一种光纤导丝、光纤导丝探测系统及方法与流程

本申请涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种光纤导丝、光纤导丝探测系统及方法。

背景技术：

微创介入治疗是在影像导引下，利用特定的穿刺针、导丝或导管等器械，不用打开人体组织即可准确到达病变部位进行诊断和治疗的医学技术。微创介入治疗以其疗效确切、康复快、靶向性强、防复发、无副作用、创伤少、安全可靠、费用少等的特点越来越受到患者的青睐。

其中，导丝在临床上使用十分频繁，比如辅助心脏支架的安装、血栓消融、肿瘤栓塞治疗等都会用到导丝。在介入手术中，导丝的安全性是第一位的。因此，头端柔软、顺应性好、无损伤性、易塑性、可提供低至中度支撑等均为导丝所必需的特性。

目前，市场上所售医用导丝通常是一根具有多段不同直径的核心不锈钢丝构成，并在顶端进行绕丝制成的，但是上述方案均会导致导丝直径较粗，难以进入较细的血管中。

同时，为了实现在人体腔道内的良好的操纵性能，目前通常采用头部可主动弯曲的导丝，如此可按照腔道的走向改变头部形态，从而易于进入较为细小的分支腔道，目前主要通过多根肌腱驱动、磁场驱动、记忆金属驱动的方式引导导丝在腔道内按照既定路线行进，但上述的方式具有很大的操作局限性。所以，如何提高导丝的操作性能、驱动性能、探测性能成为了亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例提供了一种光纤导丝、光纤导丝探测系统及方法，以解决现有技术中存在的技术缺陷。

本申请提供一种光纤导丝，所述光纤导丝包括至少一个光学纤维和围绕于所述光学纤维外的套管，所述套管包括能够辅助所述光学纤维发射和收集激光的功能段、能够弯曲的导引段以及能够支持所述功能段和导引段前进的支撑段，所述功能段、导引段、支撑段依次相连，所述光纤导丝还设置有能够使其定向弯曲的非对称结构。

可选地，所述光学纤维由内及外依次包括能够传输激光的纤芯、能够约束激光传输的包层以及能够保护所述线芯和包层的外皮，所述套管的功能段远离所述导引段的一端设置有能够透过激光的透镜。

可选地，所述光纤导丝还包括显影环，所述显影环位于所述光学纤维与所述套管之间，所述显影环的内壁与所述光学纤维固定连接，所述显影环的外壁与所述套管固定连接。

可选地，所述光纤导丝还包括动力纤维，所述动力纤维与所述光学纤维均位于所述套管内，且所述动力纤维的长度方向和所述光学纤维的长度方向均与所述套管的管长方向平行。

可选地，所述光学纤维为探测光纤，或者所述光学纤维为探测光纤与治疗光纤合束形成。

可选地，所述光学纤维与所述套管之间形成空腔，所述套管的外表面设置有聚合物层，所述聚合物层外还设置有亲水涂层或疏水涂层。

可选地，所述套管为金属管或金属管与透明管的组合。

可选地，所述套管的导引段和支撑段均为金属管，所述功能段为金属管或透明管，所述功能段的其中一侧外表面设置有用于反射激光的金属反射膜。

可选地，所述非对称结构为所述套管的非对称管壁结构。

可选地，所述非对称管壁结构为开设在所述套管导引段上的非对称切缝；

所述非对称切缝为螺旋形切缝，所述套管两侧的非对称切缝的宽度不相等；

或者所述非对称切缝为矩形切缝，所述套管两侧的非对称切缝的深度不相等。

可选地，所述非对称管壁结构为所述套管的非对称管壁厚度，所述套管的两侧管壁厚度不相等。所述套管的其中一侧管壁厚度小于另一侧管壁厚度形成非对称管壁结构。

可选地，所述非对称管壁结构为套管的形状，所述套管由凸起侧和平面侧构成，或由凸起侧和凹面侧构成，其中，所述凸起侧呈拱形结构。

可选地，所述光纤导丝外套设有引导管，所述引导管靠近所述功能段的一端与引导棒相连，所述引导管外还套设有护翼。

可选地，所述套管为海波管，所述套管的外径为0.9-1.2mm，所述套管的内径为0.6-0.8mm。

本申请还提供一种光纤导丝探测系统，包括：

光纤导丝，所述光纤导丝为如上所述的光纤导丝；

控制中心，所述控制中心向姿态控制器、脉冲探测激光器、波形采集器、治疗激光器发送控制信号，以控制姿态控制器、脉冲探测激光器、波形采集器、治疗激光器的开启、运作或关闭；

