具有最优斜面角度的光子针的制作方法_2

文档序号:9381942阅读:来源:国知局
:30° -32°、31° -33°、32° -34° 以及33° -35°。备选地,所述斜面角度范围可以是以下中的一种:31° -32°、 32° -33°、33° -34°以及34° -35°。备选地,所述斜面角度范围可以是以下中的一 种:30. 5。-31.5。、31. 5。-32.5。、32. 5。-33.5。以及 33. 5° -35°。更备选地,所 述斜面角度范围可以是以下中的一种:30° -33°、31° -34°、32° -35°、30° -34° 以及31° -35°。再备选地,所述斜面角度范围可以是以下中的一种:30.5° -34.5°、 31.0。-34.0。、31. 5。-33.5。以及 32.0° -33.0。。
[0021 ] 在优选的实施例中,所述光纤是由包括硅石的材料制成的。特别地,所述光纤能够 由未掺杂的熔凝硅石制成。备选地,所述光纤能够由掺杂F的熔凝硅石制成,例如与硬包层 相组合。已经发现,未掺杂的熔凝硅石纤维芯能够被用于所述光纤,并且仍提供期望的光学 属性,由此提供了针对一次性医学针套件的低成本制造有吸引力的材料。
[0022] 可以在所述细长管内形成通道,从而允许通过所述医学针的对流体的输送。特别 地,所述通道可以具有壁,所述壁包括所述细长管的内膛的至少部分,备选地或额外地,在 使用所述细长管内的通管丝插入物的实施例的情况下,所述通道可以具有还包括所述通管 丝插入物的外膛的至少部分的壁。作为另外的选项,所述通道可以被形成在通管丝插入物 内。
[0023] 所述至少一根光纤的所述斜面远端表面可以是平面,例如被抛光的光滑平表面。
[0024] (-个或多个)所述光纤端可以被涂覆有覆盖所述至少一根光纤的远端表面的涂 料。这样的涂料可以包括以下中的一种:特氟龙?、迭尔林?、硅,以及疏脂性涂料材 料。由这样的涂料材料形成的涂料层的厚度可以例如为〇. 5-2 ym。
[0025] 在优选的实施例中,所述至少一根光纤的所述远端表面具有与所述细长管的所述 斜面远端的倾斜或斜面角度相等或基本相等的倾斜或斜面角度。特别地,所述至少一根光 纤的所述远端表面的所述倾斜角度优选地等于所述细长管的所述斜面远端的所述倾斜角 度,并且被布置为形成与接触所述细长管的所述斜面远端的所述平面重合的平面。因此,能 够提供所述医学针的特别光滑的表面,因此防止组织的粘附。
[0026] 所述至少一根光纤可以被布置在通管丝插入物内,其中,所述通管丝插入物在所 述远端处具有斜面,所述斜面具有与所述细长管的所述斜面远端基本相同的斜面角度,并 且所述通管丝插入物被布置在所述细长管内,使得接触所述细长管的所述斜面远端的平面 与接触所述通管丝插入物的所述斜面远端的平面基本平行。特别地,这样的实施例可以包 括被布置在所述通管丝插入物内的两根或更多根光纤。例如,一根光纤用于传输光,并且一 根光纤用于接收反射的和/或来自所述组织的光。
[0027] 所述细长管可以优选地具有圆形横截面。
[0028] 在第二方面中,本发明提供了一种介入设备,所述介入设备包括根据第一方面所 述的医学针。
[0029] 在另外一方面中,本发明提供了一种医学系统,所述医学系统包括根据第一方面 所述的针以及光学控制台系统,所述光学控制台系统包括光源和光探测器,并且所述光学 控制台系统被布置用于到所述至少一根光纤的光学连接,从而允许对所述至一根光纤的光 学询问。
[0030] 在又另外的方面中,本发明提供了一种用于在生物组织中进行光学探查的方法, 所述方法包括:
[0031] -提供具有斜面远端表面的至少一根光纤,其中,接触所述斜面远端表面的平面 和所述至少一根光纤的纵向延伸轴形成在30° -35°的斜面角度范围内选定的斜面角度, 并且
[0032] _通过所述至少一根光纤的所述斜面端表面将光施加到所述生物组织和/或从所 述生物组织接收光。
[0033] 应当理解,针对第一方面提及的优势和实施例也适用于另外的方面,并且可以以 任意方式将第一方面所提及的实施例与另外的方面组合。
【附图说明】
[0034] 应当理解,图示仅为略图,并且因此对斜面角度的图示不应被认为是精确的图示。
[0035] 图Ia和图Ib图示了现有技术的针的范例,其中,光束来自具有直切纤维端的光纤 (图la)以及具有尖锐切角的光纤(图Ib)。
[0036] 图2图示了具有被切割为与形成针结构的细长管相同的斜面角度的两根光纤的 针的实施例,这里以32°的斜面角度进行图示。
[0037] 图3和图4图示了在具有倾斜或斜面纤维端的光纤中的内部反射,以及对在光纤 的远端处在光纤包层周围的反射涂料的使用,以便改进光的递送和收集。
[0038] 图5图示了具有为31°的倾斜或斜面角度的针的实施例。
[0039] 图6图示了具有双斜面前部的针的实施例。
[0040] 图7图示了示出来自光纤的根据其斜面角度的直接射束对间接射束的曲线图。
【具体实施方式】
[0041] 图Ia示出了具有两根光纤FBI、FB2的现有技术的针的略图,所述两根光纤FB1、 FB2具有直劈开的纤维端,并且它们在空气中的各自的光锥或光束L_A和在组织中的各自 的光锥或光束L_T看起来实际相同。
[0042] 图Ib示出了具有斜面纤维端的另一现有技术的针的类似略图,所述斜面纤维端 具有25°的斜面角度,即尖锐针。这里,源自于在缓冲BF处的内部反射,来自组织中的一 根光纤FB1、FB2的光束具有两个射束L1_T、L2_T,即期望的前向射束L1_T和不期望的旁瓣 L2_T。还示出了针对空气的对应旁瓣L2_A。如所看出的,组织中显著量的光!^+!'被导向到 针的侧边。
[0043] 图2示出了具有两根光纤FBI、FB2的针的实施例的略图,所述两根光纤FBI、FB2 均具有与细长管T(例如金属管)相同的为32°的斜面角度B_A,其中,两根纤维FBI、FB2 被布置在适合的包层材料内。应当理解,在针对纤维端FBI、FB2和细长管T端的斜面角度 之间的小偏差可以是在正常生产公差内可接受的,例如+/-1°。然而,原则上,为了避免组 织粘附,期望具有尽可能光滑的针的前表面。为了获得该前表面,光纤FB1、FB2优选地被以 与细长管T相同的斜面角度切割。
[0044] 图3用于图示针对倾斜或斜面光纤端的光耦合。倾斜的纤维端用于防止可能造成 组织粘附的囊。然而,发现与直切纤维耦合的光输出相比于与倾斜纤维端耦合的光更有效。 在倾斜纤维界面处的内部反射造成通过包层CL和缓冲物BF的光损耗。图3图示了具有芯 CR和包层的阶梯指数纤维,针对具有小于(90° -0。)的角度0的射线,光被内部反射,其 中,9。为临界角度,在该临界角度处射线将在芯包层界面处经历完全内部反射。针对具有 小于9 "的角度9的射线,出现到纤维中或从纤维向外的光耦合。由于角度9,在朝向包 层CL和缓冲BF的倾斜纤维界面处的内部反射造成减少的用于照射的光输出耦合以及用于 检测的耦合,针对这些射线9大于(90° -0。),并且不经历全反射,而是被透射到缓冲BF, 并且能够由缓冲材料吸收和散射。
[0045] 图4图示了对反射涂层BF_R的使用,所述反射涂层光纤的远端处围绕光 纤包层CL,以便改进光的递送和收集。这样的反射涂层以被并入保持光纤的通管丝 中,或者在针或套管的里面。备选地,反射涂层BF_R可以与抛光的囊壁一起被使用,所述抛 光的囊壁被填充有指数匹配的光学透明材料。
[0046] 图5图示具有细长管T和两根光纤FBI、FB2的针的实施例,所述细长管T和所述 两根光纤FBI、FB2都具有一个为31°的公共斜面角度B_A,并且其中,光纤端可以被
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