CN102342825B - 低成本内窥镜微型光学探头 - Google Patents
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Abstract
本发明为低成本内窥镜微型光学探头，涉及医疗器械领域，现有技术的内窥镜微型光学探头为不对称结构，加工困难，成本高，安装麻烦，不易进行光学校准，为克服上述问题，本发明的技术要点为探头基座采用纵向轴对称结构，基座采用不锈钢管制作，在一端装有封死管孔的内衬芯柱，并开有MEMS微镜安装槽，另一端装有OCT光学组件，MEMS微镜，OCT光学组件与柔性电路板及其引线电连接，探头基座外径<3mm,本发明具有生产成本低，光学对准精度高、组装容易、破损率小等有意效果。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，尤其是内窥镜。
背景技术
将微机电系统技术（microelectromechanical systems,简称MEMS)的扫描微镜与光学相干层析成像（Optical Coherence Tomography,OCT)技术相结合，进行内窥镜成像系统开发是专利申请单位的主要开发项目。国际上第一个MEMS-OCT内窥镜探头正是由申请单位研发团队成员之一在2001年研发的，该内窥镜采用电热驱动的一维MEMS扫描镜，成功展示了活体猪膀胱的二维截面OCT图像。该探头已经取得美国专利（专利号：US7,450244 Full circumferential scanning OCT intravascular imaging probe based on scanning MEMS mirror),图1是探头三维设计图，它包括探头基座、格林透镜、传输光纤、进行MEMS 微镜电连接的柔性电路板和MEMS微镜。探头基座根据各零部件尺寸进行设计，采用电火花切割加工；传输光纤前端部分去掉外皮后与格林透镜采用无间隙组装在探头对应孔槽内；MEMS微镜与容性电路板分别粘接在探头带45°斜坡的槽内；最后完成塑料套管的组装。
从图1可以看出，探头基座不对称结构给加工带来较大困难，增加探头的生产成本；另外从图1中可看出，采用塑料套管进行最后密封，将影响经MEMS微镜反射后从塑料套管出射光的光学质量，传输光纤和格林透镜分别单独次序安装于探头中增加了组装工艺的困难而且不易进行光学较准。
发明内容
本发明的目的为改进内窥镜探头的结构，减少组装工艺，提供一种低成本内窥镜微型光学探头。
本发明的技术方案如下：
低成本内窥镜微型光学探头，具有探头基座，MEMS微镜、OCT光学组件、柔性PCB电路板和窗片组成，基座为不锈钢管材。
在基座一端装有内衬芯柱，装有内衬芯柱封死管孔，在管端开有纵向轴对称的MEMS微镜安装槽，向上开有槽口，槽口装有密封的窗片，朝向管孔的安装操端面为安装MEMS微镜具有斜坡的载面，在基座不锈钢管中另一端装有OCT光学组件，在MEMS微镜OCT光学组件和基座管壁之间装有PCB电线板，MEMS微镜的载面为45°斜坡，OCT光学组件由传输光纤、格林透镜与毛细玻璃管组成，MEMS微镜、OCT光学组件、底面与PCB电路板及其引线电连接。
探头基座的外径<3mm，聚焦光束聚焦距离为2.0-3.0mm,MEMS微镜载面坡度为45°。
本发明为简化的一体化对称结构，其一端开孔，为与MEMS电连接的柔性电路板和光学组件的安装孔，另一端带45°斜坡凹槽用于粘接柔性电路板和MEMS微镜，槽内台阶作为MEMS安装基准，探头采用了半封闭式窗口，无需塑料套管再次封闭，从而减小探头尺寸。本结构保证了光束入射在MEMS微镜中心，有保证了聚焦光束在穿过圆柱探头窗口后拥有较长的2.0-3.0mm.
本发明具有以下有益效果：
1.由于采用了一体化对称结构，采用了低成本不锈钢细管进行探头基座加工，节省了生产成本。
2.由于内窥镜探头的外径缩小到了3mm以下，能直接用于大多医用内窥镜切片通道，进一步降低了产品成本。
3.采用了将个零部件组装到加工好的探头基座中，再进行光路校准，再用薄玻璃制成的窗片封住窗口，能很好保证水密性，适应液体环境作业。
4.光纤、聚焦透镜组成组件为再安装入基座中，降低了光纤和聚焦透镜在安装过程中破损过程中破损的概率。
5.光路校正容易，提高了光学对准精度。
免去了基座外的塑料套管，简化了封袋工艺，探头更加微型化，并提高了出射光的光学质量。
附图说明
图1为现有技术的内窥镜微型光学探头的结构示意图
图2为本发明的基座结构示意图
图3为本发明整体剖示图
图中各标号的名称为：
1-探头基座；2-MEMS微镜；3-窗片；4-OCT光学组件；5-柔性PCB电路板；6-MEMS微镜和PCB的袋载面；7-MEMS安装基传；8-窗口；9-OCT光学组件和柔性PCB电路板的安装孔；10-MEMS微镜；11-格林透镜；12- 剥皮裸光纤；13-探头基座；14-柔性PCB电路板；15-塑料套管。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
请参见图2-3，操用外径小于３mm的不锈钢加工成探头基座１，将光纤和聚焦透镜组成光学组件４，再在底部装上柔性PCB电路板５，这一组件通过安装孔９装入探头基座１中，MEMS微镜２和预期由连接的柔性PCB５安装在装载面６上，并与安装基准７对齐，从镜面反射的光束垂直于探头轴向，从探头窗片射击，并由MEMS微镜进入横向扫描，然后进入光路校准，对吼用薄片玻璃制成的窗片3封住窗口8。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.低成本内窥镜微型光学探头，具有探头基座，MEMS微镜、OCT光学组件，柔性PCB电路板和窗片，其特征为基座用不锈钢管制成，在基座一端装有封死管孔的内衬芯柱，并开有纵向轴对称MEMS微镜安装槽，向上开有槽口，槽口处装有密封的所述窗片，在朝向管孔的安装槽端面为具有斜坡的MEMS微镜载面，在基座另一端的管孔中装有OCT光学组件， MEMS微镜、OCT光学组件底面与柔性PCB电路板及其引线电连接。
2.根据权利要求1所述的低成本内窥镜微型光学探头，其中，MEMS微镜的载面为45°斜坡。
3.根据权利要求1或2所述的低成本内窥镜微型光学探头，其中，OCT光学组件由传输光纤、格林透镜与毛细玻璃管组装而成。
4.根据权利要求1或2所述的低成本内窥镜微型光学探头，其聚焦光束的聚焦距离为2.0-3.0mm，探头基座的外径<3mm。
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