影響降低因而信號將變高。因此，就熒光而言，所述光纖末端中的至少一個應(yīng)當伸過所述凹穴的開端。有利地，所述光纖末端伸過所述凹穴的開端的量大于所述光纖的直徑的一半。在另一實施例中，有利地，所述光纖末端伸過所述凹穴的開端的量大于所述光纖的直徑。
[0076]所述插入件可以批量生產(chǎn)?？梢猿膳厣a(chǎn)直切光纖?？梢詫Χ喙芮粌?nèi)的光纖組裝進行很好地控制，使得這些針頭與批量生產(chǎn)相適應(yīng)。此外，由于這種組裝方式的原因可以確保所述針頭具有相當?shù)偷某杀尽?br> [0077]圖7是說明根據(jù)本發(fā)明的針頭制造方法的步驟的流程圖。應(yīng)當理解，相對于所述方法描述的步驟是主要步驟，其中，這些主要步驟可以進行變化，或者可以將其劃分成幾個子步驟。此外，在這些主要步驟之間還可以存在子步驟。因此，僅在所述步驟對于理解根據(jù)本發(fā)明的方法原理而言很重要的時候才提到子步驟。
[0078]在步驟SI中，制造中空的針頭桿，其中，這一步驟包括形成相對于所述中空桿的縱軸具有第一銳角的斜面。
[0079]在步驟S2中，制造細長插入件，其中，這一步驟包括形成相對于所述縱軸具有第二銳角的第二斜面以及形成至少一個用于容納光纖的通道，其中，所述第二角大于所述第
__ Α-ζ-\
用?
[0080]在步驟S3中，將至少一條光纖放置并固定到通道內(nèi)?？梢詫⒅辽僖粭l光纖置于至少一個通道內(nèi)，從而在所述細長插入件的第二斜面處在所述通道的開口端形成凹穴。
[0081]在步驟S4中，將所述細長插入件置于所述中空桿內(nèi)，使得所述第二斜面以及所述至少一條光纖的前表面定位于所述中空桿內(nèi)，即，使所述光纖的前表面不伸出到所述針頭桿的第一斜面的表面之外。
[0082]在步驟S5中，使所述細長插入件可移除地相對于所述針頭桿固定。其優(yōu)選地通過所述針頭的支架部分上的處于所述插入件和所述針頭桿之間的可釋放連接來實現(xiàn)。
[0083]如圖5中所圖示，可以將具有針頭桿100以及包括光纖300的針頭連接至光學(xué)控制臺。所述光學(xué)控制臺含有光源410，其能夠使光通過一條或多條光纖300提供到處于針頭的遠端的斜面110處。通過一條或多條其他光纖300收集散射光，并將其引向一個或多個探測器420?！疤綔y”光纖處測得的反射光的量是通過所探查的結(jié)構(gòu)(例如，組織)的吸收和散射特性確定的?？梢酝ㄟ^處理單元400采用專用算法來處理所述數(shù)據(jù)。對于漫反射測量而言，所述光源或者探測器或者兩者的組合必須提供波長選擇性。例如，可以通過至少一條光纖將光從遠端頂端耦出，其起著源的作用，使波長在(例如)500-1600nm的范圍內(nèi)掃描，同時將至少一條探測光纖探測到的光發(fā)送至寬帶探測器?；蛘撸梢酝ㄟ^至少一條源光纖提供寬帶光，同時將通過至少一條探測光纖探測到的光發(fā)送至波長選擇探測器，例如，光譜儀 。
[0084]要想獲得有關(guān)漫反射測量的詳細討論，請參考R.Nachabe、B.H.W.Hendriks、A.E.Desjardins、M.van der Voort> Μ.B.van der Mark 和 H.J.C.M.Sterenborg 的“Estimation of lipid and water concentrations in scattering media with diffuseoptical spectroscopy from900tol600nm”(J.Biomed.0pt.15，037015(2010))。
[0085]對于熒光測量而言，所述控制臺必須能夠向至少一條源光纖提供激勵光，同時通過一條或多條探測光纖探測組織生成的熒光。所述激勵光源可以是激光器(例如，半導(dǎo)體激光器)、發(fā)光二極管(LED)或濾波光源，例如，濾波汞燈。一般而言，由激勵光源發(fā)射的波長短于要被探測的熒光的波長范圍。優(yōu)選采用探測濾波器濾除激勵光，從而避免由所述激勵光造成的探測器的可能的過載。在存在多個必須相互存在區(qū)別的熒光實體時，需要諸如光譜儀的波長選擇性探測器。
[0086]在將使熒光測量與漫反射測量相組合的情況下，可以將用于測量熒光的激勵光提供給同一源光纖，以作為用于漫反射的光。例如，這一操作是采用(例如)光纖交換機、分束器或者具有聚焦光學(xué)器件的二向色光束組合器實現(xiàn)的。備選地，可以采用單獨的光纖提供熒光激勵光和用于漫反射測量的光。
[0087]盡管上文描述了漫反射光譜測定法提取組織特性，但是也可以設(shè)想其他光學(xué)方法，例如，采用多條光纖的漫射光學(xué)斷層攝影、差分路徑長度光譜測定法、拉曼光譜測定法。此外，在采用造影劑而不是只看自發(fā)熒光時也可以采用所述系統(tǒng)。
