[发明专利]无源驱动旋转扫描光学探头

说明书

一种无源驱动旋转扫描光学探头，包括内套管、光纤、外套管、光聚焦元件、螺旋桨、转动部件、反射元件等器件；螺旋桨固定安装于转动部件上，反射元件固定于螺旋桨插入转动部件一端转轴的中央。反射元件、螺旋桨、转动部件一同安装于内套管的末端。当注射生理盐水等液体时，液体冲刷螺旋桨使螺旋桨转动，从而带动螺旋桨转轴上安装的反射元件转动。从光聚焦元件聚焦后出射的激光入射到反射元件的反射面上，然后反射到被测样品，当反射元件转动时激光即可对被测样品进行360度无阴影扫描。本发明可以稳定的传输光学信号，具有无需外部电力驱动扫描、安全性高、稳定性高、无扫描阴影区、可径向360度扫描、受非均匀旋转畸变影响小等优点。

技术领域

本发明涉及医学成像仪器，特别是一种可用于内窥成像的光学探头。

背景技术

光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography,OCT)是一种利用弱相干光干涉仪原理的先进成像技术，广泛应用于医疗领域。该技术在进行内窥生物医学检测时对光学探头提出了严格要求，探头尺寸要尽可能小，工作过程中要稳定、可以进行360度扫描等。目前国内外已有多家科研机构针对用于内窥成像的OCT光学探头进行了相关研究。

在先技术一(参见中国专利公开号为CN104887172A的发明专利文献)公开了一种用于血管检测的新型无辐射OCT探头及测量系统，该探头将驱动整个探头旋转的电机置于光学探头的远端，在探头中安装用弹簧做成的扭矩线，电机转轴转动时，通过连动装置带动整个光学探头一起旋转。该技术方案可对腔道内壁进行360度的无遮挡成像，但是该技术方案由于需要通过扭矩线传递扭矩带动探头旋转，导致探头转动速度受到限制；置于探头远端的电机体积较大，导致整个探头体积较大，不利于使用；而且由于腔道往往是不规则的、弯曲的，从而导致所成图像存在非均匀旋转畸变，影响OCT系统成像质量。

在先技术二(参见中国专利公开号为CN102401995B的发明专利文献)公开了一种内窥镜微型光学探头，将微机电系统技术(micro-electromechanical system，简称MEMS)的扫描微镜安装在OCT光学探头末端，通过对MEMS的扫描微镜施加电压和电流，使其径向或前后振动，从而将入射到其表面的光反射到组织内部的不同区域以完成对被检测物体的扫描。该光学探头由于扫描微镜沿径向振动角度有限，而且使用该探头时需要将其侧面窗口与样品对准进行光学扫描，所以只能对腔道侧壁的一部分进行扫描，若要对腔道侧壁进行360度扫描，需要手动旋转该探头，不易于使用，其应用范围受到极大限制。

在先技术三(参见中国专利公开号为CN202437064U的发明专利文献)公开了一种OCT 电子胃镜系统，该系统的探头即是采用微型电机的光学探头，其将反射元件安装在微型电机上，反射元件反射面与光聚焦元件在探头内正对安装，电机导线从尾部紧贴探头外套管内壁穿过反射元件和光聚焦元件间缝隙送回供电端。电机转轴转动后带动其轴上的反射元件转动，通过光聚焦元件入射到反射元件反射面的光反射到腔道壁上，从而对腔道壁进行扫描。该技术方案可以对腔道侧壁进行360度扫描。但是这种结构的缺点是由于电机导线从尾部通过外套管内壁绕回，导致扫描时会遮挡一部分腔道侧壁，从而导致OCT系统对腔道成像不完整。

上述在先技术方案中，探头的旋转部件均需要外部电源提供动力，属于有源驱动。且在先技术二、三中的旋转部件置于探头末端，供电导线需进入人体，驱动末端部件扫描或旋转。在临床使用时，若探头破裂，会导致人体触电。因此，这类需要外部提供电力的有源驱动探头在临床使用时对人体生命安全存在一定的风险。

发明内容

针对上述现有技术的缺点，本发明提供一种无源驱动旋转扫描光学探头。本发明探头末端安装有转动部件及螺旋桨，利用注射生理盐水等液体时的液体的动能转化为螺旋桨的转动动能，液体冲刷螺旋桨并驱动螺旋桨转动，带动螺旋桨靠近转动部件一端上安装的反射元件转动，进而实现对血管壁的扫描。该光学探头可以稳定地传输光学信号，具有无需外部电力驱动的扫描、安全性高、稳定性高、无扫描阴影区、可径向360度扫描、无非均匀旋转畸变的特点。