一種內(nèi)窺成像用超聲/光學(xué)雙模成像探頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及生物醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，尤其涉及一種內(nèi)窺成像用超聲/光學(xué)雙模成像探頭。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)窺成像技術(shù)被廣泛應(yīng)用于消化道、心腦血管系、泌尿系統(tǒng)以及統(tǒng)呼吸道等多個(gè)領(lǐng)域的影像診斷和圖像引導(dǎo)治療，極大地促進(jìn)了疾病的檢查精度。常見的內(nèi)窺成像技術(shù)包括超聲內(nèi)窺成像技術(shù)以及光學(xué)內(nèi)窺成像技術(shù)。其中，超聲內(nèi)窺成像技術(shù)由于組織對超聲的散射和衰減極小，對生物組織具有極好的穿透能力，能夠?qū)崿F(xiàn)幾毫米至幾厘米的超大深度成像，獲得生物組織或器官的整體結(jié)構(gòu)圖像信息，但是超聲成像技術(shù)的圖像分辨率較低、無法獲得組織的精細(xì)結(jié)構(gòu)，針對組織早期病變的微細(xì)變化診斷能力不足；而光學(xué)成像技術(shù)，特別是光學(xué)相干斷層成像(OCT)等技術(shù)，利用光學(xué)聚焦手段能夠獲得比超聲技術(shù)高10?100倍的圖像分辨率，能夠獲得組織的精細(xì)結(jié)構(gòu)，能夠清晰地發(fā)現(xiàn)組織的早期變化，但是通過光學(xué)聚焦的成像方法只能實(shí)現(xiàn)?I毫米的成像深度，無法獲得病變組織的整體結(jié)構(gòu)特征。因此，超聲技術(shù)和光學(xué)成像技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢互補(bǔ)的特點(diǎn)，發(fā)展超聲和光學(xué)結(jié)合的雙模成像技術(shù)成為一種趨勢。
[0003]在上述雙模內(nèi)窺鏡技術(shù)發(fā)展趨勢下，國內(nèi)外涌現(xiàn)了大量雙模成像探頭的設(shè)計(jì)及相關(guān)研宄。例如，美國專利US20110098572中描述將光學(xué)探頭與超聲探頭并排放置的雙模探頭方案，該方案可以實(shí)現(xiàn)同一時(shí)刻獲得同一個(gè)截面的超聲和光學(xué)圖像，但是，此類雙模探頭的直徑較大，無法針對管腔內(nèi)徑較小的部位進(jìn)行診斷檢查。美國專利US20090043191中提供解決上述問題的方案:將光學(xué)探頭與超聲探頭沿著成像探頭的軸向方向順序排列，如此，可使得雙模探頭的直徑比并排放置的雙模探頭的直徑縮小一倍，方便對管腔內(nèi)徑較小的部位進(jìn)行診斷檢查。
[0004]然而，上述軸向排列的雙模探頭中，由于光學(xué)探頭與超聲探頭在軸向方向上存在位置偏差，使得該雙模探頭在同一時(shí)刻獲得的超聲圖像與光學(xué)圖像不是同一個(gè)截面，而且，由于在掃描過程中，管腔無法避免有擾動(dòng)形變，導(dǎo)致后期針對同一位置的光學(xué)圖像和超聲圖像形態(tài)不一致，對于疾病的診斷有所影響。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種直徑較小、并能夠在同一時(shí)刻對同一個(gè)管腔截面進(jìn)行超聲和光學(xué)雙模成像的雙模成像探頭。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是:
[0007]一種內(nèi)窺成像用超聲/光學(xué)雙模成像探頭，包括:
[0008]光學(xué)模塊，用于傳輸和接收光學(xué)成像的光學(xué)信號，其由導(dǎo)光組件和位置固定組件構(gòu)成；
[0009]超聲組件，用于發(fā)射和接收超聲成像的超聲信號；
[0010]其特征在于，所述雙模成像探頭還包括一反射元件，其上設(shè)有一光學(xué)反射界面和一超聲反射界面，且所述光學(xué)模塊、所述反射元件及所述超聲組件沿著所述成像探頭的軸線方向而依次放置，使得所述反射元件可以同時(shí)側(cè)向反射所述光學(xué)信號和所述超聲信號。
[0011]所述雙模成像探頭還包括一探頭保護(hù)殼，其為一剛性空心殼，其中，所述位置固定組件、所述反射元件以及所述超聲組件設(shè)置在所述探頭保護(hù)殼內(nèi)部，且所述探頭保護(hù)殼上還設(shè)有分別與所述光學(xué)反射界面和所述超聲反射界面相對應(yīng)的光學(xué)窗口和超聲窗口。
[0012]所述光學(xué)反射界面由一層光學(xué)反射膜構(gòu)成。
[0013]所述反射元件為一薄片，所述光學(xué)反射界面與所述超聲反射界面相互平行，所述光學(xué)信號或所述超聲信號在所述反射元件上的反射方向與所述成像探頭的軸線之間的夾角為30?150°。
[0014]所述導(dǎo)光組件包括光纖，且所述光纖為單模光纖或多模光纖或雙包層光纖或光纖束。
[0015]所述導(dǎo)光組件還包括光束擴(kuò)束玻璃棒及聚焦透鏡，且所述光纖、所述光束擴(kuò)束玻璃棒及所述聚焦透鏡依次連接而構(gòu)成。
[0016]所述超聲組件包括一用于產(chǎn)生所述超聲信號的聚焦或非聚焦的超聲換能器和用于傳輸所述超聲信號的超聲換能器導(dǎo)線。
[0017]所述位置固定組件上和所述反射元件上均設(shè)有一允許所述超聲換能器導(dǎo)線從中通過的槽孔，且所述槽孔設(shè)置在所述位置固定組件上和所述反射元件的中間或側(cè)邊上。
[0018]所述雙模成像探頭還包括力矩傳輸導(dǎo)管，其與所述探頭保護(hù)殼相連接以將外部控制所述成像探頭旋轉(zhuǎn)的力矩傳輸至所述探頭末端，其中，所述力矩傳輸導(dǎo)管為至少兩層反向繞制成并緊密排列的螺旋彈簧管。
[0019]采用上述超聲/光學(xué)雙模成像探頭，可使得成像探頭的直徑較小，即使對于管腔直徑較小的部位也容易進(jìn)行檢查診斷，而且還能夠在同一時(shí)刻獲得同一個(gè)管腔截面的雙模成像，有利于疾病的檢查診斷；而且，由于探頭可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，對于彎曲部分的管腔組織的檢查也較為方便。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的超聲/光學(xué)雙模成像探頭結(jié)構(gòu)組成示意圖；
[0021]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例超聲/光學(xué)雙模成像探頭中導(dǎo)光組件組成示意圖；
[0022]圖3a及3b分別是本實(shí)用新型實(shí)施例超聲/光學(xué)雙模成像探頭中光學(xué)固定組件的立體圖及截面圖；
[0023]圖4a?4c分別是本實(shí)用新型實(shí)施例超聲/光學(xué)雙模成像探頭中反射元件的立體圖、截面圖以及軸向剖面圖；
[0024]圖5a?5c分別是本實(shí)用新型實(shí)施例超聲/光學(xué)雙模成像探頭中探頭保護(hù)殼的立體圖、仰視圖以及軸向剖面圖；
[0025]圖6a和6b分別是本實(shí)用新型實(shí)施例超聲/光學(xué)雙模成像探頭中超聲換能器的立體圖和側(cè)視圖。
[0026]符號說明:100超聲光學(xué)雙模成像探頭，101力矩傳輸導(dǎo)管，102導(dǎo)光組件，1021光纖，1022光束擴(kuò)束玻璃棒，1023聚焦透鏡，103位置固定組件，1031中空部，1032槽孔，104反射元件，1041槽孔，1042光學(xué)反射界面，1043超聲反射界面，105探頭保護(hù)殼，1051光學(xué)窗口，1052超聲窗口，106超聲換能器，107超聲換能器導(dǎo)線。
【具體實(shí)施方式】
[0027]本實(shí)用新型的主要技術(shù)方案為:通過在超聲/光學(xué)雙模成像探頭中增設(shè)一帶有光學(xué)反射界面和超聲反射界面的反射元件，利用該反射元件同時(shí)側(cè)向反射光學(xué)信號和超聲信號，以便能夠在同一時(shí)刻對同一個(gè)管腔截面進(jìn)行雙模成像，并能夠同時(shí)獲得管腔的三維圖像，如此，即可使得上述探頭結(jié)合超聲成像的超大成像深度和光學(xué)成像超高分辨率等優(yōu)點(diǎn)。
[0028]下面僅通過實(shí)施例以及相關(guān)附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的闡述。而且，應(yīng)當(dāng)說明的是，在本實(shí)用新型的描述中，“內(nèi)”、“外”等位置指示僅僅指示基于附圖、方便方案描述的定義而已，不應(yīng)當(dāng)理解為對本實(shí)用新型的限制。
[0029]圖1為本實(shí)施例的超聲/光學(xué)雙模成像探頭結(jié)構(gòu)組成示意圖。如圖1所示，上述成像探頭100包括光學(xué)模塊、反射元件104、超聲組件以及探頭保護(hù)殼105，其中，上述光學(xué)模塊、反射元件104和超聲組件均設(shè)置在上述探頭保護(hù)殼105內(nèi)部。此外，正常使用時(shí)，上述成像探頭100還與外部控制系統(tǒng)相連接，其中該外部控制系統(tǒng)具有發(fā)送光學(xué)成像用的光學(xué)信號及超聲成像用的超聲激勵(lì)信號、采集光學(xué)或超聲成像后的信號、分析信號以形成圖像的功能。一般情況下，光學(xué)成像用的光學(xué)信號為激光光束。
[0030]本實(shí)施例中，光學(xué)模塊由導(dǎo)光組件102和位置固定組件103構(gòu)成，其中，導(dǎo)光組件102用于傳輸光學(xué)成像用的光學(xué)信號，位置固定組件103則是用于將上述導(dǎo)光組件102固定在成像探頭100中。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例超聲/光學(xué)雙模成像探頭中導(dǎo)光組件組成示意圖。如圖2所示，導(dǎo)光組件102由光纖1021、光束擴(kuò)束玻璃棒1022以及聚焦透鏡1023構(gòu)成，且光纖1021、光束擴(kuò)束玻璃棒1022和聚焦透鏡1023依次通過熔接的方式而相互連接。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，上述數(shù)個(gè)部件之間也可采用其它方式而相互連接，如可拆卸式的連接方式等。而且，優(yōu)選的，本實(shí)施例中，光纖1021為單模光纖，光束擴(kuò)束玻璃棒1022為一段階躍折射率光纖，聚焦透鏡1023則為一段梯度折射率光纖。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)理解，上述光纖1021也可選擇為多模光纖或雙包層光纖或光纖束，具體可根據(jù)具體需要而選擇。
[0031]圖3a及3b分別是本實(shí)施例超聲/光學(xué)雙模成像探頭中位置固定組件的立體圖及截面圖。如圖3a和3b所示，本實(shí)施例中，位置固定組件103為一中空圓柱體，其中空部1031用于放置上述導(dǎo)光組件以使導(dǎo)光組件的末端保持固定。
[0032]超聲組件用于發(fā)射和接收超聲成像用的超聲信號。本實(shí)施例中，超聲組件包括一用于產(chǎn)生超聲成像用的超聲信號的超聲換能器106和用于傳輸上述超聲信號的超聲換能器導(dǎo)線107，確切地說，上述超聲換能器106可為聚焦或非聚焦的超聲換能器，可根據(jù)具體需要而選擇。而且，圖6a和6b分別是本實(shí)施例超聲/光學(xué)雙模成像探頭中超聲換能器的立體圖和側(cè)視圖。如圖6a及6b所示，上述