用于夹持光学形状感测纤维的夹持机构制造技术

一种用于固定光纤(OSF)的夹持机构，该光纤(OSF)具有光学形状感测特性且被布置成用于光学形状感测。优选具有圆形横截面的固定元件用于与附加固定装置一起接合所述光纤(OSF)，该附加固定装置具有被布置成用于接合所述相关光纤(OSF)的直的纵向部分，所述光纤(OSF)的一区段的固定使所述光纤(OSF)处于直的状态。在一些实施例中，夹持机构可以通过具有圆形横截面的三个直杆(R1,R2,R3)来实现，例如，具有相同直径，该直径是所述光纤(OSF)的直径的倍数，如6.46倍。因此，利用所述夹持机构可以实现所述光纤(OSF)的有效固定和校直，且不会干扰应变，所述夹持机构在实际使用时易于组装和拆解，例如，在用作发射固定装置且所述光纤(OSF)被结合到医用装置中时。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于夹持光学形状感测纤维的夹持机构专利
本专利技术涉及光学形状感测(OSS)领域，尤其是本专利技术提供了一种用于夹持在OSS装置中的OSS纤维的夹持机构，例如用于在发射固定装置中夹持，或者用于其他夹持目的，例如，用于配准(registrat1n)的目的。
技术介绍
在光学形状感测(OSS)中，测量的是光在多芯光纤的整个长度上的后向散射分布。后向散射可能来自自然地发生的瑞利(Rayleigh)散射或来自刻写入光纤中的布拉格光栅(FBGs，光纤布拉格光栅)。利用光学干涉的方法，可解调在光纤整个长度和直径上的分布式应变图形，且由此可以重建光纤的3D形状，这例如在光纤被结合到细长装置(例如医用导管或导丝)时是有用的。这要求光纤具有称为发射区的直区段，该直区段具有已知的空间方位和位置，作为重建光纤形状的起点。这可以通过胶带或胶水将起点粘在显微镜的载玻片来实现，或者可通过使直的、紧配合的毛细管在光纤上滑动几厘米来实现。在光纤被用于跟踪医用仪器(比如导丝或导管)的位置和形状的情况下，光纤被集成到该仪器中。集成对发射区的制造性、放置和稳定性施加了边界条件。通常，所谓的发射固定装置被用于适当地夹持光纤以及跟踪起点的位置和方位。在发射区内角度或直线度上的小偏差可能导致产生偏离发射区I米或2米的相当大的偏差。例如，2厘米上的10微米的偏差对应于2米上的I毫米的错配，对于通常被认为是可接受的情况，例如，对于OSS的医用应用来说，这个例子是典型的。应注意的是，夹持光纤必须小心地进行，以避免发射区上压力较高或压力分布不均匀，因为与最初为校准目的而在校直的光纤上测量的低应变基准值相比，这些压力将改变该区域的应变读数。现有的发射固定装置要么不实用，要么无法提供所需要的精度，因为它们不能防止光纤平移或扭转，同时在整个发射区上保持均匀的应变。某些粘合方式会诱发蠕变或随着时间变得不稳定，尤其是如果操作其中内部集成有光纤的仪器(如导管或导丝)时，以及应力被传送到发射固定装置时。胶带或萨罗(Salol)是如何形成可移除的固定的示例，但二者都无法提供所期望的稳定性。而且，放置在光纤周围的毛细管的紧配合必须在整个光纤上滑动，并且一旦光纤被终止、被连接器连接或被集成到医用装置后将无法应用。此外，很难确保光纤在管内不受应力，或很难确保正确地装配。尤其是如果用胶水来固定光纤的位置和旋转，这似乎是正确的。因此，已有的固定方法都不能完全符合以下条件:I)提供直的发射区(好于对I毫米的末端精度来说20毫米上有10微米偏差的情况)； 2)随着时间和温度的变化保持稳定；3)允许容易地移除光纤;并且4)在发射区上没有施加应变或施加有限的应变。
技术实现思路
根据上面描述的背景信息，提供一种用于被布置成用于OSS的光纤的夹持机构将是有利的，该夹持机构优选地能够符合以下所有的限制条件:I)提供直的发射区(好于对I毫米的末端精度来说20毫米上有10微米偏差的情况)；2)随着时间和温度的变化保持稳定；3)允许容易地移除光纤;并且4)在发射区上没有施加应变或施加有限的应变。此外，优选的是该夹持机构易于制造，并且在实际应用中易于使用，在实际应用中OSS光纤被集成到装置或仪器中，例如，医用仪器。在第一方面中，本专利技术提供一种夹持机构，所述夹持机构被布置成用于固定包括光学形状感测特性的相关光纤，且被构造成用于围绕所述光纤反复地组装和拆卸，所述夹持机构包括:固定元件，所述固定元件包括具有圆形横截面的直杆，所述直杆被布置成用于接合所述相关光纤，和附加固定装置，所述附加固定装置包括两个直杆和基座，所述两个直杆具有圆形横截面和直的纵向部分，所述直的纵向部分被布置成用于接合所述相关光纤，且所述基座具有开口区段，所述开口区段被布置成用于接收所述附加固定装置的所述两个直杆和所述固定元件的所述直杆，其中，所述固定元件的所述直杆被布置成与所述附加固定装置的所述两个直杆一起形成开口，该开口被布置成用于将所述相关光纤的一区段固定在直的状态。