[0088]根據(jù)本發(fā)明，可以利用下述算法導(dǎo)出不同的組織生色團的諸如散射系數(shù)和吸收系數(shù)的光學(xué)組織特性，所述組織生色團例如是血紅蛋白、氧合血紅蛋白、水、脂肪等。這些特性在正常的健康組織和患病(癌變)組織之間是不同的。
[0089]正常組織中主導(dǎo)可見光范圍和紅外范圍的吸收的主要吸收成分是血液(即血紅蛋白)、水和脂肪。圖6中呈現(xiàn)了這些生色團的吸收系數(shù)作為波長的函數(shù)。注意，血液主導(dǎo)可見范圍的吸收，而水和脂肪則主導(dǎo)近紅外范圍的吸收。
[0090]總吸收系數(shù)是(例如)血液、水和脂肪的吸收系數(shù)的線性組合(因而，對于每種成分使圖6所示的該成分的值乘以其體積分數(shù))。通過在對散射采用冪定律的同時對所述測量進行模型擬合(參考 R.Nachabe> B.H.ff.Hendriks、A.E.Desjardins、M.vander Voort> Μ.B.van der Mark 和 H.J.C.M.Sterenborg 的 “Estimation of lipid andwater concentrations in scattering media with diffuse optical spectroscopyfrom900tol600nm” (J.Biomed.0pt.15，037015(2010)))我們可以確定血液、水和脂肪的體積分數(shù)以及散射系數(shù)?，F(xiàn)在借助這種方法我們可以將測得的譜轉(zhuǎn)化成可以用來區(qū)分不同的組織的生理參數(shù)。
[0091]另一種區(qū)分譜中的差別的方式是利用主分量分析。這種方法允許對譜中的差別進行分類，因而能夠?qū)M織進行鑒別。也可以從光譜中提取特征。
[0092]例如,可以在Zhang等人的Optics Letters25 (2000),第1451頁中找到如何由測得的突光提取本征突光。
[0093]可以在具有微創(chuàng)針頭介入，例如，下腰痛介入當中，或者在癌癥診斷領(lǐng)域的活體檢查當中或者在需要針頭周圍的組織特征的情況下采用根據(jù)本發(fā)明的針頭。
[0094]盡管已經(jīng)在附圖和前面的描述中詳細例示和描述了本發(fā)明，但這樣的例示和描述被認為是例示性或示范性的而非限制性的；本發(fā)明不限于公開的實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過研究附圖、公開和所附權(quán)利要求，在實踐請求保護的本發(fā)明時可以理解和實現(xiàn)所公開實施例的其他變化。 [0095]在權(quán)利要求中，“包括” 一詞不排除其他元件或步驟，量詞“一”或“一個”不排除多個。單個處理器或其他單元可以完成權(quán)利要求中列舉的幾個項目的功能。盡管在互不相同的從屬權(quán)利要求中記載了特定措施，但是這并不表示不能有利地使用這些措施的組合?？梢栽谶m當?shù)慕橘|(zhì)上存儲和/或發(fā)布的計算機程序，介質(zhì)例如是與其他硬件一起供應(yīng)或作為其他硬件一部分供應(yīng)的光存儲介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)，但也可以通過其他形式發(fā)布，例如通過互聯(lián)網(wǎng)或其他有線或無線電信系統(tǒng)。權(quán)利要求中的任何附圖標記不應(yīng)被解釋為對范圍的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種針頭，其包括: 中空桿(100)，其具有縱軸和形成于所述中空桿的遠端部分并與所述縱軸成第一銳角Ca)的第一斜面(110)， 細長插入件(200)，其具有形成于所述細長插入件的遠端部分并與所述縱軸成第二銳角(b)的第二斜面(210)， 其中，所述的第一角度(a)小于所述的第二角度(b)，以及 光纖(300 ),其中,所述光纖被布置于所述細長插入件(200 )之內(nèi)， 