CN105054916A - 一种光纤心内压导丝 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光纤心内压导丝，包括光纤和固定在光纤端面上的测压腔，测压腔包括反射镜和测压面，其中，反射镜与测压面和光纤端面均成45度角，使测压面与光纤端面构成一个光学法布里-珀罗(Fabry-Perot)腔，进而在光纤端面发生光干涉，并通过光纤传输至外界的光谱仪，光谱仪通过检测输出光谱的变化，得到心内压的大小。本发明在实现无电子元件测量的同时，消除光纤压力导丝光强和温度的影响。

Description

一种光纤心内压导丝

技术领域

本发明涉及心脏介入治疗领域，尤其涉及一种光纤心内压导丝，适用于心脏介入手术以及心内压测量。

背景技术

心脑血管疾病是当今世界上威胁全球人类健康与生命的头号杀手，其发病率和死亡率已超过肿瘤性疾病而跃居世界第一。心脑血管疾病主要包括高血压、冠心病、卒中、脑出血、心肌脑梗等。对冠心病的诊断和治疗具有非常重要的意义。

冠脉造影及血管内超声均被认为是诊断冠心病的“金标准”，但它们只能对冠脉狭窄程度进行影像学评价。而在1993年由Pijls提出的通过压力测定推算冠脉血流的新指标-血流储备分数(FractionalFlowReserve,FFR)，经过长期的基础与临床研究，已经成为冠脉狭窄功能性评价的公认指标，而FFR测定的关键是要依靠压力导丝。

FFR(FractionalFlowReserve)血流储备分数，是一个冠脉狭窄功能性评价指标。它的定义为：指存在狭窄病变时，血管的最大血流量比上假设不存在狭窄病变时所能获得的最大血流量。在最大血管舒张的情况下(药物或最大运动负荷)，心肌的微血管阻力被打掉，到心肌的血流量和心肌灌注压成正比。因此可以通过测量压力，从而测量血流量。

由于压力导丝的测量技术要求较高，目前市场上成熟的压力导丝产品非常少，并且均是基于电学的压阻传感原理，这有可能导致病人发生电击危险，不能和其他电磁设备同时使用，使用环境较为严苛。

近年来，飞速发展的光纤传感技术为FFR测量提供了一种先进的解决方案。光纤传感技术是以光纤为媒质、以光为载体的全光测量方法，具有精度高、体积小、成本低、抗电磁干扰、动态范围大等传统电学传感器无法比拟的技术优势。

RADI医疗系统公司(RADIMEDICALSYSTEMS)曾经提出一种光纤压力导丝的专利申请(US5694946A)，该技术方案是采用压力导丝的端部设置一受压膜片，当膜片受压变形时，改变光纤中的光强进行压力测量的。该技术方案存在的主要问题是，第一，光强受到导丝弯曲的影响很大，因此在心脏介入手术过程中因弯曲造成的测量误差较大。第二，导丝端部膜片内形成的空气腔受到温度影响较大。由于在身体内外以及身体内不同位置温度不一样，测压部位的空气热胀冷缩引起的膜片变形将会给压力测量造成很大误差。

因此，如何消除现有电学压力导丝可能导致病人发生电击危险，不能和其他电磁设备同时使用的缺点，在实现无电子元件测量的同时，消除光强的影响和温度的影响，成为目前压力导丝应用中亟需解决的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于，提供一种光纤心内压导丝，在实现无电子元件测量的同时，消除光纤压力导丝光强和温度的影响。

(二)技术方案

本发明提供一种光纤心内压导丝，包括光纤和固定在光纤端面上的测压腔，测压腔包括反射镜和测压面，测压面作为测压腔的一侧壁，在心内压作用下产生形变，反射镜与测压面和光纤端面均成45度角，其中：

光纤向测压腔传输入射光，入射光的一部分在光纤端面发生反射，形成第一反射光，另一部分穿过光纤端面，并先后在反射镜、测压面和反射镜上发生反射，形成第二反射光，第一反射光和第二反射光发生干涉，并通过所述光纤传输至外界的光谱仪，光谱仪通过检测输出光谱的变化，得到心内压的大小。

(三)有益效果

本发明提供的光纤心内压导丝具有以下优点：

1、采用全光纤技术方案，无任何电子器件，消除了现有电学压力导丝可能导致病人发生电击危险、不能和其他电磁设备同时使用的缺点；

2、采用带有空气孔的空心光纤，消除了测压腔内温度变化导致空气热胀冷缩的影响；

3、采用光纤干涉的方案，消除了光纤的影响。

附图说明

图1为本发明实施例提供的光纤心内压导丝的示意图；

图2为本发明实施例提供的光纤心内压导丝的前端部示意图。

具体实施方式

本发明提供一种光纤心内压导丝，包括光纤和固定在光纤端面上的测压腔，测压腔包括反射镜和测压面，其中，反射镜与测压面和光纤端面均成45度角，使测压面与光纤端面构成一个光学法布里-珀罗(Fabry-Perot)腔，进而在光纤端面发生光干涉，并通过光纤传输至外界的光谱仪，光谱仪通过检测输出光谱的变化，得到心内压的大小。