这样的夹持机构是有利的，因为它允许制造相当简单的夹持机构，该所述夹持机构可以夹持或固定用于OSS的光纤，通常例如用于在空间中的给定位置处配准。然而，所述夹持机构还可以用作发射固定装置，因为它能够满足所有以上提到的限制条件I) 一 4)。所述夹持机构甚至可以通过相当简单的单个元件来实现，这些单个元件容易组装在光纤周围(并能再次拆卸)，且这些单个元件基于简单的几何形状，这些几何形状很容易制造(例如，用金属)，且具有较高的精度以及精确匹配给定尺寸的光纤以获得最佳夹持的尺寸。本专利技术基于这样的构思，即，固定元件和附加固定装置可以由具有简单形状的元件构成，并且仍然能够提供光纤在直线度、无应力和扭转方面所要求的精度，且无需粘合等。进一步，所述夹持机构非常适合于制成多个变体，这些变体被成形为配合特定的OSS装置或仪器，例如发射固定装置。这允许在实际使用中将发射固定装置快速地安装到OSS装置或仪器。“与光纤接合”被理解为直接或间接接合，因为例如薄的覆盖物或涂层可被用于覆盖多芯光纤中的单个光纤，并且在这样的情况下仍然可以理解为:固定元件和附加固定装置不与光纤直接接触，而是与薄覆盖物直接接触，所述薄覆盖物被理解为所述“光纤”的一部分。因此，“具有光学形状感测特性的光纤”被理解为用涂层或覆盖物覆盖适当的光纤。在下文中，将限定一些主要的实施例。在一些实施例中，固定元件可能只是一个单个元件，而附加固定装置可包括两个或多个单个元件。构成所述固定元件的这样的单个元件尤其可以是整体元件，甚至更具体地说，它可以是具有横截面面积的整体元件。然而，在其他实施例中，固定元件包括很多个单个元件，尤其是可包括多个球形元件。固定元件在所述直的纵向部分中的横截面面积可以比所述相关光纤的横截面面积大。在具有圆形横截面的一些实施例中，优选的是所述固定元件的横截面直径是所述光纤(包含任何任选的涂层或覆盖物)的横截面直径的5-8倍，如6-7倍，如6.3-6.6倍。附加固定装置可包括具有开口区段的整体基座，所述开口区段被布置成用于接收形成所述附加固定装置的另外的单个元件和/或形成所述固定元件的单个元件。另外，固定元件的直杆和附加固定装置的两个直杆可以都具有相同或基本相同直径的圆形横截面。固定元件的直杆的横截面直径可选择成略小于附加固定装置的两个直杆的横截面直径。应理解的是，所述杆的横截面面积优选为与所述光纤的横截面面积相匹配以便获得固定效果，且不会挤压光纤。后面将描述直径的选择。通过调整所述杆中的仅一个杆的尺寸，就可以在一种情况下使光纤滑动但仍然使其保持为直的，并且在另一种情况下足够紧地夹持光纤以使光纤的轴向和旋转位置保持固定。上面提及的这样的3个杆的实施例可以容易地制造，例如制成10-50毫米的长度，并且，这样的杆能形成可用作发射固定装置的夹持机构的基础。此外，夹持机构可包括被布置成用于将三个杆压在一起的元件或构件。例如，具有开口的基座可以用来容纳紧配合的两个杆，即具有正好是两个杆的直径的两倍的宽度，且具有固定到基座上的元件，以及具有被布置成将顶部杆压靠着设置在基座的开口区段中的两个杆的构件。例如，这可以通过螺钉和螺纹装置来实现，其中螺纹设置在基座中。在3个杆的实施例的一些变体中，所述直杆中的至少一个具有修本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种夹持机构，所述夹持机构被布置成用于固定包括光学形状感测特性的相关光纤(OSF)，且被构造成围绕着所述光纤反复地组装和拆卸，所述夹持机构包括：固定元件，所述固定元件包括具有圆形横截面的直杆(R1)，所述固定元件被布置成用于接合所述相关光纤(OSF)，附加固定装置，所述附加固定装置包括具有圆形横截面和直的纵向部分的两个直杆(R2,R3)，所述直的纵向部分被布置成用于接合所述相关光纤(OSF)，和基座(BB)，所述基座(BB)具有开口区段(CH)，所述开口区段被布置成用于接收所述附加固定装置的所述两个直杆和所述固定元件的所述直杆，由此所述固定元件的所述直杆(R1)被布置成与所述附加固定装置的所述两个直杆(R2,R3)一起形成开口，所述开口被布置成用于将所述相关光纤(OSF)的一区段固定在直的状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·拉马钱德兰，M·B·范德马克，K·I·特罗瓦托，C·A·N·M·范德弗洛坦恩，D·P·努南，M·L·弗莱克斯曼，J·J·L·霍里克斯，A·H·范杜斯卓滕，E·G·范皮滕，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL