CN107924052A - 具有光学感测的导管 - Google Patents

Abstract

一种导管(12)具有图像感测系统(S1‑S5)，所述图像感测系统用于对导管要被定位于其中的通道的内壁进行成像。导管具有径向成像系统，该径向成像系统包括用于在导管周围生成径向光输出的光源布置和用于在光已经被内壁散射回之后接收大致径向的光的图像传感器。导管以已知的位置和取向被定位于通道内，例如沿着导管的长度相对于前后平面的已知角度，使得已知在沿着导管长度的何处和在导管周围的哪个角位置处，靠近通道壁。光输出在不同的径向方向上具有不同的强度和/或导管包括光传输布置，所述光传输布置在不同的径向方向上实现光输出的不同传输。这些提供了减少图像传感器接收的光的备选措施，从而防止捕获的图像中的泛光。

Description

具有光学感测的导管

技术领域

本发明涉及具有光学感测的导管，例如用于测量通道。

背景技术

导管相机例如包括径向成像系统，其中，反射锥体将(主要)径向向内接收的光朝向基本上轴向的方向重新定向，以通过轴向对准的相机进行收集。所接收的光最初由照明系统生成，该照明系统将结构化的光图案(例如环形图案)投影到导管位于其中的腔的内壁。处理器例如基于来自相机的图像通过三角测量来计算导管位于其中的通道的横截面。这种导管相机的使用的范例是用于分析上气道，以确定阻塞性睡眠呼吸暂停的原因。

阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)是最常见的一种睡眠呼吸暂停症，其影响多达十分之一的成年人，其特征在于在睡眠期间呼吸暂停的发生，或浅或不频繁的呼吸的发生。其是由口腔或上气道的堵塞或阻塞导致的，常常是由于睡眠期间的肌张力丧失。OSA的发病率通常与老年发病、肥胖或药物滥用或酒精滥用相关。

存在用于处置OSA的一系列治疗，其中最常见的是气道正压(PAP)，其中，通气机用于在升高的压力通过气道递送空气流，以保持气道开放。在患者呈现呼吸暂停低通气指数(AHI)>30的更严重的情况下需要PAP。OSA患者也可能遭受白天嗜睡的影响，并且需要治疗以防止长期合并症的发展。轻度-中度OSA患者常常难以坚持PAP治疗，因为疾病负担不如严重患者那样强，并且因此不愿意顺从如此侵入性的治疗。在这些情况下，存在各种备选处置，诸如位置治疗、下颌前移(口腔器具)、上气道手术和可植入设备。

然而，在这些治疗中的每个中，重要的是要理解特别是上气道的哪个(些)部分造成阻塞，使得可以最有效地引导治疗。这解释了优选地在自然睡眠期间对上气道的动态检查的兴趣。一种方法是使用声学反射计技术无创地进行对气道的检查。在这样的技术中，声波通过发射器经由嘴或鼻子沿着患者的气道传播，并且使用邻近发射器的麦克风收听反射。通过对检测到的反射的算法分析(参见例如：Hoffstein,V.和J.J.Fredberg.“Theacoustic reflection technique for non-invasive assessment of upper airwayarea”，European Respiratory Journal 4.5(1991)：602-611)，能够确定作为距发射器的距离的函数的被检查的气道的横截面面积的估计。由此，可以识别在特定位置处的气道的变窄，并且因此确定气道阻塞的具体位置。

然而，反射测量技术的缺点是横截面面积估计的准确度随着距发射器的距离而下降。这在测量过程期间由于声音泄漏以及患者移动而加剧，这两者都作用为进一步损害获得的结果的准确度。此外，由沿着气道传播的波所遇到的第一阻塞物导致很多波的初始强度的反射，所以来自气道的随后的部分的反射通常在强度中太弱，而不能导出任何准确的测量结果。因此，通常仅能够使用这些技术准确地确定最高位气道阻塞的位置。最后，所需的噪声、尺寸和声学密封使得该技术在自然睡眠期间对患者的检查是不可行的。

相反，使用内窥镜流程，特别是检查或调查人上气道的通畅的流程是已知的。使用标准柔性内窥镜进行气道检查，可以针对特定时间检查上气道的特定部位，以查看是否发生暂时性阻塞。然而，这要求患者正在睡觉时的检查期间内窥镜从一个点移动到另一个，这对于患者和医师而言都是耗时和不方便的。出于这个原因，在自然睡眠期间的内窥镜检查并不成为惯例的部分。已经变成一些国家的标准护理方法的称为药物诱导的睡眠内窥镜(DISE)的备选版本涉及借助于镇静药物将患者带入人工睡眠。这被认为会导致还参与真实睡眠呼吸暂停和呼吸不足的部位处的塌陷。镇静也减轻了内窥镜行进的不适。但是，DISE的接受仍然被限制，因为在镇静状态中塌陷与自然睡眠期间的塌陷之间的链接仍然不清楚，并且可能强烈取决于镇静的深度并且由于总体镇静所涉及的成本和风险。

为了在一些离散的关键部位处检查上气道，也能够使用具有多个传感器的导管；一旦导管已经插入，其可以在较长时段期间保持在相同的位置中，而没有针对患者的额外的不适。

可以使用图像传感器来获得径向距离的量度，例如，如果图像传感器与在气道的内部投影结构化照明图案(例如环)的照明元件组合，则关于环形图像的所捕获的图像传感器信息可以被分析以导出距离信息(例如通过三角测量)，并且因此使得能够导出内部气道通道的形状。

例如，内窥镜或导管可以具有一个或多个光生成模块，所述光生成模块能够产生光的向外引导的环(或径向平面)，使得当插入到管状气道中时，可以照射气道的横截面轮廓以通过相机进行检查。

提供这样的光图案的一种已知手段是将来自光纤的经准直的激光朝向偏转锥体引导，该偏转锥体的角度诸如使入射光从其表面在其周围全部方向上径向(例如以90度)偏转。效果是创建从锥体向外投影的光的“环形”图案，其然后可以用于照射气道的圆周部分。具体地，这个概念有两个变化。在第一个中，锥体具有反射性外表面，并且被布置使其尖端面向即将到来的光的方向，使得光从其表面直接反射出。在第二个中，锥体被布置为使其基部面向即将到来的光，并且间距被布置为使得从锥体的内壁上的光纤入射的光通过在相对壁的方向(其通过所述相对壁传输)上的全内反射被反射，由于在这样做时的折射而偏转到与初始入射光成90度的路径中。

反射光然后被相机捕获。这可以通过将相机与被检查的内壁定位在视场内来实现，或者也可以使用另一个反射锥体来将反射光重新定向回到几乎轴向的方向以通过轴向对准的相机捕获。

在沿气道的一系列间隔点处能够创建多个光环形图案。这可以例如借助于沿导管提供多个照明单元来实现，每个照明单元具有其自己的激光器、光纤(任选地，GRIN透镜)以及锥体。

当部署导管时，重力、导管材料的硬度和气道的形状通常将使得导管在气道的不同深度处紧贴前部或后部气道壁。

导管的该位置使传感器和最靠近的气道壁之间的距离最小化，但是使到相对的气道壁的距离最大化。这通常会导致问题，尤其是涉及光强度和传感器范围的问题。

朝向传感器反射回的光强度随着到气道的距离近似作为关于距离立方的反函数而减小。这是因为，环形光图案的强度与距离成反比(因为其与环的周长成比例地减小)，而从气道壁散射回的光漫散射到所有方向(大致跟随朗伯余弦定律)，从而导致与距离平方的倒数成比例的强度相关性。对于传感器与气道壁之间的小距离，光强度非常高，从而导致使环位置模糊的相机的泛光。对于大的距离，强度非常低，使得在相机噪声中难以看到环。靠近一个气道壁的导管的位置因此最大化壁距离的变化，并因此使光强度差异最大化。

图3在左图中示出在气道42内并且被定位于气道的一侧而不是在中间的横截面中的导管40。右图显示了捕获的图像，其中，在该图像的一个部分处出现泛光44，并且在图像55的其他部分处该图像是暗的，使得不能看到气道壁的形状。泛光也使气道壁形状的图像模糊。为了在这种情况下捕获高质量的图像，需要具有高动态范围的相机(这是昂贵的)以以各种角度记录光图案。

此外，最靠近传感器的气道所接收的光剂量是不必要高的。这可能会导致不想要的副作用，并且通过造成组织损伤而危害患者的安全。总是尽可能最小化辐射剂量是好的实践。

关于传感器范围，很难优化传感器的光学器件部分以在非常大的距离和非常靠近的距离两者处检测气道壁。这是因为，小型相机通常具有非常有限的像素数量。对于短或长气道壁距离优化传感器光学器件是容易的，但对于两者并不容易。

