CN220045933U - 一种凸阵光声透镜以及光声复合内窥镜头端 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种凸阵光声透镜以及光声复合内窥镜头端，其中透镜用于设置在光声超声复合内窥镜头端的探头外壳上；透镜的两侧设有容纳扇形光纤组件的第一容纳部、第二容纳部，中部设有容纳凸阵超声组件的第三容纳部，透镜的形状与扇形光纤组件、凸阵超声组件相适配，透镜将扇形光纤组件出射的光声激励光向中部的超声成像区域折射。实现了将光声复合内窥镜发出的光声激励光均匀覆盖至目标区域，减小探测盲区，形成稳定的光声信号，且消除光声激励光的全反射损失，保证充足的光量，进而提高了光声成像质量。

Description

一种凸阵光声透镜以及光声复合内窥镜头端

技术领域

本实用新型涉及内窥镜领域，尤其涉及一种采用光声复合成像技术的光窗声窗一体化的透镜以及光声复合内窥镜头端。

背景技术

超声内镜是一种带有超声诊断及治疗功能的电子内窥镜。其在内镜头端放置有超声探头，可用于对体膜以下的组织进行超声诊断。在超声图像的指引下，可以从设置在内窥镜上的器械通道伸出穿刺针进行体内组织穿刺取活检，获得消化道或呼吸道深层次病变信息。

光声成像技术是一种较新的生物医学成像方法，其使用近红外光声激励光照射到生物组织上，生物组织吸收光能量而产生热膨胀，在脉冲间隙释放能量发生收缩。伴随着热胀冷缩的过程，生物组织会产生高频超声波，产生的超声波的强度与吸收光能量的多少成正比。由于不同的组织对近红外光的吸收效果不同，其会产生不同强度的超声波。对于光声成像技术，请参阅图1，目前一般是使用具备光学透镜窗口以及声学透镜窗口的光声透镜，而且光学透镜窗口以及声学透镜窗口分离设置，使用设置有光声透镜的内窥镜进行检查时，光声激励光透过光学透镜窗口直接照射目标区域，这就导致光声激励光利用率较低且无法均匀覆盖目标区域，且探测盲区深度大，浅表组织成像困难的问题，同时由于光学透镜窗口与声学透镜窗口分离设置，还会导致光声激励光在两者间隙处发生完全反射，进而无法进入目标区域，成像质量下降的问题。

发明内容

本实用新型实施例提供了一种透镜以及光声复合内窥镜头端，旨在解决现有技术方法中光声激励光无法均匀覆盖照射区域，盲区深度大，且光声激励光易在光学透镜窗口以及声学透镜窗口的间隙发生全反射损失，进而导致浅表组织成像难度大，整体成像质量低的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种透镜，其用于设置在光声超声复合内窥镜头端的探头外壳上；所述透镜的两侧设有容纳扇形光纤组件的第一容纳部、第二容纳部，中部设有容纳凸阵超声组件的第三容纳部，所述透镜的形状与所述扇形光纤组件、所述凸阵超声组件相适配，所述透镜将扇形光纤组件出射的光声激励光向中部的超声成像区域折射。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种光声复合内窥镜头端，包括头端基部以及探头；所述探头连接至所述头端基部；所述探头包括探头外壳，所述探头外壳上设置有如第一方面所述的透镜，所述探头外壳内还设置有扇形光纤组件以及凸阵超声组件。

本实用新型实施例提供了一种透镜以及光声复合内窥镜头端，其中透镜用于设置在光声超声复合内窥镜头端的探头外壳上；所述透镜的两侧设有容纳扇形光纤组件的第一容纳部、第二容纳部，中部设有容纳凸阵超声组件的第三容纳部，所述透镜的形状与所述扇形光纤组件、所述凸阵超声组件相适配，所述透镜将扇形光纤组件出射的光声激励光向中部的超声成像区域折射。光声复合内窥镜头端包括头端基部以及探头；所述探头连接至所述头端基部；所述探头包括探头外壳，所述探头外壳上设置有如第一方面所述的透镜，所述探头外壳内还设置有扇形光纤组件以及凸阵超声组件。

