CN105101871B - 具有最优斜面角度的光子针 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种医学针，所述医学针包括细长管和被布置在所述细长管内的至少一根光纤，例如两根纤维，以用于在所述针的远端进行光学测量。一根或多根光纤具有斜面远端表面，其中，接触所述斜面远端表面的平面和光纤的纵向延伸轴形成30°‑35°的斜面角度。这样的针有利于提供可靠且长期稳定的医学针，能够使用已知的光纤材料以低成本来制造所述医学针，因此允许其形成一次性医学套件的部分。而且，所述30°‑35°的斜面角度提供了易于插入的针，并且所述针提供引起组织粘附的低倾向性。特别地，细长管和一个或多个光纤端具有在30°‑35°范围内的相同的斜面角度，因此允许所述针的光滑前表面。
Description
技术领域
本发明涉及光子针或光学针，即并入(一根或多根)光纤或(一个或多个)波导的针。特别地，本发明提供了一种适合用于在生物组织中在医学针的端部处执行光学测量的医学针。
背景技术
在麻醉和疼痛管理领域，经常遇到对在身体内准确定位医学针的需要。这样的针可以被用于对诸如麻醉剂的流体的递送，其中，对流体的递送的位置对于实现最优效果或对于避免潜在的伤害性副作用是重要的。类似地，用于执行活检的医学针应当被准确地定位，以便确保从身体取得正确的组织样品。
里面有光纤的医学光子针是已知的。这样的针允许对生物组织的光学探查，例如用于定位或用于其他目的，并且典型地具有一根光供应纤维和一根光接收纤维。在备选的配置中，单根纤维执行光供应和光接收两种功能。
在光子针的原始概念中，如在专利申请WO 2013054254A中所公开的，使用在端部处具有直端纤维的针。
具有光纤的医学光子针也是已知的，在所述光纤中，所述光纤的端表面为斜面的。例如见Desjardins等人的“Epidural needle with embedded optical fibers forspectroscopic differentiation of tissue:ex vivo feasibility study”(Biomed OptExpress.，2011年6月1日，2(6):1452–1461)。在该公开中针的斜面表面相对于针轴成20度角。利用环氧树脂将三根光纤嵌入在套管中，并且所述三根光纤被抛光，使得它们的远端与斜面表面齐平。这样的小斜面角度提供了促进插入到身体中的尖锐点。
然而，一般的医学光子针具有若干问题。
具有直切和(一根或多根)斜面光纤两者的医学光子针的光学性能常规地通过将参考光学表面放置在光供应纤维的前方以使得光被导向回到光接收纤维中来在空气中进行校准。光学性能是基于所供应的光的随后被接收到的比例并且基于参考光学表面的光学属性而被确定的。
通常的空气中校准产生的问题在于，光纤内的光在纤维端部处的内部反射的量取决于与纤维端部相接触的光学介质的折射率。由于该光学介质为空气，在校准期间具有一致的折射率，因此在对医学针的使用期间组织的不同折射率意味着空气中校准数据具有有限的相关性。为了对该组织进行解析，也已知例如在具有与组织的折射率更紧密匹配的折射率的液体介质中校准这样的医学针的光纤。
本发明力图改进对这样的光子针的光学校准的鲁棒性。
发明内容
本发明涉及具有一根或多根光纤的光学针，并且本发明源于以下洞察：在纤维端部的内反射的效应在小斜面角度时并由此在具有尖锐端部的光学针中加剧。随着这样的光纤的斜面角度减小并且纤维端部变得更尖锐，在旁瓣中被发射到一旁的光(术语称之为间接射束)相对于被发射为直接或直观射束的光的比例增大。在利用这样的配置来执行空气中校准时，由具有小斜面角度的光纤发射的光中有许多都以间接射束发射，并且可能完全错过参考光学表面。然而，当相同的尖锐斜面角度的光纤被放置在组织中时，间接射束中光的比例由于光纤的折射率与组织的折射率之间的更紧密的匹配而显著降低，由此产生几乎没有相关性的校准。这降低了校准流程的鲁棒性，并且由于需要在时间上对低信号水平进行积分而增加了校准所需要的时间的量。鲁棒性的缺乏除了上述的直接的和内部的反射光分布的混合之外还有许多原因。这些原因包括纤维缓冲材料及厚度对反射光的颜色的影响，对斜面角度的微小改变导致内部反射光与直接输出光之间的比率的大变化的洞察、源于制造变化的光学针的光学性能的不一致性、缓冲材料及缓冲材料下面的固定胶水两者的老化、以及对在空气中执行校准的角度的灵敏度。
