用于光学相干断层扫描的旋转光学导管末端的制作方法

专利名称：用于光学相干断层扫描的旋转光学导管末端的制作方法
技术领域：
本发明涉及基于使用不旋转纤维的导管探测器。更确切地，本发明涉及基于使用不 旋转且封闭于导管部分内的光纤的光学相干断层扫描。
背景技术：
在我们的社会中，心肌梗塞或心脏病发作仍是死亡的主要原因。不幸的是，我们中 的大部分人有家庭成员或密友患有心肌梗塞。直到最近，许多研究仍认为心肌梗塞的主 要机理是冠状动脉被动脉粥样硬化斑块严重堵塞，随后发展为完全闭塞。然而，来自 许多调査研究的新近的证据清楚地表明，大多数梗塞是由因突然的斑块破裂引起的、非
严重地变窄的冠状动脉的突然破裂所导致。例如，Little等人(Little, WC， Downes， TR， Applegate， RJ.心肌梗塞中的潜在冠状动脉病变冠状血管造影术的含义(The underlying coronary lesion in myocardial infarction: implications for coronary angiography). 临床心血管病杂志(C/!'" CaM!'W) 1991,14:868-874,此处以引用的方式并入)观察到大约 70%患有急性斑块破裂的患者是从之前的血管造影术所揭示的、堵塞少于50%的斑块开 始的。此观察及类似观察已由其它研究确认(Nissen,S.冠状血管造影术和血管内超声 (Coronary angiography and intravascular ultrasound).美国心脏病学杂志(Am/CaW。/) 2001，87(增刊)15A-20A，此处以引用的方式并入)。
识别这些不稳定的斑块的技术的发展使得有可能大大减少通常导致早死的急性冠 状动脉综合症的发生率。不幸的是，心脏病专家最近没有获得可以用于确定哪些冠状动 脉斑块为脆性并因此倾向于破裂的方法。尽管几十年来采用平板运动试验(treadmill testing)来识别处于更大心血管风险的患者，然而这种方法不具有区分稳定斑块与倾向 于破裂并经常导致心肌梗塞的脆性斑块的特性。由于存在大量的关于不稳定斑块(由尸 体解剖确定)的病理的信息，依据对脆弱斑块的被很好地描述的病理现象进行识别的技 术为解决此问题提供了有希望的长期策略。
不稳定斑块由心脏病专家于19世纪80年代初首次识别并赋予特性。David和同事 注意到，随着患有与死亡相关的急性心肌梗塞的患者的连续组织切片的再构 (reconstruction),不透辐射热的斑块的破裂或裂开变得明显(Davis MJ, Thomas AC.斑 块裂隙急性心肌梗塞、猝死和新月形心铰痛的病因(Plaque fissuring: the cause of acutemyocardial infraction, sudden death, and crescendo angina).英国心脏杂志 (Br heart/ ) 1985;53:363-373，此处以引用的方式并入)。溃烂的斑块还被定性为具有薄纤维帽、随 着平滑肌细胞减少而增加的巨噬细胞以及当与人体主动脉中未溃烂动脉粥样硬化斑块 相比增加的脂质核(Davis MJ， Richardson ED， WoolfN.Katz OR, Mann J.人类动脉粥样
硬化斑块中血栓症的风险细胞外脂质、巨噬细胞和平滑肌细胞含量的作用(Risk Of
thrombosis in human atherosclerotic plaque: role of extracellular lipid, macrophage, and smooth muscle cell content),此处以引用的方式并入)。此外，当通过冠状动脉血管造影 术成像时没有观察到脂质池的尺寸与縮窄百分比的相关性。事实上，大多数心脏病专家 承认不稳定斑块发展为更狭窄而稳定斑块通过发展经由破裂形成附壁血栓并重塑斑块 但不会完全内腔闭塞(TopolEJ，RabbaicR.获得冠状动脉斑块稳定性的策略(Strategies to achieve coronary arterial plaque stabilization).心血管石if究(Cardiovasc Res) 1999;41: 402-417 ，此外以引用的方式并入)。伴随带有内斑块出血的新血管化(neo vascularization ) 也可以在此发展中起作用，所述发展从小损伤，即斑块堵塞少于大约50%，发展为较大 的重大斑块。然而，如果不稳定斑块的特点能够被心脏病专家认识并然后使之稳定化， 则急性心肌梗塞和不稳定心绞痛综合症以及冠状动脉疾病的突发可以实现显著减少。
本发明使用深度分辨光(depth-resolved light)反射或光学相干断层扫描技术(OCT) 来识别己在脆性斑块中识别出的病理特征。在OCT中，来自宽带光源或可调谐激光光 源的光由光纤分路器拆分，所述光纤分路器带有一个将光导向脉管(vessel)壁的光纤 和另一个将光导向移动的参考镜的光纤。光纤的远端与用于在心脏导管插入过程中检查 (interrogation)冠状动脉的导管相连接。来自斑块的反射光与来自参考镜的信号重新结 合形成干扰带(由光伏探测器测量)以允许在微米级别上对斑块进行精确深度分辨成像。
OCT使用发射1300纳米波长、具有50-250纳米带宽(波长分布)的可调谐激光光 源或超发光二极管光源来在原处产生带有2-20微米的轴向分辨率和2-3毫米的组织穿透 深度的断层扫描图像。OCT具有在单细胞水平上对组织成像的可能。事实上，发明人最 近利用更宽带宽的光源以便于将轴向分辨率提高至4微米或更少。具有这样的分辨率， OCT能够用于使内膜帽、它们的厚度、包括裂隙的结构细节、底层脂质池的尺寸及范围 和发炎细胞的存在可视化。此外，在OCT使用仪器中使用的近红外线光源能够穿透进 表现晚期冠状动脉疾病特性的严重钙化的组织区域。具有细胞分辨率，OCT的应用可以 用于识别脆性斑块的其它细节诸如单核细胞和巨噬细胞的渗透。简而言之，OCT的应用 能够提供病理样本的详细图像而无需切除或干扰组织。
对应用此技术在动脉内腔对动脉粥样硬化斑块进行成像的一个关注点是红血球的存在所导致的光强散射。 一旦导管系统定位在冠状动脉中，OCT光纤与动脉之间的血流 能够使穿透进脉管壁的光变暗。 一种建议方案是使用生理盐水冲洗。然而，由于远端心 肌最终会出现心肌缺血，因此在持续时间内，生理盐水的使用有限。发明人已建议使用 人造血液代替生理盐水。人造血色素或含有血色素的人造血为非颗粒状，因此不散射光。 此外，美国食品药品管理局正打算批准人造血色素为血液替代品，而且人造血色素能够 携带所需的氧以防止心肌缺血。最近，发明人通过小鼠心肌冠状动脉中的血液展示了使 用人造血色素来降低光散射的耐久性(Villard JW， Feldman MD， Kim Jeehyun, Milner TO, Freeman GL.使用血液代用品通过光学相干断层扫描确定鼠科动物的瞬时右心室肥厚 (Use of a blood substitute to determine instantaneous murine right ventricular thickening with optical coherence tomography).循环杂志(C!>CKtoi< rt) 2002,第105巻第1843 — 1849页，此处以引用的方式并入)。
