一種人體內窺用實時溫壓監測OCT醫療系統及其聯合探針的制備方法與流程

本發明涉及光纖傳感醫療裝置技術領域，具體指一種人體內窺用實時溫壓監測oct醫療系統，同時公開了一種人體內窺用聯合探針的制備方法。

背景技術：

光學技術廣泛應用于生物醫學領域，正在改變優化常規的醫學治療方法。基于光子和生物組織的相互作用，激光在生物體檢測、診斷及臨床治療中得到了廣泛應用。激光手術治療具有出血少或不出血、避免手術中接觸性交叉感染、手術視野清晰以及手術質量高等優點，在臨床醫學治療和微創手術過程中，激光手術已經得到了廣泛應用。有時需要對體內心血管、顱內、脊柱、骨髓、膀胱、腎臟等器官和部位的病變組織進行精確定位，并利用激光手術刀作為強有力的治療工具對病變組織進行凝固、燒灼、汽化和切除。在手術過程中，由于激光產熱，使組織內部溫度升高、壓強變化。如果體內溫度及壓力過分偏離人體正常值，會進一步損害身體健康。而目前還沒有一種醫療系統能夠實現人體器官的在體檢測診斷和激光手術過程中精確定位病變組織以及實時監測體內壓力及溫度值。

現有技術中，oct作為一種強有力的生物醫學成像方法具有更高的靈敏度與分辨率，將內窺技術與oct相結合實現人體隱靜脈的活體測量以來，oct已在胃腸科、心臟科、婦科、泌尿科等諸多醫學領域得到應用。但這個僅僅只能實現術前術后對病變組織進行定位及觀察治療效果。無法在激光手術的同時實現對體內壓力、溫度進行實時監測，增加了手術的風險。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

技術實現要素：

本發明的目的在于針對現有技術的缺陷和不足，提供一種結構合理、能夠精確定位病變組織、實時監測體內壓力及溫度值，有效降低手術風險的一種人體內窺用實時溫壓監測oct醫療系統及其聯合探針的制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明所述的一種人體內窺用實時溫壓監測oct醫療系統,包括oct掃描成像系統、溫度壓力探測系統和數據處理系統，所述oct掃描成像系統包括oct探針，溫度壓力探測系統包括f-p溫壓復合傳感探針，所述oct探針和f-p溫壓復合傳感探針一體封裝在聯合探針內，聯合探針采用直徑小于0.6mm、與人體相容性好的柔性管制備而成。

根據以上方案，所述oct掃描成像系統包括保偏mzi干涉儀和高速掃頻光源，高速掃頻光源通過光纖與保偏mzi干涉儀連接，保偏mzi干涉儀上連接有參考臂和探測臂，參考臂和探測臂均為保偏光纖，且探測臂與oct探針連接。

根據以上方案，所述oct探針包括離軸拋物面反射鏡和微型旋轉控制器，微型旋轉控制器固定封裝在聯合探針內，離軸拋物面反射鏡與微型旋轉控制器的轉子端連接且與探測臂的端面相對設置，聯合探針的外周壁上設有與離軸拋物面反射鏡對應的透明出射窗。

根據以上方案，所述溫度壓力探測系統包括寬帶光源和光纖耦合器，光纖耦合器通過光纖分別與寬帶光源、f-p溫壓復合傳感探針連接。

根據以上方案，所述數據處理系統包括平衡探測器、光電探測器、數據采集卡和計算機，平衡探測器與保偏mzi干涉儀連接，光電探測器與光纖耦合器連接，數據采集卡分別連接平衡探測器、光電探測器和計算機。

一種人體內窺用聯合探針的制備方法，其制備步驟如下：

a、根據聯合探針的規格設定f-p溫壓復合傳感探針、離軸拋物面反射鏡、微型旋轉控制器的尺寸和柔性套管的內徑、外徑和長度值。

b、f-p溫壓復合傳感探針的f-p諧振腔采用mems技術制備，f-p諧振腔采用玻璃基底，單晶硅片壓力敏感芯片和玻璃基底進行預處理和預鍵合后，通過高溫鍵合技術完成壓力-溫度復合敏感腔的制作。

c、采用與人體器官具有相容性的材料，通過加添加劑、有機改性劑等制備出合理參數的含透明出射窗的柔性套管。

d、將光纖、f-p溫壓復合傳感探針、離軸拋物面反射鏡、微型旋轉控制器封裝在柔性套管內制備成與人體器官具有良好相容性的聯合探針。

本發明有益效果為：本發明結構合理，將基于偏振mzi的高速掃頻oct成像系統與f-p壓力/溫度復合傳感探測系統集成在一起，oct成像系統觀測深度可大于5mm，圖像分辨率高；f-p復合傳感系統可同時測量人體器官內的壓力和溫度；在人體器官的在體檢測診斷和激光手術過程中，能夠精確定位病變組織、實時監測體內壓力及溫度值，從而提高手術治療的精確性和安全性。

附圖說明

圖1是本發明的整體架構示意圖；

圖2是本發明的聯合探針結構示意圖。

圖中：

1、保偏mzi干涉儀；2、f-p溫壓復合傳感探針；3、計算機；4、聯合探針；11、高速掃頻光源；12、參考臂；13、探測臂；14、oct探針；15、離軸拋物面反射鏡；16、微型旋轉控制器；21、寬帶光源；22、光纖耦合器；31、數據采集卡；32、平衡探測器；33、光電探測器；41、出射窗。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明的技術方案進行說明。

如圖1所示，本發明所述的一種人體內窺用實時溫壓監測oct醫療系統,包括oct掃描成像系統、溫度壓力探測系統和數據處理系統，所述oct掃描成像系統包括oct探針14，溫度壓力探測系統包括f-p溫壓復合傳感探針2，所述oct探針14和f-p溫壓復合傳感探針2一體封裝在聯合探針4內，聯合探針4采用直徑小于0.6mm、與人體相容性好的柔性管制備而成；本發明將基于偏振mzi的oct掃描成像系統與溫度壓力探測系統集成在一起，oct成像系統觀測深度可大于5mm圖像分辨率高；f-p復合傳感系統可同時測量人體器官內的壓力和溫度，非常適用于人體器官的體檢測診斷和激光手術過程，能夠精確定位病變組織，實時監測體內壓力及溫度值。

所述oct掃描成像系統包括保偏mzi干涉儀1和高速掃頻光源11，高速掃頻光源11通過光纖與保偏mzi干涉儀1連接，保偏mzi干涉儀1上連接有參考臂12和探測臂13，參考臂12和探測臂13均為保偏光纖，且探測臂13與oct探針14連接；所述保偏mzi干涉儀1、參考臂12和探測臂13構成oct成像傳感探測單元，偏振控制器控制參考臂12的偏振光偏振面發生旋轉，從而使偏振光旋轉合適的角度；所述高速掃頻光源11向偏振mzi干涉儀3輸入光信號，偏振mzi干涉儀3將光信號分成兩束分別經過oct參考臂4和探測臂5，再從兩臂反射回來形成干涉信號，由偏振mzi干涉儀3的輸出端輸出給數據處理系統進行處理和監測；本實施例中，所述高速掃頻光源11采用傅里葉域鎖模技術，由兩端帶光隔離器的半導體光放大器(soa)、延時光纖、光纖法布里-珀羅可調濾波器(ffp-tf)、光分路器構成；soa的輸出光經過光隔離器進入fft-tf，經過fft-tf的窄帶濾波作用，僅輸出滿足當前f-p腔諧振頻率的光，該波長的光繼續在激光腔內傳輸，經另一光隔離器再次進入soa進行光放大，被放大的光通過耦合器分為兩束，一束在激光腔內繼續循環，另一束作為光源輸出，這樣輸出了特定波長的窄帶光，而f-p腔的腔長隨著驅動信號周期性變化，使fft-tf驅動信號的周期與激光在諧振腔內傳播一周的時間相等，此時各個波長的光每次到達濾波器時，濾波器都恰好被調諧到允許該波長光通過，即所有波長的光都被存儲于諧振腔中，依次通過fft-tf由耦合器輸出連續的掃頻激光11為oct成像系統提供光源。

