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    一次性使用血管內成像導管簡(jiǎn)介

    2020-2-10 15:47| 發(fā)布者: test4| 查看: 3538| 評論: 0|來(lái)自: 中國器審

      一、引言
      隨著(zhù)近些年人們飲食習慣的改變及人口老齡化問(wèn)題的加劇,冠心病的患病率呈現逐漸上升的趨勢,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(shí)施介入治療前,需對患者冠狀動(dòng)脈的管腔信息進(jìn)行了解。血管內光學(xué)相干斷層成像(Optical Coherence Tomography,簡(jiǎn)稱(chēng)OCT)是一種以成像導管為基礎的醫療影像技術(shù),可以對血管表層及以下結構成像,觀(guān)察血管壁顯微結構,有助于對斑塊的性質(zhì)以及冠狀動(dòng)脈管腔狹窄情況進(jìn)行分析和了解,從而有利于臨床醫師為患者制定合適的介入治療方案。而我國長(cháng)期以來(lái)僅有美國一家的血管內OCT設備獲準注冊。近日,我國自主研發(fā)的一次性使用血管內成像導管獲準注冊,本文以其中一產(chǎn)品為例進(jìn)行介紹。
      二、結構組成
      血管內斷層成像設備通常包括成像主機、運動(dòng)控制部分和一次性使用血管內成像導管,其連接如圖1所示。


    圖1 系統連接圖

      成像導管包含兩個(gè)主要組件:成像探頭和導管腔體。導管腔體細節圖見(jiàn)圖2,其中成像段和推送段組成有效長(cháng)度段(圖中L1段),在介入過(guò)程中會(huì )與血液發(fā)生直接接觸,設計長(cháng)度一般為1~1.5m,在其遠端具有親水涂層(圖中L2段),在介入診斷過(guò)程中,潤濕后的涂層能夠顯著(zhù)減小成像導管表面的摩擦力,進(jìn)而減小成像導管推送時(shí)的阻力。導管腔體的遠端(成像段)需要對成像波段和可見(jiàn)波段的光具有高透的特性(由于成像光源的波長(cháng)位于近紅外波段,人眼不可見(jiàn),因此醫生無(wú)法判斷系統是否工作,需要在系統中引入波長(cháng)位于可見(jiàn)波段的光源作為系統正常工作的指示光)。成像導管腔體側翼配有6%魯爾接頭,在介入手術(shù)中通過(guò)連接注射器向導管腔內注入充足的造影劑,造影劑由頭端造影劑口流出。導管腔體的主要功能是限制成像探頭的徑向運動(dòng)空間、保護血管、具有一定的推送性能和過(guò)彎能力等。


    圖2導管腔體細節圖

      成像探頭的細節圖如圖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,在高速旋轉過(guò)程中,由牽引絲帶動(dòng)光纖旋轉。牽引絲最遠端設有顯影環(huán),用于在X射線(xiàn)下實(shí)時(shí)跟蹤成像點(diǎn)在血管內的位置;扭力管為牽引絲的高速旋轉提供力傳導;近端部位的光纖連接器用于實(shí)現與運動(dòng)控制部分之間的機械對接和光纖對準,并由運動(dòng)控制部分提供動(dòng)力帶動(dòng)核成像探頭完成旋轉和回撤的功能。


    圖3成像探頭細節圖

      三、工作原理
      通過(guò)傳統的介入手段經(jīng)股動(dòng)脈或者橈動(dòng)脈將一次性使用血管內成像導管推送至血管造影顯示狹窄的冠狀動(dòng)脈血管段,利用一定量造影劑排空目標血管內的血液,并維持大約3~5秒。然后成像主機控制成像導管的成像探頭在血管內360°旋轉和回撤,通過(guò)成像段完成對血管的掃描;同時(shí)成像主機通過(guò)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,形成血管內斷層圖像。
      血管內斷層成像設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中的可調諧激光器)發(fā)出不同波長(cháng)的光分成兩束(參考光和樣品光),參考光通過(guò)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(guò)透鏡L2、掃描系統和透鏡L3入射至樣片點(diǎn),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(guò)光電探測器轉換成電信號傳輸至電腦(PC),光電探測器采集到x軸是波長(cháng),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(diǎn)處不同深度的反射信號。


    圖4 基于掃頻光源的頻域OCT系統原理圖

      基于掃頻光源的頻域OCT系統成像時(shí),可以對一定深度的組織一次成像,即一個(gè)掃描周期即可對組織一個(gè)點(diǎn)的深度方向全部成像(見(jiàn)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(gè)點(diǎn)進(jìn)行成像。為了獲得血管的一個(gè)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、結語(yǔ)
      血管內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(lèi)型并計算支架貼壁情況,有利于支架植入術(shù)的優(yōu)化和精準化。國產(chǎn)血管內斷層成像設備上市預期可降低該類(lèi)產(chǎn)品價(jià)格,有利于臨床應用和推廣,使更多的患者受益。

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