[发明专利]一种免扫描器的宽视场光声内窥镜及成像系统

说明书

本发明公开了一种免扫描器的宽视场光声内窥镜成像头及成像系统，成像头包括成像光纤束、玻璃管、梯度折射率透镜和光纤法布里‑珀罗超声探测器，所述成像光纤束固定在玻璃管的内部一端，所述梯度折射率透镜固定在玻璃管的内部另一端，所述成像光纤束与所述梯度折射率透镜同轴对齐设置，且所述成像光纤束与所述梯度折射率透镜相接触或两者之间具有一设定间隙，所述光纤法布里‑珀罗超声探测器固定在所述玻璃管的外侧。本发明能实现前视扫描光声内窥镜成像；可获得宽视场图像；不需使用扫描器，且使用了光纤超声探测器，更有助于成像头的微型化。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种免扫描器的宽视场光声内窥镜及成像系统。

背景技术

由于内窥镜可以伸入并观察其它方法到不了的地方，它目前被广泛用于工业和医学应用。临床上，内窥镜已是观察内部器官(例如胃肠道成像和血管内成像)不可或缺的重要工具。光声成像是新兴的混合成像模式，用于观察生物组织中的光学吸收。由于内窥镜检查的重要性，在过去的十年中已经开展了许多光声内窥镜(Photoacoustic endoscopy,PAE)的研究。光声内窥镜能够利用生物组织的内源性或外源性吸收对比，来提供生物组织的高分辨率三维图像。虽然光声内窥镜所提供的结构性和功能性成像使得它在医学诊断中有价值，但与一般尺寸大光声成像系统不同的地方是，光声内窥镜的扫描机制在技术上具有挑战性，需要透过特殊的设计和制作来实现。

光声内窥镜探头基本由激光照射和声学探测的部件组成。光声A线(A-line)信号提供一维深度解析图像。若要实现二维和三维图像，探头还需添加扫描部件，使得此内窥镜探头能在实际情况和临床环境中获得内窥图像。目前已有一些关于内窥镜扫描方案的报道。例如，有研究组使用一微型马达来旋转一镜子，该镜子是用来改变激光照射和声学探测的反向。然而，这个方法需要熟练和精密的组装技术，使得目前该技术的推广较为受限。此外，微型马达本身具有一定尺寸，这限制了最终内窥镜探头的整体尺寸。又例如，有研究组使用旋转接头。由于扫描器是安装在探头的近端(即非成像端)，内窥镜探头的整体尺寸可以小到1.1毫米。然而，上述方案涉及的制作端致动单元和柔性导管部分是相对复杂的。此外，上述两种方案都只能进行侧视旋转扫描，无法进行前视扫描。

前视内窥镜已有展示用于白光，超声，荧光，和光学相干层析等生物医学成像模式中；前视内窥镜也广泛用于胃肠内窥镜检查，膀胱镜检查，和其肿瘤成像等医学应用。由于缺少合适的扫描器，前视扫描光声内窥镜目前少有相关报道。微机电镜扫描器可作为前视扫描光声内窥镜的一种可行方法，目前已有相关展示。然而，该报道的探头直径为11.5毫米，严重地限制了内窥镜应用。另一方法是使用成像光纤束来实现前视扫描光声内窥镜，但该方法的缺点是视场窄且分辨率低。

因此，从当前制作前视光声内窥镜的研究可以看出，现有技术存在以下问题和不足之处。(i)缺少合适的扫描器或扫描技术；(i i)成像头尺寸大；(i i i)成像视场窄或分辨率低。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种适用于前视扫描，可获得宽视场高分辨率图像的免扫描器的宽视场光声内窥镜及成像系统。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明提供的免扫描器的宽视场光声内窥镜成像头，其包括成像光纤束、玻璃管、梯度折射率透镜和光纤法布里-珀罗超声探测器，所述成像光纤束固定在玻璃管的内部一端，所述梯度折射率透镜固定在玻璃管的内部另一端，所述成像光纤束与所述梯度折射率透镜同轴对齐设置，且所述成像光纤束与所述梯度折射率透镜相接触或两者之间具有一设定间隙，所述光纤法布里-珀罗超声探测器固定在所述玻璃管的外侧。

进一步地，所述成像光纤束、梯度折射率透镜与所述玻璃管之间均通过紫外胶固定连接。

本发明由上述免扫描器的宽视场光声内窥镜成像头组成的成像系统，其包括脉冲激光光源、连续激光光源、光环行器、光分束器、光功率计和光探测器；