因此需要这样一种设计，该设计使得成像系统能够容许被成像的通道内的非中央放置，而不需要高度复杂的成像装备。

发明内容

本发明由权利要求限定。

根据本发明的一个方面，提供了一种导管，其具有用于对导管要被定位于其中的通道的内壁进行成像的图像感测系统，所述导管包括：

径向成像系统，其包括用于在导管周围径向地生成光输出的光源布置和用于在由内壁反射之后接收径向光输出的图像传感器，

其中，所述导管适于沿着其长度以所述通道内的预定位置和取向定位在所述通道内，

其中，所述光输出在不同的径向方向上具有不同的强度和/或所述导管包括光传输布置，所述光传输布置针对不同的径向方向实现到所述图像传感器的光输出的不同的传输，使得所述导管周围的光输出强度分布的包络形状或光传输布置的光传输函数是非圆形的。

通过确保导管在通道内的位置是已知的，然后光学系统可以被设计成使得当将发生泛光时图像传感器接收到的光具有降低的强度。以这种方式，可以获得更高质量的图像，而不需要增加图像传感器的复杂度。导管的位置优选是已知的，其中，在沿着导管的长度的特定位置处，导管横截面在通道的整个横截面内的位置是大致已知的，并且导管的角取向在该位置处也是近似已知的。因此，导管优选具有相对于最近通道壁的已知取向，即相对于前后平面的已知取向。存在不对称的光学设计，其适于通道的预期形状和传感器关于最近通道壁的预期取向。

导管周围的光输出强度分布的包络形状是当跟随具有恒定值的光输出强度时导管周围的大致形状。例如，对于光输出强度较低或存在较多衰减的径向方向，包络形状将更接近导管。导管周围的照明的大致环形形状因此是非圆形的。光输出强度可以是连续的环，或者其可以是不连续的，并且然后形成为环周围的一组离散点。在后一种情况下，该大致环形形状限定了包络形状。

光传输函数(到光学传感器)是作为径向位置的函数的光传输量。因此，非圆形光传输函数意味着传输在圆周周围是不均匀的。

存在各种方式来布置导管位置是预先确定的并且因此是预先已知的。这意味着不需要对光强度分布或传输函数的包络形状进行反馈控制。相反，导管被设计为采取通道内的预先已知的特定路径(位置和取向)，并且考虑到已知路径而设计光学系统(光源和图像传感器以及之间的所有光学器件)。

在第一范例中，导管在跨导管长度的横截面中具有非圆形的外部形状。该非圆形的形状意味着导管会偏向于在某些方向上弯曲。非圆形形状因此被设计为使得插入的导管跟随本身已知的大致形状的通道内的已知路径。

通过范例，与导管周围的相对角度位置相比，在跨导管长度的横截面中，导管外部形状的曲率半径在导管周围的一个角位置处可以更大。曲率半径被设计为在导管要与通道壁接触的导管周围的角位置处更大。这实现了通常压扁的形状，即宽且平坦的，扁平部分抵靠通道壁。宽的平坦的形状将优选围绕平行于宽度方向的轴弯曲。

在跨导管长度的横截面中，导管在其外部形状中可以具有平坦的边缘，其中，导管要与通道壁接触。平坦的边缘将优选地贴靠到气道壁，而圆形部分较不可能粘贴靠到气道壁。

在所有情况下，外部形状或外部形状的角取向可以沿着导管长度变化。这意味着导管可以设计为跟随更复杂的路径，而不是简单地围绕一条曲线弯曲。在沿着导管的长度的不同点处，导管可以在不同的角位置处与复杂的通道接触。导管形状的角取向或者形状本身因此被改变以使得平坦的区域能够抵靠通道壁。

在第二范例中，导管的弯曲性质沿导管的长度变化。这提供了另一种方式来控制导管被操纵到通道内的已知形状和位置的方式。在特定方向上弯曲的导管硬度例如可以沿导管的长度变化。