其中，所述細長插入件被布置并固定到所述中空桿之內(nèi)，使得所述第二斜面和所述光纖(300)的前表面(310)定位于所述中空桿(100)之內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針頭，其中，所述光纖(300)的前表面(310)被形成為與所述縱軸成第三角度(c)，其中，所述第三角度大于所述第二角度(b)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針頭，其中，所述細長插入件(200)可移除地固定到所述中空桿(100)之內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針頭，其中，所述細長插入件(300)包括兩條通道(220)，這兩條通道都具有處于所述細長插入件的第二斜面(210)處的開口端，其中，一個開口端比另一開口端定位于更近側(cè)，并且其中，所述針頭包括兩條光纖(300)，每條光纖都布置在所述通道(220)中的一個之內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的針頭，其中，布置在具有定位于更近側(cè)的開口端的通道(220)之內(nèi)的光纖(300)從所述開口端中伸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的針頭，其中，所述兩個通道(220)的開口端被定位為彼此相隔一定距離，所述距離大于所述細長插入件(200)的直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針頭，其中，所述細長插入件(200)包覆有金屬包覆層或者自發(fā)熒光低的包覆層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針頭，其中，所述細長插入件(200)包括三個通道(220)，每一個通道都具有處于所述第二斜面(210)處的開口端，其中，第一開口端定位于遠側(cè)，第二開口端定位于所述第一開口端的附近，并且第三開口端定位于近側(cè)，并且其中，所述針頭包括分別布置在所述細長插入件的所述三個通道之內(nèi)的三條光纖(300 )。
9.一種用于組織檢查的系統(tǒng)，包括: 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的針頭，以及 控制臺，其包括光源(410)、光檢測器(420)和用于對所述光檢測器提供的信號進行處理的處理單元(400)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述光源(410)和光檢測器(420)中的一個提供波長選擇性。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述光源(410)是激光器、發(fā)光二極管或濾波光源中的一個。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述控制臺還包括光纖交換機、分束器或二向色光束組合器中的一個。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)適于執(zhí)行來自包括以下項的組中的至少一項:漫反射光譜測定、漫射光學(xué)斷層攝影、差分路徑長度光譜測定和拉曼光譜測定。
14.一種用于產(chǎn)生根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的針頭的方法，所述方法包括如下步驟: -制造中空桿(100)，包括形成與所述中空桿的縱軸成第一銳角(a)的第一斜面(110)， -制造細長插入件(200)，包括形成與所述縱軸成第二銳角(b)的第二斜面(210)并且形成在所述第二斜面處具有開口端的至少一個通道，其中，所述的第二角度(b)大于所述的第一角度(a)， -將至少一條光纖(300)放置并固定到相應(yīng)的通道(220)之內(nèi)， -將所述細長插入件(200)放置并固定到所述中空桿(100)之內(nèi)，使得所述第二斜面(210)以及所述至少一條光纖(300)的前表面(310)定位于所述中空桿(100)之內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述至少一條光纖(300)被置于其開口端定位于所述第二斜面處更近側(cè)的通道內(nèi)，使得所述光纖從所述開口端中伸出超過所述光纖的直徑的一半。
【文檔編號】A61B5/00GK103648368SQ201280031573
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月28日
【發(fā)明者】B·H·W·亨德里克斯, W·C·J·比爾霍夫, G·W·呂卡森, J·J·L·霍里克斯, S·D·范登貝爾赫-達姆斯, C·賴克, S·福斯, A·溫克爾, R·納沙貝, M·米勒, M·范德沃爾特 申請人:皇家飛利浦有限公司