CN114642829B - 光学同调断层扫描探头 - Google Patents
光学同调断层扫描探头 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114642829B CN114642829B CN202011492394.9A CN202011492394A CN114642829B CN 114642829 B CN114642829 B CN 114642829B CN 202011492394 A CN202011492394 A CN 202011492394A CN 114642829 B CN114642829 B CN 114642829B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical
- coherence tomography
- electrode
- tomography probe
- optical coherence
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 80
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 36
- 238000003325 tomography Methods 0.000 title description 5
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 title description 3
- 238000012014 optical coherence tomography Methods 0.000 claims abstract description 74
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 59
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 15
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 4
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 claims description 3
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 28
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 210000004958 brain cell Anatomy 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 5
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 210000001905 globus pallidus Anatomy 0.000 description 3
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 210000004281 subthalamic nucleus Anatomy 0.000 description 3
- 210000005013 brain tissue Anatomy 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N dopamine Chemical compound NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 2
- 208000016285 Movement disease Diseases 0.000 description 1
- 208000018737 Parkinson disease Diseases 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002490 cerebral effect Effects 0.000 description 1
- 210000001175 cerebrospinal fluid Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 229960003638 dopamine Drugs 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007830 nerve conduction Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/3605—Implantable neurostimulators for stimulating central or peripheral nerve system
- A61N1/3606—Implantable neurostimulators for stimulating central or peripheral nerve system adapted for a particular treatment
- A61N1/36067—Movement disorders, e.g. tremor or Parkinson disease
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
- A61B5/0062—Arrangements for scanning
- A61B5/0066—Optical coherence imaging