在组织中，在现有技术的光子针(相当尖锐的针)中使用的20°斜面角度时，从所述光纤输出的光是间接反射光与到组织中的直接光的混合，这是因为在组织中仅光的部分将遭到全内部反射。组织中的间接光与直接光之间的比率随着斜面角度的小变化而显著地改变，意味着即使由于能够将缓冲属性保持恒定而能够找到固定的比率，在个体针具有斜面角度的轻微变化的情况下仍不能实现数据库的鲁棒性。结果，不再可能在空气中校准。此外，由于在缓冲上反射时的光损耗，将需要长得多的校准时间来执行没有噪声的校准，这在工作流中是不实际的。最终，不同于纤维的硅石芯，用于缓冲和胶水的材料为有机聚合物，并且因此由于老化而导致遭受变化的光学特性。在所要求的五年货架期的情况下，这对于校准是重要的。
鉴于以上，本发明的目的是提供一种具有经改进的定位准确度的医学针。另外的目的是提供一种具有针端部的医学针，所述针端部较不容易粘附到组织或使组织陷入，并且所述针端部易于插入生物组织中。另外的目的是对用于照射和检测的光耦合进行优化。另外的目的是提供一种应当有可能以高成本效率的方式制造的医学针，例如一次性设备。再者，另外的目的是在针形成一次性医学套件的部分的情况下，提供一种即使在相当的时间之后(例如储存之后)仍具有可靠功能的医学针。
本发明的第一方面提供了一种针，所述针包括：
–具有斜面远端的细长管，以及
–至少一根光纤，其被布置在所述细长管内，其中，所述光纤具有斜面远端表面，其中，接触所述斜面远端表面的平面和所述光纤的纵向延伸轴形成在30°-35°的斜面角度范围内选定的斜面角度。
这样的光学针是有利的，这是因为实质上已发现，光纤的在30°-35°的范围内的特定斜面角度，并且优选地是针对所述细长管的相同的角度，允许将受所述斜面角度不同影响的若干益处进行组合的光子针。这样的针适合于医学应用，这是因为其具有源于相当尖锐的斜面角度的低组织粘附度，其由于对随时间的材料变化的低灵敏度而是可靠的，这是因为能够消除光学旁瓣，这允许高的校准可靠性。最终，能够使用已知的低成本光纤类型来制造所述针，由此允许所述针对于形成一次性医学套件的部分在经济上是有吸引力的。
本发明基于对特定且经济上有吸引力的材料的所述光纤的所述斜面角度、组织的折射率以及光束形状之间的关系(特别是光学旁瓣的存在)的观察。这种与若干其他标准组合的洞察造成提供了特别是30°-35°的斜面角度，同时提供了具有若干组合属性的针，这提供了特别有吸引力的医学光子针。
接触所述细长管的所述斜面远端的平面和所述细长管的纵向延伸轴可以形成在所述斜面角度范围(即30°-35°)内的角度。接触所述细长管的所述斜面远端的平面和所述细长管的纵向延伸轴可以形成与所述斜面角度相等或基本相等的角度。接触所述光纤的所述斜面远端表面的所述平面和接触所述细长管的所述斜面远端的所述平面可以是基本平行的。特别地，所述两个平面可以重合，即所述光纤端被布置为与所述细长管的所述斜面远端齐平。
所述针可以包括被布置在所述细长管内的第二光纤，其中，接触所述第二光纤的所述斜面远端表面的平面和所述第二光纤的纵向延伸轴形成在所述斜面角度范围(即30°-35°)内选定的斜面角度(B_A)。特别地，第一光纤和第二光纤两者的所述斜面角度被选择为相同的。特别地，接触第一光纤的所述斜面远端表面的所述平面、接触所述第二光纤的所述斜面远端表面的所述平面、以及接触所述细长管的所述斜面远端的所述平面都是基本平行的，例如这三个平面全都重合。
所述斜面角度范围可以是以下中的一种：30°-32°、31°-33°、32°-34°以及33°-35°。备选地，所述斜面角度范围可以是以下中的一种：31°-32°、32°-33°、33°-34°以及34°-35°。备选地，所述斜面角度范围可以是以下中的一种：30.5°-31.5°、31.5°-32.5°、32.5°-33.5°以及33.5°-35°。更备选地，所述斜面角度范围可以是以下中的一种：30°-33°、31°-34°、32°-35°、30°-34°以及31°-35°。再备选地，所述斜面角度范围可以是以下中的一种：30.5°-34.5°、31.0°-34.0°、31.5°-33.5°以及32.0°-33.0°。
在优选的实施例中，所述光纤是由包括硅石的材料制成的。特别地，所述光纤能够由未掺杂的熔凝硅石制成。备选地，所述光纤能够由掺杂F的熔凝硅石制成，例如与硬包层相组合。已经发现，未掺杂的熔凝硅石纤维芯能够被用于所述光纤，并且仍提供期望的光学属性，由此提供了针对一次性医学针套件的低成本制造有吸引力的材料。
