一種光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及心臟介入治療領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲，適用于心臟介入手術(shù)以及心內(nèi)壓測量。
【背景技術(shù)】
[0002]心腦血管疾病是當(dāng)今世界上威脅全球人類健康與生命的頭號殺手，其發(fā)病率和死亡率已超過腫瘤性疾病而躍居世界第一。心腦血管疾病主要包括高血壓、冠心病、卒中、腦出血、心肌腦梗等。對冠心病的診斷和治療具有非常重要的意義。
[0003]冠脈造影及血管內(nèi)超聲均被認為是診斷冠心病的“金標準”，但它們只能對冠脈狹窄程度進行影像學(xué)評價。而在1993年由Pijls提出的通過壓力測定推算冠脈血流的新指標-血流儲備分數(shù)(Fract1nal Flow Reserve, FFR)，經(jīng)過長期的基礎(chǔ)與臨床研究，已經(jīng)成為冠脈狹窄功能性評價的公認指標，而FFR測定的關(guān)鍵是要依靠壓力導(dǎo)絲。
[0004]FFR (Fract1nal Flow Reserve)血流儲備分數(shù)，是一個冠脈狹窄功能性評價指標。它的定義為:指存在狹窄病變時，血管的最大血流量比上假設(shè)不存在狹窄病變時所能獲得的最大血流量。在最大血管舒張的情況下(藥物或最大運動負荷)，心肌的微血管阻力被打掉，到心肌的血流量和心肌灌注壓成正比。因此可以通過測量壓力，從而測量血流量。
[0005]由于壓力導(dǎo)絲的測量技術(shù)要求較高，目前市場上成熟的壓力導(dǎo)絲產(chǎn)品非常少，并且均是基于電學(xué)的壓阻傳感原理，這有可能導(dǎo)致病人發(fā)生電擊危險，不能和其他電磁設(shè)備同時使用，使用環(huán)境較為嚴苛。
[0006]近年來，飛速發(fā)展的光纖傳感技術(shù)為FFR測量提供了一種先進的解決方案。光纖傳感技術(shù)是以光纖為媒質(zhì)、以光為載體的全光測量方法，具有精度高、體積小、成本低、抗電磁干擾、動態(tài)范圍大等傳統(tǒng)電學(xué)傳感器無法比擬的技術(shù)優(yōu)勢。
[0007]RADI醫(yī)療系統(tǒng)公司(RADI MEDICAL SYSTEMS)曾經(jīng)提出一種光纖壓力導(dǎo)絲的專利申請(US5694946A)，該技術(shù)方案是采用壓力導(dǎo)絲的端部設(shè)置一受壓膜片，當(dāng)膜片受壓變形時，改變光纖中的光強進行壓力測量的。該技術(shù)方案存在的主要問題是，第一，光強受到導(dǎo)絲彎曲的影響很大，因此在心臟介入手術(shù)過程中因彎曲造成的測量誤差較大。第二，導(dǎo)絲端部膜片內(nèi)形成的空氣腔受到溫度影響較大。由于在身體內(nèi)外以及身體內(nèi)不同位置溫度不一樣，測壓部位的空氣熱脹冷縮引起的膜片變形將會給壓力測量造成很大誤差。
[0008]因此，如何消除現(xiàn)有電學(xué)壓力導(dǎo)絲可能導(dǎo)致病人發(fā)生電擊危險，不能和其他電磁設(shè)備同時使用的缺點，在實現(xiàn)無電子元件測量的同時，消除光強的影響和溫度的影響，成為目前壓力導(dǎo)絲應(yīng)用中亟需解決的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0009](一 )要解決的技術(shù)問題
[0010]本實用新型的目的在于，提供一種光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲，在實現(xiàn)無電子元件測量的同時，消除光纖壓力導(dǎo)絲光強和溫度的影響。
[0011](二)技術(shù)方案
[0012]本實用新型提供一種光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲，包括光纖和固定在光纖端面上的測壓腔，測壓腔包括反射鏡和測壓面，測壓面作為測壓腔的一側(cè)壁，在心內(nèi)壓作用下產(chǎn)生形變，反射鏡與測壓面和光纖端面均成45度角，其中:
[0013]光纖向測壓腔傳輸入射光，入射光的一部分在光纖端面發(fā)生反射，形成第一反射光，另一部分穿過光纖端面，并先后在反射鏡、測壓面和反射鏡上發(fā)生反射，形成第二反射光，第一反射光和第二反射光發(fā)生干涉，并通過所述光纖傳輸至外界的光譜儀，光譜儀通過檢測輸出光譜的變化，得到心內(nèi)壓的大小。