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
- A61B5/0082—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes
- A61B5/0084—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes for introduction into the body, e.g. by catheters
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/40—Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system
- A61B5/4058—Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system for evaluating the central nervous system
- A61B5/4064—Evaluating the brain
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/02—Details
- A61N1/04—Electrodes
- A61N1/05—Electrodes for implantation or insertion into the body, e.g. heart electrode
- A61N1/0526—Head electrodes
- A61N1/0529—Electrodes for brain stimulation
- A61N1/0534—Electrodes for deep brain stimulation
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Neurology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Neurosurgery (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Psychology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Physiology (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Hospice & Palliative Care (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明公开一种光学同调断层扫描探头,包含管状罩体、至少一电极、光纤扫描器以及辅助定位元件。电极设置于管状罩体的外表面。光纤扫描器设置于管状罩体内,且光纤扫描器包含光纤以及光学镜。光学镜设置于光纤的发光端,且光学镜的位置对应于管状罩体的可透光部位。辅助定位元件设置于管状罩体,且辅助定位元件与部分的可透光部位重叠。光纤扫描器发出的一光束行进通过可透光部位以产生断层扫描影像,且该光束的一部分与辅助定位元件互动而于断层扫描影像中形成对应辅助定位元件的特征点。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学同调断层扫描探头。
背景技术
随着医疗技术的发展,巴金森氏病的治疗已从病程初期服用左多巴胺药物,到中后期也可以通过外科手术来调控大脑回路的运作,来弥补药物治疗的限制与副作用。脑深层刺激术(Deep Brain Stimulation,DBS)是目前针对巴金森氏病的主要外科手术疗法。脑深层刺激术的原理是通过植入细长的刺激电极至深脑中的视丘下核(Subthalamicnucleus,STN)或苍白球内核(Globus pallidus internal),借着电流刺激来导正神经传导回路异常,而达到运动障碍症状的控制与病患运动功能的改善。
脑深层刺激术流程可以分成两个阶段:(1)术前脑部定位阶段以及(2)术中电极植入阶段。在术前脑部定位阶段时,会先针对病患头部进行磁振造影(MRI)扫描进行手术路径规划,另外在术中于病患头顶开洞后根据所规划路径插入电生理记录(MER)电极探针侦测脑细胞放电生理信号来确认手术目标物的最终置放位置。在术中电极植入阶段时,将永久性DBS刺激电极(DBS lead)根据上述所决定的置放位置植入至手术目标物中。
现有的脑深层刺激术在脑部定位阶段面临了定位不精确的问题。虽然磁振造影以及脑细胞电生理记录可以帮助确认手术目标物的位置,但由于目标物(视丘下核或苍白球内侧核)尺寸微小,医师根据磁振造影影像识别目标物的难度很高。同时手术中因脑脊髓液溢漏及脑压改变导致不可避免的脑位移(Brain Shift)也会使得目标物的位置改变。此外,脑细胞电生理记录仅能提供一维空间位置信息(例如沿着电极针插入方向的空间位置信息),无法获得三维空间位置信息,这导致医师虽然可以根据脑细胞电生理记录确认电极针尖所在位置,但仍难以确认电极针在目标物中的相对空间位置以及电极端是否如预期到达定位,这导致医师缺乏信息作为后续调整路径的参考。
发明内容
鉴于以上问题,有必要对脑深层刺激术的脑部定位方式进行改良。本发明揭露一种适用于脑深层刺激术的光学同调断层扫描探头,有助于解决手术前无法精确定位目标物或手术中无法精确得知电极位置的问题。
本发明所揭露的光学同调断层扫描探头包含一管状罩体、至少一电极、一光纤扫描器以及一辅助定位元件。电极设置于管状罩体的一外表面。光纤扫描器设置于管状罩体内,且光纤扫描器包含一光纤以及一光学镜。光学镜设置于光纤的一发光端,且光学镜的位置对应于管状罩体的一可透光部位。辅助定位元件设置于管状罩体,且辅助定位元件与部分的可透光部位重叠。光纤扫描器发出的一光束行进通过可透光部位以产生一断层扫描影像,且光束的一部分与辅助定位元件互动而于断层扫描影像中形成对应辅助定位元件的一特征点。
