CN203153684U - 一种用于oct内窥成像的光学扫描探头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公布了一种用于OCT内窥成像的光学扫描探头，包括带有光电接口的手持部，所述手持部前端通过连接部连接有用于OCT内窥成像的MEMS光学扫描探头。借助本实用新型的MEMS光学扫描探头可实现OCT成像技术的内窥使用，实现OCT光学影像进入人体狭窄腔道或工业领域的窄小管道内，对各种疑似病变组织或样品进行精确扫描以获得其光学相干断层图像再进行诊断，特别应用在生物医学领域，可省去生物组织取样和切片，大大减轻病人痛苦和缩短检测时间。本实用新型内窥探头采用了MEMS技术对光学扫描探头微型化，使得内窥插入部分直径大大减小。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种光学影像的内窥扫描装置，尤其涉及一种用于 OCT内窥成像的光学扫描探头。
背景技术
光学相干层析技术（OCT）具有高分辨率的断面成像能力，其在医疗领域日趋成熟，且已经广泛应用于眼科、皮肤等体外疾病的诊断。为实现OCT在人体内多种内脏器官或内部组织的无创检测，关键技术障碍便是OCT内窥扫描探头的微型化（外径要求5毫米以下）。
传统硬性内窥镜的核心技术大多采用光纤束进行光传导并进行成像，或者采用CCD技术进行成像，此类内窥镜仅能从组织表面进行观察，从而为医生提供诊断依据，然而往往早期癌症的症状发生于表皮以下1-3毫米深度，因此上述内窥镜则显得无能为力。另外也有通过超声原理进行医学成像的内窥镜，此类内窥镜可获得生物组织表层以下较深的组织信息，但分辨率仅为毫米量级，不能对细微组织进行有效的检测和诊断。
实用新型内容
本实用新型目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种用于 OCT内窥成像的光学扫描探头，其采用用于微机电系统技术（microelectromechanical systems, 简称MEMS）的微镜作为前端探头的扫描部件，其具有二维大角度扫描能力，且驱动电压低，简单的制作封装工艺，生产成本低等特点，不仅实现了扫描探头的微型化和保证了其在人体内的安全使用，同时也为实现一次性内窥扫描探头提供重要基础。
本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案：一种用于 OCT内窥成像的光学扫描探头，包括带有光电接口的手持部，所述手持部前端通过连接部连接有用于OCT内窥成像的MEMS光学扫描探头。
进一步的，所述MEMS光学扫描探头的光电连接线包含于所述连接部的内部且通过至少部分手持部的内部与光电接口相连。
进一步的，所述连接部为柔性连接管，采用医用金属弹性材料或医学兼容有机材料或同时采用上述两种材料制作。
进一步的，所述连接部为硬性连接管，采用医用硬性金属材料或有机材料制作或复合材料制作。
进一步的，所述连接部为软硬性连接管，包括硬性连接部和柔性连接部，所述硬性连接部采用医用硬性金属材料或有机材料制作或复合材料制作，所述柔性连接部采用医用金属弹性材料或医学兼容有机材料或同时采用两种材料制作。
进一步的，所述MEMS光学扫描探头包括带有光学透明窗口的外管和设于所述外管内并依次配合安装的电引线、光纤、透镜和MEMS微镜；其中，所述MEMS微镜由一个镀有光学涂层的镜面、边框与四个驱动臂构成，驱动臂均布设置于镜面与边框四周，在所述边框上表面或下表面设置有用于导电连接的焊盘，所述驱动臂采用双层或多层材料组成，施加电压给所述驱动臂加热或放热，其材料产生膨胀或收缩，从而带动镜面做偏转运动。
进一步的，所述MEMS微镜镜面与光学扫描探头轴向成15度——85度倾斜设置，通过控制所述MEMS微镜的四个驱动臂实现镜面做二维转动，输入扫描探头的光束经过聚焦并由MEMS微镜反射后透过设于所述外管侧壁的窗口，进行侧向扫描，扫描区域为一扇形面。
进一步的，当所述MEMS微镜镜面与光学扫描探头轴向成0度——45度设置时，所述透镜与所述MEMS微镜之间设有反射镜，从透镜聚焦的光束通过所述反射镜射向做二维转动的MEMS微镜，对侧前向扫描区域进行二维扫描；当所述MEMS微镜镜面与光学扫描探头轴向成45度——135度设置时，所述透镜与所述MEMS微镜之间设有反射镜，从透镜聚焦的光束通过所述反射镜射向做二维转动的MEMS微镜，对前向扫描区域进行二维扫描。
进一步的，所述MEMS光学扫描探头中还包括一个设于所述透镜与所述MEMS微镜之间的锥面反射镜，所述锥面反射镜中间有一通孔，光束穿过所述透镜聚焦后由所述锥面反射镜的通孔后经所述MEMS微镜反射到锥面反射镜的锥面，再从外管上设置的窗口射出；通过控制所述MEMS微镜的四个驱动臂实现镜面绕镜面中心做圆周转动，实现光束的周向环形扫描；通过控制所述MEMS光学扫描探头的轴向移动，实现样品轴向一段管壁扫描区域的二维扫描。
进一步的，所述手持部为纺锤形或枪把形或剪刀手柄形；手持部上设有的光电接口为相互独立的光接口和电接口或为一个整体式的接口，且该光电接口设于所述手持部中部或尾部。
本实用新型的有益效果：(1)借助本实用新型的MEMS内窥探头可实现OCT技术的内窥使用，实现OCT光学影像进入人体口腔、耳鼻喉、支气管、上消化道和腹腔，对各种疑似病变组织进行精确扫描以获得其光学切片再进行诊断，而省去生物组织取样和切片，大大减轻病 人痛苦和缩短检测时间，鉴于本实用新型内窥镜采用了MEMS光学探头，使得内窥镜插入部分直径足够小。(2)借助本实用新型探头具有四种扫描工作方式，可满足各种器官组织的扫描检测的侧向扫描工作方式、侧前向扫描工作方式、前向扫描工作方式和周向环形扫描工作方式。(3)借助本实用新型探头采用MEMS微镜组装而成，因MEMS微镜采用大批量制作，成本较低；且采用低压电热驱动，驱动安全可靠；另驱动灵活，可实现探头多种扫描工作方式。(4)借助本实用新型探头连接管为柔性管，可借助内镜的活检通道来使用或直接插入人体腔道使用。(5)借助本实用新型探头连接管为硬性管，可直接插入人体较浅通道或腔道来使用。(6)借助本实用新型探头光电接口二合一的设置，满足消毒杀菌要求，同时满足人机操作规范。(7)借助本实用新型探头接口位置设置的灵活性，既可设置于手柄中部，亦可设置于手柄尾部。
附图说明
图 1 本实用新型的内窥扫描探头结构示意图；
图 2 本实用新型的侧向扫描MEMS探头结构示意图；
图 3 本实用新型的侧前向扫描MEMS探头结构示意图；
图 4 本实用新型的前向扫描MEMS探头结构示意图；
图 5 本实用新型的环形扫描MEMS探头结构示意图；
图 6 本实用新型的MEMS微镜结构示意图；
图 7a、图7b 本实用新型的金属弹簧连接管和生物兼容塑料连接管结构示意图；
图 8 本实用新型的硬性连接管结构示意图；
图 9 本实用新型的整体式光电接口结构示意图；
图 10 本实用新型的光电接口设置于手柄尾部结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的内窥扫描探头，包括：MEMS光学扫描探头101、连接部102、手持部103、光接口104、电接口105。手持部103前端通过连接部102连接有用于OCT内窥成像的MEMS光学扫描探头101。MEMS光学扫描探头101的光电连接线包含于连接部内部且通过至少部分手持部103的内部与光电接口相连。
光电接口可分别设置于手持部103尾部或手持部103中部，手持部103采用人性化设计，方便手握。如图1所示，手持部103与MEMS光学扫描探头101的外管之间由柔性连接管进行连接时，可采用医用金属弹性材料或医学兼容有机材料或同时采用两种材料制作。同时经MEMS光学扫描探头101引出的光纤200与电引线201一同穿过连接部102与光、电接口相连接。连接部102与手持部103之间采用胶粘结，连接部102与MEMS光学扫描探头101之间采用间隙配合，并可同时采用焊接方式密封连接或采用医用胶进行密封粘结。MEMS光学扫描探头101根据使用场合不同，有4种扫描工作方式可供选择，包括侧向扫描、侧前向扫描、前向扫描、环形扫描；每种扫描工作方式采用不同的结构的MEMS探头结构。
