一種帶有彎曲報(bào)警功能的共聚焦微探頭及其配套裝置與檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)學(xué)和生物學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種帶有彎曲報(bào)警功能的共聚焦微探頭及其配套裝置與檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]共聚焦顯微內(nèi)窺鏡是使用共聚焦成像原理進(jìn)行顯微成像的內(nèi)窺鏡，主要應(yīng)用在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域，用于對(duì)生物組織進(jìn)行成像，當(dāng)前臨床使用較多的是探頭式共聚焦顯微內(nèi)窺鏡。探頭式共聚焦顯微內(nèi)窺鏡使用一條由數(shù)萬(wàn)根光纖組成的傳像光纖束進(jìn)行成像。內(nèi)窺鏡主機(jī)側(cè)使用掃描振鏡，逐行掃描光纖束近端，將聚焦后的激光依次注入到傳像光纖束的纖芯內(nèi)，同時(shí)接收經(jīng)由傳像光纖束傳回的熒光；光纖束遠(yuǎn)端帶有微物鏡，將經(jīng)由傳像光纖束傳來(lái)的激光聚焦到生物組織上，同時(shí)接收激發(fā)出來(lái)的熒光，通過(guò)微物鏡傳回傳像光纖束。傳像光纖束、微物鏡以及傳像光纖束與內(nèi)窺鏡主機(jī)的連接裝置共同組成了共聚焦微探頭。
[0003]組成共聚焦微探頭的傳像光纖束價(jià)格昂貴，同時(shí)又非常脆弱，非常容易在使用過(guò)程中發(fā)生損壞，導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)損失，并且有可能對(duì)病人造成傷害，釀成醫(yī)療事故。造成損壞的主要原因是由于使用過(guò)程中操作不當(dāng)，導(dǎo)致傳像光纖束的彎曲程度超出了傳像光纖束的極限彎曲半徑，引起傳像光纖束內(nèi)部的纖芯斷裂。目前的共聚焦微探頭只是在使用說(shuō)明書(shū)中標(biāo)明了光纖束的極限彎曲半徑，但是并沒(méi)有提供相應(yīng)的保護(hù)或者告警機(jī)制，只能依靠操作者的經(jīng)驗(yàn)和操作手法來(lái)保證微探頭的安全使用，對(duì)操作者的要求很高。
[0004]現(xiàn)有的共聚焦微探頭的結(jié)構(gòu)如圖1 (a)所示；共聚焦微探頭包括連接器插頭01，傳像光纖束02，微探頭03 ;其中連接器插頭01在工作時(shí)需要連接到共聚焦顯微內(nèi)窺鏡主機(jī)上的連接器插座05上。共聚焦顯微內(nèi)窺鏡主機(jī)發(fā)出的工作激光依次經(jīng)過(guò)連接器插頭01，傳像光纖束02，微探頭03，照射到被觀測(cè)的生物組織04上，激發(fā)出與入射激光波長(zhǎng)不同的熒光，沿同一路徑返回到主機(jī)內(nèi)。
[0005]現(xiàn)有的共聚焦微探頭缺少一種能夠檢測(cè)探頭是否發(fā)生了極限彎曲的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種帶有彎曲報(bào)警功能的共聚焦微探頭，其目的在于通過(guò)檢測(cè)共聚焦微探頭在使用過(guò)程中發(fā)生的過(guò)度彎曲來(lái)加強(qiáng)對(duì)共聚焦微探頭中傳像光纖束的保護(hù)。
[0007]本發(fā)明提供了一種帶有彎曲報(bào)警功能的共聚焦微探頭，包括傳像光纖束連接器插頭，保護(hù)光纖連接器插頭，混裝光纖和微物鏡；所述混裝光纖的遠(yuǎn)端與所述微物鏡連接，所述混裝光纖的近端分叉后分為傳像光纖束分支和保護(hù)光纖分支；通過(guò)所述保護(hù)光纖分支檢測(cè)所述混裝光纖中光功率衰減來(lái)判斷光纖的彎曲程度；所述傳像光纖束分支與所述傳像光纖束連接器插頭的一端連接，所述保護(hù)光纖分支與所述保護(hù)光纖連接器插頭的一端連接；所述傳像光纖束連接器插頭的另一端和所述保護(hù)光纖連接器插頭的另一端均用于與共聚焦顯微內(nèi)窺鏡主機(jī)上的插座連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)精巧，成本較低，解決了當(dāng)前共聚焦顯微內(nèi)窺鏡無(wú)法對(duì)微探頭的過(guò)度彎曲進(jìn)行檢測(cè)的問(wèn)題，加強(qiáng)了對(duì)微探頭中核心組件的保護(hù)。
[0008]更進(jìn)一步地，所述傳像光纖束分支和保護(hù)光纖分支封裝在同一保護(hù)層的混裝光纖中。二者封裝在同一保護(hù)層中，使得傳像光纖束分支與保護(hù)光纖分支在工作時(shí)保持相同的彎曲半徑，因此可以使用保護(hù)光纖分支的彎曲半徑來(lái)估計(jì)傳像光纖束分支的彎曲半徑。
[0009]更進(jìn)一步地，所述傳像光纖束分支與所述混裝光纖保持同心；所述保護(hù)光纖分支位于所述傳像光纖束分支與所述混裝光纖之間的縫隙中，其余部分用軟性樹(shù)脂填充。二者保持同心的設(shè)置，可以使得混裝光纖與微物鏡的裝配過(guò)程中，傳像光纖束分支、混裝光纖及微物鏡三者均保持同心，裝配過(guò)程順暢穩(wěn)定。傳像光纖束分支位于第一臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)中心，深入第一臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)孔洞中；混裝光纖整體位于第三臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)中心，深入第三臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)孔洞中。
[0010]更進(jìn)一步地，所述傳像光纖束分支的極限彎曲半徑R1大于所述保護(hù)光纖分支的極限彎曲半徑R2，且小于所述保護(hù)光纖分支的泄漏彎曲半徑R3。這樣的設(shè)計(jì)，當(dāng)混裝光纖的彎曲半徑不斷變小，達(dá)到R3時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警，而此時(shí)傳像光纖束分支和保護(hù)光纖分支的彎曲半徑均為R3，均大于各自的極限彎曲半徑(R1和R2)，這時(shí)傳像光纖束分支與保護(hù)光纖分支都不會(huì)折斷。R1>R2的原因更多的是工藝上的考慮，一般情況下光纖束的極限彎曲半徑都會(huì)大于普通光纖的極限彎曲半徑。
[0011]更進(jìn)一步地，所述混裝光纖的極限彎曲半徑與所述傳像光纖束分支的極限彎曲半徑R2保持一致。
[0012]更進(jìn)一步地，所述傳像光纖束分支的直徑為800微米，所述保護(hù)光纖分支的直徑為125微米，所述混裝光纖的外部保護(hù)層直徑小于1200微米。
[0013]更進(jìn)一步地，所述保護(hù)光纖分支的遠(yuǎn)端鍍有高反膜，確保注入的檢測(cè)激光在端面上不會(huì)有過(guò)度的損耗。
[0014]更進(jìn)一步地，所述微物鏡包括鏡筒和成像單元；鏡筒與成像單元保持同心，成像單元位于鏡筒內(nèi)部，成像單元遠(yuǎn)端與鏡筒遠(yuǎn)端平齊或者略微凸出；成像單元可對(duì)微物鏡前端的物體進(jìn)行成像，通過(guò)成像單元的折射，將所成的像投射到混裝光纖的傳像光纖束分支端面上；所述鏡筒的近端內(nèi)壁由3個(gè)不同孔徑的臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成，第一臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)的孔徑小于第二臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)的孔徑，第二臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)的孔徑小于第三臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)的孔徑；第一臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)的深度大于第二臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)的深度，第二臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)的深度大于第三臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)的深度；所述第一臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)便于所述傳像光纖分支插入；所述保護(hù)光纖分支的遠(yuǎn)端放置在所述第二臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)處；所述混裝光纖的外部保護(hù)層可以插入到所述第三臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)內(nèi)；所述成像單元為鏡片組或梯度折射率透鏡。
[0015]本發(fā)明還提供了一種基于上述的帶有彎曲報(bào)警功能的共聚焦微探頭的配套裝置，包括共聚焦顯微內(nèi)窺鏡主機(jī)，設(shè)置在所述共聚焦顯微內(nèi)窺鏡主機(jī)上的傳像光纖束連接器插座和保護(hù)光纖連接器插座；所述傳像光纖束連接器插座用于連接所述傳像光纖束連接器插頭，所述保護(hù)光纖連接器插座用于連接所述保護(hù)光纖連接器插頭；所述共聚焦顯微內(nèi)窺鏡主機(jī)包括:光纖環(huán)形器、激光器、探測(cè)器和控制系統(tǒng)；所述控制系統(tǒng)控制所述激光器發(fā)出檢測(cè)激光，檢測(cè)激光依次經(jīng)過(guò)所述光纖環(huán)形器和所述保護(hù)光纖連接器插座后注入到所述保護(hù)光纖分支中；從所述保護(hù)光纖分支返回的光經(jīng)過(guò)所述光纖環(huán)形器后進(jìn)入所述探測(cè)器，所述探測(cè)器將檢測(cè)的激光強(qiáng)度輸出給所述控制系統(tǒng)；所述控制系統(tǒng)根據(jù)激光強(qiáng)度判斷共聚焦微探頭是否發(fā)生了過(guò)度彎曲，并當(dāng)所述共聚焦微探頭發(fā)生了過(guò)度彎曲時(shí)發(fā)出警告。
[0016]更進(jìn)一步地，傳像光纖束連接器插頭，保護(hù)光纖連接器插頭、傳像光纖束連接器插座和保護(hù)光纖連接器插座，可以使用混裝的插頭/插座來(lái)代替。
[0017]本發(fā)明還提供了一種基于上述的帶有彎曲報(bào)警功能的共聚焦微探頭的檢測(cè)方法，包括下述步驟:
[0018](1)向保護(hù)光纖分支中注入檢測(cè)激光，同時(shí)檢測(cè)初始的返回功率，作為基準(zhǔn)值；
[0019](2)實(shí)時(shí)檢測(cè)返回的激光功率，并與所述基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，當(dāng)實(shí)時(shí)檢測(cè)到的激光功率與所述基準(zhǔn)值相比發(fā)生了大于預(yù)設(shè)值的衰減時(shí)，發(fā)出警告，用于提示用戶(hù)注意不要過(guò)度彎曲共聚焦微探頭。
[0020]另一種方案使用帶光柵結(jié)構(gòu)的保護(hù)光纖。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)保護(hù)光纖的彎折導(dǎo)致反射譜偏移。反射譜偏移達(dá)到某個(gè)特定值時(shí)，控制系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出“警告”信息，提示使用者不要