一種帶有彎曲報警功能的共聚焦微探頭及其配套裝置與檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于醫學和生物學技術領域，更具體地，涉及一種帶有彎曲報警功能的共聚焦微探頭及其配套裝置與檢測方法。
【背景技術】
[0002]共聚焦顯微內窺鏡是使用共聚焦成像原理進行顯微成像的內窺鏡，主要應用在醫學和生物學領域，用于對生物組織進行成像，當前臨床使用較多的是探頭式共聚焦顯微內窺鏡。探頭式共聚焦顯微內窺鏡使用一條由數萬根光纖組成的傳像光纖束進行成像。內窺鏡主機側使用掃描振鏡，逐行掃描光纖束近端，將聚焦后的激光依次注入到傳像光纖束的纖芯內，同時接收經由傳像光纖束傳回的熒光；光纖束遠端帶有微物鏡，將經由傳像光纖束傳來的激光聚焦到生物組織上，同時接收激發出來的熒光，通過微物鏡傳回傳像光纖束。傳像光纖束、微物鏡以及傳像光纖束與內窺鏡主機的連接裝置共同組成了共聚焦微探頭。
[0003]組成共聚焦微探頭的傳像光纖束價格昂貴，同時又非常脆弱，非常容易在使用過程中發生損壞，導致財產損失，并且有可能對病人造成傷害，釀成醫療事故。造成損壞的主要原因是由于使用過程中操作不當，導致傳像光纖束的彎曲程度超出了傳像光纖束的極限彎曲半徑，引起傳像光纖束內部的纖芯斷裂。目前的共聚焦微探頭只是在使用說明書中標明了光纖束的極限彎曲半徑，但是并沒有提供相應的保護或者告警機制，只能依靠操作者的經驗和操作手法來保證微探頭的安全使用，對操作者的要求很高。
[0004]現有的共聚焦微探頭的結構如圖1 (a)所示；共聚焦微探頭包括連接器插頭01，傳像光纖束02，微探頭03 ;其中連接器插頭01在工作時需要連接到共聚焦顯微內窺鏡主機上的連接器插座05上。共聚焦顯微內窺鏡主機發出的工作激光依次經過連接器插頭01，傳像光纖束02，微探頭03，照射到被觀測的生物組織04上，激發出與入射激光波長不同的熒光，沿同一路徑返回到主機內。
[0005]現有的共聚焦微探頭缺少一種能夠檢測探頭是否發生了極限彎曲的裝置。
【發明內容】
[0006]針對現有技術的缺陷，本發明提供了一種帶有彎曲報警功能的共聚焦微探頭，其目的在于通過檢測共聚焦微探頭在使用過程中發生的過度彎曲來加強對共聚焦微探頭中傳像光纖束的保護。
[0007]本發明提供了一種帶有彎曲報警功能的共聚焦微探頭，包括傳像光纖束連接器插頭，保護光纖連接器插頭，混裝光纖和微物鏡；所述混裝光纖的遠端與所述微物鏡連接，所述混裝光纖的近端分叉后分為傳像光纖束分支和保護光纖分支；通過所述保護光纖分支檢測所述混裝光纖中光功率衰減來判斷光纖的彎曲程度；所述傳像光纖束分支與所述傳像光纖束連接器插頭的一端連接，所述保護光纖分支與所述保護光纖連接器插頭的一端連接；所述傳像光纖束連接器插頭的另一端和所述保護光纖連接器插頭的另一端均用于與共聚焦顯微內窺鏡主機上的插座連接。本發明結構精巧，成本較低，解決了當前共聚焦顯微內窺鏡無法對微探頭的過度彎曲進行檢測的問題，加強了對微探頭中核心組件的保護。
[0008]更進一步地，所述傳像光纖束分支和保護光纖分支封裝在同一保護層的混裝光纖中。二者封裝在同一保護層中，使得傳像光纖束分支與保護光纖分支在工作時保持相同的彎曲半徑，因此可以使用保護光纖分支的彎曲半徑來估計傳像光纖束分支的彎曲半徑。
[0009]更進一步地，所述傳像光纖束分支與所述混裝光纖保持同心；所述保護光纖分支位于所述傳像光纖束分支與所述混裝光纖之間的縫隙中，其余部分用軟性樹脂填充。二者保持同心的設置，可以使得混裝光纖與微物鏡的裝配過程中，傳像光纖束分支、混裝光纖及微物鏡三者均保持同心，裝配過程順暢穩定。傳像光纖束分支位于第一臺階狀結構中心，深入第一臺階狀結構孔洞中；混裝光纖整體位于第三臺階狀結構中心，深入第三臺階狀結構孔洞中。