如图2所示，侧向扫描MEMS探头包括：光纤200、透镜组件202、MEMS微镜206、基座207、电引线201、外管203和窗口205，样品扫描区域处于侧边，所述MEMS微镜镜面与水平面成15度——85度倾斜设置，通过控制所述MEMS微镜206的四个驱动臂实现镜面做二维转动，输入扫描探头的光束经过聚焦并由MEMS微镜反射后通过设于所述外管侧壁的窗口实现探头侧向扫描，扫描区域为一扇形面。可满足需要对样品组织侧壁进行扫描的样品。
如图3所示，侧前向扫描MEMS探头包括：光纤200、透镜组件202、三棱反射镜208、MEMS微镜206、电引线201、外管203和窗口205，样品扫描区域处于侧边，其中，三棱反射镜208的作用是实现光束的变向。当所述MEMS微镜镜面与水平面成0度——45度设置时，所述透镜组件与所述MEMS微镜之间设有反射镜，从透镜组件聚焦的光束通过所述反射镜射向做二维转动的MEMS微镜206后实现探头侧前向扫描区域的二维扫描。其扫描区域位于探头侧前方。可满足多种样品组织的扫描检测。
如图4所示，前向扫描MEMS探头包括：光纤200、透镜组件202、三棱反射镜208、MEMS微镜206、基座207、电引线201、外管203和窗口205，其中三棱反射镜208的作用是实现光束的变向；当所述MEMS微镜镜面与水平面成45度——135度设置时，所述透镜组件与所述MEMS微镜206之间设有反射镜，从透镜组件聚焦的光束通过所述反射镜射向做二维转动的MEMS微镜后实现探头前向扫描区域的二维扫描；其扫描区域位于探头前方。可满足需要对样品组织前方或侧前方进行扫描的样品。
如图5所示，环形扫描MEMS探头包括：光纤200、透镜组件202、锥面反射镜209、MEMS微镜206、基座207、电引线201、外管203和窗口205，所述MEMS光学扫描探头中还包括一个设于所述透镜与所述MEMS微镜之间的锥面反射镜209，所述锥面反射镜209中间有一通孔，光束穿过透镜组件202聚焦后由所述锥面反射镜209的通孔后经所述MEMS微镜反射到锥面反 射镜209的锥面，再从外管203上设置的窗口205射出；通过控制所述MEMS微镜的四个驱动臂实现镜面绕镜面中心做圆周转动，实现光束的周向环形扫描；通过控制所述MEMS光学扫描探头的轴向移动，实现样品轴向一段管壁扫描区域的二维扫描。可满足管状样品的扫描。
本实用新型MEMS探头采用的MEMS微镜可参考专利 “微机电器件及其封装制作工艺” 其专利号20101058415.X，公开了一种微机电系统（MEMS）微镜与生产微镜的加工方法，所述MEMS微镜由一个镀有光学涂层的镜面600、边框与四个驱动臂601构成，驱动臂601均布设置于镜面600与边框四周，在所述边框下端设置有用于导电连接的焊盘602，所述驱动臂601采用多层材料组成，施加电压给所述驱动臂601加热或放热，其材料不停地产生膨胀或收缩，从而带动镜面600做偏转运动。
如图7a、图7b和图8所示，本实用新型探头700的连接部可直接进入人体腔道或借助内镜的活检通道进入人体腔道，因此可由医用金属弹性材料或医学兼容有机材料制作的柔性连接管701,同时具有一定强度和刚度。连接部为硬性连接管时，也可采用医用硬性金属材料或有机材料制作702或复合材料制作。连接部为软硬性连接管时，包括硬性连接部和柔性连接部，所述硬性连接部采用医用硬性金属材料或有机材料制作或复合材料制作，所述柔性连接部采用医用金属弹性材料或医学兼容有机材料或同时采用两种材料制作，所述MEMS光学扫描探头可绕所述柔性连接部左右转动。可满足耳鼻喉、膀胱、下消化道等较浅腔道的扫描检测。
如图9、10所示，本实用新型探头手持部103上设置有光接口与电接口，也可以将此两接口整合成一个独立的光电接口106，所述手持部103为纺锤形或枪把形或剪刀手柄形。可减少手持部103面积，插拨方便，易于消毒杀菌。同时此接口在手持部103上的位置可灵活设置，既可设置于图示手持部103中部，也可设置于手持部103尾部。
