一种基于级联FPI温度传感器的光疗针灸针的制作方法

本发明属于光纤传感技术和医疗器械领域，更具体地，涉及一种基于级联fpi(fabry-perotinterferometer)温度传感器的光疗针灸针。

背景技术：

针灸是中医学中非常重要的治疗手段，包括针法和灸法，其中，针法是指将针灸针按照一定的角度刺入患者特定的部位上，通过捻转提插等手段刺激穴位进行治疗。将针灸针与光学结构相结合可以在针法治疗的同时引入光疗法，解决了传统近红外光疗法穿透能力差、作用深度浅的缺点。近红外光疗针灸针可以在特定穴位中通过光照射在组织上产生热效应而起到扩张血管、改善局部血循环、增强组织代谢、加速血液淋巴循环以及促进组织中异常产物的吸收和消除等作用，在临床上有着重要的作用。

现有的光疗针灸针一般是将光纤嵌入到针灸针中从而将光导入到内部组织上，通过控制输入光功率调节光热作用的强度。但是光照在不同组织上的热效应程度是不同的，相同光功率作用下不同组织的温度是有区别的，因此该方式在临床使用时具有局限性。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于级联fpi温度传感器的光疗针灸针，旨在解决现有光疗针灸针输入光功率无法对不同热效应强度组织进行准确调节的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于级联fpi温度传感器的光疗针灸针，包括：单模光纤、单模空芯光子晶体光纤、多模光纤、针尖、针体和针柄；

针尖、针体和针柄依次连接；单模光纤、单模空芯光子晶体光纤和多模光纤依次熔接构成级联fpi，且按针柄到针尖方向嵌套在针尖、针体和针柄内部；多模光纤末端为曲面作为针尖的一部分；单模光纤由针柄末端引出，连接使用装置；单模光纤的纤芯半径与单模空芯光子晶体光纤的空芯半径相同；

级联fpi用于温度传感器；单模光纤用于传输输入光和干涉谱；单模空芯光子晶体光纤用于与单模光纤和多模光纤形成折射率差，增强温度传感器的灵敏度；多模光纤反射的输入光用于产生干涉谱，透射的输入光用于光疗。

优选地，使用装置包括：宽谱光源、环形器和光谱仪；宽谱光源的输入光出射方向正对环形器的输入端；环形器的第一输出端连接光谱仪；环形器的第二输出端与针柄末端引出的单模光纤连接；

宽谱光源用于提供输入光；环形器用于将输入光传输到单模光纤中，并将级联fpi温度传感器传递的干涉谱传输至光谱仪；光谱仪用于探测级联fpi温度传感器的干涉光谱进而解调出温度。

优选地，输入光为近红外光；

优选地，多模光纤材料为二氧化硅；

优选地，级联fpi温度传感器的外表层材料为不锈钢；

优选地，针柄引出的单模光纤从内到外依次包裹涂覆层和橡胶保护套管。

优选地，单模光纤、单模空芯光子晶体光纤和多模光纤的中心轴处于同一直线上。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下有益效果：

(1)本发明在光疗针灸针中嵌入由单模光纤、单模空芯光子晶体光纤和多模光纤组成的级联fpi温度传感器，从而能够在对组织进行光疗的同时检测温度，并根据组织温度实时调节输入光功率，提高治疗效果。

(2)本发明提供的宽谱光源提供的输入光为近红外波段，发出的近红外光可以用于光疗的同时用于温度传感器，使得针灸针结构简单紧凑。

(3)本发明提供的单模光纤用于传输近红外入射光和温度传感器反射光，单模空芯光子晶体光纤和多模光纤分别构成两个fp腔，两个fp腔级联产生游标效应从而极大地增强该温度传感器的灵敏度。

(4)本发明提供的多模光纤材料为二氧化硅，二氧化硅性质稳定且对人体无害。

(5)本发明提供的包裹在光纤温度传感器外表层的材料为不锈钢，对人体无害且能够很好地传递热量，便于内部温度传感器的测量。

(6)本发明提供的针柄末端引出单模光纤包裹在涂覆层和橡胶保护套管内，使得光疗针灸针不易损坏。

(7)本发明内嵌的单模光纤、单模空芯光子晶体光纤和多模光纤在针灸针中中心轴保持同一直线上，降低了光的传输损耗。

(8)多模光纤的中心轴线与针灸针中心轴线重合，便于准确控制治疗位置。

附图说明

图1是基于级联fpi温度传感器的光疗针灸针结构示意图；

图2是本发明提供的针灸针中针尖内部结构示意图；

图3是本发明提供的光疗针灸针的使用装置示意图；

其中：1-针尖；2-针体；3-针柄；4-光纤；5-单模光纤；6-单模空芯光子晶体光纤；7-多模光纤；8-宽谱光源；9-环形器；10-光疗针灸针；11-光谱仪。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1公开了本发明提供的一种基于级联fpi温度传感器的光疗针灸针的结构图；针尖1和针体2用于刺入生物体内，针柄3表面设置有粗糙螺纹便于医者使用捻转提拉等手段，光纤4嵌入在整个针灸针内部中心，在针尖端出射近红外光，在针柄3末端连接其他使用装置。具体如下：

如图2所示，本发明提供的一种基于级联fpi温度传感器的光疗针灸针，包括：单模光纤5、单模空芯光子晶体光纤6、多模光纤7、针尖1、针体2和针柄3；

针尖1、针体2和针柄3依次连接；单模光纤5、单模空芯光子晶体光纤6和多模光纤7依次熔接构成级联fpi，且按针柄3到针尖1方向嵌套在针尖1、针体2和针柄3内部；多模光纤7末端为曲面作为针尖1的一部分；单模光纤5由针柄3末端引出，连接使用装置；单模光纤5的纤芯半径与单模空芯光子晶体光纤2的空芯半径相同；

级联fpi用于温度传感器；单模光纤5用于传输输入光和温度传感器干涉谱；单模空芯光子晶体光纤6用于与单模光纤5和多模光纤7形成折射率差；多模光纤7反射的输入光用于产生干涉谱，透射的输入光用于光疗。

其中，单模光纤5靠近单模空芯光子晶体光纤6末端反射的反射光，与单模空芯光子晶体光纤6靠近多模光纤7末端反射的反射光形成第一fpi；多模光纤7靠近针尖末端反射的反射光，与单模空芯光子晶体光纤6靠近多模光纤7末端反射的反射光形成第二fpi；单模空芯光子晶体光纤6和多模光纤7分别构成两个fp腔，两个fp腔级联产生游标效应从而极大增强级联fpi温度传感器的灵敏度；

多模光纤7末端被打磨成针尖的形状，该曲面可以使近红外入射光发散从而扩大光疗作用面积，且该钝针头可以有效减小对生物组织的刺伤。

图3公开了使用装置，包括：宽谱光源8、环形器9和光谱仪11；

宽谱光源8的输入光出射方向正对环形器9的输入端；环形器9的第一输出端连接光谱仪11，其第二输出端与针柄3末端引出的单模光纤5连接；

宽谱光源8用于提供输入光；环形器9用于将输入光传输到所述单模光纤5中，并将级联fpi温度传感器传递的干涉谱传输至所述光谱仪11；光谱仪11用于探测所述级联fpi温度传感器的干涉谱，进而解调出温度。

更为具体地工作原理为：近红外光由宽谱光源8发出，经环形器9传输到光疗针灸针10中，少部分光在温度传感器处反射回来再经环形器9传输到光谱仪11从而检测得到级联fpi温度传感器的干涉谱(反射光形成的)，并通过预先定标的量度解调出温度，大部分光会透射出去并照射在组织上从而进行光疗。

优选地，本发明提供的宽谱光源提供的输入光为近红外波段，发出的近红外光可以用于光疗的同时用于温度传感器，使得针灸针结构简单紧凑。

优选地，本发明提供的多模光纤材料为二氧化硅，二氧化硅性质稳定且对人体无害。

优选地，本发明提供的包裹在光纤温度传感器外表层的材料为不锈钢，对人体无害且能够很好地传递热量，便于内部温度传感器的测量。

优选地，本发明提供的针柄末端引出的单模光纤包裹在涂覆层和橡胶保护套管内，使得光疗针灸针不易损坏。

优选地，本发明内嵌的单模光纤、单模空芯光子晶体光纤和多模光纤在针灸针中中心轴保持同一直线上，降低了光的传输损耗。

优选地，多模光纤的中心轴线与针灸针中心轴线重合，便于准确控制治疗位置。

综上所述，本发明在光疗针灸针中嵌入由单模光纤、单模空芯光子晶体光纤和多模光纤组成的级联fpi温度传感器，从而能够在对组织进行光疗的同时检测温度，并根据组织温度实时调节输入光功率，提高治疗效果。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。