[发明专利]一种用于介入消融手术的多功能光纤及其制备方法

说明书

本发明提供的是一种用于介入消融手术的多功能光纤及其制备方法，其特征是：所述光纤包括呈正三角分布的三个单模纤芯、一个中间单模纤芯、三个环形破缺的纤芯、包层以及分布在单模纤芯上的光纤布拉格光栅阵列。其中三个环形破缺的纤芯用于手术激光的光束能量传输，四个单模纤芯及其上面分布的光纤布拉格光栅阵列用于形状传感。光纤上分布的光栅可用于介入体内不同部位的温度分布式测量，获取分布式温度体征参数。本发明可用于介入式手术3D导航和病变区域的消融，可广泛用于微创介入手术医疗领域。

技术领域

本发明涉及的是一种用于介入消融手术的多功能光纤，还涉及该光纤的一种制备方法，属于光纤制备技术领域。

背景技术

心血管疾病是人类最常见的疾病之一，也是世界人口死亡的主要原因之一。我国是该病发病率和死亡率最高的国家之一，因此，心血管疾病的防治对我国人民的生命健康有着十分重要的意义。血管微创介入手术(invasive vascular surgery)是在医学影像设备的引导下，借助于介入导管沿血管的管腔到达较远的病变部位(如冠状动脉、脑部、肝脏和肾脏的血管内)，然后对病变部位实行微创治疗的一种新兴医疗手术。

光纤具有纤细柔韧、生物兼容、安全可靠等优点，使得光纤型传感器能够有效地嵌入针头、导管、内窥镜等医疗器械，通过插入人体的各种腔体和通道，达到病患区域，实现微创、精准检测和治疗，有效避免了开刀等危险又痛苦的手术过程，减少手术失血，缩短术后恢复时间。光纤形状传感器能够实时动态地反馈其附着医疗导管在人体内的形状和位置，这使得其有望在很多微创介入治疗手术中替代危险昂贵的X光透视成像技术。

激光已被应用于肿瘤的治疗，如原发性肿瘤、转移性肿瘤和术后复发的肿瘤，尤其是适用于不能耐受再次手术的肿瘤患者。对于肝癌、乳腺癌、肾上腺腺癌、骨样骨瘤、垂体瘤和前列腺瘤等肿瘤，用激光治疗时，在超声波检查仪、X射线透视仪、计算机控制核磁共振仪等影像系统定位引导下，将普通穿刺针经皮穿刺到瘤体内，激光光纤通过普通穿刺针针管直插治疗部位，即可进行激光治疗。由于激光治疗具有良好的杀伤分界线，可通过调控完全杀死肿瘤细胞，而使消融区域外的细胞免受损伤。

目前，尽管已有基于多芯光纤的形状传感器被提出并有可能可应用于血管内的3D形状传感导航(Sonja,et al.Three-dimensional guidance including shapesensing of a stentgraft system for endovascular aneurysm repair.Internationaljournal of computer assisted radiology and surgery,2020,15:1033-1042.)，但是该光纤未能起到激光手术治疗的作用。当然，光纤作为手术激光传导介质已是一种成熟的医疗手段方案，但是现有的光纤手术激光传到光纤通常也只是简单的多模的传能光纤，不具备3D导航功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于介入消融手术的多功能光纤，还提供该光纤的一种制备方法。

一种用于介入消融手术的多功能光纤，如图1所示，所述多功能光纤1包括呈正三角分布的三个单模纤芯1-1、一个中间单模纤芯1-2、三个环形破缺的纤芯1-3、包层1-4以及分布在单模纤芯上的光纤布拉格光栅阵列1-5。其中三个环形破缺的纤芯1-3用于手术激光的光束能量传输，四个单模纤芯及其上面分布的光纤布拉格光栅阵列1-5用于形状传感。

如图2(a)，所述的三个环形破缺纤芯1-3和呈正三角分布的三个单模纤芯1-1分布在同一个环形上。

如图2(b)，可选地，所述的四个单模纤芯外有一圈氟掺杂的低折射率层1-6，用于单模纤芯的隔离，防止信号串扰。

优选地，所述的单模纤芯和环形破缺纤芯为锗元素掺杂纤芯，方便光纤载氢并刻写光纤布拉格光栅。