基于OCT的活体原位实时活检针、装置及系统的制作方法

基于oct的活体原位实时活检针、装置及系统
技术领域
1.本发明涉及原位活检医疗设备技术领域，特别涉及一种基于oct的活体原位实时活检针、装置及系统。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
3.活检是“活体组织检查”简称，亦称外科病理学检查，是指应诊断、治疗的需要，从患者体内切取、钳取或穿刺等取出病变组织，进行病理学检查的技术，其主要目的是：协助临床对病变做出诊断或为疾病诊断提供线索；了解病变性质、发展趋势，判断疾病的预后；验证及观察药物疗效，为临床用药提供参考依据；参与临床科研，发现新的疾病或新的类型，为临床科研提供病理组织学依据。
4.活检的组织病理学诊断过程一般是：肉眼观察送检的标本
→
取材
→
(固定、包埋)
→
制成薄切片
→
进行苏木素-伊红(he)染色
→
在光学显微镜下观察；通过对病变组织及细胞形态的分析、识别，再结合肉眼观察及临床相关资料，做出各种疾病的诊断。
5.发明人发现，对一些疑难、罕见病例，目前还需要在上述的常规检查基础上，再通过组织化学、免疫组织化学、电子显微镜或分子生物学等技术进行辅助诊断，会对病人造成较大的创伤；同时，目前的检测方法存在对病变区域检测不准确的问题，导致病变组织去除不彻底，容易产生后续的并发症。


技术实现要素：

6.为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于oct的活体原位实时活检针、装置及系统，利用光学相干层析成像(oct)，实现了实时的活体原位活检，在保证活检准确度的同时提高了活检效率。
7.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.本发明第一方面提供了一种基于oct的活体原位实时活检针。
9.一种基于oct的活体原位实时活检针，包括：
10.第一光纤、保护套、力矩线圈、准直透镜、聚焦透镜、反射境、固定件和金属外壳，第一光纤嵌套在保护套内，力矩线圈固定在保护套内侧壁或者嵌入到保护套壁内；
11.第一光纤的第一端用于接收检测光或者发送散射光，准直透镜、聚焦透镜和反射镜依次沿光路设置在固定件的中空结构中，固定件的第一开口端伸入到保护套内与保护套内壁固定连接，第一光纤的第二端与准直透镜沿光路位置相对；
12.保护套外侧靠近第一光纤第一端的位置套设有固定套，固定套外侧套设有磁性环，磁性环与金属外壳第一端的内侧壁连接，固定件的侧部开有与反射镜沿光路位置相对的第二开口，金属外壳与反射镜相对的位置设有透视窗口，金属外壳第二端内侧固定有磁性元件，固定件和固定套均为金属材质。
13.作为可选的一种实现方式，透视窗口为连续的环状窗口或者断续的环状窗口。
14.作为可选的一种实现方式，磁性元件设置在金属外壳第二端内侧底部。
15.作为可选的一种实现方式，反射境的检测光出射方向与金属外壳的中轴线垂直；或者，反射境的检测光出射方向与保护套的中轴线垂直。
16.本发明第二方面提供了一种基于oct的活体原位实时活检装置。
17.一种基于oct的活体原位实时活检装置，包括：电机、带轮、第二光纤以及本发明第一方面所述的基于oct的活体原位实时活检针；
18.电机与带轮通过皮带连接，带轮的空心轴与第一光纤第一端位置的保护套连接，第二光纤的第二端与准直部件的一侧沿光路位置相对，准直部件的另一侧与第一光纤的第一端沿光路位置相对。
19.作为可选的一种实现方式，第二光纤的第二端与支撑部件固定连接，支撑部件和电机均固定在支撑底座上。
20.本发明第三方面提供了一种基于oct的活体原位实时活检系统。
21.一种基于oct的活体原位实时活检系统，包括：光源、光耦合器、光谱仪、准直器、色散模块、衰减模块、平面反射镜和本发明第二方面所述的基于oct的活体原位实时活检装置；
22.光源和光谱仪分别通过光纤与光耦合器的第一端(即左侧一端)连接，光耦合器的第二端(即右侧一端)与第二光纤的第一端连接，光耦合器的第二端通过光纤与准直器的一侧连接，准直器的另一侧沿光路依次设有色散模块、衰减模块和平面反射镜。
23.作为可选的一种实现方式，所述电机与控制终端通信连接；或者，所述电机与微控制器连接，微控制器与控制终端连接。
24.作为可选的一种实现方式，光谱仪与控制终端通信连接；或者，光谱仪与图像处理终端通信连接，图像处理终端与控制终端通信连接。
25.作为可选的一种实现方式，活检针被插入病变组织后，电机通过力矩线圈传递转矩，带动第一光纤、准直透镜、聚焦透镜、反射境和固定件同时转动，第一光纤发出激光经准直透镜、聚焦透镜、反射境后出射到病变组织，通过透视窗口对病变组织进行360
°
扫描，获取病变组织的病理信息；
26.平面反射镜反射回的参考光与被测样品的后向散射光在光谱仪上汇合，当两者之间的光程差在光源相干长度之内时发生干涉；
27.扫描平面反射镜并记录空间位置，使参考光与来自z向不同深度的后向散射光发生干涉，根据平面反射镜位置和相应的干涉信号强度获得样品不同深度的测量数据，结合采样光束在xy平面内的扫描结果，得到样品的三维结构信息。
28.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
29.1、本发明所述的基于oct的活体原位实时活检针、装置及系统，利用光学相干层析成像(oct)，将第一光纤的自由端装入针状金属壳体内，能够更高效的将光学探测部分送入待测组织内部，实现了实时的活体原位活检，在保证活检准确度的同时提高了活检效率。
30.2、本发明中，第一光纤由保护套、力矩线圈包裹，其中固定一端(靠近马达带轮一端)连接准直部件，另一端(即自由端)连接准直透镜、聚焦透镜、反射境及固定件，这几个部件为一体，由带轮带动整体旋转，力矩线圈承受带轮传递的力矩，有效的防止了光纤承受力矩被损坏。
31.3、本发明中，固定件与固定套为金属材料，活检针针尖与针尾位置分别安置磁铁块与磁铁环，通过磁性限制第一光纤自由端的轴向自由与径向自由，同时也不影响第一光纤的旋转自由。
32.4、本发明中，第一光纤与带轮的空心轴连接，第一光纤与第二光纤相对的两端之间留有微小间隙，经过准直部件校正后，光源发出的激光可以经由第二光纤入射到第一光纤中，第二光纤固定在支撑部件上，与电机相对静止，第一光纤固定在空心轴上，为固定端，与带轮相对静止，实现了360
°
的旋转检测。
33.本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
34.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
35.图1为本发明实施例1提供的基于oct的活体原位实时活检针的结构示意图。
36.图2为本发明实施例2提供的基于oct的活体原位实时活检装置的电机部分示意图。
37.图3为本发明实施例3提供的基于oct的活体原位实时活检系统的连接示意图。
38.其中，1-第一光纤；2-保护套；3-力矩线圈；4-准直透镜；5-聚焦透镜；6-反射镜；7-固定件；8-固定套；9-磁铁环；10-金属外壳；11-透视窗口；12-磁铁；13-电机；14-带轮；15-皮带；16-第二光纤；17-活检针；18-光耦合器；19-准直器；20-色散模块；21-衰减模块；22-平面反射镜；23-光谱仪；24-图像处理系统；25-控制终端；26-光源；27-微控制器。
具体实施方式
39.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
40.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
41.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
42.在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
43.本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
44.在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
45.实施例1：
46.如图1所示，本发明实施例1提供了一种基于oct的活体原位实时活检针，包括：
47.第一光纤1、保护套2、力矩线圈3、准直透镜4、聚焦透镜5、反射境6、固定件7和金属外壳10，第一光纤1嵌套在保护套2内，力矩线圈3固定在保护套2内侧壁或者嵌入到保护套2壁内；
48.第一光纤1的第一端用于接收检测光或者发送散射光，准直透镜4、聚焦透镜5和反射镜6依次沿光路设置在固定件7的中空结构中，固定件7的第一开口端伸入到保护套2内与保护套2内壁固定连接，第一光纤1的第二端与准直透镜4沿光路位置相对；
49.保护套2外侧靠近第一光纤1第一端的位置套设有固定套8，固定套8外侧套设有磁性环9，磁性环9与金属外壳10第一端的内侧壁连接，固定件7的侧部开有与反射镜6沿光路位置相对的第二开口，金属外壳10与反射镜6相对的位置设有透视窗口11，金属外壳10第二端内侧固定有磁铁12(即磁性元件)。