对冠状动脉斑块成像的OCT导管已经建立并且最近正由研究者测试(Jang IK， Bouma BE， Hang OH,等人冠状动脉硬化超声的可视化(Visualization of coronary atherosclerotic ultrasound) . X4CC 2002; 39: 604-609,此处以引用的方式并入)。原型导 管由单个光源组成并能够通过旋转绕光纤旋转的轴而以360度弧对冠状动脉腔管进行成 像。由于旋转轴设置在体外，导管内的旋转杆必须以相同角速度旋转以便于光能够在相 同的时间间隔内聚焦于冠状动脉的每一角部上。旋转轴上的机械阻力能够在记录的冠状 动脉OCT图像中产生显著的失真和伪像。不幸的是，由于导管将总是被迫在股动脉中 的入口点到冠状动脉之间数次弯曲(例如，绕主动脉弓转向180度)，不均匀的机械阻 力将导致OCT图像的伪像。由于OCT的应用从对冠状动脉的大体解剖学结构成像转移 至在单细胞水平上成像的能力，单个光纤OCT原型的不均匀的旋转将成为不断增加的 失真和图像伪像的问题根源。
基本上，目前的内诊镜类型的单通道OCT系统因不恒定的转速而形成脉管目标的 不规则图像。参见美国专利第6,134,003号，此处以引用的方式并入。旋转轴旋转单模 光纤的方法倾向于产生伪像。导管将总是被迫从股动脉的入口形成若干向冠状动脉的最 终目的地的弯曲，达到绕主动脉弓转向180度。所有这些弯曲将会引起旋转轴上的不均 匀摩擦力，并引起光在冠状动脉的整个360度弧上的不均匀的时间分布。由于OCT的 应用从冠状动脉的大体解剖结构转移至在高分辨率(即单细胞水平)上的成像能力，则 单个光纤OCT的不均匀旋转将成为更大的伪像来源。
本发明通过在光纤探测器的端部安放旋转部分克服了目前单模内诊镜OCT的不足。
所述旋转部分由从外部抽吸的生物相容的气体或液体驱动。所述旋转部分基于微型涡轮、螺旋桨或水轮，或者纳米科技。单模光纤自身保持不动，仅反射入射光至目标脉管
壁的棱镜将以恒速旋转。

发明内容
本发明涉及一种用于患者的导管成像探测器。所述探测器包括管道，能量通过所述 管道传输。所述探测器包括所述管道延伸穿过的第一部分。所述探测器包括相对于所述 管道旋转以使得来自所述管道的所述能量改变方向的第二部分。
本发明还涉及一种适于与本发明的导管成像探测器一起使用的旋转末端组件。所述 旋转末端组件一般包括具有多个类似涡轮构件的轴，所述构件一般地从轴的中心纵轴线 径向地向外突出，所述轴还具有沿所述轴的整个纵轴线延伸的中心纵向孔。所述轴的远 端倾斜成一角度，所述角度适于允许以预定的角度将光能从所述轴的中心纵轴线反射或 折射离开，然后收集从所述导管末端周围环境反射回的光并传输相同光至所述光纤。提 供具有光学透明特性的外部外壳并安放在导管体的远端。提供具有中心纵向孔和多个流
体流动端口的导管端盖，所述流体流动端口通过所述导管端盖并定位为与所述导管端盖 及所述导管体的纵轴同轴。所述导管端盖固定在所述导管体的中心纵向孔的远端内，具 有多个类似涡轮构件的轴同心且同轴地啮合在所述导管端盖的所述中心纵向孔内并在 其中旋转。提供包括一般同心地排列的环形构件的第二盖，第一内部环形构件限定所述 第二盖的中心纵向孔并与第二外部圆筒构件为同心地分隔开的关系，以使得限定两者之 间的环形开口。所述环形开口由间隔件或肋构件保持。所述第二外部圆筒构件具有多个 通过其远端表面的流体流动端口 。


图1是本发明的旋转末端组件的立体图，示出流经其中的流体以及光输入。
图2是根据本发明的涡轮构件第一实施方式的立体图。
图3是本发明的旋转末端组件的立体剖视图。
图4A是本发明的旋转末端组件的外壳盖的前端视图。
图4B是本发明的旋转末端组件的外壳盖的立体端视图。
图5a是本发明的旋转末端组件的盖构件的侧视端视图。
图5b是本发明的旋转末端组件的盖构件的立体图。
图6是根据本发明的外壳盖的替代实施方式的前端视图。
图7是根据本发明的涡轮构件的替代实施方式的立体图。
图8是根据本发明的一种实施方式的第二盖构件的替代实施方式的立体图。图9是根据本发明的旋转末端组件的替代实施方式的立体图。
具体实施例方式