可以在所述细长管内形成通道，从而允许通过所述医学针的对流体的输送。特别地，所述通道可以具有壁，所述壁包括所述细长管的内膛的至少部分，备选地或额外地，在使用所述细长管内的通管丝插入物的实施例的情况下，所述通道可以具有还包括所述通管丝插入物的外膛的至少部分的壁。作为另外的选项，所述通道可以被形成在通管丝插入物内。
所述至少一根光纤的所述斜面远端表面可以是平面，例如被抛光的光滑平表面。
(一个或多个)所述光纤端可以被涂覆有覆盖所述至少一根光纤的远端表面的涂料。这样的涂料可以包括以下中的一种：硅，以及疏脂性涂料材料。由这样的涂料材料形成的涂料层的厚度可以例如为0.5-2μm。
在优选的实施例中，所述至少一根光纤的所述远端表面具有与所述细长管的所述斜面远端的倾斜或斜面角度相等或基本相等的倾斜或斜面角度。特别地，所述至少一根光纤的所述远端表面的所述倾斜角度优选地等于所述细长管的所述斜面远端的所述倾斜角度，并且被布置为形成与接触所述细长管的所述斜面远端的所述平面重合的平面。因此，能够提供所述医学针的特别光滑的表面，因此防止组织的粘附。
所述至少一根光纤可以被布置在通管丝插入物内，其中，所述通管丝插入物在所述远端处具有斜面，所述斜面具有与所述细长管的所述斜面远端基本相同的斜面角度，并且所述通管丝插入物被布置在所述细长管内，使得接触所述细长管的所述斜面远端的平面与接触所述通管丝插入物的所述斜面远端的平面基本平行。特别地，这样的实施例可以包括被布置在所述通管丝插入物内的两根或更多根光纤。例如，一根光纤用于传输光，并且一根光纤用于接收反射的和/或来自所述组织的光。
所述细长管可以优选地具有圆形横截面。
在第二方面中，本发明提供了一种介入设备，所述介入设备包括根据第一方面所述的医学针。
在另外一方面中，本发明提供了一种医学系统，所述医学系统包括根据第一方面所述的针以及光学控制台系统，所述光学控制台系统包括光源和光探测器，并且所述光学控制台系统被布置用于到所述至少一根光纤的光学连接，从而允许对所述至一根光纤的光学询问。
在又另外的方面中，本发明提供了一种用于在生物组织中进行光学探查的方法，所述方法包括：
–提供具有斜面远端表面的至少一根光纤，其中，接触所述斜面远端表面的平面和所述至少一根光纤的纵向延伸轴形成在30°-35°的斜面角度范围内选定的斜面角度，并且
-通过所述至少一根光纤的所述斜面端表面将光施加到所述生物组织和/或从所述生物组织接收光。
应当理解，针对第一方面提及的优势和实施例也适用于另外的方面，并且可以以任意方式将第一方面所提及的实施例与另外的方面组合。
附图说明
应当理解，图示仅为略图，并且因此对斜面角度的图示不应被认为是精确的图示。
图1a和图1b图示了现有技术的针的范例，其中，光束来自具有直切纤维端的光纤(图1a)以及具有尖锐切角的光纤(图1b)。
图2图示了具有被切割为与形成针结构的细长管相同的斜面角度的两根光纤的针的实施例，这里以32°的斜面角度进行图示。
图3和图4图示了在具有倾斜或斜面纤维端的光纤中的内部反射，以及对在光纤的远端处在光纤包层周围的反射涂料的使用，以便改进光的递送和收集。
图5图示了具有为31°的倾斜或斜面角度的针的实施例。
图6图示了具有双斜面前部的针的实施例。
图7图示了示出来自光纤的根据其斜面角度的直接射束对间接射束的曲线图。
具体实施方式
图1a示出了具有两根光纤FB1、FB2的现有技术的针的略图，所述两根光纤FB1、FB2具有直劈开的纤维端，并且它们在空气中的各自的光锥或光束L_A和在组织中的各自的光锥或光束L_T看起来实际相同。
图1b示出了具有斜面纤维端的另一现有技术的针的类似略图，所述斜面纤维端具有25°的斜面角度，即尖锐针。这里，源自于在缓冲BF处的内部反射，来自组织中的一根光纤FB1、FB2的光束具有两个射束L1_T、L2_T，即期望的前向射束L1_T和不期望的旁瓣L2_T。还示出了针对空气的对应旁瓣L2_A。如所看出的，组织中显著量的光L2_T被导向到针的侧边。
图2示出了具有两根光纤FB1、FB2的针的实施例的略图，所述两根光纤FB1、FB2均具有与细长管T(例如金属管)相同的为32°的斜面角度B_A，其中，两根纤维FB1、FB2被布置在适合的包层材料内。应当理解，在针对纤维端FB1、FB2和细长管T端的斜面角度之间的小偏差可以是在正常生产公差内可接受的，例如+/-1°。然而，原则上，为了避免组织粘附，期望具有尽可能光滑的针的前表面。为了获得该前表面，光纤FB1、FB2优选地被以与细长管T相同的斜面角度切割。