50.本实施例中，透视窗口11为连续的环状窗口以实现360
°
的探测，可以理解的，在其他一些实施方式中，透视窗口断续的环状窗口，本领域技术人员可以根据具体工况进行选择，这里不再赘述。
51.本实施例中，磁铁12(即磁性元件)设置在金属外壳10第二端内侧底部，可以理解的，在其他一些实施方式中，也可以设置在金属外壳10第二端内侧靠近底部的侧壁上，或者设置在侧壁和底部，本领域技术人员可以根据具体工况进行选择，这里不再赘述。
52.本实施例中，反射境6的检测光出射方向与金属外壳10的中轴线垂直，可以理解的，在其他一些实施方式中，反射境6的检测光出射方向与保护套的中轴线垂直。
53.本实施例中，为了限制第一光纤1自由端与活检针轴向自由与径向自由，但不能限制第一光纤1的旋转自由，固定件7与固定套8为金属材料，活检针针尖与针尾位置分别安置磁铁块与磁铁环，通过磁性限制第一光纤1自由端的轴向自由与径向自由，同时也不影响第一光纤1的旋转自由。
54.本实施例中，保护套2、力矩线圈3、准直透镜4、聚焦透镜5、反射境6及固定件7为一体的组合结构，由带轮14带动整体旋转，力矩线圈3承受带轮14传递的力矩，防止第一光纤1承受力矩被损坏。
55.实施例2：
56.如图2所示，本发明实施例2提供了一种基于oct的活体原位实时活检装置，包括：电机、带轮、第二光纤以及本发明实施例1所述的基于oct的活体原位实时活检针；
57.电机13与带轮14通过皮带15连接，带轮14的空心轴与第一光纤1第一端位置的保护套2连接，第二光纤16的第二端与准直部件的一侧沿光路位置相对，准直部件的另一侧与第一光纤1的第一端沿光路位置相对。
58.本实施例中，第二光纤16的第二端与支撑部件固定连接，支撑部件和电机13、带轮14均固定在支撑底座上。
59.本实施例中，活体原位实时活检采用oct原理，其中样品臂的光纤分为两部分，即第一光纤1和第二光纤16，第一光纤1的第二端与带轮14的空心轴连接，第一光纤1和第二光纤16两者之间留有微小间隙，经过准直部件校正后，光源发出的激光可以经由第二光纤16
入射到第一光纤1中，第二光纤16的第二端固定在支撑部件上，与电机相对静止，第一光纤1固定在空心轴上，为固定端，与带轮相对静止，运动状态时，第二光纤16静止不动，第一光纤1由带轮带动相对第一光纤1旋转。
60.实施例3：
61.本发明实施例3提供了一种基于oct的活体原位实时活检系统，包括：光源26、光耦合器18、光谱仪23、准直器19、色散模块20、衰减模块21、平面反射镜22和本发明实施例2所述的基于oct的活体原位实时活检装置；
62.光源26和光谱仪23分别通过光纤与光耦合器18的第一端(即左侧一端)连接，光耦合器18的第二端(即右侧一端)与第二光纤16的第一端连接，光耦合器18的第二端通过光纤与准直器19的一侧连接，准直器19的另一侧沿光路依次设有色散模块20、衰减模块21和平面反射镜22。
63.本实施例中，所述电机13与微控制器27连接，微控制器27与控制终端25连接；可以理解的，在其他一些实施方式中，所述电机与控制终端通信连接，由控制终端直接的进行电机控制，本领域技术人员可以根据具体工况进行选择，这里不再赘述，本实施例所述电机为伺服电机。
64.本实施例中，光谱仪23与图像处理终端24通信连接，图像处理终端24与控制终端25通信连接；可以理解的，在其他一些实施方式中，光谱仪与控制终端通信连接，控制终端兼具控制和图像处理功能，本领域技术人员可以根据具体工况进行选择，这里不再赘述。
65.本实施例中，活检针17被插入病变组织后，电机通过力矩线圈传递转矩，带动第一光纤1、准直透镜4、聚焦透镜5、反射境6和固定件7同时转动，第一光纤1发出激光经准直透镜4、聚焦透镜5、反射境6后出射到病变组织，通过透视窗口11对病变组织进行360
°
扫描，获取病变组织的病理信息；
66.平面反射镜22反射回的参考光与被测样品的后向散射光在光谱仪23上汇合，当两者之间的光程差在光源相干长度之内时发生干涉；
67.扫描平面反射镜22并记录空间位置，使参考光与来自z向不同深度的后向散射光发生干涉，根据平面反射镜22位置和相应的干涉信号强度获得样品不同深度的测量数据，结合采样光束在xy平面内的扫描结果，得到样品的三维结构信息。
68.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。