姿态控制器，所述姿态控制器接收控制中心发出的信号和距离信息，驱动所述光纤导丝进出腔道或在腔道内移动；

脉冲探测激光器，所述脉冲探测激光器接收控制中心发出的信号，发出脉冲激光经所述光纤导丝传导至腔道并在腔道内形成激光散射；

波形采集器，所述波形采集器接收控制中心发出的信号，采集并分析腔道内散射激光延时波形，获得腔道壁与光纤导丝之间的距离信息，并将距离信息反馈至控制中心。

可选地，所述光纤导丝探测系统，还包括：

治疗激光器，所述治疗激光器接收控制中心发出的信号，发出治疗用激光，经所述光纤导丝照射病变部位。

可选地，所述光纤导丝中的光学纤维通过光纤合束器与所述脉冲探测激光器、波形采集器、治疗激光器相连。

本申请还提供一种光纤导丝探测方法，其特征在于，用于如上所述的光纤导丝探测系统，所述方法，包括：

控制中心接受控制指令，并基于所述控制指令向姿态控制器和脉冲探测激光器发送控制信号；

所述姿态控制器接收所述控制中心发送的控制信号，并基于所述控制信号驱动光纤导丝进入腔道；

所述脉冲探测器接收所述控制中心发送的控制信号，发出脉冲激光并经由所述光纤导丝将脉冲激光散射至腔道内；

所述光纤导丝接收反射的脉冲激光并发送至波形采集器，所述波形采集器基于所述反射的脉冲激光确定所述光纤导丝在腔道内的位置；

所述姿态控制器基于所述光纤导丝在腔道内的位置控制所述光纤导丝的下一步移动，直至所述光纤导丝到达目标区域完成探测后退出腔道。

可选地，在所述光纤导丝到达目标区域后，所述方法还包括：

控制中心向治疗激光器发送控制信号，所述治疗激光器发出治疗激光并经由所述光纤导丝散射至目标区域，对目标区域进行治疗。

本申请提供的光纤导丝，包括至少一个光学纤维和围绕于光学纤维外的套管，光学纤维具有发射和收集探测激光的功能，其可以通过探测激光的飞行时间获取腔道壁与光学纤维之间的距离，以指导光纤导丝随时进行形状和姿态的改变，进而实现光纤导丝在腔道内的自引导、探测和治疗，套管包括依次相连的功能段、导引段和支撑段，并且套管自身或套管周围沿光学纤维设置有非对称结构，以提高光纤导丝的弯曲性能和可操作性，使光纤导丝易于操控易于进入张角较大的腔道，并利用激光传导在腔道内进行精确探测和治疗，从而提高微创介入治疗的效果。

本申请提供的光纤导丝探测系统，包括光纤导丝、控制中心、姿态控制器、脉冲探测激光器和波形采集器，其中，控制中心可以向其他组件发送控制信号，以协调控制各组件之间的相互配合运作，姿态控制器可以控制光纤导丝进出腔道或在腔道内移动，提高光纤导丝的使用灵活性，脉冲探测激光器、波形采集器和光纤导丝的配合，可以通过激光的延时确定光纤导丝与腔道壁的相对位置，进而准确判断光纤导丝下一步的姿态以及行进方向。本申请提供的光纤导丝探测系统创新的以光来引导导丝的行进，探测效率高，探测效果好。此外，本申请提供的光纤导丝探测系统还包括治疗激光器，治疗激光器可以通过光纤导丝发射治疗激光照射病变部位，提高治疗灵活性和效率。

本申请提供的光纤导丝探测方法，通过控制中心、姿态控制器、脉冲探测器、光纤导丝以及波形采集器的相互配合实现光纤导丝在腔道内的智能化和自动化导引，操作简便，大大提高了光纤导丝的探测效率和探测效果。此外，还可以通过控制中心、光纤导丝与治疗激光器的配合对患者的病变部位进行激光照射治疗，治疗效率高效果好，提高了光纤导丝的使用灵活性和适用范围。