附图中，相似元件由本发明的几种优选实施方式中的相似参考数字标识。旋转导管 末端组件10包括外壳12和涡轮16，如图1所示。外壳12包括延伸穿过外壳12及涡轮 16的管道27，从而涡轮16相对管道27旋转使得来自管道27的能量改变方向。优选地， 管道27为辐射波导，更优选地，辐射波导为光纤。旋转导管末端组件IO旋转反射材料 17，然后反射从管道27发出的能量。反射材料17与聚焦元件19耦合，使来自管道27 的能量聚焦在目标上。为了对此进行详细说明，应理解来自光纤的光改变方向，然后来 自给定的体内目标的反射光聚集并经过聚焦元件19改变方向为回到光纤。聚焦元件19 可以是适于聚焦光能的任一类型的透镜、GRIN透镜等等。聚焦元件19能够附接到管道， 从而不旋转，或者在聚焦元件19及管道27之间存在空间，从而聚焦元件19附接到涡 轮16从而旋转。
涡轮16包括中心轴22和多个叶片构件18，如图2所示。中心轴22包括中心纵向 孔26,管道27延伸穿过孔26。中心轴22包括位于远端的窗口 24，反射材料17将管道 27发出的能量反射经过窗口 24。叶片构件18从中心轴22径向地向外凸起，当流动流 体(气体或液体)逆着叶片构件16流动时，叶片构件18提供给中心轴22旋转力矩， 从而引起中心轴22绕管道27旋转。优选地，叶片构件16能够具有沿涡轮16的纵轴的 预定曲率。叶片构件16可为螺旋形或者为任何其它允许涡轮16旋转的构造。优选地， 涡轮16由不锈钢、塑性聚乙烯(tygon)或塑性聚四氟乙烯(Teflon)制造。或者，涡 轮16包括旋钮以支撑轴22并允许轴22以无摆动的方式旋转。
外壳12包括圆筒32、外壳盖14和盖构件20，如图3所示。圆筒32包括中央腔室 33、远端开口 29和出口通道30。中央腔室33容纳涡轮构件16并包括流入和流出，流 入和流出限定流体流动通路48。流入物沿涡轮构件16流入而流出物沿出口通道30流出。 外壳盖14包括多个流体进口端口 42、多个流体出口端口 44和中心开口 40,如图4a和 图4b所示。流体进口端口 42连接到流体进口管41，如图1所示。流体进口管41连接 到流体源(未图示)。流体进口端口 42通过外壳盖14的主要中央部分以将流体传送至 中央腔室33。流体进口端口 42—般与涡轮构件16排成直线。流体出口端口44通过外 壳14的相对周边部分并与出口通道30及出口管43排成直线，如图1所示。中心开口 40包括同心凹槽底座39，如图4所示，轴22位于底座中并实质在其附近旋转。同心凹 槽底座39被构造成允许轴22无摆动地旋转。中心开口 40同轴地与纵向孔26排成直线并允许管道27通过，从而无需旋转管道27，涡轮构件16即可自由旋转。轴22与位于 外壳12远端的开口 29同轴地排成直线，开口 29允许轴绕轴线旋转。优选地，外壳12 由聚四氟乙烯制造。或者，外壳12包括对能量透明的盖，所述盖封闭涡轮16，使得除 了经过管道30没有流体从外壳漏出。优选地，透明盖由任何生物相容的透明塑料制成。 这样的塑料可包括聚甲基丙烯酸甲酯等等。
盖构件20包括内部环形构件28、外部环形构件27、多个间隔件肋构件34和多个 空间35,如图5a和5b所示。盖构件20通过内部环形构件28同心地安放在轴22的远 端上，如图5b所示。内部环形构件28允许轴22在其附近自由地无摆动旋转。内部环 形构件28及外部环形构件27由间隔件肋构件34连接并同心地分隔开。相邻的成对间 隔件肋构件34之间的空间35为流体流动48提供流出通路，用于从中央腔室33通到外 壳12的远端，然后通到出口通道30。多个流体流动端口 (未示出)可以在盖构件20的 远端表面提供并限定空间35的远端用以将流体引导流出空间35。