根据本发明所揭露的光学同调断层扫描探头,辅助定位元件与可透光部位重叠,因此光纤扫描器发出的光束在通过可透光部位时会被辅助定位元件遮挡或反射,进而于断层扫描影像中形成特征点(暗区或亮区)。根据特征点可以判断光学同调断层扫描探头与手术目标物的相对位置关系,而能精确定位目标物位置或是确保电极植入目标物中心区域,若有偏差,医师则可根据断层扫描影像来重新调整电极植入路径,有助于提升DBS手术的治疗效果。
以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明是用以示范与解释本发明的精神与原理,并且提供本发明的权利要求更进一步的解释。
附图说明
图1为本发明第一实施例的光学同调断层扫描探头的示意图;
图2为本发明第二实施例的光学同调断层扫描探头的示意图;
图3为本发明第三实施例的光学同调断层扫描探头的示意图;
图4为本发明第四实施例的光学同调断层扫描探头的示意图;
图5为本发明第五实施例的光学同调断层扫描探头的示意图;
图6为本发明第六实施例的光学同调断层扫描探头的示意图;
图7为本发明第七实施例的光学同调断层扫描探头的示意图;
图8为图3的光学同调断层扫描探头用于确认手术目标物位置的示意图;
图9为图2的光学同调断层扫描探头用于植入电极的位置的示意图;
图10为图9的光学同调断层扫描探头所生成的断层扫描影像的示意图。
符号说明
1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g……光学同调断层扫描探头
10、10b、10c、10e……管状罩体
110、110b……可透光部位
110c……第一可透光部位
110c’……第二可透光部位
120……不透光部位
130……锥状末端
20、20d、20e、20f、20g……电极
210f……第一电极
220f……第二电极
210g……第一电极
220g……第二电极
30、30b、30c……光纤扫描器
310……基座
320……光纤
321……发光端
330a、330b、330c……光学镜
40、40c、40d、40e、40f、40g……辅助定位元件
410c、410d、410f、410g……第一定位单元
420c、420d、420f、420g……第二定位单元
50……指示元件
510……标记
O……目标物
L1……第一子光束
L2……第二子光束
D……暗区
具体实施方式
以下在实施方式中详细叙述本发明的实施例,其足以使任何熟悉相关技术者了解本发明的技术内容并据以实施。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点,但非以任何观点限制本发明的范畴。
根据本发明的一实施例,光学同调断层扫描探头包含管状罩体、电极、光纤扫描器以及辅助定位元件。请参照图1,为根据本发明第一实施例的光学同调断层扫描探头的示意图。在本实施例中,光学同调断层扫描探头1a包含一管状罩体10、一电极20、一光纤扫描器30以及一辅助定位元件40。
管状罩体10例如为玻璃管,其包含一可透光部位110和不透光部位120,但本发明并不以此为限。在其他实施例中,管状罩体10的整体可以由透光材质(例如玻璃)制成,也就是说管状罩体10的任意部位都是可透光部位。在本实施例中,可透光部位110位于管状罩体10的侧壁,但可透光部位110的具体位置并非用以限制本发明。
电极20例如为环状电极圈,其设置于管状罩体10的外表面。管状罩体10与电极20的组合可以构成DBS电极套管。电极20可与外部电源(未另绘示)电连接,以通电刺激光学同调断层扫描探头1a外部的组织(如脑部组织)。图1绘示多个电极20设置于管状罩体10,但电极20的数量并非用以限制本发明。在其他的实施例中,也可配置单一电极20来进行量测。电极20的设置可以通电刺激脑部组织或是侦测脑细胞电生理记录。
光纤扫描器30设置于管状罩体10内,且光纤扫描器30包含一基座310、一光纤320以及一光学镜330a。其中光纤320设置于基座310,光学镜330a的位置对应于管状罩体10的可透光部位110。在一实施例中,基座310可转动地设置于管状罩体10内。由此,基座310可以自身的中心轴相对管状罩体10转动而带动光纤320一并转动。但在其他实施例中,光纤320以可旋转的方式设置于基座310中,由于光纤320可以相对于基座310旋转,可由此达到扫描的功能。在本实施例中,光纤320进一步包含一发光端321,光学镜330a设置于光纤320的发光端321,由于可透光部位110位于管状罩体10的侧壁,故本实施例的光学镜330a可为一反射镜,其用以改变光纤320发出的光束的行进方向,使得光束被光学镜330a反射后通过可透光部位110而传递至光学同调断层扫描探头1a的外部。由此,光束可以照射位在光学同调断层扫描探头1a外部的组织,光束在照射组织后反射回来,使连接在光纤320末端的感光元件(未另绘示)接收此光束而产生一个或多个断层扫描影像。以反射镜作为光学镜330a的实施方式并非用以限制本发明。在其他实施例中,光学镜330a可依据可透光部位的设置位置而搭配适合的光学元件,并不以所列举者为限。
此外,本实施例的光纤扫描器30可拆卸地插设于管状罩体10内,使得光纤扫描器30可沿着管状罩体10的中心轴移动,因此光纤扫描器30可自管状罩体10被取出,但本发明并不以此为限。在其他实施例中,光纤扫描器30可以固定在管状罩体10内部。
在本实施例以及其他实施例中,所述管状罩体的「可透光部位」是指此部位对于光纤发出的光束的波长而言是可通过的。例如,当一实施例的光纤发出的光束具有可见光波长范围时,可透光部位是指能够让可见光通过的部位;当另一实施例的光纤发出的光束具有红外光波长范围时,可透光部位是指能够让红外光通过的部位。
辅助定位元件40设置于管状罩体10,且辅助定位元件40与部分的可透光部位110重叠。在本实施例中,辅助定位元件40例如为导线,其设置于管状罩体10的侧壁内并且与各个电极20电连接。辅助定位元件40可与外部电源(未另绘示)电连接,以供电给电极20来刺激光学同调断层扫描探头1a的外部组织。辅助定位元件40与电极20电连接的构造并非用以限制本发明。在其他实施例中,辅助定位元件40可不导电且不与电极20连接,取而代之的是额外配置的导电线与电极20电连接。
当光纤320发出的光束通过管状罩体10的可透光部位110时,由于辅助定位元件40与部分的可透光部位110重叠,光束中的部分光线会与辅助定位元件40互动,而于前述断层扫描影像中形成对应辅助定位元件40的特征点。关于光束与辅助定位元件的互动和断层扫描影像的特征点将于后续进一步详述。
在本实施例中,光学同调断层扫描探头1a进一步包含设置于管状罩体10的外表面的一指示元件50,且指示元件50具有方向对应于辅助定位元件40的一标记510。详细来说,指示元件50可以是装设在管状罩体10外表面的环状凸块,并且所述标记510可以是环状凸块上的凹凸点、文字符号或图案。在管状罩体10的轴向方向上,辅助定位元件40与标记510对齐,由此能通过观察标记510来判断辅助定位元件40的朝向。
本发明所揭露的光学同调断层扫描探头并不以图1的具体态样为限。请参照图2,为根据本发明第二实施例的光学同调断层扫描探头的示意图。在本实施例中,光学同调断层扫描探头1b包含一管状罩体10b、多个电极20、一光纤扫描器30b、一辅助定位元件40b以及一指示元件50。关于图2中的电极20以及指示元件50,可以参照图1中对应元件的前述相关说明,以下不再重复赘述。
管状罩体10b包含一可透光部位110b和不透光部位120。在本实施例中,管状罩体100b的可透光部位110b位于管状罩体100b的封闭端面,可透光部位110b的大小视光纤扫描规格决定,并不以此为限。配合可透光部位110b的位置,光纤扫描器30b中的光学镜330b可为一聚焦透镜,用以将光纤320发出的光束聚焦,使光束由可透光部位110b传递至光学同调断层扫描探头1b的外部进行扫描。辅助定位元件40b设置于管状罩体10b,且辅助定位元件40b与部分的可透光部位110b重叠。在一实施例中,辅助定位元件40b例如为导线,与电极20电连接并延伸至管状罩体100b的封闭端面,以遮蔽部分的可透光部位110b。在其他实施例中,辅助定位元件40b单纯为一标记线,遮蔽部分的可透光部位110b。
请参照图3,为根据本发明第三实施例的光学同调断层扫描探头的示意图。在本实施例中,光学同调断层扫描探头1c包含一管状罩体10c、一电极20、一光纤扫描器30c以及一辅助定位元件40c。关于图3中的电极20可以参照图1中对应元件的前述相关说明,以下不再重复赘述。为了方便说明,图3省略绘示位于管状罩体外表面的指示元件。
管状罩体10c包含一第一可透光部位110c以及一第二可透光部位110c’。第一可透光部位110c位于管状罩体10c的侧壁,且第二可透光部位110c’位于管状罩体10c的封闭端面。除了第一可透光部位110c以及第二可透光部位110c’之外,管状罩体10的其余部位可以是可透光或不透光。
光纤扫描器30c包含基座310、光纤320以及光学镜330c。基座310可转动地设置于管状罩体10c内,且光纤320设置于基座310。光学镜330c设置于光纤320的发光端321,由于第一可透光部位110c与第二可透光部位110c’分别位于管状罩体10c的侧壁与封闭端,故本实施例的光学镜330c可为一分光镜,光学镜330c的位置对应于第一可透光部位110c以及第二可透光部位110c’,光学镜330c用以将光纤320发出的光束分成朝向第一可透光部位110c行进的第一子光束以及朝向第二可透光部位110c’行进的第二子光束。两道子光束分别行经通过第一可透光部位110c与第二可透光部位110c’而传递至光学同调断层扫描探头1c的外部。两道子光束可以照射光学同调断层扫描探头1c外组织的不同区域,并且感光元件(未另绘示)可接收第一与第二子光束而产生一个或多个断层扫描影像。
辅助定位元件40c设置于管状罩体10c,其包含一第一定位单元410c以及一第二定位单元420c。第一定位单元410c与部分的第一可透光部位110c重叠,且第二定位单元420c与部分的第二可透光部位110c’重叠。在本实施例中,第一定位单元410c例如为导线,其设置于管状罩体10c的侧壁内并且与电极20电连接。第一定位单元410c可与外部电源(未另绘示)电连接,以供电给电极20。第二定位单元420c设置于管状罩体10c的封闭端,可与电极20电连接。在其他实施例中,辅助定位元件40c中的第一定位单元410c与第二定位单元420c可为单纯的标记线,遮蔽部分的第一可透光部位110c与第二可透光部位110c’。
当光纤320发出的光束通过第一可透光部位110c或第二可透光部位110c’时,由于辅助定位元件40c中的第一定位单元410c、第二定位单元420c分别与第一可透光部位110c与第二可透光部位110’重叠,光束中的部分光线会与辅助定位元件40c互动,而于断层扫描影像中形成对应第一定位单元410c或第二定位单元420c的特征点。
请参照图4,为根据本发明第四实施例的光学同调断层扫描探头的示意图。在本实施例中,光学同调断层扫描探头1d包含一管状罩体10c、多个电极20d、一光纤扫描器30c以及一辅助定位元件40d。关于图4中的管状罩体10c以及光纤扫描器30c,可以参照图3中对应元件的前述相关说明,以下不再重复赘述。为了方便说明,图4省略绘示位于管状罩体外表面的指示元件。
各个电极20d例如为环状电极圈,其设置于管状罩体10c的外表面。辅助定位元件40d包含多个定位单元,并且这些定位单元设置于该管状罩体10c的不同位置。详细来说,辅助定位元件40d包含多个第一定位单元410d以及一第二定位单元420d。图4只绘示出其中一个第一定位单元410d作为示例。
第一定位单元410d与管状罩体10c的部分第一可透光部位110c重叠,且第二定位单元420d与部分的第二可透光部位110c’重叠。在本实施例中,各个第一定位单元410d例如为导线,其设置于管状罩体10c的侧壁内并且分别电连接于这些电极20d。第一定位单元410d可与外部电源(未另绘示)电连接,以供电给电极20d。第二定位单元420d设置于管状罩体10c的封闭端,可与电极20d电连接。要注意的是,虽然设置有多个与这些电极20d电连接的导线,但并非所有的导线皆可作为辅助定位元件40d的第一定位单元410d或第二定位单元420d,仅有对第一可透光部位110c与第二可透光部位110c’有遮蔽效果的导线可作为辅助定位元件40d。在其他实施例中,辅助定位元件40d中的第一定位单元410d与第二定位单元420d可为不具导电性的标记线或印刷图案,其遮蔽部分的第一可透光部位110c与第二可透光部位110c’。
请参照图5为根据本发明第五实施例的光学同调断层扫描探头的示意图。在本实施例中,光学同调断层扫描探头1e包含一管状罩体10e、一电极20e、一光纤扫描器30以及一辅助定位元件40e。关于图5中的光纤扫描器30可以参照图1中对应元件的前述相关说明,以下不再重复赘述。为了方便说明,图5省略绘示位于管状罩体外表面的指示元件。
管状罩体10e例如为玻璃管,其包含位于侧壁的一可透光部位110。此外,管状罩体10e还包含一锥状末端130。电极20e设置于管状罩体10e的锥状末端130,并且电极20e位于管状罩体10e的外表面。在一实施例中,管状罩体10e与电极20e的组合可以构成用于侦测脑细胞电生理记录的电极探针,其中电极20e的尺寸大约等于一个人类脑神经元大小。
辅助定位元件40e设置于管状罩体10e,且辅助定位元件40与部分的可透光部位110重叠。在本实施例中,辅助定位元件40e例如为导线,其设置于管状罩体10e的侧壁内并且与电极20e电连接。辅助定位元件40e可与外部电源(未另绘示)电连接,以供电给电极20e。
请参照图6,为根据本发明第六实施例的光学同调断层扫描探头的示意图。在本实施例中,光学同调断层扫描探头1f包含一管状罩体10e、多个电极20f、一光纤扫描器30以及一辅助定位元件40f。关于图6中的管状罩体10e以及光纤扫描器30,可以参照图1和图5中对应元件的前述相关说明,以下不再重复赘述。为了方便说明,图6省略绘示位于管状罩体外表面的指示元件。
电极20f包含第一电极210f与第二电极220f。第一电极210f例如为环状电极圈,其设置于管状罩体10e的外表面。第二电极220f设置于管状罩体10e的锥状末端130,并且第二电极220f位于管状罩体10e的外表面。辅助定位元件40f设置于管状罩体10e,其包含一第一定位单元410f以及一第二定位单元420f。第一定位单元410f和第二定位单元420f皆与管状罩体10e的部分可透光部位110重叠。第一定位单元410f设置于管状罩体10e的侧壁内并且与第一电极210f电连接。第二定位单元420f设置于管状罩体10e的侧壁内并且与第二电极220f电连接。第一定位单元410f和第二定位单元420f能分别供电给第一电极210f和第二电极220f。在一实施例中,第一定位单元410f和第二定位单元420f分别与管状罩体10e的轴心连线所产生的夹角为180度,但在另一实施例中,第一定位单元410f和第二定位单元420f分别与管状罩体10e的轴心连线所产生的夹角为90度,而本发明并不以所列举的夹角角度为限。
请参照图7,为根据本发明第七实施例的光学同调断层扫描探头的示意图。光学同调断层扫描探头1g包含一管状罩体10c、多个电极20g、一光纤扫描器30c以及一辅助定位元件40g。关于图7中的管状罩体10c和光纤扫描器30c可以参照图4中对应元件的前述相关说明,以下不再重复赘述。为了方便说明,图7省略绘示位于管状罩体外表面的指示元件。
电极20g包含第一电极210g与第二电极220g。多个第一电极210g例如为环状电极圈,其设置于管状罩体10c的外表面。第一电极210g与图4的电极20d相同,在此不予赘述。第二电极220g设置于管状罩体10c的半球状封闭末端,并且第二电极220g位于管状罩体10c的外表面。在本实施例中,第二电极220g为一针尖自管状罩体10c的外表面突出,且针尖的尺寸大约相当于一个人类脑神经元大小。
辅助定位元件40g包含多个第一定位单元410g以及一第二定位单元420g。第一定位单元410g与管状罩体10c的部分第一可透光部位110c重叠,且第二定位单元420g与管状罩体10c的部分第二可透光部位110c’重叠。这些第一定位单元410g设置于管状罩体10c的侧壁内并且分别与这些第一电极210g电连接。图7只绘示出其中一个第一定位单元410g作为示例。第二定位单元420g设置于管状罩体10c的侧壁内,其与第二电极220g电连接。在一实施例中,第一定位单元410g和第二定位单元420g分别与管状罩体10c的轴心连线所产生的夹角为180度,但在另一实施例中,第一定位单元410g和第二定位单元420g分别与管状罩体10c的轴心连线所产生的夹角为90度,但本发明并不以所列举的夹角角度为限。
要注意的是,虽然设置有多个导线,但并非所有的导线皆可作为辅助定位元件40g,仅有对第一可透光部位110c与第二可透光部位110c’有遮蔽效果的导线可作为辅助定位元件40g。在其他实施例中,辅助定位元件40g中的第一定位单元410g与第二定位单元420g可为不具导电性的标记线或印刷图案,其遮蔽部分的第一可透光部位110c与第二可透光部位110c’。
以下说明本发明的光学同调断层扫描探头应用于脑深层刺激术。本发明的光学同调断层扫描探头可使用于脑部定位阶段确认手术目标物的位置。请一并参照图3和图8,其中图8为图3的光学同调断层扫描探头用于确认手术目标物位置的示意图。于图8中,目标物O例如为人脑视丘下核(CTN)。
光学同调断层扫描探头1c插入人脑,并且将电极20通电以即时侦测电生理记录。光纤扫描器30c转动并且光纤320发射的光束经光学镜330c分光后发出两道子光束(第一子光束L1与第二子光束L2)。第一子光束L1行进通过管状罩体10c的第一可透光部位110c以产生一第一断层扫描影像,由于辅助定位元件40c的第一定位单元410c的尺寸大于或等于光纤扫描器30c中光纤320的光学分辨率,第一子光束L1中的一部分光线会跟第一定位单元410c互动后而在第一断层扫描影像中形成对应第一定位单元410c的一第一特征点。类似地,第二子光束L2行进通过管状罩体10c的第二可透光部位110c’以产生一第二断层扫描影像,由于辅助定位元件40c的第二定位单元420c的尺寸也大于或等于光纤320的光学分辨率,第二子光束L2中的一部分光线会跟第二定位单元420c互动而在第二断层扫描影像中形成对应第二定位单元420c的一第二特征点。根据电极20侦测到的电生理记录配合上述断层扫描影像,可以精确定位出光学同调断层扫描探头1c在目标物O中的相对区域位置(例如位于人脑视丘下核的中间、偏左或偏右)。
以下说明本发明的光学同调断层扫描探头使用于电极植入阶段,以帮助电极能植入到正确位置。确认手术目标物的位置。请一并参照图1和图9,其中图9为图1的光学同调断层扫描探头用于植入电极的位置的示意图。
光学同调断层扫描探头1a插入人脑,光纤扫描器30转动并且发出光束(参见图9)。当光束行进通过管状罩体10的可透光部位110时,由于辅助定位元件40的尺寸大于或等于光纤扫描器30中光纤320的光学分辨率,使回传的光束中会呈现与辅助定位元件40互动后的断层扫描影像探头,此断层扫描影像具有对应辅助定位元件40的特征点。根据上述断层扫描影像,可以精确定位出光学同调断层扫描探头1a在目标物O中的相对区域位置,藉以判断光学同调断层扫描探头1a的电极20是否已经位于目标物O的中心区域。在确认电极20位在正确位置之后,可自管状罩体10抽取出光纤扫描器30,并且遗留在人脑内的管状罩体10和电极20作为永久性DBS电极套管,其可通电以调控大脑回路的运作。
前述断层扫描影像中的特征点会依据辅助定位元件的特性而有所不同。在一实施例中,辅助定位元件由不透光材质制成,因此光束通过可透光部位时会有一部分光线被辅助定位元件遮挡,进而断层扫描影像中会形成对应辅助定位元件的暗区。在另一实施例中,辅助定位元件由金属材质制成或是外表面披覆有金属镀膜,因此光束通过可透光部位时会有一部分光线被辅助定位元件反射,进而断层扫描影像中会形成对应辅助定位元件的亮区。前述光束与辅助定位元件的「互动」,即是指光线被辅助定位元件遮挡产生暗区或是反射产生亮区的情形。
以下进一步说明如何通过断层扫描影像确认光学同调断层扫描探头与目标物的相对位置关系。图10为图9的光学同调断层扫描探头所生成的断层扫描影像的示意图。通过管状罩体10的可透光部位110的光束中,有一部分光线被辅助定位元件40遮挡,因而图10的断层扫描影像具有对应辅助定位元件40的暗区D(特征点)。根据暗区D周围的影像区块,可以判断光学同调断层扫描探头1a当下是否已经插入目标物O。又或者,在光学同调断层扫描探头1a插入目标物O后,可以根据暗区D周围的影像区块判断当下电极20的位置是否位于目标物O中心区域还是有偏离目标物O中心,以决定是否要重新进行电极植入。
在部分实施例中,由于在进行脑深层刺激术时光学同调断层扫描探头是埋入脑部内,使用者(如施术医师)可能无法清楚观察到辅助定位元件。为了方便施术,如图2所示,可以在管状罩体10配置指示元件50,并且指示元件50具有对应于辅助定位元件40的标记510。由此,能通过观察标记510来判断辅助定位元件40的朝向。
综上所述,本发明所揭露的光学同调断层扫描探头设置有辅助定位元件,其中辅助定位元件与可透光部位重叠,因此光纤扫描器发出的光束在通过可透光部位时会被辅助定位元件遮挡或反射,进而于断层扫描影像中形成特征点(暗区或亮区)。根据特征点可以判断光学同调断层扫描探头在手术目标物的相对区域位置,而能精确定位目标物位置或是确认电极是否有植入目标物中心区域,从而有助于提升DBS电极调控大脑回路运作的效果。
Claims (17)
1.一种光学同调断层扫描探头,其特征在于,包含:
管状罩体;
至少一电极,设置于该管状罩体的外表面;
光纤扫描器,设置于该管状罩体内,该光纤扫描器包含光纤以及光学镜,该光学镜设置于该光纤的发光端,且该光学镜的位置对应于该管状罩体的可透光部位;以及
辅助定位元件,设置于该管状罩体,且该辅助定位元件与部分的该可透光部位重叠;
其中,该光纤扫描器发出的光束行进通过该可透光部位以产生断层扫描影像,且该光束的一部分与该辅助定位元件互动而在该断层扫描影像中形成对应该辅助定位元件的特征点。
2.如权利要求1所述的光学同调断层扫描探头,其中该特征点为该断层扫描影像中的暗区,且该光束与该辅助定位元件互动是指该光束被该辅助定位元件遮挡。
3.如权利要求1所述的光学同调断层扫描探头,其中该特征点为该断层扫描影像中的亮区,且该光束与该辅助定位元件互动是指该光束被该辅助定位元件反射。
4.如权利要求1所述的光学同调断层扫描探头,其中该光纤扫描器还包含基座,该光纤设置于该基座,该基座可转动地设置于该管状罩体内而带动该光纤一并转动。
5.如权利要求1所述的光学同调断层扫描探头,其中该光纤扫描器还包含基座,该光纤以可相对于该基座旋转的方式设置于该基座中。
6.如权利要求1所述的光学同调断层扫描探头,其中该辅助定位元件为导线,且该导线与该至少一电极电连接。
7.如权利要求1所述的光学同调断层扫描探头,其中该至少一电极包含设置于该管状罩体的该外表面的环状电极圈。
8.如权利要求1所述的光学同调断层扫描探头,其中该至少一电极设置于该管状罩体的半球状封闭末端,该至少一电极为针尖自该管状罩体的该外表面突出。
9.如权利要求1所述的光学同调断层扫描探头,还包含设置于该管状罩体的该外表面的指示元件,且该指示元件具有方向对应于该辅助定位元件的标记。
10.如权利要求1所述的光学同调断层扫描探头,其中该辅助定位元件的尺寸大于或等于该光纤扫描器的光学分辨率。
11.如权利要求1所述的光学同调断层扫描探头,其中该可透光部位是位于该管状罩体的侧壁,该辅助定位元件位于该管状罩体的该侧壁内,且该光学镜为反射镜。
12.如权利要求11所述的光学同调断层扫描探头,其中该管状罩体具有锥状末端,且该至少一电极设置于该锥状末端。
13.如权利要求1所述的光学同调断层扫描探头,其中该可透光部位是位于该管状罩体的封闭端面,且该光学镜为聚焦透镜。
14.如权利要求1所述的光学同调断层扫描探头,其中该管状罩体包含第一可透光部位以及第二可透光部位,该第一可透光部位位于该管状罩体的侧壁,该第二可透光部位位于该管状罩体的封闭端面,该光学镜为分光镜,其位置对应于该第一可透光部位以及该第二可透光部位。
15.如权利要求14所述的光学同调断层扫描探头,其中该辅助定位元件包含第一定位单元与第二定位单元,该第一定位单元与部分的该第一可透光部位重叠,且该第二定位单元与部分的该第二可透光部位重叠,该光束经由该光学镜分光后发出第一子光束与第二子光束,该第一子光束行进通过该第一可透光部位以产生第一断层扫描影像,该第一子光束中的一部分光线会跟该第一定位单元互动而在该第一断层扫描影像中形成对应该第一定位单元的第一特征点,且该第二子光束行进通过该第二可透光部位以产生第二断层扫描影像,该第二子光束中的一部分光线会跟该第二定位单元互动而在该第二断层扫描影像中形成对应该第二定位单元的第二特征点。
16.如权利要求1所述的光学同调断层扫描探头,其中该光纤扫描器可拆卸地插设于该管状罩体内。
17.如权利要求1所述的光学同调断层扫描探头,其中该至少一电极的尺寸等于人类神经元的大小。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011492394.9A CN114642829B (zh) | 2020-12-17 | 2020-12-17 | 光学同调断层扫描探头 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011492394.9A CN114642829B (zh) | 2020-12-17 | 2020-12-17 | 光学同调断层扫描探头 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114642829A CN114642829A (zh) | 2022-06-21 |
CN114642829B true CN114642829B (zh) | 2024-07-09 |
Family
ID=81991518
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011492394.9A Active CN114642829B (zh) | 2020-12-17 | 2020-12-17 | 光学同调断层扫描探头 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114642829B (zh) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101963490A (zh) * | 2010-09-03 | 2011-02-02 | 暨南大学 | 基于激光自混合干涉的确定旋转体旋转中心的方法 |
CN105828704A (zh) * | 2013-12-23 | 2016-08-03 | 诺华股份有限公司 | 无显微镜的宽视野的外科手术oct造影系统 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004062396B4 (de) * | 2004-12-23 | 2008-10-02 | Siemens Ag | Intravenöse Herzschrittmacherelektrode |
DE102007018809B4 (de) * | 2007-04-20 | 2015-04-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Medizintechnische Anlage sowie zugehöriges Verfahren |
EP2508843B1 (de) * | 2011-04-06 | 2014-12-17 | Agfa HealthCare N.V. | Verfahren und System zur optischen Kohärenztomographie |
GB2570252B (en) * | 2016-10-14 | 2021-11-03 | Synaptive Medical Inc | Micrometer size multi-functional probe for OCT and electro-physiological recording |
KR101891036B1 (ko) * | 2017-10-19 | 2018-08-23 | 한국기초과학지원연구원 | 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치 및 방법 |
CN108553088B (zh) * | 2018-05-11 | 2024-04-16 | 苏州阿格斯医疗技术有限公司 | Oct系统 |
-
2020