附图说明

图1是本申请一实施例所述的光纤导丝的整体结构示意图；

图2是本申请一实施例所述的光纤导丝的横截面结构示意图；

图3是本申请一实施例所述的光纤导丝的侧截面结构示意图；

图4是本申请一实施例所述的光纤导丝的弯曲状态示意图；

图5是本申请一实施例所述的光纤导丝的弯曲状态示意图；

图6是本申请一实施例所述的光纤导丝的非对称结构示意图；

图7是本申请一实施例所述的光纤导丝的非对称结构示意图；

图8是本申请一实施例所述的光纤导丝的非对称结构示意图；

图9是本申请一实施例所述的光纤导丝的横截面结构示意图；

图10是本申请一实施例所述的光纤导丝的横截面结构示意图；

图11是本申请一实施例所述的光纤导丝的侧截面结构示意图；

图12是本申请一实施例所述的光纤导丝的横截面结构示意图；

图13是本申请一实施例所述的光纤导丝的整体结构示意图；

图14是本申请一实施例所述的光纤导丝的使用示意图；

图15是本申请一实施例所述的光纤导丝的局部结构示意图；

图16是本申请一实施例所述的光纤导丝探测系统的工作原理图；

图17是本申请一实施例所述的激光脉冲叠加延时波形图。

其中，1-光学纤维，2-套管，3-功能段，4-导引段，5-支撑段，6-纤芯，7-包层，8-外皮，9-空腔，10-聚合物层，11-显影环，12-透镜，13-非对称切缝，14-凸起侧，15-平面侧，16-动力纤维，17-探测光纤，18-治疗光纤，19-金属反射膜，20-引导管，21-引导棒，22-护翼，23-光栅组件。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的具体实施方式进行描述。

在本发明中，除非另有说明，否则本文中使用的科学和技术名词具有本领域技术人员所通常理解的含义。并且，本文中所用的试剂、材料和操作步骤均为相应领域内广泛使用的试剂、材料和常规步骤。同时，为了更好地理解本发明，下面提供相关术语的定义和解释。

在本申请中，海波管是指一种长金属管，在其整个管道上具有微工程特性。它是微创治疗用导管的重要组件，需与球囊和支架配合使用来打开动脉阻塞。导管的球囊部分附着于海波管远端。海波管进入人体，将球囊沿着曲折复杂的长血管向动脉阻塞处推去。在这个过程中，海波管需避免扭结，同时能够顺畅地在人体结构中行进(推进、追踪和转动)。

实施例1

本实施例提供一种光纤导丝，如图1所示，所述光纤导丝包括至少一个光学纤维1和围绕于所述光学纤维1外的套管2，所述套管2包括依次相连的能够辅助所述光学纤维1发射和收集激光的功能段3、能够弯曲的导引段4以及能够支持所述功能段3和导引段4前进的支撑段5，所述功能段3、导引段4、支撑段5依次相连，所述光纤导丝还设置有能够使所述光纤导丝定向弯曲的非对称结构。

本实施例中的光学纤维1为用于传导光的人造纤维，其位于光纤导丝的轴心位置处，数量可以为一个、两个或多个，可视具体情况而定，本申请对此不做限制。

套管2是套设于光学纤维1外的管状结构，其可以为等径套管2，也可以为变径套管2，在其为等径套管2的情况下，功能段3、导引段4和支撑段5的直径相等，在其为变径套管2的情况下，功能段3、导引段4和支撑段5的外径依次增加，其中功能段3的直径最小可以使其相比于导引段4、支撑段5易于弯曲，从而在实际应用中可以促使功能段3引导移动导丝整体沿弯折的血管前进，支撑段5的直径大于导引段4和功能段3的直径，可以使其具有足够的刚性，为导引段4、功能段3提供前进驱动力。

在本实施例中，光纤导丝还设置有能够使其向一侧定向弯曲的非对称结构，非对称结构优选为套管2的非对称管壁结构，比如非对称切缝、非对称管壁厚度、形状等。非对称结构的设置可以使光纤导丝更易于向一侧弯曲，提高光纤导丝的弯曲性能和可操作性，易于操控光纤导丝进入较细血管以及张角较大的分支血管进行探测和治疗。

具体地，套管2可以为金属管或金属管与透明管的组合。更为具体地，套管2的导引段4和支撑段5均为金属管，功能段3为金属管或透明管。金属管优选为海波管，透明管优选通过透明聚合物制成。

光纤导丝的总长度优选为2m，直径优选为1.2mm，套管2的外径为0.9-1.2mm，优选为1mm，套管2的内径为0.6-0.8mm，优选为0.8mm，其中支撑段5的长度优选为1.9m，导引段4的长度优选为0.1m，光学纤维1的外径优选为0.4mm。可见本实施例提供的光纤导丝，直径达到了毫米级别，如此可以安全地进入较细的血管内进行探测或治疗，避免导丝对血管壁造成的损伤，适用范围广。

在实际应用中，光纤导丝中的光学纤维1可以通过光纤合束器与脉冲探测激光器、波形采集器相连，光纤导丝靠近支撑段5的一端可以与姿态控制器相连，脉冲探测激光器、波形采集器和姿态控制器均接受控制中心的控制。控制中心向姿态控制器发送控制信号，姿态控制器根据上述控制信号控制光纤导丝进入、退出腔道或在腔道内移动，控制中心向脉冲探测激光器发送控制信号，脉冲探测激光器根据上述控制信号发出脉冲激光经光纤导丝传导至腔道内并在腔道内形成激光散射，控制中心向波形采集器发送控制信号，波形采集器根据上述控制信号采集散射激光的时延波形，进而通过计算确定腔道壁与光纤导丝之间的距离信息，包括二者的相对位置、光纤导丝前方是否存在分支腔道等，波形采集器将上述距离信息反馈至控制中心以及姿态控制器，进而控制调整导丝的姿态和下一步行进方向，以避免导丝行进过程中对腔道壁造成的损伤。

所以本实施例提供的光纤导丝，光纤导丝的弯曲性能和可操作性强，使光纤导丝易于操控易于进入张角较大的腔道，可以实现光纤导丝在腔道内的自引导和灵活探测，从而提高微创介入治疗的治疗效果。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例提供一种光纤导丝，其横截面结构如图2所示。

在本实施例中，光纤导丝中光学纤维1的数量为一个，光学纤维1与套管2之间设置有空腔9，光学纤维1由内及外依次包括能够传输激光的纤芯6、能够约束激光传输的包层7以及能够保护线芯6和包层7的外皮8，纤芯6与包层7之间存在折射率差异，以使光被约束在纤芯6中传输，外皮8优选采用聚合物材料制成，以起到保护光纤的作用，其中纤芯6直径优选为0.2mm。套管2的外表面还设置有聚合物层10，以起到保护套管2的作用。此外，在聚合物层10外还设置有亲水涂层或疏水涂层，亲水涂层可以吸引水分子在导丝表面形成“凝胶状”表面，降低导丝的通过阻力，疏水涂层可以抵制水分子形成“蜡状”表面，减少摩擦，增强导丝的跟踪性。

实施例3

在实施例1或2的基础上，本实施例提供一种光纤导丝，其导引段4和功能段3侧截面结构如图3所示。

在本实施例中，所述非对称管壁结构为开设在套管2上的非对称切缝13，其中非对称切缝13为螺旋形切缝，套管2两侧非对称切缝13的宽度不相等，其中，非对称切缝13优选开设在套管2的导引段4上，如图4、图5所示，一侧切缝宽度较小，另一侧切缝宽度较大，从而可以使得导引段4在受力时产生偏向较大切缝侧的弯曲，提高光纤导丝的灵活性。

光纤导丝内还包括显影环11，显影环11的内壁与光学纤维1固定连接，优选通过胶粘方式固定，显影环11的外壁与套管2固定连接，同样优选通过胶粘方式固定。显影环11由重金属构成，例如黄金、白金等，其在x光的照射下能够呈现清晰影像，进而辅助探测与治疗。

光纤导丝套管2的功能段3远离导引段4的一端设置有透镜12，优选为球形出光透镜12，可通过玻璃、宝石或聚合物制成，光学纤维1中的光可以经过透镜12出射，外部的光也可经由透镜12收集返回光学纤维1中，进而辅助进行光纤导丝位置的判断，提高光纤导丝的自引导功能，提高其探测效率。

