CN115032738B - 一种空心光纤束、光纤束激光装置及其加工制造方法 - Google Patents

一种空心光纤束、光纤束激光装置及其加工制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115032738B
CN115032738B CN202210782666.1A CN202210782666A CN115032738B CN 115032738 B CN115032738 B CN 115032738B CN 202210782666 A CN202210782666 A CN 202210782666A CN 115032738 B CN115032738 B CN 115032738B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fiber bundle
optical fiber
hollow
grinding
metal ring
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
Application number
CN202210782666.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115032738A (zh
Inventor
王幽函
芦意
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aunion Tech Co ltd
Original Assignee
Aunion Tech Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aunion Tech Co ltd filed Critical Aunion Tech Co ltd
Priority to CN202210782666.1A priority Critical patent/CN115032738B/zh
Publication of CN115032738A publication Critical patent/CN115032738A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115032738B publication Critical patent/CN115032738B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/04—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
    • A61B18/22—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser the beam being directed along or through a flexible conduit, e.g. an optical fibre; Couplings or hand-pieces therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
    • A61B18/22—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser the beam being directed along or through a flexible conduit, e.g. an optical fibre; Couplings or hand-pieces therefor
    • A61B18/24—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser the beam being directed along or through a flexible conduit, e.g. an optical fibre; Couplings or hand-pieces therefor with a catheter
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4401—Optical cables
    • G02B6/4415—Cables for special applications
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4401—Optical cables
    • G02B6/4429—Means specially adapted for strengthening or protecting the cables