图3用于图示针对倾斜或斜面光纤端的光耦合。倾斜的纤维端用于防止可能造成组织粘附的囊。然而，发现与直切纤维耦合的光输出相比于与倾斜纤维端耦合的光更有效。在倾斜纤维界面处的内部反射造成通过包层CL和缓冲物BF的光损耗。图3图示了具有芯CR和包层的阶梯指数纤维，针对具有小于(90°-θc)的角度θ的射线，光被内部反射，其中，θc为临界角度，在该临界角度处射线将在芯包层界面处经历完全内部反射。针对具有小于θm的角度θ的射线，出现到纤维中或从纤维向外的光耦合。由于角度θ，在朝向包层CL和缓冲BF的倾斜纤维界面处的内部反射造成减少的用于照射的光输出耦合以及用于检测的耦合，针对这些射线θ大于(90°-θc)，并且不经历全反射，而是被透射到缓冲BF，并且能够由缓冲材料吸收和散射。
图4图示了对反射涂层BF_R的使用，所述反射涂层BF_R在光纤的远端处围绕光纤包层CL，以便改进光的递送和收集。这样的反射涂层BF_R可以被并入保持光纤的通管丝中，或者在针或套管的里面。备选地，反射涂层BF_R可以与抛光的囊壁一起被使用，所述抛光的囊壁被填充有指数匹配的光学透明材料。
图5图示具有细长管T和两根光纤FB1、FB2的针的实施例，所述细长管T和所述两根光纤FB1、FB2都具有一个为31°的公共斜面角度B_A，并且其中，光纤端可以被抛光以形成特别光滑的表面。
图6图示了具有为33.5°的B_A的双斜面远端的针。如所看出的，一根光纤FB1被定位为其远端与第一斜面部分齐平，而第二根光纤FB2被定位为其远端与第二斜面部分齐平。在图示的实施例中，第一斜面部分和第二斜面部分是对称的，即都具有相同的斜面角度B_A，由此形成具有67°角度的针的前面。
图7示出了针对硅石光纤的直接射束D_B和间接光束I_B的水平的图，其中，NA＝0.28并且具有斜面角度B_A。如所看出的，针对小的斜面角度B_A_1，即尖锐的针，斜面角度B_A的小变化导致直接光与间接光之间的比率的大变化。因此，该斜面角度范围B_A_1，特别在23°以下，光输出将高度取决于甚至很小的生产公差。通过使用28°以上的斜面角度B_A，组织中几乎所有的光都将为直接射束，意味着其不受光纤周围的缓冲物或胶水的影响。此外，在30°以上，对于斜面角度B_A的变化所述针是鲁棒的，意味着制造公差将不影响组织中的光输出。在一次性产品中与纤维的硅石芯以及双层玻璃(glass-on-glass)连接器组合，得到光学特性对于制造公差和货架期期间的老化是鲁棒的一次性产品，这是因为在光路中仅涉及硅石。在35°以下，已经发现纤维和针仍足够尖锐以允许容易地插入相关生物组织中，并且其仍提供低组织粘附倾向性。因此，创新性的斜面角度范围为30°-35°，由虚线指示。
总而言之，本发明提供了一种医学针，所述医学针包括细长管和被布置在所述细长管内的至少一根光纤(例如两根纤维)，以用于在所述针的远端进行光学测量。(一根或多根)光纤具有斜面远端表面，其中，接触所述斜面远端表面的平面和光纤的纵向延伸轴形成30°-35°的斜面角度。这样的针有利于提供可靠且长期稳定的医学针，能够使用已知的光纤材料以低成本来制造所述医学针，因此允许其形成一次性医学套件的部分。而且，所述30°-35°的斜面角度提供了易于插入的针，并且所述针提供引起组织粘附的低倾向性。特别地，细长管和(一个或多个)光纤端具有在30°-35°范围内的相同的斜面角度，因此允许所述针的光滑前表面。
尽管已经在附图和前文的描述中详细说明并描述了本发明，但这种说明和描述被视为说明性或示范性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求书，在实践要求保护的本发明时，能够理解并实现对所公开的实施例的其他变型。在权利要求书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。
Claims (16)
1.一种针，包括：
-细长管(T)，其具有斜面远端，以及
-至少一根光纤(FB1、FB2)，其被布置在所述细长管(T)内，其中，所述光纤(FB1、FB2)具有斜面远端表面，以用于通过所述斜面远端表面施加或接收光，其中，接触所述斜面远端表面的平面和所述光纤(FB1、FB2)的纵向延伸轴形成在30.5°-34.5°的斜面角度范围内选定的斜面角度(B_A)。