在实际应用中，支撑段5的切缝宽度优选为0.1mm，螺距优选为10mm，导引段4的螺距优选为2mm，导引段4一侧切缝宽度优选为1mm，另一侧切缝宽度优选为0.1mm。显影环11的长度优选为5mm，外径优选为0.8mm，内径优选为0.4mm。

所以本实施例提供的光纤导丝，通过螺旋形非对称切缝13的设置进一步提高光纤导丝的弯曲性能和操作性能，使光纤导丝易于操控易于进入张角较大的腔道，可以实现光纤导丝在腔道内的自引导和灵活探测，从而提高微创介入治疗的治疗效果。

实施例4

在实施例1或2的基础上，本实施例提供一种光纤导丝，其导引段4和支撑段5侧截面结构如图6所示。

在本实施例中，所述非对称管壁结构为开设在套管2上的非对称切缝13，所述非对称切缝13为矩形切缝，所述套管2两侧的非对称切缝13的深度不相等。其中，非对称切缝13优选开设在套管2的导引段4上，导引段4上的非对称切缝13可以使其具有非对称的力学性质，在受力时向切缝较深的一侧弯曲，进而可以使光纤导丝方便快捷的进入张角较大的腔道，并且，矩形切缝制作工艺简单，使用过程易于控制，可操控性强，适用范围广。

此外，光纤导丝中还可以包括显影环11与透镜12，此部分内容与实施例3属于同一构思，具体可参见实施例3，在此不再赘述。

所以本实施例提供的光纤导丝，通过矩形非对称切缝13的设置进一步提高光纤导丝的弯曲性能和操作性能，使光纤导丝易于操控易于进入张角较大的腔道，可以实现光纤导丝在腔道内的自引导和灵活探测，从而提高微创介入治疗的治疗效果。

实施例5

在实施例1或2的基础上，本实施例提供一种光纤导丝，其导引段4的侧截面结构如图7所示。在本实施例中，非对称管壁结构为套管2的非对称管壁厚度，套管2的两侧管壁厚度不相等。

所述套管2的其中一侧管壁厚度小于另一侧管壁厚度形成非对称管壁结构。具体地，以套管2为圆柱形套管2为例，将其按横截面直径一分为二，成为两个半圆柱形套管2，参见图7，其中a表示较薄一侧的管壁，其厚度优选为0.1mm-0.3mm，b表示较厚一侧的管壁，其厚度优选为0.3mm-0.5mm。

在本实施例所述的光纤导丝中，套管2的一侧管壁厚度较小，另一层管壁厚度较大，导丝在受力时，可以向管壁较薄的一侧弯曲，从而向张角较大的腔道中继续推进。

此外，光纤导丝中还可以包括显影环11与透镜12，此部分内容与实施例3属于同一构思，具体可参见实施例3，在此不再赘述。

所以本实施例提供的光纤导丝，通过非对称管壁的设置进一步提高光纤导丝的弯曲性能和操作性能，使光纤导丝易于操控易于进入张角较大的腔道，可以实现光纤导丝在腔道内的自引导和灵活探测，从而提高微创介入治疗的治疗效果。

实施例6

在实施例1或2的基础上，本实施例提供一种光纤导丝，其横截面结构如图8所示。在本实施例中，非对称管壁结构为套管2的形状，套管2由凸起侧14和平面侧15构成，或由凸起侧14和凹面侧构成，其中，所述凸起侧14呈拱形结构。

具体地，由于凸起侧14呈拱形结构，其刚性较强，所以光纤导丝在受力时，其会向与凸起侧14相对的凹面侧或平面侧15弯曲，从而使光纤导丝更为顺利的向弯曲的腔道中推进。

此外，光纤导丝中还可以包括显影环11与透镜12，此部分内容与实施例3属于同一构思，具体可参见实施例3，在此不再赘述。

所以本实施例提供的光纤导丝，通过非对称管状结构的设置进一步提高光纤导丝的弯曲性能和操作性能，使光纤导丝易于操控易于进入张角较大的腔道，可以实现光纤导丝在腔道内的自引导和灵活探测，从而提高微创介入治疗的治疗效果。