在轴22的远端，反射材料17 (未图示)在窗口 24处连接到中心轴22，如图1所 示。反射材料使得来自管道27的能量改变方向。反射材料优选地包括反射来自管道的 能量的棱镜或镜子，所述棱镜随中心轴22旋转。在一种实施方式中，所述能量为辐射 能。优选地，透镜将能量聚焦在患者上。所述透镜可为微型透镜、GRIN透镜或光纤线。 探测器优选地包括连接到进口管的流体源。
提供流体至进口管41，如图l所示。流体由流体源(未图示)提供。优选地，流体 源为泵。所述泵可为任一标准流体泵，正如所属领域的技术人员所知道和认识的那样。 优选地，所述流体选自氧、二氧化碳、氮、氦、生理盐水、水、d5W或诸如兽用人造血 液(Oxyglobin)的人造血液组成的群组。或者，可使用任何能够相对容易地溶解到血液 或组织中的气体。因此，气泵可用于提供流体给进口管41。
外壳12的外径优选尺寸为2毫米，涡轮16的外径优选尺寸为1.4毫米，进口管42 的外径优选尺寸为0.2毫米，出口管44的外径优选尺寸为0.2毫米。速度可为每秒30 转。涡轮节距为4节距/毫米，而气体流的速度可为120毫米/秒且目标流率为3立方毫 米/秒。以上均为示例。发明并不局限于这些值。例如，为获得更好的图像，流动速率较 低同时为获得图像所花费的时间较长。
或者，涡轮16包括将传出辐射能的能量反射回辐射能导向的疣状突起(wart)。反 射性的疣状突起可为轴22上的任何反射材料。优选地，疣状突起为具有平伏脉壁(flat wall)形状的块状形状。疣状突起随涡轮旋转，由疣状突起反射的能量显示目前棱镜的 角位置。当光撞击疣状突起并从疣状突起返回时，疣状突起识别出旋转部分的一个角位置。疣状突起可以为面向导向至反射回来的辐射能的平伏脉壁。疣状突起可铸模于轴中， 平伏脉壁可具有反射材料，诸如放置在脉壁上用以增加反射的镜子。相比于轴22的圆 周，疣状突起的宽度小，以便于识别给定的点，同时疣状突起的高度足以阻挡光纤发出 的能量，因此能量被疣状突起反射。
操作中，所述组件可以连接到单模光纤OCT的样品臂。在OCT探测器的中心，涡 轮16连接到棱镜。气体或液体流经进口端口 42进入涡轮腔室32。通过将涡轮16定位 于外壳盖14与盖构件20之间支撑涡轮16以使得在旋转中保持在不变的位置。在涡轮 16的中心，中心纵向孔26包括光纤。在涡轮16的旋转中，光纤保持不动。在相敏OCT 的谱域中，参考反射表面在导管中。
探测光将从单模光纤通过具有在目标组织区域上聚焦光的曲率的透镜发射。连接到 涡轮的旋转棱镜将进入光朝脉管壁上的目标组织区域反射，使成像系统能够以不变的速 度绕内部脉管壁作360度扫描。反射光从目标组织经过棱镜返回到光纤。然后执行对光 的标准分析用于获得图像，如此处以引用的方式并入的美国专利第6,134,003号中一样。 流经涡轮16的气体或液体通过出口管44离开探测器。涡轮的旋转方向和速度由进口端 口 42和出口端口 44之间的压力差控制。通过进口管施加气体或液体，压力被引入旋转 涡轮中；因此，安放于涡轮一端的棱镜也旋转。最后，成像系统能够以恒速绕内部脉管 壁作360度扫描。
图6描述了外壳盖14的替代实施方式，外壳盖14同义地称为导管盖14，外壳盖可 安装于导管体(未图示)的远端开口端上以便于中央凸缘41安装成与导管体(未图示) 的远端相对。流体进口开口 42和流体出口开口 44由通道组成，所述通道允许流体以上 述讨论的方式流动通过导管盖14。中心开口 40再次容纳光纤27的通道经过并如图7所 示地与涡轮构件16的中心孔26同轴地排成直线。导管盖14的远端和近端从中央凸缘 41突起并优选地反映彼此的在中央凸缘41周围的镜像。
图7说明了涡轮构件16的一种替代实施方式。图1至5所描述的涡轮构件的第一 实施方式之间的原则性差别为聚焦元件19和管道27之间的空间。所述空间可以为提供 用于允许光能在被聚焦元件聚焦之前扩展的空气空隙或光学间隙。在此实施方式中，通 过轴22、通过由光学胶实质连接到轴等等，聚焦元件19和反射材料17均绕轴线旋转。 此外，涡轮叶片18的弯曲的或螺旋形的节距比图1至5描述的要大，使得它们对着 (subtend)绕轴22的圆周大约90度的弧度。
图8描述了盖构件20的第二实施方式并同义地称其为第二盖构件60。第二盖构件 60包括中心开口64、收集通道65和多个流出端口 66。中心开口 64同心地安装在轴22的远端上以允许轴22在其周围自由地旋转。收集通道65连接到流出端口 66，以允许流 体流出。流出端口实质地与导管盖14的流出端口 66排成直线，以允许流出物返回到流 体源(未图示)。第二盖构件60类似于第二盖构件60，也就是说，其具有涡轮构件的轴 22穿过的内部环形构件64和与内部环形构件64为同心地间隔开的关系的外部环形构件 62， 16经过并进入外壳12中的流体出口通道30——除了在流体流经空间35后其通过 流经在第二盖构件60的远端表面的周围部分提供的流出端口 66进入返回路径之外。 图9显示了导管盖14的完全组件100和第二盖构件60，在其之间具有涡轮16。 本发明同样涉及一种用于对患者成像的方法。所述方法包括以下步骤将导管插入 患者体内；相对于管道27旋转导管涡轮16;延伸穿过导管涡轮16;使通过管道27传 输至患者的能量改变方向并接收反射或反向散射到涡轮的能量；使反射能量改变方向到 管道27。
优选地，旋转步骤包括流体通过进口管41流向涡轮16以转动涡轮16的轴22。
优选地，流动步骤包括流体逆着多个从涡轮16旋转中心轴22延伸的叶片构件18 流动，以在中心轴22上产生旋转力矩用于绕延伸穿过中心轴22的管道27旋转。轴22 优选地具有附接到轴22的远端的反射材料17，所述反射材料使得来自管道27的能量改 变方向。优选地，管道27为光纤。
反射材料17优选地包括反射来自管道的光的棱镜或镜子，并包括当轴由流动流体 旋转时使棱镜随轴旋转。优选地，旋转步骤包括旋转中心轴22的步骤，所述中心轴由 涡轮的圆筒的旋钮支撑，中心轴22放置在涡轮中。优选地，来自进口管41的流体流经 腔室33并通过至少一个出口管43将流体从外壳12移去。
在本发明的前述实施方式中，所属领域的普通技术人员将理解并认识到描述了一种 组件，其提供流体驱动机制，用于在传输来自在组件的中心轴中保持不动的同轴光纤的 光能的同时绕组件的中心纵轴线旋转镜子，使得光能可以被垂直于导管的中心纵轴线反 射或折射并经过(traverse) 360度弧。
权利要求
1. 一种用于患者的导管成像探测器，包括管道，光能通过所述管道传输；第一部分，所述管道延伸穿过所述第一部分；和第二部分，其提供相对于所述管道的旋转运动以使得来自所述管道的所述光能改变方向，其中所述第二部分包括旋转末端组件。
2. 如权利要求1所述的旋转末端组件，其中所述第一部分包括进口管，流体流经所述 进口管，并且在此所述第二部分由来自所述进口管的流动流体旋转以便不旋转所述 管道。
3. 如权利要求2所述的旋转末端组件，其中所述第二部分包括涡轮和容纳所述涡轮的 外壳，管道延伸穿过所述涡轮，所述外壳的内表面和所述涡轮限定至少一个流体流 动通路，所述流体流动通路绕所述涡轮延伸、引导所述流体沿所述流体流动通路流 动并且通过由所述流体提供的作用力而使得所述涡轮绕所述管道旋转。
4. 如权利要求3所述的旋转末端组件，其中所述涡轮包括旋转中心轴和多个叶片构 件，所述管道延伸穿过所述旋转中心轴，所述叶片构件从所述中心轴延伸，当所述 流动流体逆着所述叶片构件流动时其为所述中心轴提供旋转力矩使得所述中心轴 绕所述管道旋转。
5. 如权利要求4所述的旋转末端组件，其中所述中心轴具有一个或多个附接到所述中心轴的光学元件，所述光学元件使得来自所述管道的能量改变方向。
6. 如权利要求5所述的旋转末端组件，其中所述管道为辐射波导。
7. 如权利要求6所述的旋转末端组件，其中所述光学改变方向元件包括棱镜，所述棱 镜反射来自所述管道的光，从而所述棱镜随所述中心轴旋转。