所述oct探針14包括離軸拋物面反射鏡15和微型旋轉控制器16，微型旋轉控制器16固定封裝在聯合探針4內，離軸拋物面反射鏡15與微型旋轉控制器16的轉子端連接且與探測臂13的端面相對設置，聯合探針4的外周壁上設有與離軸拋物面反射鏡15對應的透明出射窗41；本實施例中，oct探針14由直徑小于0.2mm的離軸拋物面反射鏡15與保偏光纖構成，通過微型旋轉控制器16驅動離軸拋物面反射鏡15的360度旋轉，實現對人體器官的橫向掃描。

所述溫度壓力探測系統包括寬帶光源21和光纖耦合器22，光纖耦合器22通過光纖分別與寬帶光源21、f-p溫壓復合傳感探針2連接，寬帶光源21為f-p溫壓復合傳感探針2提供光源，光纖耦合器22將光信號傳入f-p溫壓復合傳感探針2，再將反射回來的光信號輸入數據處理系統進行處理和監測；所述f-p溫壓復合傳感探針2采用玻璃作為基底材料，單晶硅壓力敏感片與玻璃晶體采用高溫鍵合技術構成壓力敏感結構，當有光通過玻璃基底入射到壓力敏感結構時，玻璃基底上表面與壓力敏感芯片的反射面構成對壓力敏感的f-p干涉腔結構，同時玻璃基體的上、下兩表面構成對溫度敏感的f-p干涉腔結構。

所述數據處理系統包括平衡探測器32、光電探測器33、數據采集卡31和計算機3，平衡探測器32與保偏mzi干涉儀1連接，光電探測器33與光纖耦合器22連接，數據采集卡31分別連接平衡探測器32、光電探測器33和計算機3；所述平衡探測器32、光電探測器33、數據采集卡31構成本方案反饋光信號的解調單元，其中平衡探測器32將oct探測單元采集的光信號轉化為電信號，光電探測器33將f-p壓力/溫度復合探測單元采集的光信號轉化為電信號，再由高速數據采集卡31對電信號進行采集傳至信號處理單元；所述信號處理單元主要包括ad轉換、數字信號計算、信號輸出，首先將oct探測單元和f-p壓力/溫度復合探測單元的模擬電壓信號轉變成數字信號，將數字信號進行傅里葉變換、直流去噪、光譜整形等處理后經由信號輸出傳輸至計算機1軟件監測單元得到組織圖像和壓力、溫度信號。

一種人體內窺用聯合探針的制備方法，其制備步驟如下：

a、根據聯合探針4的規格設定f-p溫壓復合傳感探針2、離軸拋物面反射鏡15、微型旋轉控制器16的尺寸和柔性套管的內徑、外徑和長度值。

b、f-p溫壓復合傳感探針2的f-p諧振腔采用mems技術制備，f-p諧振腔采用玻璃基底，單晶硅片壓力敏感芯片和玻璃基底進行預處理和預鍵合后，通過高溫鍵合技術完成壓力-溫度復合敏感腔的制作。

c、采用與人體器官具有相容性的材料，通過加添加劑、有機改性劑等制備出合理參數的含透明出射窗41的柔性套管。

d、將光纖、f-p溫壓復合傳感探針2、離軸拋物面反射鏡15、微型旋轉控制器16封裝在柔性套管內制備成與人體器官具有良好相容性的聯合探針4。

以上所述僅是本發明的較佳實施方式，故凡依本發明專利申請范圍所述的構造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發明專利申請范圍內。