[0010]更進一步地，所述傳像光纖束分支的極限彎曲半徑R1大于所述保護光纖分支的極限彎曲半徑R2，且小于所述保護光纖分支的泄漏彎曲半徑R3。這樣的設計，當混裝光纖的彎曲半徑不斷變小，達到R3時，系統進行報警，而此時傳像光纖束分支和保護光纖分支的彎曲半徑均為R3，均大于各自的極限彎曲半徑(R1和R2)，這時傳像光纖束分支與保護光纖分支都不會折斷。R1>R2的原因更多的是工藝上的考慮，一般情況下光纖束的極限彎曲半徑都會大于普通光纖的極限彎曲半徑。
[0011]更進一步地，所述混裝光纖的極限彎曲半徑與所述傳像光纖束分支的極限彎曲半徑R2保持一致。
[0012]更進一步地，所述傳像光纖束分支的直徑為800微米，所述保護光纖分支的直徑為125微米，所述混裝光纖的外部保護層直徑小于1200微米。
[0013]更進一步地，所述保護光纖分支的遠端鍍有高反膜，確保注入的檢測激光在端面上不會有過度的損耗。
[0014]更進一步地，所述微物鏡包括鏡筒和成像單元；鏡筒與成像單元保持同心，成像單元位于鏡筒內部，成像單元遠端與鏡筒遠端平齊或者略微凸出；成像單元可對微物鏡前端的物體進行成像，通過成像單元的折射，將所成的像投射到混裝光纖的傳像光纖束分支端面上；所述鏡筒的近端內壁由3個不同孔徑的臺階狀結構構成，第一臺階狀結構的孔徑小于第二臺階狀結構的孔徑，第二臺階狀結構的孔徑小于第三臺階狀結構的孔徑；第一臺階狀結構的深度大于第二臺階狀結構的深度，第二臺階狀結構的深度大于第三臺階狀結構的深度；所述第一臺階狀結構便于所述傳像光纖分支插入；所述保護光纖分支的遠端放置在所述第二臺階狀結構處；所述混裝光纖的外部保護層可以插入到所述第三臺階狀結構內；所述成像單元為鏡片組或梯度折射率透鏡。
[0015]本發明還提供了一種基于上述的帶有彎曲報警功能的共聚焦微探頭的配套裝置，包括共聚焦顯微內窺鏡主機，設置在所述共聚焦顯微內窺鏡主機上的傳像光纖束連接器插座和保護光纖連接器插座；所述傳像光纖束連接器插座用于連接所述傳像光纖束連接器插頭，所述保護光纖連接器插座用于連接所述保護光纖連接器插頭；所述共聚焦顯微內窺鏡主機包括:光纖環形器、激光器、探測器和控制系統；所述控制系統控制所述激光器發出檢測激光，檢測激光依次經過所述光纖環形器和所述保護光纖連接器插座后注入到所述保護光纖分支中；從所述保護光纖分支返回的光經過所述光纖環形器后進入所述探測器，所述探測器將檢測的激光強度輸出給所述控制系統；所述控制系統根據激光強度判斷共聚焦微探頭是否發生了過度彎曲，并當所述共聚焦微探頭發生了過度彎曲時發出警告。
[0016]更進一步地，傳像光纖束連接器插頭，保護光纖連接器插頭、傳像光纖束連接器插座和保護光纖連接器插座，可以使用混裝的插頭/插座來代替。
[0017]本發明還提供了一種基于上述的帶有彎曲報警功能的共聚焦微探頭的檢測方法，包括下述步驟:
[0018](1)向保護光纖分支中注入檢測激光，同時檢測初始的返回功率，作為基準值；
[0019](2)實時檢測返回的激光功率，并與所述基準值進行比較，當實時檢測到的激光功率與所述基準值相比發生了大于預設值的衰減時，發出警告，用于提示用戶注意不要過度彎曲共聚焦微探頭。
[0020]另一種方案使用帶光柵結構的保護光纖。實時監測保護光纖的彎折導致反射譜偏移。反射譜偏移達到某個特定值時，控制系統就會發出“警告”信息，提示使用者不要