这两种方法可以结合起来，使得形状和硬度参数两者是变量，它们共同使得导管在由本身具有通常已知的形状的通道引导时能够采用期望的形状。

光输出在不同的径向方向上具有不同的强度，和/或导管包括光传输布置，所述光传输装置在不同的径向方向上实现光输出到图像传感器的不同的传输。这些提供了用于控制从不同方向到达图像传感器的光强度的各种选项。可以在光源处控制强度(例如，如果不同的光源元件负责在不同的径向方向上的光)，或者可以在将光引导到内壁之前根据径向的方向来控制光强度(例如通过使用衰减布置)，或者当光最终被引导到图像传感器时根据径向方向来控制光强度(例如通过对于与从内壁接收光的不同的方向不同地将光引导到图像传感器)。控制光强度涉及改变光传输，无论是通过利用衰减还是光远离图像传感器的重新定向。

可以通过改变在其他情况下恒定的光源强度的衰减来控制光传输。

光输出强度在导管最靠近通道壁之处能够是最小的。以这种方式，输出强度在需要避免泛光之处减小，并且其在距通道壁的大的距离之处可以增加。

如果使用光衰减布置，则其可以包括电缆或光纤。以这种方式，整个系统的现有部件可以被用于通过设计它们的位置来提供期望的光阻挡功能。这避免了对额外的部件的需要。然而，当然可以提供专用的光衰减布置。

光衰减(作为径向位置的函数)可以在图案被投影到通道的内壁之前发生，或者其可以在被内壁反射之后发生。衰减能够涉及吸收，或者其也能够涉及将光导向或远离特定方向。就图像传感器而言，例如衰减或减少的传输可以通过将光引导远离图像传感器来实现。

应该相应地理解术语“衰减”和“传输”。

光源布置可以包括导管内的光源以及任选的准直器，所述准直器用于对来自光源的光准直。光源可以将光径向向外引导，或者其可以将光轴向引导，然后可以提供反射器以对发射的光重新定向，从而围绕导管长度形成大体上径向引导的光的环。

任选地，光源布置可以包括：

导管外的光源；

光纤，其适于将来自光源的光输出从导管外部传输到导管内部并且在居中平行于导管细长轴的方向上发射光；

任选地准直器，其用于对来自光纤的光进行准直；以及

反射器，其用于对发射的光重新定向，以围绕导管长度形成大致径向引导的光的环。

这提供了一种紧凑的设计，其中，通过诸如反射锥体的反射器将轴向引导的光转换为径向光。

光源优选包括激光器或LED。

反射器可以是非轴对称的，从而创建关于径向方向的不均匀的光强度。以这种方式，由反射器实施不均匀的径向光图案，而不需要对光输出进行复杂的光学改变。

导管还可以包括第二反射器，以用于在由内壁朝向图像传感器反射后重新定向径向光。然后，第二反射器可以是非轴对称的，从而创建关于径向方向的不均匀的相机灵敏度。因此，图像传感器反射器然后被用于实施作为径向方向的函数的衰减。

导管可以用于确定上气道中阻塞物的存在和位置，导管包括沿导管的长度的多个径向成像系统。以这种方式，每个径向成像系统被优化用于可确定气道阻塞的位置中的特定一个位置。

附图说明

现在将参考附图详细描述本发明的范例，其中：

图1示出了设置在气道内的范例导管的长度部分的示意图；

图2示出了插入患者的鼻腔和上气道中的范例导管的示意图；

图3示出了由于非中央导管定位而出现的问题；

图4示出了导管形状能够如何影响弯曲性能；

图5示出了在通道内具有非圆形外部形状的导管；

图6示出了能够如何使用衰减来改变径向光图案；

图7示出了在沿着导管的长度的不同位置处不同的取向能够如何是合适的；并且

图8示出了导管设计。

具体实施方式

本发明提供了一种具有图像感测系统的导管，所述图像感测系统用于对其中要定位导管的通道的内壁进行成像。导管具有径向成像系统，所述径向成像系统包括用于在导管周围径向地生成光输出的光源布置，以及用于在光被内壁散射回来之后接收大致径向光的图像传感器。导管以已知的位置和取向(例如沿着导管的长度相对于前后平面的已知角度)定位在通道内，使得已知沿导管长度的哪个位置以及在导管周围的哪个角位置处，将最靠近通道壁。光输出在不同的径向方向上具有不同的强度，和/或导管包括光衰减布置，所述光衰减布置在不同的径向方向上引起光输出的不同衰减。这些提供了减少由图像传感器接收的光的备选措施，由此防止捕获图像中的泛光。