本实用新型结合OCT具有微米级分辨率的成像能力，可探测到人体内脏表层组织下微小病变的能力，从而实现早期病变诊断，尤其是在人类的第一杀手--癌症的早期诊断上，具有广阔前景。本实用新型具有无损无创及实时成像的特点，无需取样切片，便可精确无误的找到病变组织，可将诊断和手术同时进行，帮助医生施行更精确的手术超作，准确的切除病变组织,从而在诊断检测过程中大大减轻病人的痛苦和缩短术后恢复时间。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围 之内。
Claims (10)
1.一种用于 OCT内窥成像的光学扫描探头，包括带有光电接口的手持部，其特征在于，所述手持部前端通过连接部连接有用于OCT内窥成像的MEMS光学扫描探头。
2.如权利要求1所述的一种用于 OCT内窥成像的光学扫描探头，其特征在于，所述MEMS光学扫描探头的光电连接线包含于所述连接部的内部且通过至少部分手持部的内部与光电接口相连。
3.如权利要求1所述的一种用于 OCT内窥成像的光学扫描探头，其特征在于，所述连接部为柔性连接管，采用医用金属弹性材料或医学兼容有机材料或同时采用上述两种材料制作。
4.如权利要求1所述的一种用于 OCT内窥成像的光学扫描探头，其特征在于，所述连接部为硬性连接管，采用医用硬性金属材料或有机材料制作或复合材料制作。
5.如权利要求1所述的一种用于 OCT内窥成像的光学扫描探头，其特征在于，所述连接部为软硬性连接管，包括硬性连接部和柔性连接部，所述硬性连接部采用医用硬性金属材料或有机材料制作或复合材料制作，所述柔性连接部采用医用金属弹性材料或医学兼容有机材料或同时采用两种材料制作。
6.如权利要求1所述的一种用于 OCT内窥成像的光学扫描探头，其特征在于，所述MEMS光学扫描探头包括带有光学透明窗口的外管和设于所述外管内并依次配合安装的电引线、光纤、透镜和MEMS微镜；其中，所述MEMS微镜由一个镀有光学涂层的镜面、边框与四个驱动臂构成，驱动臂均布设置于镜面与边框四周，在所述边框上表面或下表面设置有用于导电连接的焊盘，所述驱动臂采用双层或多层材料组成，施加电压给所述驱动臂加热或放热，其材料产生膨胀或收缩，从而带动镜面做偏转运动。
7.如权利要求6所述的一种用于 OCT内窥成像的光学扫描探头，其特征在于，所述MEMS微镜镜面与光学扫描探头轴向成15度——85度倾斜设置，通过控制所述MEMS微镜的四个驱动臂实现镜面做二维转动，输入扫描探头的光束经过聚焦并由MEMS微镜反射后透过设于所述外管侧壁的窗口，进行侧向扫描，扫描区域为一扇形面。
8.如权利要求6所述的一种用于 OCT内窥成像的光学扫描探头，其特征在于，当所述MEMS微镜镜面与光学扫描探头轴向成0度——45度设置时，所述透镜与所述MEMS微镜之间设有反射镜，从透镜聚焦的光束通过所述反射镜射向做二维转动的MEMS微镜，对侧前向扫描区域进行二维扫描；当所述MEMS微镜镜面与光学扫描探头轴向成45度——135度设置时，所述透镜与所述MEMS微镜之间设有反射镜，从透镜聚焦的光束通过所述反射镜射向做二维转动的MEMS微镜，对前向扫描区域进行二维扫描。
9.如权利要求6所述的一种用于 OCT内窥成像的光学扫描探头，其特征在于，所述MEMS光学扫描探头中还包括一个设于所述透镜与所述MEMS微镜之间的锥面反射镜，所述锥面反射镜中间有一通孔，光束穿过所述透镜聚焦后由所述锥面反射镜的通孔后经所述MEMS微镜反射到锥面反射镜的锥面，再从外管上设置的窗口射出；通过控制所述MEMS微镜的四个驱动臂实现镜面绕镜面中心做圆周转动，实现光束的周向环形扫描；通过控制所述MEMS光学扫描探头的轴向移动，实现样品轴向一段管壁扫描区域的二维扫描。
10.如权利要求1所述的一种用于 OCT内窥成像的光学扫描探头，其特征在于，所述手持部为纺锤形或枪把形或剪刀手柄形；手持部上设有的光电接口为相互独立的光接口和电接口或为一个整体式的接口，且该光电接口设于所述手持部中部或尾部。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103040428A (zh) * | 2013-01-05 | 2013-04-17 | 无锡微奥科技有限公司 | 一种用于 oct内窥成像的光学扫描探头 |