- 2020-12-17 CN CN202011492394.9A patent/CN114642829B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101963490A (zh) * | 2010-09-03 | 2011-02-02 | 暨南大学 | 基于激光自混合干涉的确定旋转体旋转中心的方法 |
CN105828704A (zh) * | 2013-12-23 | 2016-08-03 | 诺华股份有限公司 | 无显微镜的宽视野的外科手术oct造影系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114642829A (zh) | 2022-06-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11179219B2 (en) | Surgical robot system for stereotactic surgery and method for controlling stereotactic surgery robot | |
EP3284434B1 (en) | Surgical robot for stereotactic surgery | |
JP6267960B2 (ja) | 経頭蓋磁気刺激システム | |
US6873867B2 (en) | Referencing or registering a patient or a patient body part in a medical navigation system by means of irradiation of light points | |
EP2099377B1 (en) | A method and system for integrating image information from an external source | |
US6317616B1 (en) | Method and system to facilitate image guided surgery | |
ES2776526T3 (es) | Método para superponer datos funcionales de NBS sobre una imagen en vivo de un cerebro | |
US20120203239A1 (en) | Method and apparatus for centration of an ocular implant | |
US20070299334A1 (en) | Medical instrument with a touch-sensitive tip and light emission source | |
WO2015137749A1 (ko) | 초음파 모듈 및 이를 구비하는 헬멧형 저강도 초음파 집속 자극장치 | |
CN114642829B (zh) | 光学同调断层扫描探头 | |
Jafri et al. | Optical coherence tomography guided neurosurgical procedures in small rodents | |
US20130231555A1 (en) | Image guided surgery apparatus and system | |
TWI766482B (zh) | 光學同調斷層掃描探頭 | |
US11730548B2 (en) | Optical coherence tomography scanning probe | |
EP2968922B1 (en) | Combination probe for localizing, recording and stimulating a target tissue | |
CN112188859A (zh) | 视网膜植入物植入过程中的成像装置和方法 | |
KR101923927B1 (ko) | 사용자 신체 맞춤형 트래커를 이용한 영상 정합 시스템 및 방법 | |
CN108309451B (zh) | 一种用于基层医院的颅脑病灶导航系统 | |
KR20140112615A (ko) | 마이어링 광원이 구비된 오씨티 장치 | |
Rania et al. | Evaluation of surgical-navigation system in management of orbital disorders | |
US11766357B2 (en) | Device for superimposing parameters and/or image data in the stereoscopic observation path of ophthalmological devices | |
Schuurman et al. | Surgical and Technical Aspects of Deep Brain Stimulation | |
Dong | Beyond Conventional Stereotaxic Targeting: Using Multiplanar Computed Tomography, Optical Coherence Tomography and Intracranial/Extravascular Ultrasound of the Subarachnoid Space to Locate the Rhesus Vestibular Nerve for Single Unit Recording | |
JPH0838439A (ja) | 医用画像診断装置用ライトマーカ及びそれを備えた磁気共鳴イメージング装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant |