一種光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及心臟介入治療領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲，適用于心臟介入手術(shù)以及心內(nèi)壓測(cè)量。
【背景技術(shù)】
[0002]心腦血管疾病是當(dāng)今世界上威脅全球人類健康與生命的頭號(hào)殺手，其發(fā)病率和死亡率已超過腫瘤性疾病而躍居世界第一。心腦血管疾病主要包括高血壓、冠心病、卒中、腦出血、心肌腦梗等。對(duì)冠心病的診斷和治療具有非常重要的意義。
[0003]冠脈造影及血管內(nèi)超聲均被認(rèn)為是診斷冠心病的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但它們只能對(duì)冠脈狹窄程度進(jìn)行影像學(xué)評(píng)價(jià)。而在1993年由Pijls提出的通過壓力測(cè)定推算冠脈血流的新指標(biāo)-血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)(Fract1nal Flow Reserve, FFR)，經(jīng)過長(zhǎng)期的基礎(chǔ)與臨床研究，已經(jīng)成為冠脈狹窄功能性評(píng)價(jià)的公認(rèn)指標(biāo)，而FFR測(cè)定的關(guān)鍵是要依靠壓力導(dǎo)絲。
[0004]FFR (Fract1nal Flow Reserve)血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)，是一個(gè)冠脈狹窄功能性評(píng)價(jià)指標(biāo)。它的定義為:指存在狹窄病變時(shí)，血管的最大血流量比上假設(shè)不存在狹窄病變時(shí)所能獲得的最大血流量。在最大血管舒張的情況下(藥物或最大運(yùn)動(dòng)負(fù)荷)，心肌的微血管阻力被打掉，到心肌的血流量和心肌灌注壓成正比。因此可以通過測(cè)量壓力，從而測(cè)量血流量。
[0005]由于壓力導(dǎo)絲的測(cè)量技術(shù)要求較高，目前市場(chǎng)上成熟的壓力導(dǎo)絲產(chǎn)品非常少，并且均是基于電學(xué)的壓阻傳感原理，這有可能導(dǎo)致病人發(fā)生電擊危險(xiǎn)，不能和其他電磁設(shè)備同時(shí)使用，使用環(huán)境較為嚴(yán)苛。
[0006]近年來，飛速發(fā)展的光纖傳感技術(shù)為FFR測(cè)量提供了一種先進(jìn)的解決方案。光纖傳感技術(shù)是以光纖為媒質(zhì)、以光為載體的全光測(cè)量方法，具有精度高、體積小、成本低、抗電磁干擾、動(dòng)態(tài)范圍大等傳統(tǒng)電學(xué)傳感器無法比擬的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
[0007]RADI醫(yī)療系統(tǒng)公司(RADI MEDICAL SYSTEMS)曾經(jīng)提出一種光纖壓力導(dǎo)絲的專利申請(qǐng)(US5694946A)，該技術(shù)方案是采用壓力導(dǎo)絲的端部設(shè)置一受壓膜片，當(dāng)膜片受壓變形時(shí)，改變光纖中的光強(qiáng)進(jìn)行壓力測(cè)量的。該技術(shù)方案存在的主要問題是，第一，光強(qiáng)受到導(dǎo)絲彎曲的影響很大，因此在心臟介入手術(shù)過程中因彎曲造成的測(cè)量誤差較大。第二，導(dǎo)絲端部膜片內(nèi)形成的空氣腔受到溫度影響較大。由于在身體內(nèi)外以及身體內(nèi)不同位置溫度不一樣，測(cè)壓部位的空氣熱脹冷縮引起的膜片變形將會(huì)給壓力測(cè)量造成很大誤差。
[0008]因此，如何消除現(xiàn)有電學(xué)壓力導(dǎo)絲可能導(dǎo)致病人發(fā)生電擊危險(xiǎn)，不能和其他電磁設(shè)備同時(shí)使用的缺點(diǎn)，在實(shí)現(xiàn)無電子元件測(cè)量的同時(shí)，消除光強(qiáng)的影響和溫度的影響，成為目前壓力導(dǎo)絲應(yīng)用中亟需解決的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009](一 )要解決的技術(shù)問題
[0010]本實(shí)用新型的目的在于，提供一種光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲，在實(shí)現(xiàn)無電子元件測(cè)量的同時(shí)，消除光纖壓力導(dǎo)絲光強(qiáng)和溫度的影響。
[0011](二)技術(shù)方案
[0012]本實(shí)用新型提供一種光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲，包括光纖和固定在光纖端面上的測(cè)壓腔，測(cè)壓腔包括反射鏡和測(cè)壓面，測(cè)壓面作為測(cè)壓腔的一側(cè)壁，在心內(nèi)壓作用下產(chǎn)生形變，反射鏡與測(cè)壓面和光纖端面均成45度角，其中:
[0013]光纖向測(cè)壓腔傳輸入射光，入射光的一部分在光纖端面發(fā)生反射，形成第一反射光，另一部分穿過光纖端面，并先后在反射鏡、測(cè)壓面和反射鏡上發(fā)生反射，形成第二反射光，第一反射光和第二反射光發(fā)生干涉，并通過所述光纖傳輸至外界的光譜儀，光譜儀通過檢測(cè)輸出光譜的變化，得到心內(nèi)壓的大小。
[0014](三)有益效果
[0015]本實(shí)用新型提供的光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]1、采用全光纖技術(shù)方案，無任何電子器件，消除了現(xiàn)有電學(xué)壓力導(dǎo)絲可能導(dǎo)致病人發(fā)生電擊危險(xiǎn)、不能和其他電磁設(shè)備同時(shí)使用的缺點(diǎn)；
[0017]2、采用帶有空氣孔的空心光纖，消除了測(cè)壓腔內(nèi)溫度變化導(dǎo)致空氣熱脹冷縮的影響；
[0018]3、采用光纖干涉的方案，消除了光纖的影響。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲的示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲的前端部示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本實(shí)用新型提供一種光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲，包括光纖和固定在光纖端面上的測(cè)壓腔，測(cè)壓腔包括反射鏡和測(cè)壓面，其中，反射鏡與測(cè)壓面和光纖端面均成45度角，使測(cè)壓面與光纖端面構(gòu)成一個(gè)光學(xué)法布里-珀羅(Fabry-Perot)腔，進(jìn)而在光纖端面發(fā)生光干涉，并通過光纖傳輸至外界的光譜儀，光譜儀通過檢測(cè)輸出光譜的變化，得到心內(nèi)壓的大小。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，測(cè)壓面22 —般是具有生物相容性的金屬薄膜，需同時(shí)具有良好的彈性和一定的反光特性，如鈦合金膜，測(cè)壓面22作為測(cè)壓腔20的一側(cè)壁，在心內(nèi)壓作用下產(chǎn)生形變，反射鏡21與測(cè)壓面22和光纖端面24均成45度角，其中，端面24既可以是光纖自身切割形成的端面，也可在上面鍍具有部分反射功能的介質(zhì)膜。光纖10向測(cè)壓腔20傳輸入射光，入射光的一部分在光纖端面24發(fā)生反射，形成第一反射光，另一部分穿過光纖端面24，并先后在反射鏡21、測(cè)壓面22和反射鏡21上發(fā)生反射，形成第二反射光，第一反射光和第二反射光發(fā)生干涉，并通過所述光纖10傳輸至外界的光譜儀，光譜儀通過檢測(cè)輸出光譜的變化，得到心內(nèi)壓的大小。
[0023]根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，光纖10包括至少一條氣孔11，氣孔11沿所述光纖10的長(zhǎng)度方向貫通，并與所述測(cè)壓腔20連通，由于孔11內(nèi)的空氣量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于測(cè)壓腔20內(nèi)的空氣量，因此，由于溫度變化引起的測(cè)壓腔20內(nèi)的空氣的熱脹冷縮會(huì)被孔11內(nèi)的空氣“平均”掉，因此消除了該心內(nèi)壓導(dǎo)絲測(cè)量壓力時(shí)所受的溫度影響。
[0024]根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，還包括一導(dǎo)絲頭30，其固定在測(cè)壓腔20前端，用于引導(dǎo)光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲從血管進(jìn)入心臟內(nèi)部。
[0025]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0026]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲的示意圖，圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲的前端部示意圖，如圖1和圖2所示，光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲包括:空心光纖10，用于作為導(dǎo)絲的主體，進(jìn)入心臟內(nèi)部；位于空心光纖10最前端的測(cè)壓腔20，用于測(cè)量心內(nèi)壓；位于測(cè)壓腔前端的導(dǎo)絲頭30，用于引導(dǎo)導(dǎo)絲從血管進(jìn)入心臟內(nèi)部；位于測(cè)壓腔20內(nèi)的45度反射鏡21，用于反射從空心光纖10入射的光；位于測(cè)壓腔20側(cè)壁的測(cè)壓面22，用于感受心內(nèi)壓、反射從反射鏡21來的光并在心內(nèi)壓作用下產(chǎn)生形變。
[0027]空心光纖10至少包括多條充滿空氣的氣孔11，氣孔11內(nèi)的空氣與測(cè)壓腔20連通，消除了該心內(nèi)壓導(dǎo)絲測(cè)量壓力時(shí)所受的溫度影響。
[0028]反射鏡21與測(cè)壓面22、空心光纖10的端面24均成45度角，使測(cè)壓面22與空心光纖10的端面24構(gòu)成一個(gè)光學(xué)法布里-珀羅腔，即由空心光纖10傳輸來的入射光經(jīng)過反射鏡21反射到測(cè)壓面22的內(nèi)側(cè)，并被測(cè)壓面22的內(nèi)側(cè)反射，再次經(jīng)過反射鏡21反射回到空心光纖10的端面24，其中一部分光與入射光被空心光纖10的端面反射回去的光發(fā)生干涉。
[0029]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲的工作原理為，由空心光纖10傳輸來的入射光傳輸至空心光纖10的端面24時(shí)，有一部分光被空心光纖10的端面24反射回去，其余的光繼續(xù)向前傳輸，經(jīng)過反射鏡21反射到測(cè)壓面22的內(nèi)側(cè)，并被測(cè)壓面22的內(nèi)側(cè)反射，再次經(jīng)過反射鏡21反射回到空心光纖10的端面24，其中一部分光與入射光被空心光纖10的端面24反射回去的光發(fā)生干涉，從而形成一個(gè)光學(xué)法布里-珀羅腔。而當(dāng)位于測(cè)壓腔20側(cè)壁的測(cè)壓面22受心內(nèi)壓作用產(chǎn)生形變時(shí)，將改變法布里-珀羅腔的腔長(zhǎng)，進(jìn)而使法布里-珀羅腔的輸出光譜發(fā)生變化。干涉后的光繼續(xù)由空心光纖10傳輸至后端光譜儀，光譜儀通過檢測(cè)輸出光譜的變化就可以得知心內(nèi)壓的大小。
[0030]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲，其特征在于，包括光纖(10)和固定在所述光纖端面(24)上的測(cè)壓腔(20)，所述測(cè)壓腔(20)包括反射鏡(21)和測(cè)壓面(22)，所述測(cè)壓面(22)作為所述測(cè)壓腔(20)的一側(cè)壁，在心內(nèi)壓作用下產(chǎn)生形變，所述反射鏡(21)與所述測(cè)壓面(22)和所述光纖端面均成45度角，其中: 所述光纖(10)向所述測(cè)壓腔(20)傳輸入射光，所述入射光的一部分在所述光纖端面(24)發(fā)生反射，形成第一反射光，另一部分穿過所述光纖端面，并先后在所述反射鏡(21)、測(cè)壓面(22)和反射鏡(21)上發(fā)生反射，形成第二反射光，所述第一反射光和第二反射光發(fā)生干涉，并通過所述光纖(10)傳輸至外界的光譜儀，所述光譜儀通過檢測(cè)輸出光譜的變化，得到心內(nèi)壓的大小。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲，其特征在于，所述光纖(10)包括至少一條氣孔(11)，所述氣孔(11)沿所述光纖(10)的長(zhǎng)度方向貫通，并與所述測(cè)壓腔(20)連通。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲，其特征在于，還包括一導(dǎo)絲頭(30)，其固定在測(cè)壓腔(20)前端，用于引導(dǎo)所述光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲從血管進(jìn)入心臟內(nèi)部。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲，包括光纖和固定在光纖端面上的測(cè)壓腔，測(cè)壓腔包括反射鏡和測(cè)壓面，其中，反射鏡與測(cè)壓面和光纖端面均成45度角，使測(cè)壓面與光纖端面構(gòu)成一個(gè)光學(xué)法布里-珀羅(Fabry-Perot)腔，進(jìn)而在光纖端面發(fā)生光干涉，并通過光纖傳輸至外界的光譜儀，光譜儀通過檢測(cè)輸出光譜的變化，得到心內(nèi)壓的大小。本實(shí)用新型在實(shí)現(xiàn)無電子元件測(cè)量的同時(shí)，消除光纖壓力導(dǎo)絲光強(qiáng)和溫度的影響。
【IPC分類】A61B5/0215
【公開號(hào)】CN204950930
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520739598
【發(fā)明人】張文濤, 李芳
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年9月22日