本实用新型实施例实现了将光声复合内窥镜发出的光声激励光均匀覆盖至目标区域，减小探测盲区，形成稳定的光声信号，且消除光声激励光的全反射损失，保证充足的光量，进而提高了光声成像质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术光声探头的示意图。

图2为本实用新型实施例提供的凸阵光声透镜的示意性结构图；

图3为本实用新型实施例提供的光声复合内窥镜头端的示意性结构图；

图4为本实用新型实施例提供的光声复合内窥镜头端的第二角度的拆卸后示意性结构图；

图5为本实用新型实施例提供的光声复合内窥镜头端的第三角度的拆卸后示意性结构图；

图6为本实用新型实施例提供的光声一体内窥镜头端的G-G剖面示意图；

图7为本实用新型实施例提供的凸阵光声透镜与扇形光纤组件以及光纤结构组件组合的示意性结构图；

其中，附图标记具体为：

凸阵光声透镜10，第一容纳部110，第二容纳部120，第三容纳部130，光声复合内窥镜头端20，探头外壳210，扇形光纤组件220，第一扇形光纤组件221，第二扇形光纤组件222，末端光纤束223，凸阵超声组件230，头端基部240，光纤传导组件241，光纤结构组件250。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参阅图2，图2为本实用新型实施例提供的凸阵光声透镜10的示意性结构图，图2所示的凸阵光声透镜10用于设置在光声超声复合内窥镜头端的探头外壳210上；凸阵光声透镜10的两侧设有容纳扇形光纤组件220的第一容纳部110、第二容纳部120，中部设有容纳凸阵超声组件230的第三容纳部130，凸阵光声透镜10的形状与扇形光纤组件220、凸阵超声组件230相适配，凸阵光声透镜10将扇形光纤组件220出射的光声激励光向中部的超声成像区域折射。

在本实施例中，凸阵光声透镜10的第一容纳部110以及第二容纳部120与扇形光纤组件220相适配的同时，可用于将扇形光纤组件220出射的光声激励光向中部的超声成像区域折射，意即第一容纳部110以及第二容纳部120起到光学透镜窗口的作用；第三容纳部130与凸阵超声组件230相适配的同时，可用于使凸阵超声组件230能够向生物组织发射超声波以及接受来自生物组织的超声波，意即第三容纳部130起到声学透镜窗口的作用。凸阵光声透镜10为一体化的可透光结构，在具体生产制造中，凸阵光声透镜10可采用光折射率大于1.4的透明硅胶或透明树脂进材料进行制造，并可采用模压、注塑或者3D打印一体成型制造。其中，第一容纳部110与第二容纳部120对称设置于第三容纳部130两侧。

与传统的光声透镜相比，凸阵光声透镜10将具备光学透镜窗口功能的第一容纳部110、第二容纳部120与具备声学透镜窗口功能的第三容纳部130结合为一体化的透镜，进而，光声激励光可穿透凸阵光声透镜10的任意一处，避免了光声激励光透过传统光学透镜窗口与传统声学透镜窗口之间的缝隙时产生的完全反射，进而提高了光声激励光到达超声成像区域的光量，提高了成像质量。

在一实施例中，第一容纳部110中容纳的扇形光纤组件220为第一扇形光纤组件221，第二容纳部120中容纳的扇形光纤组件220为第二扇形光纤组件222；第一容纳部110与第一扇形光纤组件221的抵接面的垂线朝向凸阵光声透镜10中部倾斜，以与第一扇形光纤组件221的倾斜角度相适配；第二容纳部120与第二扇形光纤组件222的抵接面的垂线朝向凸阵光声透镜10中部倾斜，以与第二扇形光纤组件222的倾斜角度相适配。