| CN104880410A (zh) * | 2015-06-12 | 2015-09-02 | 上海良友（集团）有限公司 | 储粮生态显微图像采集专用探视管 |
| WO2016016891A1 (en) * | 2014-07-29 | 2016-02-04 | Collage Medical Imaging Ltd. | Integrated optical coherence tomography (oct) scanning and/or therapeutic access tools and methods |
| CN105411509A (zh) * | 2014-09-02 | 2016-03-23 | 乐普（北京）医疗器械股份有限公司 | Oct内窥成像探头及其制造方法和oct成像导管 |
| CN105833430A (zh) * | 2015-03-12 | 2016-08-10 | 美昇科技（成都）有限公司 | 基于内窥镜影像精确导航的近距放疗装置及其控制系统 |
| US9958253B2 (en) | 2014-07-29 | 2018-05-01 | Collage Medical Imaging Ltd. | Synchronized dual mode OCT system |
-
2013
- 2013-01-05 CN CN 201320003201 patent/CN203153684U/zh not_active Withdrawn - After Issue
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103040428A (zh) * | 2013-01-05 | 2013-04-17 | 无锡微奥科技有限公司 | 一种用于 oct内窥成像的光学扫描探头 |
| CN103040428B (zh) * | 2013-01-05 | 2015-04-15 | 无锡微奥科技有限公司 | 一种用于oct内窥成像的光学扫描探头 |
| WO2016016891A1 (en) * | 2014-07-29 | 2016-02-04 | Collage Medical Imaging Ltd. | Integrated optical coherence tomography (oct) scanning and/or therapeutic access tools and methods |
| US9958253B2 (en) | 2014-07-29 | 2018-05-01 | Collage Medical Imaging Ltd. | Synchronized dual mode OCT system |
| CN105411509A (zh) * | 2014-09-02 | 2016-03-23 | 乐普（北京）医疗器械股份有限公司 | Oct内窥成像探头及其制造方法和oct成像导管 |
| CN105833430A (zh) * | 2015-03-12 | 2016-08-10 | 美昇科技（成都）有限公司 | 基于内窥镜影像精确导航的近距放疗装置及其控制系统 |
| CN105833430B (zh) * | 2015-03-12 | 2018-01-12 | 武汉木兰金桥科技有限公司 | 基于内窥镜影像精确导航的近距放疗装置及其控制系统 |
| CN104880410A (zh) * | 2015-06-12 | 2015-09-02 | 上海良友（集团）有限公司 | 储粮生态显微图像采集专用探视管 |
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