[发明专利]用于夹持光学形状感测纤维的夹持机构

说明书

一种用于固定光纤(OSF)的夹持机构，该光纤(OSF)具有光学形状感测特性且被布置成用于光学形状感测。优选具有圆形横截面的固定元件用于与附加固定装置一起接合所述光纤(OSF)，该附加固定装置具有被布置成用于接合所述相关光纤(OSF)的直的纵向部分，所述光纤(OSF)的一区段的固定使所述光纤(OSF)处于直的状态。在一些实施例中，夹持机构可以通过具有圆形横截面的三个直杆(R1,R2,R3)来实现，例如，具有相同直径，该直径是所述光纤(OSF)的直径的倍数，如6.46倍。因此，利用所述夹持机构可以实现所述光纤(OSF)的有效固定和校直，且不会干扰应变，所述夹持机构在实际使用时易于组装和拆解，例如，在用作发射固定装置且所述光纤(OSF)被结合到医用装置中时。

发明领域

本发明涉及光学形状感测(OSS)领域，尤其是本发明提供了一种用于夹持在OSS装置中的OSS纤维的夹持机构，例如用于在发射固定装置中夹持，或者用于其他夹持目的，例如，用于配准(registration)的目的。

背景技术

在光学形状感测(OSS)中，测量的是光在多芯光纤的整个长度上的后向散射分布。后向散射可能来自自然地发生的瑞利(Rayleigh)散射或来自刻写入光纤中的布拉格光栅(FBGs，光纤布拉格光栅)。利用光学干涉的方法，可解调在光纤整个长度和直径上的分布式应变图形，且由此可以重建光纤的3D形状，这例如在光纤被结合到细长装置(例如医用导管或导丝)时是有用的。这要求光纤具有称为发射区的直区段，该直区段具有已知的空间方位和位置，作为重建光纤形状的起点。这可以通过胶带或胶水将起点粘在显微镜的载玻片来实现，或者可通过使直的、紧配合的毛细管在光纤上滑动几厘米来实现。在光纤被用于跟踪医用仪器(比如导丝或导管)的位置和形状的情况下，光纤被集成到该仪器中。集成对发射区的制造性、放置和稳定性施加了边界条件。

通常，所谓的发射固定装置被用于适当地夹持光纤以及跟踪起点的位置和方位。在发射区内角度或直线度上的小偏差可能导致产生偏离发射区1米或2米的相当大的偏差。例如，2厘米上的10微米的偏差对应于2米上的1毫米的错配，对于通常被认为是可接受的情况，例如，对于OSS的医用应用来说，这个例子是典型的。应注意的是，夹持光纤必须小心地进行，以避免发射区上压力较高或压力分布不均匀，因为与最初为校准目的而在校直的光纤上测量的低应变基准值相比，这些压力将改变该区域的应变读数。

现有的发射固定装置要么不实用，要么无法提供所需要的精度，因为它们不能防止光纤平移或扭转，同时在整个发射区上保持均匀的应变。某些粘合方式会诱发蠕变或随着时间变得不稳定，尤其是如果操作其中内部集成有光纤的仪器(如导管或导丝)时，以及应力被传送到发射固定装置时。胶带或萨罗(Salol)是如何形成可移除的固定的示例，但二者都无法提供所期望的稳定性。而且，放置在光纤周围的毛细管的紧配合必须在整个光纤上滑动，并且一旦光纤被终止、被连接器连接或被集成到医用装置后将无法应用。此外，很难确保光纤在管内不受应力，或很难确保正确地装配。尤其是如果用胶水来固定光纤的位置和旋转，这似乎是正确的。

FR 2 282 650 A公开了一种用于连接通讯系统中用作波导的光纤的连接器。光纤被布置成并排放置的一束光纤的形式。该连接器包括多个直杆，在杆上施加压力以固定光纤时，所述杆可变形。

从FR 2 446 496 A中可知一种带有两个杆和板的连接器，所述板具有用于连接一束光纤的可变形垫。

EP 0 044 953 A1公开了一种光纤对准机构和使用该光纤对准机构的连接器。光纤对准机构包括光纤和圆形横截面的包含杆的至少三个刚性构件，所述刚性构件被布置成围绕着光纤，并且每个刚性元件都与所述光纤以及其余两个刚性元件相切接触。塑料构件绕着所述光纤和所述刚性元件被模制成为塞状形状。

US 4,201,444公开了一种用于联接一对单个光纤的连接器。所述连接器包括具有V形槽的基座板。两组三个等直径的圆柱形杆置于该槽中，限定了在两者之间的接收光纤的间隙空间。所述杆是可变形的，且用于固定光纤的基座板和压板也是可变形的。