8. 如权利要求7所述的旋转末端组件，其中所述第一管道包括至少一个出口管，流体 从所述外壳流经所述出口管。
9. 如权利要求8所述的旋转末端组件，其中所述第二部分包括盖，所述盖的至少一部 分对所述能量是透明的，所述盖封闭所述外壳并接触所述涡轮，因此，除了通过连 接到所述第二部分的至少一个出口管之外，没有流体能够从所述外壳漏出。
10. 如权利要求9所述的旋转末端组件，其中所述轴包括一个或多个聚焦元件，所述聚 焦元件重整所述能量。
11. 如权利要求9所述的旋转末端组件，其中所述管道包括位于聚焦元件内或之间的空间并且所述聚焦元件和所述光学改变方向元件绕轴线旋转。
12. 如权利要求11所述的旋转末端组件，其中所述聚焦元件选自透镜、镜子、透镜/镜 子组合、棱镜以及液晶组成的群组。
13. 如权利要求12所述的旋转末端组件，其中所述轴包括疣状突起以将所述能量改变 方向至回到所述光纤以指示角位置。
14. 如权利要求13所述的旋转末端组件，包括连接到所述进口管的流体源，其中所述 流体源包括从所述流体源抽吸流体的泵。
15. 如权利要求14所述的旋转末端组件，其中所述流体源中的所述流体选自氮、氦、 二氧化碳、氧、生理盐水、水、D5W、乳酸钠林格或人造血液组成的群组。
16. 如权利要求15所述的旋转末端组件，其中所述中心轴包括多个类似涡轮的构件， 所述构件从所述轴的中心纵轴线径向地向外突出。
17. —种用于对患者成像的方法，包括以下步骤.-将导管插入所述患者体内；相对于延伸穿过所述导管的第一部分的管道而旋转所述导管的第二部分； 使通过所述管道传输的光能从所述第二部分改变方向至所述患者； 接收从所述患者反射回所述第二部分的能量；和 使所述反射能量改变方向至所述管道。
18. 如权利要求17所述的方法，其中所述旋转步骤包括以下步骤使流体流经进口管 流向所述第二部分以旋转所述第二部分。
19. 如权利要求18所述的方法，包括使所述流体逆着从所述第二部分的涡轮的旋转 中心轴延伸的叶片构件流动，以在所述中心轴上产生旋转力矩，使得中心轴绕着延 伸穿过所述中心轴的所述管道旋转。
20. 如权利要求19所述的方法，其中当所述导管的所述第二部分旋转时，所述管道不 旋转。
21. 如权利要求20所述的方法，其中所述第二部分包括连接到所述中心轴的反射材料， 所述反射材料使来自所述管道的能量改变方向。
22. 如权利要求21所述的方法，其中所述管道为辐射波导。
23. 如权利要求22所述的方法，其中所述反射材料包括反射来自所述管道的光的棱镜， 以及当所述中心轴由所述流动流体旋转时使所述棱镜与所述中心轴一起旋转。
24. 如权利要求23所述的方法，其中所述流动步骤包括使得来自所述进口管的所述流 体流经所述圆筒的腔室。
25. 如权利要求24的方法，其中所述流动步骤包括移去从所述第二部分的圆筒流经 至少一个出口管的所述流体，其中所述出口管延伸穿过所述第一部分。
26. 如权利要求25所述的方法，其中所述第二部分的旋转方向及速度由入口和出口之 间的压力差控制。
27. 如权利要求22所述的方法，包括在所述管道和聚焦元件之间的空间中扩展所述光 能，并使得所述聚焦元件和所述反射材料实质绕着轴线旋转。
全文摘要
本发明涉及一种用于基于使用不旋转光纤光学相干断层扫描的旋转导管末端，所述导管末端封闭在导管中，所述导管具有在流体驱动系统的影响下旋转的末端，以使得来自所述光纤的光改变方向到周围脉管并使得从脉管反射或反向散射的光改变方向回所述光纤。
文档编号A61B6/00GK101415366SQ200680048275
公开日2009年4月22日 申请日期2006年10月20日 优先权日2005年10月20日
发明者保罗·卡斯泰拉, 吴正焕, 托马斯·E·米尔纳, 陈绍晨, 马克·D·费尔德曼 申请人:德州系统大学董事会;沃卡诺公司