实施例7

在实施例3-6任意一项的基础上，本实施例提供一种光纤导丝，其横截面结构如图9所示。

在本实施例中，光纤导丝中光学纤维1的数量为一个，光纤导丝还包括动力纤维16，动力纤维16与光学纤维1均位于所述套管2内，且所述动力纤维16的长度方向和所述光学纤维1的长度方向与所述套管2的管长方向平行，动力纤维16固定连接于套管2的一侧，在非对称管壁结构为非对称切缝13的情况下，动力纤维16固定连接于切缝较大的一侧，在非对称管壁结构为非对称管壁厚度的情况下，动力纤维16固定连接于管壁较薄的一侧，在非对称管壁结构为套管2的形状的情况下，动力纤维16固定连接于凹面侧或平面侧15。在图9中，c表示切缝较大侧，d表示切缝较小侧。动力纤维16优选为金属丝，可以通过胶粘、焊接等方式与套管2实现固定连接。

动力纤维16可以为光纤导丝提供拉力，通过拉紧动力纤维16将拉力传导至切缝较大、管壁较薄或凹面、平面侧15，使得该侧收缩，从而使导引段4弯曲，提高光纤导丝的弯曲灵活性与弯曲幅度。

所以本实施例提供的光纤导丝，通过动力纤维16的设置进一步提高光纤导丝的弯曲性能和操作性能，使光纤导丝易于操控易于进入张角较大的腔道，可以实现光纤导丝在腔道内的自引导和灵活探测，从而提高微创介入治疗的治疗效果。

实施例8

在实施例7的基础上，本实施例提供一种光纤导丝，其横截面结构如图10所示，其中，c表示切缝较大侧，d表示切缝较小侧。

在本实施例中，光纤导丝中光学纤维1的数量为两个，分别为探测光纤17和治疗光纤18，探测光纤17用于提供脉冲探测激光，治疗光纤18用于提供治疗激光。

探测光纤17可以与脉冲探测激光器相连，脉冲探测激光器可以经探测光纤17发出脉冲探测激光，以辅助判断光纤导丝的所在位置和前进路线，优选地，探测光纤17出射的激光经过透镜12进行准直发射，射探测光纤17顶端与透镜12之间的距离为透镜12焦距，比如套管2的功能段3直径为1mm，光纤的出射角度为±15度，在距离光纤出射端面2mm处光斑直径为1mm，透镜12焦距为2mm。

治疗光纤18可以与治疗激光器相连，治疗激光器可以经治疗光纤18发出治疗激光，以对病灶区域进行激光照射治疗。治疗光纤18具有侧向发光的功能，故光纤导丝套管2的功能段3优选为透明管，如图11和图12所示，其中e表示探测激光，f表示治疗激光，g表示治疗光纤18的前端面，h表示治疗光纤18的后端面。治疗光纤18的后端面大于前端面，治疗激光由治疗光纤18后端面进入，由于治疗光纤18的芯径的逐渐变细，对芯径内传输的激光的约束减小，治疗激光从芯径中逸出，并且治疗光纤18的一侧镀有金属反射膜19，可以将散射向探测光纤17方向的激光反射，从治疗侧出射。

所以本实施例提供的光纤导丝，通过探测光纤17与治疗光纤18的设置，从不同的角度与方面进一步加强光纤导丝的探测性能与治疗性能，扩大光纤导丝的适用范围，提高光纤导丝的使用灵活性。

实施例9

在实施例1-8任意一项的基础上，本实施例提供一种光纤导丝，其结构如图13所示。

在本实施例中，光纤导丝外套设有引导管20，引导管20靠近功能段3的一端与引导棒21相连，引导管20外还套设有护翼22，引导棒21和引导管20采用医用聚合物、塑料、橡胶等柔性材料制成，具有一定的形变能力。

在实际应用中，可以将引导棒21插入人体腔道，将引导管20沿引导棒21插入人体腔道，再抽出引导棒21，沿引导管20将光纤导丝置入人体腔道，以避免导丝在腔道中运动对腔道粘膜造成刺激和损伤。

以肺部光动力治疗为例，如图14所示，在进行肺部光动力治疗时，将引导棒21经鼻腔或口腔(本图中为鼻腔)插入，经咽喉进入气管。将引导管20顺引导棒21插入，引导管20末端进入气管。抽出引导棒21，由引导管20构成通道。此时将光纤导丝插入引导管20中，并由引导管20进入气管。当光纤导丝运动时，引导管20固定不动，从而避免了导丝运动对咽喉部的反复刺激。

光纤导丝可以在姿态控制器的控制下经气管进入支气管(可独立引导或辅助少量的x光引导)，通过头部探测激光指引，经头部姿态调整进入下级支气管，直至抵达需治疗组织附近。此时关闭探测激光，打开治疗激光(例如660nm红光或400nm蓝光)，对肺部组织进行光动力治疗。治疗结束后，抽出光纤导丝及引导管20。

所以本实施例提供的光纤导丝，通过引导管20、引导棒21、护翼22的设置可以有效避免光纤导丝对人体腔道造成的损伤，提高患者的使用体验感。

实施例10

在实施例1或2的基础上，本实施例提供一种光纤导丝，如图15所示，光学纤维1的功能段3还可以设置有至少一个光栅组件23，光栅组件23间隔套设于所述光学纤维1上，且沿光学纤维1纵向排列。

具体地，所述光学纤维1包括位于轴心位置处的纤芯6和包裹于所述纤芯6外的包层7，所述光栅组件23间隔套设于包层7外，每个光栅组件23均呈空心棱柱状，光栅组件23包括周期不同的多个光栅，每一个光栅构成光栅组件的一个侧面。将多波长的脉冲激光传输至光纤中，从不同光栅耦合发出的脉冲波长不同。光栅组件中光栅的数量与棱柱的侧面数量相同，比如在光栅组件呈空心六棱柱状的情况下，其由6个周期不同的光栅组成。在实际应用中，光栅组件的数量优选为3个，每个光栅组件中光栅的数量优选为6个。

光栅是固定用于发射和收集激光的光学器件，其由大量等宽等间距的平行狭缝构成。在本实施例所述的光纤导丝中，光纤导丝传导的激光可以经由光栅组件23散射至腔道内，回射的激光也可以经由光栅组件23收集，以此确定光纤导丝在腔道中的位置，并精确判断光纤导丝下一步的行进方向。

参见图15，a和b表示处于相反方向的两个光栅，在实际应用中，光栅a发出的激光经腔道壁散射后，经光栅a耦合入光纤，光栅b发出的激光经腔道壁散射后，经光栅b耦合入光纤，在光栅a处具有一个分支腔道的情况下，光栅a与腔道壁之间的距离大于光栅b与腔道壁之间的距离，光栅a收集的散射脉冲时间相对于光栅b较为滞后，在光栅b处具有一个分支腔道的情况下，光栅b与腔道壁之间的距离大于光栅a与腔道壁之间的距离，光栅b收集的散射脉冲时间相对于光栅a较为滞后。如此通过对散射回波的波形进行分析，即可得到腔道的分支形貌，从而指引导引段4弯曲进入该分支腔道，通过位于不同方向的光栅回波波形分析，可以判断每一个光栅所处位置的腔道分支情况，能够为形状较为复杂的腔道通路提供更为详细的判断数据，以提高导丝行进的效率。

实施例11

本实施例提供一种光纤导丝探测系统，包括：

光纤导丝，所述光纤导丝为实施例1-10任意一项所述的光纤导丝；

控制中心，所述控制中心向姿态控制器、脉冲探测激光器、波形采集器、治疗激光器发送控制信号，以控制姿态控制器、脉冲探测激光器、波形采集器、治疗激光器的开启、运作或关闭；

姿态控制器，所述姿态控制器接收控制中心发出的信号和距离信息，驱动所述光纤导丝进出腔道或在腔道内移动；

脉冲探测激光器，所述脉冲探测激光器接收控制中心发出的信号，发出脉冲激光经所述光纤导丝传导至腔道并在腔道内形成激光散射；

波形采集器，所述波形采集器接收控制中心发出的信号，采集并分析腔道内散射激光延时波形，获得腔道壁与光纤导丝之间的距离信息，并将距离信息反馈至控制中心。

如图16所示，光纤导丝中的光学纤维1可以通过光纤合束器与脉冲探测激光器、波形采集器相连，光纤导丝靠近支撑段5的一端可以与姿态控制器相连，脉冲探测激光器、波形采集器和姿态控制器均接受控制中心的控制。

控制中心向姿态控制器发送控制信号，姿态控制器根据上述控制信号控制光纤导丝进入、退出腔道或在腔道内移动，例如通过通过直线步进电机提供导丝前进、后退动力，通过步进电机、舵机等旋转带动导丝旋转，通过直线步进电机拉动光纤，带动导引段4向切缝较大一侧弯曲等。

控制中心向脉冲探测激光器发送控制信号，脉冲探测激光器根据上述控制信号发出脉冲激光经光纤导丝传导至腔道内并在腔道内形成激光散射，控制中心向波形采集器发送控制信号，波形采集器根据上述控制信号采集散射激光的时延波形，进而通过计算确定腔道壁与光纤导丝之间的距离信息，包括二者的相对位置、光纤导丝前方是否存在分支腔道等。

具体地，探测激光器发出波长为1064nm，重复频率为100hz，脉冲长度为1ps的脉冲序列，经光纤导丝传输后，通过导丝顶端出射，在腔道壁上散射，经光纤收集后传回波形采集器。波形采集器内具有高速电光探测器，采集回波的波形，并对波形的时间长度进行分析，判断导丝顶端距离腔道壁的长度。

如图17所示，采用皮秒脉冲激光，例如1皮秒脉冲激光，当导引段4顶端前面为腔道壁时，散射回波为signal1；当导引段4顶端面对分支的空腔9(例如下级支气管)时，由于散射壁距离较远，散射回波为波形较长的signal2。通过分析散射回波的时间长度，可获得导引段4顶端距离腔道壁的长度，波形采集器将上述长度信息反馈至控制中心以及姿态控制器，进而控制调整导丝的姿态和下一步行进方向。

此外，光纤导丝探测系统还可以包括治疗激光器，治疗激光器接收控制中心发送的控制信号，并根据控制信号发出治疗激光经光学纤维1散射至待治疗的病灶区域，对病灶区域进行治疗。

所以本实施例提供的光纤导丝探测系统，控制中心可以向其他组件发送控制信号，以协调控制各组件之间的相互配合运作，姿态控制器可以控制光纤导丝进出腔道或在腔道内移动，提高光纤导丝的使用灵活性，脉冲探测激光器、波形采集器和光纤导丝的配合，可以通过激光的延时确定光纤导丝与腔道壁的相对位置，进而准确判断光纤导丝下一步的姿态以及行进方向，提高探测的效率。治疗激光器可以通过光纤导丝发射治疗激光照射病变部位，提高治疗灵活性和效率。

实施例12

本实施例提供一种光纤导丝探测方法，用于如实施例11所述的光纤导丝探测系统，包括步骤s1至步骤s5。

s1、控制中心接受控制指令，并基于所述控制指令向姿态控制器和脉冲探测激光器发送控制信号。

s2、所述姿态控制器接收所述控制中心发送的控制信号，并基于所述控制信号驱动光纤导丝进入腔道。

s3、所述脉冲探测器接收所述控制中心发送的控制信号，发出脉冲激光并经由所述光纤导丝将脉冲激光散射至腔道内。

s4、所述光纤导丝接收反射的脉冲激光并发送至波形采集器，所述波形采集器基于所述反射的脉冲激光确定所述光纤导丝在腔道内的位置。

s5、所述姿态控制器基于所述光纤导丝在腔道内的位置控制所述光纤导丝的下一步移动，直至所述光纤导丝到达目标区域完成探测后退出腔道。

此外，在所述光纤导丝到达目标区域后，控制中心还可以向治疗激光器发送控制信号，所述治疗激光器发出治疗激光并经由所述光纤导丝散射至目标区域，对目标区域进行治疗。

本实施例提供的光纤导丝探测方法，通过控制中心、姿态控制器、脉冲探测器、光纤导丝以及波形采集器的相互配合实现光纤导丝在腔道内的智能化和自动化导引，操作简便，大大提高了光纤导丝的探测效率和探测效果。此外，还可以通过控制中心、光纤导丝与治疗激光器的配合对患者的病变部位进行激光照射治疗，治疗效率高效果好，提高了光纤导丝的使用灵活性和适用范围。

在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。

除非另有说明，本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围，也包括含于其中的若干子范围。

上面结合附图对本申请优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请构思的前提下做出各种变化。