2.根据权利要求1所述的针，其中，接触所述细长管(T)的所述斜面远端的平面和所述细长管(T)的纵向延伸轴形成在所述斜面角度范围内的角度。
3.根据权利要求1所述的针，其中，接触所述细长管(T)的所述斜面远端的平面和所述细长管(T)的纵向延伸轴形成与所述斜面角度(B_A)相等或基本相等的角度。
4.根据权利要求1所述的针，其中，接触所述光纤(FB1、FB2)的所述斜面远端表面的所述平面与接触所述细长管(T)的所述斜面远端的所述平面是基本平行的。
5.根据权利要求1所述的针，其中，所述至少一根光纤(FB1、FB2)的所述斜面远端表面是平面。
6.根据权利要求1所述的针，其中，所述至少一根光纤(FB1、FB2)的所述斜面远端表面被抛光。
7.根据权利要求1所述的针，包括第二光纤(FB2)，所述第二光纤被布置在所述细长管(T)内，其中，接触所述第二光纤(FB2)的所述斜面远端表面的平面和所述第二光纤(FB2)的纵向延伸轴形成在所述斜面角度范围内选定的斜面角度(B_A)。
8.根据权利要求7所述的针，其中，接触第一光纤(FB1)的所述斜面远端表面的平面、接触所述第二光纤(FB2)的所述斜面远端表面的所述平面、以及接触所述细长管(T)的所述斜面远端的所述平面都是基本平行的。
9.根据权利要求1-8中的任一项所述的针，其中，所述斜面角度范围是31°-33°或32°-34°。
10.根据权利要求9所述的针，其中，所述斜面角度范围是以下中的一种：31.0°-34.0°、31.5°-33.5°以及32.0°-33.0°。
11.根据权利要求1-8中的任一项所述的针，其中，所述光纤(FB1、FB2)由包括硅石的材料制成。
12.根据权利要求11所述的针，其中，所述光纤(FB1、FB2)由未掺杂的熔凝硅石制成。
13.根据权利要求11所述的针，其中，所述光纤(FB1、FB2)由掺杂F的熔凝硅石制成。
14.根据权利要求1-8中的任一项所述的针，其中，所述至少一根光纤(FB1、FB2)被布置在通管丝插入物内，其中所述通管丝插入物在远端处具有斜面，所述斜面具有与所述细长管(T)的所述斜面远端基本相同的斜面角度，并且所述通管丝插入物被布置在所述细长管(T)内，使得接触所述细长管(T)的所述斜面远端的平面和接触所述通管丝插入物的所述斜面远端的平面基本平行。
15.一种介入医学设备，包括根据权利要求1所述的针。
16.一种用于对光纤的光学性能进行光学校准的方法，所述方法包括：
-提供具有斜面远端表面的至少一根光纤(FB1、FB2)，其中，接触所述斜面远端表面的平面和所述至少一根光纤(FB1、FB2)的纵向延伸轴形成在30.5°-34.5°的斜面角度范围内选定的斜面角度(B_A)，并且
-向参考光学表面施加光，并且接收通过所述至少一根光纤(FB1、FB2)的所述斜面远端表面被导向回的光。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5257991A (en) * | 1990-11-15 | 1993-11-02 | Laserscope | Instrumentation for directing light at an angle |
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|---|---|---|---|---|
| US5280788A (en) * | 1991-02-26 | 1994-01-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Devices and methods for optical diagnosis of tissue |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5257991A (en) * | 1990-11-15 | 1993-11-02 | Laserscope | Instrumentation for directing light at an angle |
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