[0014](三)有益效果
[0015]本實用新型提供的光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲具有以下優(yōu)點:
[0016]1、采用全光纖技術(shù)方案，無任何電子器件，消除了現(xiàn)有電學(xué)壓力導(dǎo)絲可能導(dǎo)致病人發(fā)生電擊危險、不能和其他電磁設(shè)備同時使用的缺點；
[0017]2、采用帶有空氣孔的空心光纖，消除了測壓腔內(nèi)溫度變化導(dǎo)致空氣熱脹冷縮的影響；
[0018]3、采用光纖干涉的方案，消除了光纖的影響。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型實施例提供的光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲的示意圖；
[0020]圖2為本實用新型實施例提供的光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲的前端部示意圖。
【具體實施方式】
[0021]本實用新型提供一種光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲，包括光纖和固定在光纖端面上的測壓腔，測壓腔包括反射鏡和測壓面，其中，反射鏡與測壓面和光纖端面均成45度角，使測壓面與光纖端面構(gòu)成一個光學(xué)法布里-珀羅(Fabry-Perot)腔，進而在光纖端面發(fā)生光干涉，并通過光纖傳輸至外界的光譜儀，光譜儀通過檢測輸出光譜的變化，得到心內(nèi)壓的大小。
[0022]根據(jù)本實用新型的一種實施方式，測壓面22 —般是具有生物相容性的金屬薄膜，需同時具有良好的彈性和一定的反光特性，如鈦合金膜，測壓面22作為測壓腔20的一側(cè)壁，在心內(nèi)壓作用下產(chǎn)生形變，反射鏡21與測壓面22和光纖端面24均成45度角，其中，端面24既可以是光纖自身切割形成的端面，也可在上面鍍具有部分反射功能的介質(zhì)膜。光纖10向測壓腔20傳輸入射光，入射光的一部分在光纖端面24發(fā)生反射，形成第一反射光，另一部分穿過光纖端面24，并先后在反射鏡21、測壓面22和反射鏡21上發(fā)生反射，形成第二反射光，第一反射光和第二反射光發(fā)生干涉，并通過所述光纖10傳輸至外界的光譜儀，光譜儀通過檢測輸出光譜的變化，得到心內(nèi)壓的大小。
[0023]根據(jù)本實用新型的一種實施方式，光纖10包括至少一條氣孔11，氣孔11沿所述光纖10的長度方向貫通，并與所述測壓腔20連通，由于孔11內(nèi)的空氣量遠遠大于測壓腔20內(nèi)的空氣量，因此，由于溫度變化引起的測壓腔20內(nèi)的空氣的熱脹冷縮會被孔11內(nèi)的空氣“平均”掉，因此消除了該心內(nèi)壓導(dǎo)絲測量壓力時所受的溫度影響。
[0024]根據(jù)本實用新型的一種實施方式，還包括一導(dǎo)絲頭30，其固定在測壓腔20前端，用于引導(dǎo)光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲從血管進入心臟內(nèi)部。
[0025]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本實用新型進一步詳細說明。
[0026]圖1為本實用新型實施例提供的光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲的示意圖，圖2為本實用新型實施例提供的光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲的前端部示意圖，如圖1和圖2所示，光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲包括:空心光纖10，用于作為導(dǎo)絲的主體，進入心臟內(nèi)部；位于空心光纖10最前端的測壓腔20，用于測量心內(nèi)壓；位于測壓腔前端的導(dǎo)絲頭30，用于引導(dǎo)導(dǎo)絲從血管進入心臟內(nèi)部；位于測壓腔20內(nèi)的45度反射鏡21，用于反射從空心光纖10入射的光；位于測壓腔20側(cè)壁的測壓面22，用于感受心內(nèi)壓、反射從反射鏡21來的光并在心內(nèi)壓作用下產(chǎn)生形變。
[0027]空心光纖10至少包括多條充滿空氣的氣孔11，氣孔11內(nèi)的空氣與測壓腔20連通，消除了該心內(nèi)壓導(dǎo)絲測量壓力時所受的溫度影響。
[0028]反射鏡21與測壓面22、空心光纖10的端面24均成45度角，使測壓面22與空心光纖10的端面24構(gòu)成一個光學(xué)法布里-珀羅腔，即由空心光纖10傳輸來的入射光經(jīng)過反射鏡21反射到測壓面22的內(nèi)側(cè)，并被測壓面22的內(nèi)側(cè)反射，再次經(jīng)過反射鏡21反射回到空心光纖10的端面24，其中一部分光與入射光被空心光纖10的端面反射回去的光發(fā)生干涉。
[0029]本實用新型實施例提供的光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲的工作原理為，由空心光纖10傳輸來的入射光傳輸至空心光纖10的端面24時，有一部分光被空心光纖10的端面24反射回去，其余的光繼續(xù)向前傳輸，經(jīng)過反射鏡21反射到測壓面22的內(nèi)側(cè)，并被測壓面22的內(nèi)側(cè)反射，再次經(jīng)過反射鏡21反射回到空心光纖10的端面24，其中一部分光與入射光被空心光纖10的端面24反射回去的光發(fā)生干涉，從而形成一個光學(xué)法布里-珀羅腔。而當(dāng)位于測壓腔20側(cè)壁的測壓面22受心內(nèi)壓作用產(chǎn)生形變時，將改變法布里-珀羅腔的腔長，進而使法布里-珀羅腔的輸出光譜發(fā)生變化。干涉后的光繼續(xù)由空心光纖10傳輸至后端光譜儀，光譜儀通過檢測輸出光譜的變化就可以得知心內(nèi)壓的大小。
[0030]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲，其特征在于，包括光纖(10)和固定在所述光纖端面(24)上的測壓腔(20)，所述測壓腔(20)包括反射鏡(21)和測壓面(22)，所述測壓面(22)作為所述測壓腔(20)的一側(cè)壁，在心內(nèi)壓作用下產(chǎn)生形變，所述反射鏡(21)與所述測壓面(22)和所述光纖端面均成45度角，其中: 所述光纖(10)向所述測壓腔(20)傳輸入射光，所述入射光的一部分在所述光纖端面(24)發(fā)生反射，形成第一反射光，另一部分穿過所述光纖端面，并先后在所述反射鏡(21)、測壓面(22)和反射鏡(21)上發(fā)生反射，形成第二反射光，所述第一反射光和第二反射光發(fā)生干涉，并通過所述光纖(10)傳輸至外界的光譜儀，所述光譜儀通過檢測輸出光譜的變化，得到心內(nèi)壓的大小。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲，其特征在于，所述光纖(10)包括至少一條氣孔(11)，所述氣孔(11)沿所述光纖(10)的長度方向貫通，并與所述測壓腔(20)連通。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲，其特征在于，還包括一導(dǎo)絲頭(30)，其固定在測壓腔(20)前端，用于引導(dǎo)所述光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲從血管進入心臟內(nèi)部。
【專利摘要】本實用新型提供了一種光纖心內(nèi)壓導(dǎo)絲，包括光纖和固定在光纖端面上的測壓腔，測壓腔包括反射鏡和測壓面，其中，反射鏡與測壓面和光纖端面均成45度角，使測壓面與光纖端面構(gòu)成一個光學(xué)法布里-珀羅(Fabry-Perot)腔，進而在光纖端面發(fā)生光干涉，并通過光纖傳輸至外界的光譜儀，光譜儀通過檢測輸出光譜的變化，得到心內(nèi)壓的大小。本實用新型在實現(xiàn)無電子元件測量的同時，消除光纖壓力導(dǎo)絲光強和溫度的影響。
【IPC分類】A61B5/0215
【公開號】CN204950930
【申請?zhí)枴緾N201520739598
【發(fā)明人】張文濤, 李芳
【申請人】中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月22日