在本实施例中，第一容纳部110与可在其中设置的第一扇形光纤组件221之间具备抵接面，具体地，可设置第一扇形光纤组件221为抵接至第一容纳部110的内侧，即抵接至第一容纳部110中远离超声探测区域的一侧。对应地，可设置第二扇形光纤组件222为抵接至第二容纳部120的内侧，即抵接至第二容纳部120中远离超声探测区域的一侧。第一扇形光纤组件221以及第二扇形光纤组件222可设置为与凸阵光声透镜10中部切面存在一定倾斜角度，第一容纳部110与第一扇形光纤组件221存在的抵接面的垂线以及第二容纳部120与第二扇形光纤组件222存在的抵接面的垂线也可设置为与凸阵光声透镜10中部切面存在一定倾斜角度，进而可保证第一扇形光纤组件221与第一容纳部110抵接关系以及第二扇形光纤组件222与第二容纳部120抵接关系的稳定。同时，可使光声激励光由第一扇形光纤组件221或第二扇形光纤组件222出射后，进入具备一定倾斜角度的第一容纳部110，通过凸阵光声透镜10的折射，汇聚至超声探测区域中。其中，具备倾斜角度的第一容纳部110和第二容纳部120可使得光声激励光被折射后更多地汇聚至凸阵光声透镜10的中切面，进而可使得光声激励光的交汇点与凸阵超声组件230的距离减小，从而实现探测盲区深度的减小，进而可对浅表组织进行有效成像。

在一实施例中，凸阵光声透镜10的两侧最外侧设有延伸部，延伸部的内侧面与扇形光纤组件220抵接，延伸部的外侧面与探头外壳210抵接，以使凸阵光声透镜10夹持在扇形光纤组件220和探头外壳210之间。

在本实施例中，延伸部具体可用于将扇形光纤组件220夹持于凸阵光声透镜10中，并可将凸阵光声透镜10抵接至相适配的光声复合内窥镜头端20的探头外壳210中。

本实用新型实施例还提供了一种光声复合内窥镜头端20，请参阅图3-图7，图3为本实用新型实施例提供的光声复合内窥镜头端20的示意性结构图，图示的光声复合内窥镜头端20包括头端基部240以及探头外壳210；探头外壳210连接至头端基部240；探头外壳210上设置有上述的凸阵光声透镜10，探头外壳210内还设置有扇形光纤组件220以及凸阵超声组件230。

在本实施例中，凸阵光声透镜10可连接至探头外壳210，并用于将扇形光纤组件220出射的光声激励光向中部的超声成像区域折射；扇形光纤组件220用于出射光声激励光，以使生物组织产生热胀冷缩而产生超声波；凸阵超声组件230用于向生物组织发射超声波以及接受来自生物组织的超声波，以进行光声成像。通过设置凸阵光声透镜10，光声复合内窥镜头端20可对生物组织进行高质量成像。

在一实施例中，扇形光纤组件220包括第一扇形光纤组件221以及第二扇形光纤组件222；第一扇形光纤组件221与第二扇形光纤组件222对称设置于凸阵超声组件230两侧。

在本实施例中，第一扇形光纤组件221以及第二扇形光纤组件222可对称设置于凸阵光声透镜10的第一容纳部110以及第二容纳部120中，以从对称的两个方向进行光声激励光的出射，保证超声探测区域内的光量充足以及光学照射区域的均匀分布。

在一实施例中，第一扇形光纤组件221以及第二扇形光纤组件222均包括相同数量的多个末端光纤束223；第一扇形光纤组件221中的多个末端光纤束223呈等间距扇形分布；第二扇形光纤组件222中的多个末端光纤束223呈等间距扇形分布。

在本实施例中，第一扇形光纤组件221以及第二扇形光纤组件222均包含相同数量的多个末端光纤束223。具体地，第一扇形光纤组件221中的多个末端光纤束223之间具备相同角度，第一扇形光纤组件221中的多个末端光纤束223之间具备相同角度，且光声激励光由每一末端光纤束223同时出射。进而，光声激励光可均匀地经过凸阵光声透镜10的折射，汇聚至超声探测区域内，保证光学照射区域的均匀性。

在一实施例中，第一扇形光纤组件221中的多个末端光纤束223的光出射端抵接至凸阵光声透镜10的第一容纳部110内侧；第二扇形光纤组件222中的多个末端光纤束223的光出射端抵接至凸阵光声透镜10的第二容纳部120内侧。

在本实施例中，第一扇形光纤组件221中的多个末端光纤束223抵接至第一容纳部110内侧，第二扇形光纤组件222中的多个末端光纤束223抵接至第二容纳部120内侧，进而，光声激励光出射后可立即进入凸阵超声组件230中，从而避免光声激励光的损失。

在一实施例中，探头外壳210开设有透镜槽，凸阵光声透镜10设置于透镜槽中并与透镜槽相适配；凸阵光声透镜10的延伸部外侧抵接至透镜槽的内侧。

在本实施例中，探头外壳210朝向超声探测区域的一侧开设有透镜槽，当凸阵光声透镜10装配进入透镜槽中时，延伸部外侧可抵接至透镜槽的内侧，保证凸阵光声透镜10的稳定性。

在一实施例中，探头外壳210内还设置有光纤结构组件250；光纤结构组件250抵接至凸阵光声透镜10的第一容纳部110内侧以及第二容纳部120内侧；光纤结构组件250用于将扇形光纤组件220维持特定角度。

在本实施例中，光纤结构组件250可包括第一光纤结构组件以及第二光纤结构组件，第一光纤结构组件可与第二光纤结构组件对称设置。第一光纤结构组件以及第二光纤结构组件对应设置于第一容纳部110以及第二容纳部120，并可通过胶粘等方式分别连接至第一容纳部110以及第二容纳部120，用于为第一扇形光纤组件221和第二扇形光纤组件222中的多个末端光纤束223提供结构支撑，并将多个末端光纤束223固定连接至第一容纳部110或第二容纳部120。其中，以第一光纤结构组件为例，第一扇形光纤组件221中的多个末端光纤束223贯穿进入第一光纤结构组件，并通过第一光纤结构组件与第一容纳部110呈现特定倾斜夹角，且倾斜夹角小于九十度，使得光声激励光能够有效且完全地进入凸阵光声透镜10，并在折射后集中照射进入凸阵超声组件230中切面处的探测区域，以进行光声成像。

在一实施例中，头端基部240内设置有光纤传导组件241，光纤传导组件241延伸进入探头外壳210内并与扇形光纤组件220连接，用于将光声激励光传导至扇形光纤组件220。

在本实施例中，光纤传导组件241可包括第一传导光纤以及第二传导光纤。第一传导光纤和第二传导光纤对称设置于头端基部240内部的两侧区域，第一传导光纤和第二传导光纤由头端基部240以上的区域延伸至头端基部240内部，再由头端基部240内部延伸至探头外壳210内部。具体地，可在头端基部240上设置第一通孔和第二通孔，并在探头外壳210设置第三通孔和第四通孔，且第一通孔、第二通孔、第三通孔以及第四通孔均位于探头外壳210和头端基部240的连接处，其中，第一通孔和第三通孔相适配，第二通孔和第四通孔相适配，第一传导光纤通过第一通孔和第三通孔延伸进入探头外壳210，对应地，第二传导光纤通过第二通孔和第四通孔延伸进入探头外壳210。第一传导光纤连接至第一扇形光纤组件221，将光声激励光传导至第一扇形光纤组件221中的多个末端光纤束223；第二传导光纤连接至第二扇形光纤组件222，将光声激励光传导至第二扇形光纤组件222中的多个末端光纤束223。