本发明可以例如用于针对导管的成像。这可能具有非医学应用，用于对诸如管道、通路和隧道的非生命对象成像，以及用于医学成像应用，例如用于对气道通道、肠道或毛细血管或动脉成像。

通过图示，图1示意性地描绘了布置在上气道14的一段内的已知基本构造的范例导管12。沿着气道的长度指示了标记为18、20、22和24的四个解剖区域或特征，通过非限制性范例，这些分别表示软腭(腭)、口咽、舌根和会厌。导管12设置在气道14内，导管12包括一系列光学传感器S1至S5。它们均包括用于大致轴向地生成光的激光光源、用于重新定向光以至少包括径向方向上的分量的第一反射器、用于将来自被研究的管道的侧壁的反射光重新定向到用于捕获被研究的管道的侧壁的图像的图像传感器的第二反射器。图1示意性地示出了导管和气道14之间的空间并因此示出了它们之间的径向距离。

光学布置在图1中示意性地表示为单个三角形。

为了图示，图2示意性地示出了设置在患者34的上气道中的导管12，其已经经由患者的鼻孔36插入。传感器的远端锚定在食管中。沿着患者34的气道14指示图1的四个解剖区域(软腭18、口咽20、舌根22和会厌24)的近似位置。

本发明具体而言涉及导管在通道内的非中央位置的问题以及这具有的对由图像传感器捕获的径向光强度的效应。

光源布置生成从导管径向向外发射的径向光环，以照射上气道14的壁的环形部分。环可以是连续的，但是其代替地可以形成为通常跟随环状路径的一组离散点。

径向投影可以是完全径向的，即与导管轴成90度，但是其可以相对于该完全径向方向以锐角倾斜。为了紧凑，例如为了将光学系统安装在导管内，光沿着导管轴向路由，并且反射布置重新定向光以形成放射状图案。

如上所述，导管和气道壁之间的距离影响所接收的光的光强度。

本发明的第一方面涉及确保导管在所成像的通道内具有已知的位置。控制这方面的一种方式是在导管插入通道中时控制导管所跟随的路径。

图4示出了导管形状能够如何影响弯曲性能，然后可以用其来控制由导管采用的形状和位置。圆形横截面示出为50，并且平坦化的横截面示出为52。外部形状52在跨导管长度的横截面上是非圆形的。该非圆形的形状意味着导管会偏向于在某些方向上弯曲。具体而言，其将优选地围绕平行于宽度方向的轴54弯曲。以这种方式，插入的导管可以被设计为跟随特定的路径以匹配本身具有已知的大体形状的通道的形状。

导管外部形状在底部的曲率半径比在侧面更大(即，有更平缓的曲线)。该平坦的底部是导管与通道壁接触之处。因此埃布形状通常被压扁。其可以是不对称的形状(即，旋转对称级数等于1)，但是其仍然可以具有一些对称性，例如具有2的旋转对称级数的椭圆。平坦的底部可以是完全平坦的边缘。

因此，导管在高度方向上比宽度方向上具有更小的直径。

最平坦的侧面(所示范例中的底部)也被具体优化以贴附到通道壁。

当导管绕轴54弯曲或屈曲时，平坦区域将优选朝向通道壁对自身取向。导管进入通道中以支持正确的对准。以这种方式，能够以高的置信度预测将最靠近通道壁的传感器的部分。

也能够在不改变导管的几何横截面的情况下获得相似的行为，但是通过调整针对不同取向的机械特性。这可以例如通过在导管中包括硬纤维来完成。以这种方式，导管的弯曲性质沿导管的长度变化。这提供了另一种方式来控制导管被操纵到通道内的已知形状和位置中的方式。在特定方向上弯曲的导管硬度例如可以沿导管的长度变化。

这两种方法可以组合，使得形状和硬度参数两者是变量，它们一起使得导管在由通道引导时能够采取期望的形状。

已知在给定深度处通道(例如上气道)的近似形状。通过控制导管的哪一侧靠近气道，可以根据到气道的预期距离来对光强度进行整形。

然后，可以在预期距气道壁较大距离的方向上增加光强度，并且可以在预期较小距离的方向上降低强度。

因此，在第二方面中，一旦导管位置已知，就控制光图案和/或感测光学器件以提供非旋转对称功能。具体地，当控制光输出强度时，导管周围的光输出强度分布的包络形状是非圆形的。当由图像传感器接收的光强度通过以角度改变光透射来控制时，光透射功能是非圆形的。然后考虑到已知的定位，可以优化传感器周围的光剂量和光学视场。

图5示出了在通道42内具有非圆形外部形状的导管52。照射图案的强度取决于距导管的预期距离。因此，控制光强度以取决于导管周围的角径向位置。例如，在一般区域60中强度最高，在一般区域62中强度较低，在一般区域64中强度最低。光强度在这些区域中是不均匀的，它们仅出于解释的目的被示为三个不同的区域。在实践中，将会有将强度与导管周围的角度相关的函数。

可以例如通过增加不同浓度的吸收体或有意使生成径向光图案的偏转锥体从射束的中心不对准，容易地实现非对称光图案。以这种方式，可以通过操纵光源的输出或其被反射的方式来创建光图案。

备选是在光被反射而径向重新定向之后提供光的选择性吸收。专用的光衰减布置可以用于该目的，但是其可以利用设备的现有部分。

图6示出了平坦边缘70最靠近通道壁的非圆形导管外部形状52(在跨导管长度的横截面中)。导管包含相机和通常沿着其中心轴对准的光学部件72。存在形成装置的部分的各种电缆或光纤74，并且这些电缆或光纤74被布置在平坦侧70处以有意地衰减来自导管外壁的该区的光。以这种方式，整个系统的现有部件可以被用于通过适当选择它们的位置来提供期望的光阻挡功能。这避免了对额外部件的需要。

以上解释的用于创建不对称性的各种措施可以在沿着导管长度的不同位置处不同地取向。

类似于图2，图7示出了患者的上气道中使用的导管。以上面解释的方式，导管沿其长度调整以匹配导管对气道壁的取向。

例如，在图7中，导管可能优选在口咽直到会厌的水平处(位置80a)贴靠后壁，并且在软腭水平处(位置80b)贴靠前气道壁。因此，导管使平坦侧的取向相应地改变。当然，其他参数可以相应地沿着导管的长度进行调整，例如环强度、线缆的取向或导管硬度。

为了提供取决于径向方向的图像传感器灵敏度，根据到气道壁的预期距离(如上所述)不仅能够调整环形图案的强度，而且还能够调整传感器的距离范围。这可以例如通过在相机的前面使用非旋转对称的光收集锥体或者通过有意使相机和锥体不对准来实现。

这样的传感器的分辨率通常受到小型相机中可用的像素的数量以及相机的视场以及光反射锥体的限制。通过在相机前面使用非对称光学器件，相机的视场根据径向方向而变化。这也意味着相机芯片的像素将根据径向方向被不同地映射。不对称可以在径向照明图案形成之前(例如通过第一反射器的设计)或者在径向照明图案形成之后但在其到达图像传感器之前(例如通过第二反射器的设计)或两者。

本发明可以应用于图1所示的导管。

光源布置可以包括诸如激光器的光源、传输光输出并且在居中平行于导管细长轴的方向上发射光的光纤、以及用于重新定向发射的光以围绕导管长度形成大致径向引导的光的环的第一反射器。其也可能包括准直元件，所述准直元件对来自光纤的光准直。该准直元件可以与第一反射器组合。该反射器可以被设计为通过其对准或形状来提供不对称的环。例如，反射器可以是非轴对称的，从而创建关于径向的不均匀的光强度。以这种方式，由反射器实施不均匀的径向光图案，而不需要对光输出进行复杂的光学改变。

如上所述，备选是使用第二反射器来实施不对称性，第二反射器用于将从通道壁接收的光引导到图像传感器。

为了更清楚地说明上述部件，图8示出了将如上所述的径向照射系统并入的导管91的说明性范例。导管91被封装在透明的毛细内，并接收来自导管外部的激光器92的光输出，所述激光器被布置为沿着光纤94在轴向方向上传播生成的激光。激光器安装在光纤的端部处。光纤在其端部97处具有准直器和圆锥形反射器96。

