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一次性使用血管內(nèi)成像導(dǎo)管簡介

2020-2-10 15:47| 發(fā)布者: test4| 查看: 3475| 評論: 0|來自: 中國器審

  一、引言
  隨著近些年人們飲食習(xí)慣的改變及人口老齡化問題的加劇,冠心病的患病率呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢,在一定程度上威脅了人們的生活質(zhì)量。介入療法是治療冠心病的常用手段,但在對患者實施介入治療前,需對患者冠狀動脈的管腔信息進(jìn)行了解。血管內(nèi)光學(xué)相干斷層成像(Optical Coherence Tomography,簡稱OCT)是一種以成像導(dǎo)管為基礎(chǔ)的醫(yī)療影像技術(shù),可以對血管表層及以下結(jié)構(gòu)成像,觀察血管壁顯微結(jié)構(gòu),有助于對斑塊的性質(zhì)以及冠狀動脈管腔狹窄情況進(jìn)行分析和了解,從而有利于臨床醫(yī)師為患者制定合適的介入治療方案。而我國長期以來僅有美國一家的血管內(nèi)OCT設(shè)備獲準(zhǔn)注冊。近日,我國自主研發(fā)的一次性使用血管內(nèi)成像導(dǎo)管獲準(zhǔn)注冊,本文以其中一產(chǎn)品為例進(jìn)行介紹。
  二、結(jié)構(gòu)組成
  血管內(nèi)斷層成像設(shè)備通常包括成像主機、運動控制部分和一次性使用血管內(nèi)成像導(dǎo)管,其連接如圖1所示。


圖1 系統(tǒng)連接圖

  成像導(dǎo)管包含兩個主要組件:成像探頭和導(dǎo)管腔體。導(dǎo)管腔體細(xì)節(jié)圖見圖2,其中成像段和推送段組成有效長度段(圖中L1段),在介入過程中會與血液發(fā)生直接接觸,設(shè)計長度一般為1~1.5m,在其遠(yuǎn)端具有親水涂層(圖中L2段),在介入診斷過程中,潤濕后的涂層能夠顯著減小成像導(dǎo)管表面的摩擦力,進(jìn)而減小成像導(dǎo)管推送時的阻力。導(dǎo)管腔體的遠(yuǎn)端(成像段)需要對成像波段和可見波段的光具有高透的特性(由于成像光源的波長位于近紅外波段,人眼不可見,因此醫(yī)生無法判斷系統(tǒng)是否工作,需要在系統(tǒng)中引入波長位于可見波段的光源作為系統(tǒng)正常工作的指示光)。成像導(dǎo)管腔體側(cè)翼配有6%魯爾接頭,在介入手術(shù)中通過連接注射器向?qū)Ч芮粌?nèi)注入充足的造影劑,造影劑由頭端造影劑口流出。導(dǎo)管腔體的主要功能是限制成像探頭的徑向運動空間、保護(hù)血管、具有一定的推送性能和過彎能力等。


圖2導(dǎo)管腔體細(xì)節(jié)圖

  成像探頭的細(xì)節(jié)圖如圖3所示,主要包括顯影環(huán)、光纖、牽引絲、扭力管和光纖連接器。光纖起到光束傳輸和信號收集的功能。光纖外部由牽引絲保護(hù),在高速旋轉(zhuǎn)過程中,由牽引絲帶動光纖旋轉(zhuǎn)。牽引絲最遠(yuǎn)端設(shè)有顯影環(huán),用于在X射線下實時跟蹤成像點在血管內(nèi)的位置;扭力管為牽引絲的高速旋轉(zhuǎn)提供力傳導(dǎo);近端部位的光纖連接器用于實現(xiàn)與運動控制部分之間的機械對接和光纖對準(zhǔn),并由運動控制部分提供動力帶動核成像探頭完成旋轉(zhuǎn)和回撤的功能。


圖3成像探頭細(xì)節(jié)圖

  三、工作原理
  通過傳統(tǒng)的介入手段經(jīng)股動脈或者橈動脈將一次性使用血管內(nèi)成像導(dǎo)管推送至血管造影顯示狹窄的冠狀動脈血管段,利用一定量造影劑排空目標(biāo)血管內(nèi)的血液,并維持大約3~5秒。然后成像主機控制成像導(dǎo)管的成像探頭在血管內(nèi)360°旋轉(zhuǎn)和回撤,通過成像段完成對血管的掃描;同時成像主機通過光源發(fā)射近紅外光、干涉儀記錄不同厚度血管的反射光、計算機重建反射光信號,形成血管內(nèi)斷層圖像。
  血管內(nèi)斷層成像設(shè)備采用基于近紅外波段掃頻激光器的頻域OCT成像。成像主機中的耦合器將掃頻激光器(圖4中的可調(diào)諧激光器)發(fā)出不同波長的光分成兩束(參考光和樣品光),參考光通過透鏡 L1并被反射鏡反射并反向傳輸至耦合器;樣品光依次通過透鏡L2、掃描系統(tǒng)和透鏡L3入射至樣片點,L3接收被樣品反射的光并反向傳輸至耦合器;樣品光和參考光在耦合器干涉后通過光電探測器轉(zhuǎn)換成電信號傳輸至電腦(PC),光電探測器采集到x軸是波長,y軸是強度的干涉條紋,對該干涉條紋進(jìn)行傅里葉變化即可得到該點處不同深度的反射信號。


圖4 基于掃頻光源的頻域OCT系統(tǒng)原理圖

  基于掃頻光源的頻域OCT系統(tǒng)成像時,可以對一定深度的組織一次成像,即一個掃描周期即可對組織一個點的深度方向全部成像(見圖5),如采用的掃頻激光器掃描頻率為50KHz,即一秒可以對50000個點進(jìn)行成像。為了獲得血管的一個橫截面圖像,則必須要求對血管進(jìn)行360°的掃描。為了獲得一段血管的橫截面圖像,則要求對血管進(jìn)行螺旋式掃描。


圖5 成像信號提取原理圖

  四、結(jié)語
  血管內(nèi)斷層成像是目前臨床上分辨率最高的影像器械,可以判斷斑塊類型并計算支架貼壁情況,有利于支架植入術(shù)的優(yōu)化和精準(zhǔn)化。國產(chǎn)血管內(nèi)斷層成像設(shè)備上市預(yù)期可降低該類產(chǎn)品價格,有利于臨床應(yīng)用和推廣,使更多的患者受益。

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