根据本发明的一种实施方式，测压面22一般是具有生物相容性的金属薄膜，需同时具有良好的弹性和一定的反光特性，如钛合金膜，测压面22作为测压腔20的一侧壁，在心内压作用下产生形变，反射镜21与测压面22和光纤端面24均成45度角，其中，端面24既可以是光纤自身切割形成的端面，也可在上面镀具有部分反射功能的介质膜。光纤10向测压腔20传输入射光，入射光的一部分在光纤端面24发生反射，形成第一反射光，另一部分穿过光纤端面24，并先后在反射镜21、测压面22和反射镜21上发生反射，形成第二反射光，第一反射光和第二反射光发生干涉，并通过所述光纤10传输至外界的光谱仪，光谱仪通过检测输出光谱的变化，得到心内压的大小。

根据本发明的一种实施方式，光纤10包括至少一条气孔11，气孔11沿所述光纤10的长度方向贯通，并与所述测压腔20连通，由于孔11内的空气量远远大于测压腔20内的空气量，因此，由于温度变化引起的测压腔20内的空气的热胀冷缩会被孔11内的空气“平均”掉，因此消除了该心内压导丝测量压力时所受的温度影响。

根据本发明的一种实施方式，还包括一导丝头30，其固定在测压腔20前端，用于引导光纤心内压导丝从血管进入心脏内部。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

图1为本发明实施例提供的光纤心内压导丝的示意图，图2为本发明实施例提供的光纤心内压导丝的前端部示意图，如图1和图2所示，光纤心内压导丝包括：空心光纤10，用于作为导丝的主体，进入心脏内部；位于空心光纤10最前端的测压腔20，用于测量心内压；位于测压腔前端的导丝头30，用于引导导丝从血管进入心脏内部；位于测压腔20内的45度反射镜21，用于反射从空心光纤10入射的光；位于测压腔20侧壁的测压面22，用于感受心内压、反射从反射镜21来的光并在心内压作用下产生形变。

空心光纤10至少包括多条充满空气的气孔11，气孔11内的空气与测压腔20连通，消除了该心内压导丝测量压力时所受的温度影响。

反射镜21与测压面22、空心光纤10的端面24均成45度角，使测压面22与空心光纤10的端面24构成一个光学法布里-珀罗腔，即由空心光纤10传输来的入射光经过反射镜21反射到测压面22的内侧，并被测压面22的内侧反射，再次经过反射镜21反射回到空心光纤10的端面24，其中一部分光与入射光被空心光纤10的端面反射回去的光发生干涉。

本发明实施例提供的光纤心内压导丝的工作原理为，由空心光纤10传输来的入射光传输至空心光纤10的端面24时，有一部分光被空心光纤10的端面24反射回去，其余的光继续向前传输，经过反射镜21反射到测压面22的内侧，并被测压面22的内侧反射，再次经过反射镜21反射回到空心光纤10的端面24，其中一部分光与入射光被空心光纤10的端面24反射回去的光发生干涉，从而形成一个光学法布里-珀罗腔。而当位于测压腔20侧壁的测压面22受心内压作用产生形变时，将改变法布里-珀罗腔的腔长，进而使法布里-珀罗腔的输出光谱发生变化。干涉后的光继续由空心光纤10传输至后端光谱仪，光谱仪通过检测输出光谱的变化就可以得知心内压的大小。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种光纤心内压导丝，其特征在于，包括光纤(10)和固定在所述光纤端面(24)上的测压腔(20)，所述测压腔(20)包括反射镜(21)和测压面(22)，所述测压面(22)作为所述测压腔(20)的一侧壁，在心内压作用下产生形变，所述反射镜(21)与所述测压面(22)和所述光纤端面均成45度角，其中：

所述光纤(10)向所述测压腔(20)传输入射光，所述入射光的一部分在所述光纤端面(24)发生反射，形成第一反射光，另一部分穿过所述光纤端面，并先后在所述反射镜(21)、测压面(22)和反射镜(21)上发生反射，形成第二反射光，所述第一反射光和第二反射光发生干涉，并通过所述光纤(10)传输至外界的光谱仪，所述光谱仪通过检测输出光谱的变化，得到心内压的大小。

2.根据权利要求1所述的光纤心内压导丝，其特征在于，所述光纤(10)包括至少一条气孔(11)，所述气孔(11)沿所述光纤(10)的长度方向贯通，并与所述测压腔(20)连通。

3.根据权利要求1所述的光纤心内压导丝，其特征在于，还包括一导丝头(30)，其固定在测压腔(20)前端，用于引导所述光纤心内压导丝从血管进入心脏内部。