如上所述，在一些范例中，反射器96可以被设计为提供关于径向方向的所需的不均匀的光输出强度。

图8中不能看到导管的横截面形状。如上所述，其可以是非圆形的。

径向照射系统产生径向光输出，并且在由安装有导管的通道(例如患者气道98)反射之后，径向光输出由锥形反射器100朝向图像传感器102反射。

导管可以包括串联的多个成像系统，而图8仅示出一个这样的成像系统。

图8还示出了外部光源，而光源可以在导管内部。其也可以例如包括面向外(而不是轴向)的照明元件的环，使得不需要反射器96。在这种情况下，不同的照明元件可以具有不同的强度，以便随着围绕导管的角位置而改变强度。

导管可以用于确定上气道中阻塞物的存在和位置，导管包括沿导管的长度的多个径向成像系统。以这种方式，每个径向成像系统用于能够确定气道阻塞的位置中的特定的一个位置。

如上所述，特别感兴趣的一个应用是改进用于在自然(或镇静)睡眠期间测量OSA患者的上气道通畅的光学导管传感器的性能；在该应用中，在传感器模块中创建大致垂直于图像传感器和锥体轴的激光平面，并且在上气道的相关联的横截面中，轮廓点亮。传感器元件包含在毛细管中。

通过研究附图、公开内容和权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时可以理解和实现所公开的实施例的其他变型。在权利要求中，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。在相互不同的从属权利要求中记载特定措施的事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求中的任何附图标记不应被解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种具有图像感测系统的导管，所述图像感测系统用于对所述导管要被定位于其中的通道(42)的内壁进行成像，所述导管包括：

径向成像系统，其包括用于在所述导管周围径向地生成光输出的光源布置(91、94、96)和用于在由所述内壁反射之后接收所述径向光输出的图像传感器(102)，

其中，所述导管适于沿着所述通道的长度以所述通道内的预定位置和取向被定位于所述通道内，

其中，所述光输出在不同的径向方向上具有不同的强度和/或所述导管包括光传输布置，所述光传输布置针对不同的径向方向实现针对所述图像传感器的所述光输出的不同的传输，使得所述导管周围的光输出强度分布的包络形状或所述导管周围的所述光传输布置的光传输函数是非圆形的。

2.如权利要求1所述的导管，其中，所述导管在跨导管长度的横截面中具有非圆形的外部形状(52)。

3.如权利要求2所述的导管，其中，与所述导管周围的相对的角位置相比较，在跨所述导管长度的横截面中所述导管外部形状(52)的曲率半径在所述导管周围的一个角位置处更大。

4.如权利要求3所述的导管，其中，在跨所述导管长度的横截面中，所述导管在其外部形状中具有平坦边缘，其中，所述导管要与通道壁接触或紧密靠近通道壁。

5.如权利要求2至4中的任一项所述的导管，其中，所述外部形状或所述外部形状的角取向沿着所述导管长度变化。

6.如前述权利要求中的任一项所述的导管，其中，所述导管的弯曲性质沿着所述导管的长度变化。

7.如权利要求6所述的导管，其中，在特定方向上弯曲的导管硬度沿着所述导管的所述长度变化。

8.如前述权利要求中的任一项所述的导管，其中，光输出强度在所述导管最靠近通道壁之处是最小的。

9.如前述权利要求中的任一项所述的导管，其中，所述光传输布置包括提供衰减的电缆或光纤(74)。

10.如前述权利要求中的任一项所述的导管，其中，所述光源布置包括：

导管内的光源，以及任选地用于对光源输出进行准直的准直器。

11.如权利要求1至9中的任一项所述的导管，其中，所述光源布置包括：

所述导管外部的光源；

光纤，其适于将来自所述光源的所述光输出从所述导管的外部传输到所述导管的内部，并且在居中平行于导管细长轴的方向上发射光；

任选地准直器，其用于对来自所述光纤的光进行准直；以及

反射器，其用于对所发射的光进行重新定向，以形成在所述导管长度周围的大致径向引导的光的环。

12.如权利要求11所述的导管，其中，所述反射器是非轴对称的，从而创建关于径向方向的不均匀的光强度。

13.如权利要求10、11或12所述的导管，还包括第二反射器，所述第二反射器用于在通过所述内壁朝向所述图像传感器反射之后将所述径向光重新定向。

14.如权利要求13所述的导管，其中，所述第二反射器是非轴对称的，从而创建关于径向方向的所述传感器的非轴对称视场。

15.如前述权利要求中的任一项所述的导管，其用于确定上气道中阻塞物的存在和位置中，所述导管包括沿所述导管的所述长度的多个径向成像系统。