一种人体内窥用实时温压监测OCT医疗系统及其联合探针的制备方法与流程

本发明涉及光纤传感医疗装置技术领域，具体指一种人体内窥用实时温压监测oct医疗系统，同时公开了一种人体内窥用联合探针的制备方法。

背景技术：

光学技术广泛应用于生物医学领域，正在改变优化常规的医学治疗方法。基于光子和生物组织的相互作用，激光在生物体检测、诊断及临床治疗中得到了广泛应用。激光手术治疗具有出血少或不出血、避免手术中接触性交叉感染、手术视野清晰以及手术质量高等优点，在临床医学治疗和微创手术过程中，激光手术已经得到了广泛应用。有时需要对体内心血管、颅内、脊柱、骨髓、膀胱、肾脏等器官和部位的病变组织进行精确定位，并利用激光手术刀作为强有力的治疗工具对病变组织进行凝固、烧灼、汽化和切除。在手术过程中，由于激光产热，使组织内部温度升高、压强变化。如果体内温度及压力过分偏离人体正常值，会进一步损害身体健康。而目前还没有一种医疗系统能够实现人体器官的在体检测诊断和激光手术过程中精确定位病变组织以及实时监测体内压力及温度值。

现有技术中，oct作为一种强有力的生物医学成像方法具有更高的灵敏度与分辨率，将内窥技术与oct相结合实现人体隐静脉的活体测量以来，oct已在胃肠科、心脏科、妇科、泌尿科等诸多医学领域得到应用。但这个仅仅只能实现术前术后对病变组织进行定位及观察治疗效果。无法在激光手术的同时实现对体内压力、温度进行实时监测，增加了手术的风险。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构合理、能够精确定位病变组织、实时监测体内压力及温度值，有效降低手术风险的一种人体内窥用实时温压监测oct医疗系统及其联合探针的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的一种人体内窥用实时温压监测oct医疗系统,包括oct扫描成像系统、温度压力探测系统和数据处理系统，所述oct扫描成像系统包括oct探针，温度压力探测系统包括f-p温压复合传感探针，所述oct探针和f-p温压复合传感探针一体封装在联合探针内，联合探针采用直径小于0.6mm、与人体相容性好的柔性管制备而成。

根据以上方案，所述oct扫描成像系统包括保偏mzi干涉仪和高速扫频光源，高速扫频光源通过光纤与保偏mzi干涉仪连接，保偏mzi干涉仪上连接有参考臂和探测臂，参考臂和探测臂均为保偏光纤，且探测臂与oct探针连接。

根据以上方案，所述oct探针包括离轴抛物面反射镜和微型旋转控制器，微型旋转控制器固定封装在联合探针内，离轴抛物面反射镜与微型旋转控制器的转子端连接且与探测臂的端面相对设置，联合探针的外周壁上设有与离轴抛物面反射镜对应的透明出射窗。

根据以上方案，所述温度压力探测系统包括宽带光源和光纤耦合器，光纤耦合器通过光纤分别与宽带光源、f-p温压复合传感探针连接。

根据以上方案，所述数据处理系统包括平衡探测器、光电探测器、数据采集卡和计算机，平衡探测器与保偏mzi干涉仪连接，光电探测器与光纤耦合器连接，数据采集卡分别连接平衡探测器、光电探测器和计算机。

一种人体内窥用联合探针的制备方法，其制备步骤如下：

a、根据联合探针的规格设定f-p温压复合传感探针、离轴抛物面反射镜、微型旋转控制器的尺寸和柔性套管的内径、外径和长度值。

b、f-p温压复合传感探针的f-p谐振腔采用mems技术制备，f-p谐振腔采用玻璃基底，单晶硅片压力敏感芯片和玻璃基底进行预处理和预键合后，通过高温键合技术完成压力-温度复合敏感腔的制作。

c、采用与人体器官具有相容性的材料，通过加添加剂、有机改性剂等制备出合理参数的含透明出射窗的柔性套管。

d、将光纤、f-p温压复合传感探针、离轴抛物面反射镜、微型旋转控制器封装在柔性套管内制备成与人体器官具有良好相容性的联合探针。

本发明有益效果为：本发明结构合理，将基于偏振mzi的高速扫频oct成像系统与f-p压力/温度复合传感探测系统集成在一起，oct成像系统观测深度可大于5mm，图像分辨率高；f-p复合传感系统可同时测量人体器官内的压力和温度；在人体器官的在体检测诊断和激光手术过程中，能够精确定位病变组织、实时监测体内压力及温度值，从而提高手术治疗的精确性和安全性。

附图说明

图1是本发明的整体架构示意图；

图2是本发明的联合探针结构示意图。

图中：

1、保偏mzi干涉仪；2、f-p温压复合传感探针；3、计算机；4、联合探针；11、高速扫频光源；12、参考臂；13、探测臂；14、oct探针；15、离轴抛物面反射镜；16、微型旋转控制器；21、宽带光源；22、光纤耦合器；31、数据采集卡；32、平衡探测器；33、光电探测器；41、出射窗。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。

如图1所示，本发明所述的一种人体内窥用实时温压监测oct医疗系统,包括oct扫描成像系统、温度压力探测系统和数据处理系统，所述oct扫描成像系统包括oct探针14，温度压力探测系统包括f-p温压复合传感探针2，所述oct探针14和f-p温压复合传感探针2一体封装在联合探针4内，联合探针4采用直径小于0.6mm、与人体相容性好的柔性管制备而成；本发明将基于偏振mzi的oct扫描成像系统与温度压力探测系统集成在一起，oct成像系统观测深度可大于5mm图像分辨率高；f-p复合传感系统可同时测量人体器官内的压力和温度，非常适用于人体器官的体检测诊断和激光手术过程，能够精确定位病变组织，实时监测体内压力及温度值。

所述oct扫描成像系统包括保偏mzi干涉仪1和高速扫频光源11，高速扫频光源11通过光纤与保偏mzi干涉仪1连接，保偏mzi干涉仪1上连接有参考臂12和探测臂13，参考臂12和探测臂13均为保偏光纤，且探测臂13与oct探针14连接；所述保偏mzi干涉仪1、参考臂12和探测臂13构成oct成像传感探测单元，偏振控制器控制参考臂12的偏振光偏振面发生旋转，从而使偏振光旋转合适的角度；所述高速扫频光源11向偏振mzi干涉仪3输入光信号，偏振mzi干涉仪3将光信号分成两束分别经过oct参考臂4和探测臂5，再从两臂反射回来形成干涉信号，由偏振mzi干涉仪3的输出端输出给数据处理系统进行处理和监测；本实施例中，所述高速扫频光源11采用傅里叶域锁模技术，由两端带光隔离器的半导体光放大器(soa)、延时光纤、光纤法布里-珀罗可调滤波器(ffp-tf)、光分路器构成；soa的输出光经过光隔离器进入fft-tf，经过fft-tf的窄带滤波作用，仅输出满足当前f-p腔谐振频率的光，该波长的光继续在激光腔内传输，经另一光隔离器再次进入soa进行光放大，被放大的光通过耦合器分为两束，一束在激光腔内继续循环，另一束作为光源输出，这样输出了特定波长的窄带光，而f-p腔的腔长随着驱动信号周期性变化，使fft-tf驱动信号的周期与激光在谐振腔内传播一周的时间相等，此时各个波长的光每次到达滤波器时，滤波器都恰好被调谐到允许该波长光通过，即所有波长的光都被存储于谐振腔中，依次通过fft-tf由耦合器输出连续的扫频激光11为oct成像系统提供光源。

所述oct探针14包括离轴抛物面反射镜15和微型旋转控制器16，微型旋转控制器16固定封装在联合探针4内，离轴抛物面反射镜15与微型旋转控制器16的转子端连接且与探测臂13的端面相对设置，联合探针4的外周壁上设有与离轴抛物面反射镜15对应的透明出射窗41；本实施例中，oct探针14由直径小于0.2mm的离轴抛物面反射镜15与保偏光纤构成，通过微型旋转控制器16驱动离轴抛物面反射镜15的360度旋转，实现对人体器官的横向扫描。

所述温度压力探测系统包括宽带光源21和光纤耦合器22，光纤耦合器22通过光纤分别与宽带光源21、f-p温压复合传感探针2连接，宽带光源21为f-p温压复合传感探针2提供光源，光纤耦合器22将光信号传入f-p温压复合传感探针2，再将反射回来的光信号输入数据处理系统进行处理和监测；所述f-p温压复合传感探针2采用玻璃作为基底材料，单晶硅压力敏感片与玻璃晶体采用高温键合技术构成压力敏感结构，当有光通过玻璃基底入射到压力敏感结构时，玻璃基底上表面与压力敏感芯片的反射面构成对压力敏感的f-p干涉腔结构，同时玻璃基体的上、下两表面构成对温度敏感的f-p干涉腔结构。

所述数据处理系统包括平衡探测器32、光电探测器33、数据采集卡31和计算机3，平衡探测器32与保偏mzi干涉仪1连接，光电探测器33与光纤耦合器22连接，数据采集卡31分别连接平衡探测器32、光电探测器33和计算机3；所述平衡探测器32、光电探测器33、数据采集卡31构成本方案反馈光信号的解调单元，其中平衡探测器32将oct探测单元采集的光信号转化为电信号，光电探测器33将f-p压力/温度复合探测单元采集的光信号转化为电信号，再由高速数据采集卡31对电信号进行采集传至信号处理单元；所述信号处理单元主要包括ad转换、数字信号计算、信号输出，首先将oct探测单元和f-p压力/温度复合探测单元的模拟电压信号转变成数字信号，将数字信号进行傅里叶变换、直流去噪、光谱整形等处理后经由信号输出传输至计算机1软件监测单元得到组织图像和压力、温度信号。

一种人体内窥用联合探针的制备方法，其制备步骤如下：

a、根据联合探针4的规格设定f-p温压复合传感探针2、离轴抛物面反射镜15、微型旋转控制器16的尺寸和柔性套管的内径、外径和长度值。

b、f-p温压复合传感探针2的f-p谐振腔采用mems技术制备，f-p谐振腔采用玻璃基底，单晶硅片压力敏感芯片和玻璃基底进行预处理和预键合后，通过高温键合技术完成压力-温度复合敏感腔的制作。

c、采用与人体器官具有相容性的材料，通过加添加剂、有机改性剂等制备出合理参数的含透明出射窗41的柔性套管。

d、将光纤、f-p温压复合传感探针2、离轴抛物面反射镜15、微型旋转控制器16封装在柔性套管内制备成与人体器官具有良好相容性的联合探针4。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。