本实用新型实施例提供了一种透镜以及光声复合内窥镜头端20，其中透镜用于设置在光声超声复合内窥镜头端的探头外壳210上；透镜的两侧设有容纳扇形光纤组件220的第一容纳部110、第二容纳部120，中部设有容纳凸阵超声组件230的第三容纳部130，透镜的形状与扇形光纤组件220、凸阵超声组件230相适配，透镜将扇形光纤组件220出射的光声激励光向中部的超声成像区域折射。光声复合内窥镜头端20包括头端基部240以及探头；探头连接至头端基部240；探头包括探头外壳210，探头外壳210上设置有如第一方面的透镜，探头外壳210内还设置有扇形光纤组件220以及凸阵超声组件230。本实用新型实施例实现了将光声复合内窥镜发出的光声激励光均匀覆盖至目标区域，减小探测盲区，形成稳定的光声信号，且消除光声激励光的全反射损失，保证充足的光量，进而提高了光声成像质量。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种凸阵光声透镜，其特征在于，用于设置在光声超声复合内窥镜头端的探头外壳上；所述凸阵光声透镜的两侧设有容纳扇形光纤组件的第一容纳部、第二容纳部，中部设有容纳凸阵超声组件的第三容纳部，所述凸阵光声透镜的形状与所述扇形光纤组件、所述凸阵超声组件相适配，所述凸阵光声透镜将扇形光纤组件出射的光声激励光向中部的超声成像区域折射。

2.根据权利要求1所述的凸阵光声透镜，其特征在于，所述第一容纳部中所容纳的所述扇形光纤组件为第一扇形光纤组件，所述第二容纳部中所容纳的所述扇形光纤组件为第二扇形光纤组件；所述第一容纳部与所述第一扇形光纤组件的抵接面的垂线朝向凸阵光声透镜中部倾斜，以与所述第一扇形光纤组件的倾斜角度相适配；所述第二容纳部与所述第二扇形光纤组件的抵接面的垂线朝向凸阵光声透镜中部倾斜，以与所述第二扇形光纤组件的倾斜角度相适配。

3.根据权利要求1所述的凸阵光声透镜，其特征在于，所述凸阵光声透镜的两侧最外侧设有延伸部，所述延伸部的内侧面与所述扇形光纤组件抵接，所述延伸部的外侧面与探头外壳抵接，以使凸阵光声透镜夹持在所述扇形光纤组件和所述探头外壳之间。

4.一种光声复合内窥镜头端，其特征在于，包括头端基部以及探头外壳；所述探头外壳连接至所述头端基部；所述探头外壳上设置有如权利要求1-3任一项所述的凸阵光声透镜，所述探头外壳内还设置有扇形光纤组件以及凸阵超声组件。

5.根据权利要求4所述的光声复合内窥镜头端，其特征在于，所述扇形光纤组件包括第一扇形光纤组件以及第二扇形光纤组件；所述第一扇形光纤组件与所述第二扇形光纤组件对称设置于所述凸阵超声组件两侧。

6.根据权利要求5所述的光声复合内窥镜头端，其特征在于，所述第一扇形光纤组件以及所述第二扇形光纤组件均包括相同数量的多个末端光纤束；所述第一扇形光纤组件中的多个末端光纤束呈等间距扇形分布；所述第二扇形光纤组件中的多个末端光纤束呈等间距扇形分布。

7.根据权利要求6所述的光声复合内窥镜头端，其特征在于，所述第一扇形光纤组件中的多个末端光纤束的光出射端抵接至所述凸阵光声透镜的所述第一容纳部内侧；所述第二扇形光纤组件中的多个末端光纤束的光出射端抵接至所述凸阵光声透镜的所述第二容纳部内侧。

8.根据权利要求4所述的光声复合内窥镜头端，其特征在于，所述探头外壳开设有凸阵光声透镜槽，所述凸阵光声透镜设置于所述凸阵光声透镜槽中并与所述凸阵光声透镜槽相适配；所述凸阵光声透镜的所述延伸部外侧抵接至所述凸阵光声透镜槽的内侧。

9.根据权利要求4所述的光声复合内窥镜头端，其特征在于，所述探头外壳内还设置有光纤结构组件；所述光纤结构组件抵接至所述凸阵光声透镜的第一容纳部内侧以及所述第二容纳部内侧；所述光纤结构组件用于将所述扇形光纤组件维持特定角度。

10.根据权利要求4所述的光声复合内窥镜头端，其特征在于，所述头端基部内设置有光纤传导组件，所述光纤传导组件延伸进入所述探头外壳内并与所述扇形光纤组件连接，用于将光声激励光传导至所述扇形光纤组件。