    • G02B6/443—Protective covering
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
    • A61B18/22—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser the beam being directed along or through a flexible conduit, e.g. an optical fibre; Couplings or hand-pieces therefor
    • A61B2018/2244—Features of optical fibre cables, e.g. claddings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
    • A61B18/22—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser the beam being directed along or through a flexible conduit, e.g. an optical fibre; Couplings or hand-pieces therefor
    • A61B2018/2255—Optical elements at the distal end of probe tips

Abstract

本发明公开了一种空心光纤束、光纤束激光装置及其加工制造方法，属于光纤技术领域。空心光纤束，它包括外金属环、内金属环、光纤束、导管以及金属导丝；所述外金属环内设置有一个或多个内金属环，外金属环与内金属环之间形成空隙；所述光纤束分布排列于外金属环与内金属环之间的空隙内；每个所述内金属环内均插入有导管；所述导管内部插入有金属导丝。通过本发明，提供了一种空心光纤束、光纤束激光装置及其加工制造方法，空心光纤束内部有空心的导管，导管内可以安置医用探测或者成像设备，避免光纤束需要和其它辅助医疗设备分成两束或多束管路，减少整根导管的外直径，增强导管的弯曲性能。

Description

一种空心光纤束、光纤束激光装置及其加工制造方法
技术领域
本发明涉及一种空心光纤束、光纤束激光装置及其加工制造方法，属于光纤技术领域。
背景技术
准分子激光在心血管治疗方面的应用。准分子激光是一种波长为308nm的短波近紫外激光。通常以脉冲的方式发射，在作用于人体组织时穿透深度＜50um，热辐射不明显。不同于以往的长波长热激光，准分子激光为308nm的短波长冷激光，其较浅的消融深度、释放更少的热量以及减少不必要的组织损伤，保证了其安全性，正是由于这些优异的特性，促使了准分子激光在心血管治疗方面有着广阔的应用前景。
准分子激光治疗心血管冠脉疾病的工作原理：(1)光化学作用：准分子脉冲激光被血管内组织吸收，组织的碳-碳双键断裂，细胞分子结构破坏；(2)光热作用：激光产生的能量可以升高细胞内的温度，进而产生水蒸气促进细胞破裂，并在导管前端产生蒸汽气泡；(3)光机械作用：气泡的膨胀和紧缩进一步破坏血管内的动脉粥样硬化组织。通过这三种机制的共同作用，使斑块组织断裂成直径小于25um的碎片，进而被网状内皮系统吸收，从而避免无复流等并发症的发生。
一般在医疗领域，准分子激光在医疗领域的治疗场景为，通过医用光纤导管插入病人体内的血管内，通过光纤导管找到血管内准确的病变位置，开启准分子激光器，近紫外激光通过光纤传导至病人体内的，在光纤导管出射端照射硬化的组织和钙化斑块，病人的病变组织在吸收近紫外激光后会分解破碎成小型碎片，然后通过人体的血液循环和新陈代谢作用将这些碎片排出体外，实现血管的再次畅通。
目前市面上现存的光纤束，普遍为单芯或多芯实心光纤束，即一个圆形空间内全部填充满光纤，这样不利于光纤束内部整合其它的探测设备，光纤束需要和其它辅助医疗设备分成两束或多束管路，这样会增加整根导管的外直径，降低导管的弯曲性能；另外，传统的光纤束为实心圆形结构，光纤束放置到患者病患位置只能在前后距离上做一些调整，整个光纤束无法做到角度上的偏转，因为在实际临床应用中，血管的阻塞常常会紧贴一侧的血管壁，这时候就需要想办法让光纤束做一些角度上的偏转，让激光正好照射到病变位置，避开人体健康的组织，减轻病人的治疗过程中的身体负担。
发明内容
本发明的提出，正是为了解决目前实心光纤束存在的这些问题。本发明在设计的时候就考虑到了医疗导管多功能整合的问题。(1)多功能，光纤束内可以同时放置多种医疗器材，既可以医用成像设施探明病变组织实时信息，又可以通过控制导管调整光纤束的位置以及角度，同时可以更改光纤的位置分布进而对光斑进行优化；(2)模块化，得益于多功能的整合，空心导管内可以无缝更换的医疗器材，减少了医疗器材在安置的过程中对病人血管的损伤，有利于术后的恢复；(3)光斑优化，空心光纤束的光纤数量以及光纤的位置分布都是可以更改的，通过改变空心结构以及光纤的位置分布，优化了激光的出射光斑的形状以及能量分布，从而实现以特定的出射光斑消融硬化的组织和钙化斑块。
心血管介入式治疗可以极大程度上减少了病人的负担和痛苦，有着广阔的应用前景，这也对传输激光的光纤束提出了更加多样化的要求，本发明的设计初衷正是为了满足该需求。
本发明的目的在于提供一种空心光纤束、光纤束激光装置及其加工制造方法，空心光纤束内部有空心的导管，导管内可以安置医用探测或者成像设备，避免光纤束需要和其它辅助医疗设备分成两束或多束管路，减少整根导管的外直径，增强导管的弯曲性能。
本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：
一种空心光纤束，它包括外金属环、内金属环、光纤束、导管以及金属导丝；
所述外金属环内设置有一个或多个内金属环，外金属环与内金属环之间形成空隙；
所述光纤束分布排列于外金属环与内金属环之间的空隙内；
每个所述内金属环内均插入有导管；
所述导管内部插入有金属导丝。
作为优选实例，所述外金属环与一个或多个内金属环之间的位置关系为同心圆结构或偏心圆结构。偏心结构可以做到局部照射，主要用于处理一些紧贴血管壁的病变组织；同心结构，同心结构的优势是能量的分布更加均匀，适合处理大面积的血管阻塞或组织硬化；双芯结构或多芯结构则侧重于多功能的整合能力，多空心结构意味着可以放置更多的医用传感器件或医用导丝，同时多芯结构还能更好的控制光纤束的位置及角度偏转，例如通过导丝之间的配合，对光纤束的位置及角度做一些调整。
作为优选实例，所述光纤束外部套接有护套管。
作为优选实例，所述导管为由PTFE(特氟龙)材质制成的空管。
作为优选实例，所述金属导丝采用镍钛导丝。金属导丝一是起支撑作用防止PTFE管挤压变形，二是起密封端口的作用，减少在研磨的过程中碎屑以及污染物进入PTFE管内部导致光纤束污染。
本发明还提供一种光纤束激光装置，包括第一光纤连接器、第二光纤连接器、分束器以及所述空心光纤束，所述空心光纤束前端的外金属环上安装有第一光纤连接器，所述空心光纤束后端连接有第二光纤连接器，所述第一光纤连接器与第二光纤连接器之间的护套管上安装有分束器，所述导管穿过分束器并延伸至内金属环内圈。
本发明还提供一种空心光纤束的制造方法，它包括以下步骤：
(1)使用定位治具预固定：所述定位治具包括两级的第一台阶孔与第二台阶孔，首先将内金属环固定于第一台阶孔，外金属环固定于第二级台阶孔，其次将单根光纤按照顺序安插在内金属环与外金属环之间的空隙内，排列出规则形状的空心光纤束，然后用胶水固定光纤束的位置以及整体结构；
(2)空心光纤束二次固定：在定位治具内排列完成后，先将空心光纤束取出，然后用胶水二次固定整个光纤束的形状；
(3)空心光纤束预处理：先将多余残留的胶水从光纤束表面清理干净，清理结束后，将光纤束固定在光纤研磨机内进行研磨抛光处理；
(4)清洗空心光纤束：研磨结束后，将空心光纤束放置在酒精溶液内超声波震荡清洗，去除光纤端面沾染的污染物，然后在400倍光纤端面检测仪下检测光纤束端面无缺陷，即完成本空心光纤束。
作为优选实例，步骤(2)中二次固定的方法如下：环氧树脂胶水固定，固化温度80-130摄氏度，固化时间20-30分钟，等待胶水固化完成后，将光纤束放置在室温25℃冷却退火30分钟，等待冷却完全后，再进行下一步操作。
作为优选实例，步骤(3)中研磨抛光处理的工序如下：
a.去胶：研磨时，转速为80-100r/min，时间60s，压力2-4N，研磨垫邵氏A硬度90°，研磨片的材料采用15μm的金刚石，对空心光纤束端面进行去胶研磨；
b.粗磨：研磨时，转速为80-100r/min，时间60s，压力4-6N，研磨垫邵氏A硬度90°，研磨片的材料采用9μm的金刚石，对空心光纤端面进行粗磨；
c.细磨：研磨时，转速为100-130r/min，时间80s，压力5-10N，研磨垫邵氏A硬度85°，研磨片的材料采用3μm的金刚石，对空心光纤束端面进行细磨；
d.1μm精磨：研磨时，转速为100-130r/min，时间80s，压力5-10N，研磨垫邵氏A硬度80°，研磨片的材料采用1μm的金刚石，对空心光纤束端面进行1μm精磨；
e.ADS抛光：研磨时，转速为100-130r/min，时间80s，压力10-20N，研磨垫邵氏A硬度75°，研磨片的材料采用0.02μm二氧化硅，对空心光纤端面进行ADS抛光。
作为优选实例，步骤(4)中对空心光纤束进行超声波震荡清洗的频率在80-120KHz，清洗时间在10-15分钟，至少重复清洗3次，然后用高压气体清洗空心光纤束内部，并放在烘干箱内烘干，烘干时间2-3小时，温度50-60℃。
本发明的有益效果是：
(1)通过本发明，提供了一种空心光纤束、光纤束激光装置及其加工制造方法，空心光纤束内部有空心的导管，导管内可以安置医用探测或者成像设备，避免光纤束需要和其它辅助医疗设备分成两束或多束管路，减少整根导管的外直径，增强导管的弯曲性能；
(2)外金属环与一个或多个内金属环之间的位置关系为同心圆结构或偏心圆结构，偏心结构可以做到局部照射，主要用于处理一些紧贴血管壁的病变组织；同心结构，同心结构的优势是能量的分布更加均匀，适合处理大面积的血管阻塞或组织硬化；
(3)空心光纤束的光纤数量以及光纤的位置分布都是可以更改的，通过改变空心结构以及光纤的位置分布，优化了激光的出射光斑的形状以及能量分布，从而实现以特定的出射光斑消融硬化的组织和钙化斑块；
(4)在空心光纤束加工的工程中将一根金属导丝放置在导管内，一是起支撑作用防止导管挤压变形，二是起密封端口的作用，减少在研磨的过程中碎屑以及污染物进入导管内部导致光纤束污染。
附图说明
图1为本发明实施例1中同心单芯结构的空心光纤束端面结构示意图；
图2为本发明实施例2中偏心单芯结构的空心光纤束端面结构示意图；
图3为本发明实施例3中偏心双芯结构的空心光纤束端面结构示意图；
图4为本发明实施例4中偏心三芯结构的空心光纤束端面结构示意图；
图5为本发明实施例1中外金属环主视结构示意图；
图6为本发明实施例1中外金属环侧视截面结构示意图；
图7为本发明实施例1中内金属环主视结构示意图；
图8为本发明实施例1中内金属环侧视截面结构示意图；
图9为本发明实施例1中内金属环与导管结合有金属导丝的侧面结构示意图；
图10为本发明实施例1中内金属环与导管结合有金属导丝的侧面剖视结构示意图；
图11为本发明实施例1中光纤束激光装置的侧面结构示意图；
图12为本发明实施例1中光纤束激光装置分束器的立体结构示意图；
图13为本发明实施例1中光纤束激光装置分束器的剖面结构示意图；
图14为本发明实施例1中定位治具的主视结构示意图；
图15为本发明实施例1中定位治具的侧视剖视结构示意图；
图16为本发明实施例1中空心光纤束的加工过程示意图一；
图17为本发明实施例1中空心光纤束的加工过程示意图二；
图18为本发明实施例1中空心光纤束的加工过程示意图三。
图中：1、外金属环；2、内金属环；3、光纤束；4、导管；5、金属导丝；6、护套管；7、分束器；701、套管孔；702、导管孔；8、第二光纤连接器；9、定位治具；901、第一台阶孔；902、第二台阶孔。
具体实施方式
为了对本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示及实施例，进一步阐述本发明。
实施例1：
本发明实施例1提出了一种同心单芯结构的空心光纤束，如图1以及图5-图10所示，它包括外金属环1、内金属环2、光纤束3、导管4以及金属导丝5。一个外金属环1内设置有一个内金属环2，外金属环1与内金属环2为同心圆结构，外金属环1与内金属环2之间形成空隙。
多根光纤组成的光纤束3分布排列于外金属环1与内金属环2之间的空隙内；内金属环2内均插入有导管4；导管4内部插入有金属导丝5。
其中，导管4为由PTFE(特氟龙)材质制成的空管。金属导丝5采用镍钛导丝。
镍钛金属导丝5：根据PTFE空管的内直径匹配特定镍钛金属导丝5，导丝的两端需要打磨平滑无尖锐突起，放置于PTFE导管4内在前后移动的过程中不会刮伤PTFE导管4的内壁。
PTFE导管4：PTFE导管4内壁光滑，内部可以放置各种医用传感器件或者定向的医疗药物，在空心光纤束加工的工程中需要将一根镍钛合金的金属导丝5放置在PTFE导管4内，一是起支撑作用防止PTFE导管4挤压变形，二是起密封端口的作用，减少在研磨的过程中碎屑以及污染物进入PTFE导管4内部导致光纤束3污染。
内金属环2、光纤束3、外金属环1：内金属环2与外金属环1结合起强度支撑作用，两者间胶水连接，两个金属环之间分布排列光纤束3，光纤束3与内外金属环1之间也是胶水连接。
空心光纤束内部有空心的导管4，导管4内可以安置医用探测或者成像设备，避免光纤束3需要和其它辅助医疗设备分成两束或多束管路，减少整根导管4的外直径，增强导管4的弯曲性能。
如图11-图13所示，针对实施例1提出的一种同心单芯结构的空心光纤束，本发明提出了应用有空心光纤束的光纤束激光装置，结合准分子激光器应用于血管治疗，它包括第一光纤连接器(未画出)、第二光纤连接器8、分束器7以及空心光纤束，空心光纤束前端的外金属环1上安装有第一光纤连接器(未画出)，第一光纤连接器作为激光的出射端，空心光纤束后端连接有第二光纤连接器8，第二光纤连接器8用于连接准分子激光器，第一光纤连接器与第二光纤连接器8之间的护套管6上安装有分束器7，分束器7包括套管孔701以及导管孔702，导管4穿过分束器7的导管孔702并延伸至内金属环2内圈，分束器7通过套管孔701套接于护套管6外进行固定。
如图14-图18所示，针对实施例1提出的一种同心单芯结构的空心光纤束，本发明提供一种空心光纤束的制造方法，它包括以下步骤：
(1)使用定位治具9预固定：本发明设计了一种新型定位治具9，定位治具9包括两级的第一台阶孔901与第二台阶孔902，首先将内金属环2固定于第一台阶孔901，内金属环2的数量以及位置决定了空心光纤束的空心位置以及空心数量，外金属环1固定于第二级台阶孔，等待内金属环2和外金属环1位置全部固定，开始安放光纤，光纤的数量已经经过严格的模拟计算，并按照一定的顺序安插在内外两个金属环的空隙内，排列出规则的形状，然后用胶水固定光纤的位置以及整体结构；
(2)空心光纤束二次固定：在定位治具9内排列完成后，将空心光纤束小心取出，然后用胶水二次固定整个光纤束3的形状。固定方法如下：环氧树脂胶水固定(例如EPO-TEK353ND环氧树脂胶、EPO-TEK 305环氧树脂胶)，固化温度80-130摄氏度，固化时间20-30分钟，等待胶水固化完成后，将光纤束3放置在室温25℃冷却退火30分钟，等待冷却完全后，再进行下一步操作；
(3)空心光纤束预处理：预处理是将多余残留的胶水从光纤束3表面清理干净，因为研磨过程中，杂质过多不仅会损伤光纤端面，也会污染光纤的空心位置，进而导致空心光纤束的研磨抛光的工时增加，成本上升。因此，预处理去除多余的残留胶水，减少杂质进入研磨设备，可以提高空心光纤束的研磨抛光效率，降低生产成本。预处理结束后，将光纤束3固定在光纤研磨机内进行研磨抛光处理，空芯结构的光纤束3研磨工艺如下：
空心光纤束研磨工艺
空心光纤束完成预处理等准备工作后，就可以将空心光纤束放置在光纤研磨机上进行研磨抛光处理，研磨工序包括：
a.去胶:研磨时，转速为80-100r/min，时间60s，压力2-4N，研磨垫邵氏A硬度90°，研磨片(利用精密涂布技术，将微米级金刚石颗粒与高性能粘合剂均匀分散后，涂敷于高强度PET聚酯薄膜(POLYESTER)表面的一种研磨耗材)的材料采用15μm的金刚石，对空心光纤束端面进行去胶研磨；
b.粗磨:研磨时，转速为80-100r/min，时间60s，压力4-6N，研磨垫邵氏A硬度90°，研磨片的材料采用9μm的金刚石，对空心光纤端面进行粗磨；
c.细磨：研磨时，转速为100-130r/min，时间80s，压力5-10N，研磨垫邵氏A硬度85°，研磨片的材料采用3μm的金刚石，对空心光纤束端面进行细磨；
d.精磨1μm：研磨时，转速为100-130r/min，时间80s，压力5-10N，研磨垫邵氏A硬度80°，研磨片的材料采用1μm的金刚石，对空心光纤束端面进行1μm精磨；
e.ADS抛光：研磨时，转速为100-130r/min，时间80s，压力10-20N，研磨垫邵氏A硬度75°，研磨片的材料采用0.02μm二氧化硅，对空心光纤端面进行ADS抛光；
如下表1，为本发明中空心光纤束的研磨工艺。
(4)清洗空心光纤束：研磨结束后，将光纤放置在酒精溶液内超声波震荡清洗，频率80-120KHz清洗10-15分钟重复3次，去除光纤端面可能沾染的污染物。此外，由于光纤束3内部特殊的空心结构，所以还需要用洁净的高压气体清洗内部，并放在烘干箱内烘干(50-60℃，3个小时)，等待所有的工序完成。需要将光纤束3放置于400倍端面检测仪下检测，光纤端面无缺陷及划痕，即视为空心光纤束加工完成。
对空心光纤束进行端面研磨抛光处理工艺，由于光纤束存在空心结构，在研磨抛光的过程中，研磨碎屑以及污染更容易进入这些空隙，以此研磨的难度也会增加。本发明通过研磨工艺的优化，可以做到空心光纤束在400倍显微镜下检测无任何端面划痕及缺陷，也减少了光纤的端面损耗，提高了空心光纤束的能量传输效率。
实施例2：
与实施例1不同，如图2所示，实施例2提出了一种偏心单芯结构的空心光纤束，一个外金属环1内设置有一个内金属环2，外金属环1与内金属环2为偏心圆结构。
实施例3：
与实施例1不同，如图3所示，实施例3提出了一种偏心双芯结构的空心光纤束，一个外金属环1内设置有两个内金属环2，外金属环1与内金属环2为偏心圆结构。
实施例4：
与实施例1不同，如图4所示，实施例4提出了一种偏心多芯结构的空心光纤束，一个外金属环1内设置有三个内金属环2，外金属环1与内金属环2为偏心圆结构。
综述所述，本发明的创新之处以及创新带来的优点如下：
目前市面上存在的光纤束3普遍为圆形或者同心圆环状的结构，这样光纤束3的光纤分布结构就决定了光纤出射光斑必定为圆形，圆形结构的光纤束3虽然在制作工艺上更加成熟，但其出射光斑面积较大，在处理一些血管壁硬化的手术中不太方便医生操作，医生只能通过降低激光的辐射功率来避免损伤患者的血管壁结构，但是这样会增加激光辐射的时间，导致手术的时间延长，这不仅增加了患者的痛苦，同时也增加了手术风险。
本发明的提出，正是为了解决目前实心光纤束存在的这些问题。本发明在设计的时候就考虑到了医疗导管多功能整合的问题。(1)多功能，光纤束内可以同时放置多种医疗器材，既可以医用成像设施探明病变组织实时信息，又可以通过控制导管调整光纤束的位置以及角度，同时可以更改光纤的位置分布进而对光斑进行优化；(2)模块化，得益于多功能的整合，空心导管4内可以无缝更换的医疗器材，减少了医疗器材在安置的过程中对病人血管的损伤，有利于术后的恢复；(3)光斑优化，空心光纤束的光纤数量以及光纤的位置分布都是可以更改的，通过改变空心结构以及光纤的位置分布，优化了激光的出射光斑的形状以及能量分布，从而实现以特定的出射光斑消融硬化的组织和钙化斑块。
心血管介入式治疗可以极大程度上减少了病人的负担和痛苦，有着广阔的应用前景，这也对传输激光的光纤束提出了更加多样化的要求，本发明的设计初衷正是为了满足该需求。
本发明设计了一种空心结构的光纤束，中间位置预留了一个或多个空心圆环，空心圆环的位置可以指定，可以做到偏心，同心圆结构。(1)偏心结构可以做到局部照射，主要用于处理一些紧贴血管壁的病变组织；(2)同心结构，同心结构的优势是能量的分布更加均匀，适合处理大面积的血管阻塞或组织硬化；(3)双芯结构或多芯结构则侧重于多功能的整合能力，多空心结构意味着可以放置更多的医用传感器件或医用导丝，同时多芯结构还能更好的控制光纤束3的位置及角度偏转，例如通过导丝之间的配合，对光纤束3的位置及角度做一些调整。
本发明在设计空心光纤束的时候还考虑到了多样化的需求。空心光纤束的光纤数量以及光纤的位置分布都是可以更改的，通过改变空心结构以及光纤的位置分布，优化了激光的出射光斑的形状以及能量分布，从而实现以特定的出射光斑消融硬化的组织和钙化斑块。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种空心光纤束，其特征在于，它包括外金属环、内金属环、光纤束、导管以及金属导丝；
所述外金属环内设置有一个或多个内金属环，外金属环与内金属环之间形成空隙；
所述光纤束分布排列于外金属环与内金属环之间的空隙内；
每个所述内金属环内均插入有导管；
所述导管内部插入有金属导丝；
通过所述金属导丝配合所述导管调整光纤束的位置以及角度偏转来更改光纤束的位置分布，进而改变光纤束出射光斑的形状及能量分布。
2.根据权利要求1所述的一种空心光纤束，其特征在于，所述外金属环与一个或多个内金属环之间的位置关系为同心圆结构或偏心圆结构。
3.根据权利要求1所述的一种空心光纤束，其特征在于，所述光纤束外部套接有护套管。
4.根据权利要求1所述的一种空心光纤束，其特征在于，所述导管为由PTFE(特氟龙)材质制成的空管。
5.根据权利要求1所述的一种空心光纤束，其特征在于，所述金属导丝采用镍钛导丝。
6.一种光纤束激光装置，其特征在于，包括第一光纤连接器、第二光纤连接器、分束器以及权利要求1-5中任意一项所述空心光纤束，所述空心光纤束前端的外金属环上安装有第一光纤连接器，所述空心光纤束后端连接有第二光纤连接器，所述第一光纤连接器与第二光纤连接器之间的护套管上安装有分束器，所述导管穿过分束器并延伸至内金属环内圈。
7.根据权利要求1所述的一种空心光纤束的制造方法，其特征在于，它包括以下步骤：
(1)使用定位治具预固定：所述定位治具包括两级的第一台阶孔与第二台阶孔，首先将内金属环固定于第一台阶孔，外金属环固定于第二级台阶孔，其次将单根光纤按照顺序安插在内金属环与外金属环之间的空隙内，排列出规则形状的空心光纤束，然后用胶水固定光纤束的位置以及整体结构；
(2)空心光纤束二次固定：在定位治具内排列完成后，先将空心光纤束取出，然后用胶水二次固定整个光纤束的形状；
(3)空心光纤束预处理：先将多余残留的胶水从光纤束表面清理干净，清理结束后，将光纤束固定在光纤研磨机内进行研磨抛光处理；
(4)清洗空心光纤束：研磨结束后，将空心光纤束放置在酒精溶液内超声波震荡清洗，去除光纤端面沾染的污染物，然后在400倍光纤端面检测仪下检测光纤束端面无缺陷，即完成本空心光纤束。
8.根据权利要求7所述的一种空心光纤束的制造方法，其特征在于，步骤(2)中二次固定的方法如下：环氧树脂胶水固定，固化温度80-130摄氏度，固化时间20-30分钟，等待胶水固化完成后，将光纤束放置在室温25℃冷却退火30分钟，等待冷却完全后，再进行下一步操作。
9.根据权利要求7所述的一种空心光纤束的制造方法，其特征在于，步骤(3)中研磨抛光处理的工序如下：
a.去胶：研磨时，转速为80-100r/min，时间60s，压力2-4N，研磨垫邵氏A硬度90°，研磨片的材料采用15μm的金刚石，对空心光纤束端面进行去胶研磨；
b.粗磨：研磨时，转速为80-100r/min，时间60s，压力4-6N，研磨垫邵氏A硬度90°，研磨片的材料采用9μm的金刚石，对空心光纤端面进行粗磨；
c.细磨：研磨时，转速为100-130r/min，时间80s，压力5-10N，研磨垫邵氏A硬度85°，研磨片的材料采用3μm的金刚石，对空心光纤束端面进行细磨；
d.1μm精磨：研磨时，转速为100-130r/min，时间80s，压力5-10N，研磨垫邵氏A硬度80°，研磨片的材料采用1μm的金刚石，对空心光纤束端面进行1μm精磨；
e.ADS抛光：研磨时，转速为100-130r/min，时间80s，压力10-20N，研磨垫邵氏A硬度75°，研磨片的材料采用0.02μm二氧化硅，对空心光纤端面进行ADS抛光。
10.根据权利要求7所述的一种空心光纤束的制造方法，其特征在于，步骤(4)中对空心光纤束进行超声波震荡清洗的频率在80-120KHz，清洗时间在10-15分钟，至少重复清洗3次，然后用高压气体清洗空心光纤束内部，并放在烘干箱内烘干，烘干时间2-3小时，温度50-60℃。
CN202210782666.1A 2022-06-27 2022-06-27 一种空心光纤束、光纤束激光装置及其加工制造方法 Active CN115032738B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210782666.1A CN115032738B (zh) 2022-06-27 2022-06-27 一种空心光纤束、光纤束激光装置及其加工制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210782666.1A CN115032738B (zh) 2022-06-27 2022-06-27 一种空心光纤束、光纤束激光装置及其加工制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115032738A CN115032738A (zh) 2022-09-09
CN115032738B true CN115032738B (zh) 2023-10-20

Family

ID=83128925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210782666.1A Active CN115032738B (zh) 2022-06-27 2022-06-27 一种空心光纤束、光纤束激光装置及其加工制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115032738B (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003041603A1 (en) * 2001-11-14 2003-05-22 Latis, Inc. Improved catheters for clot removal
JP2004174143A (ja) * 2002-11-29 2004-06-24 Pentax Corp フォトサーマルアクチュエータおよびフォトサーマルアクチュエータが備えられた装置
CN111973865A (zh) * 2020-08-31 2020-11-24 尚华 一种光纤导丝、光纤导丝探测系统及方法
CN112842525A (zh) * 2021-01-27 2021-05-28 北京航空航天大学 一种血管内窥镜激光消融导管
CN112999425A (zh) * 2021-03-01 2021-06-22 浙江大学 一种双层水凝胶管状组织工程支架及其制备方法
CN113017827A (zh) * 2021-03-02 2021-06-25 哈尔滨医科大学 一种集成超声成像与激光消蚀术的导管系统
CN113180822A (zh) * 2021-03-16 2021-07-30 哈尔滨医科大学 一种集成激光消蚀和血管冲击波成形术的导管
CN113288420A (zh) * 2021-05-24 2021-08-24 哈尔滨医科大学 一种球囊系统及血管钙化治疗装置
CN216603054U (zh) * 2021-11-30 2022-05-27 深圳市中科微光医疗器械技术有限公司 一种激光消融导管
CN114601558A (zh) * 2022-03-31 2022-06-10 华中科技大学 一种变光纤螺旋角度的激光消融导管

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003041603A1 (en) * 2001-11-14 2003-05-22 Latis, Inc. Improved catheters for clot removal
JP2004174143A (ja) * 2002-11-29 2004-06-24 Pentax Corp フォトサーマルアクチュエータおよびフォトサーマルアクチュエータが備えられた装置
CN111973865A (zh) * 2020-08-31 2020-11-24 尚华 一种光纤导丝、光纤导丝探测系统及方法
CN112842525A (zh) * 2021-01-27 2021-05-28 北京航空航天大学 一种血管内窥镜激光消融导管
CN112999425A (zh) * 2021-03-01 2021-06-22 浙江大学 一种双层水凝胶管状组织工程支架及其制备方法
CN113017827A (zh) * 2021-03-02 2021-06-25 哈尔滨医科大学 一种集成超声成像与激光消蚀术的导管系统
CN113180822A (zh) * 2021-03-16 2021-07-30 哈尔滨医科大学 一种集成激光消蚀和血管冲击波成形术的导管
CN113288420A (zh) * 2021-05-24 2021-08-24 哈尔滨医科大学 一种球囊系统及血管钙化治疗装置
CN216603054U (zh) * 2021-11-30 2022-05-27 深圳市中科微光医疗器械技术有限公司 一种激光消融导管
CN114601558A (zh) * 2022-03-31 2022-06-10 华中科技大学 一种变光纤螺旋角度的激光消融导管

Also Published As

Publication number Publication date
CN115032738A (zh) 2022-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1255525A (en) Integral optical fiber coupler
US4842390A (en) Fiber optic device for angioplasty
AU720161B2 (en) Balloon catheter for photodynamic therapy
US20100152721A1 (en) Optical fiber, optical fiber device, and optical fiber bundle
US4878725A (en) Apparatus for the circumferential irradiation of objects
JP5058976B2 (ja) 断面強度分布が不均一な出力ビームを用いたレーザによる処置方法およびシステム
EP1547539A2 (en) Photodynamic therapy light diffuser
WO2007041542A2 (en) Systems and methods for analysis and treatment of a body lumen
US20130123648A1 (en) Medical diagnosis and treatment using multi-core optical fibers
CN115032738B (zh) 一种空心光纤束、光纤束激光装置及其加工制造方法
CN1184685A (zh) 体检和医疗用光导纤维装置及光导纤维悬臂装置
JP2018000867A (ja) カテーテルチューブ
CN114296176B (zh) 一种悬空式无胶高功率光纤束及其制造方法
JPH0277246A (ja) 高エネルギーのレーザ光の誘導伝送システム
CN102688095A (zh) 肾动脉激光消融导管
US5579423A (en) Optical fiber laser device
AU2020100961A4 (en) An optical fiber and system for visualization interventional photodynamic therapy in humans
CN104570223B (zh) 一种医学临床治疗用多方向照射无源光纤末端
US20220167849A1 (en) Multi diagnosis and treatment catheter and catheter system comprising same
Verdaasdonk et al. Optics of fibers and fiber probes
CN209911596U (zh) 一种可控自变形光纤的多功能激光手术刀和激光加工设备
CN113520318A (zh) 一种集成oct成像和pdt的导管设计
van den Bergh et al. Light distributors for photodynamic therapy
KR101772407B1 (ko) 등방향 광 조사 및 수용을 위해 가공된 광섬유와 광섬유 가공장치 및 가공방법
CN219000555U (zh) 钬激光光纤

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
GR01 Patent grant