用于导管的光学传感器制造技术

一种用于沿着导管(103)操作的光学传感器，所述光学传感器包括：光图案产生器，所述光图案产生器被配置成相对于所述光学传感器长度将至少一个光图案以径向投射角投射到所述光学传感器插入到其中的细长体积的内表面上，其中所述光图案产生器包括照明系统和第一光重定向元件(1007)，所述照明系统用于提供具有其方向沿着所述传感器长度的分量的第一光束，所述第一光重定向元件被配置成重定向所述光束以产生与所述光学传感器长度成斜角和/或直角的所述至少一个光图案(1009)；第二光重定向元件(1012)，所述第二光重定向元件用于重定向所述光图案的来自所述细长体积的所述内表面的被反射的样式以提供第二光束；和成像装置(1013)，所述成像装置具有视场(1011)，所述视场带有大体上平行于用于接收所述第二光束的所述光学传感器的长度的中心轴线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及光学传感器，具体来说涉及(但不限于)用于监测睡眠用户的上气道形状的上气道导管光学传感器。
技术介绍
睡眠期间的呼吸障碍被认为是具有显著临床后果的常见问题。阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)导致气流的间歇性停止。当出现这些阻塞情形时，受影响的人将暂时醒来。因为这些醒来的情形每晚上通常出现10到60次，所以睡眠的片段化会产生过多的日间困睡度。已知具有OSA的一些患者每小时经历超过100个瞬时醒来的情形。OSA还会导致心血管和肺部疾病。已知用于在睡眠期间维持气道通道的各种方案。旨在改变软腭、颌或舌头的位置的口腔用具是可得的，但患者的不适限制了它们的使用。持续气道正压(CPAP)装置通常用作针对OSA的一线治疗。这些装置使用产生稍微提高压力的气流并且维持气道内的正气压的密闭式面罩。适于用除气道正压(PAP)之外的疗法的阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)患者库正在增加，因为目前有更多的替代方案可用。由于OSA的多层级的病理生理学，不同于PAP，这些替代方案中没有一个是‘万全之策’。患者的选择需要确保最佳的临床结果。虽然药物诱导睡眠内窥镜检查(DISE)被认为是用于患者和疗法选择的最好方法，但在欧洲以及甚至在美国，许多耳鼻喉(ENT)执业医师因为相关成本(昂贵的临床环境和所需的工作人员)和感知的风险(呼吸暂停患者的镇静)而并不使用DISE。此外，DISE并不被认为代表了自然睡眠，因此，所观察到的塌缩模式可能并不反映特定患者在自然睡眠期间的OSA的真实的病理生理学。目前，关于如何最佳地选择用于患者的OSA治疗的替代方案，并没有一致的意见。压力导管试图克服与DISE相关的限制中的一些，但上气道测压法还具有缺点，因为其仅识别塌缩的位置，但不提供关于上气道阻塞的构造和严重度的任何信息。在发生事件时，上气道测压法也不提供可视化的确认。已经提出光学导管和内窥镜作为量化气道的构思。可以从Muller等人的“用于气管镜检查的非接触式三维激光测量装置(Noncontactthree-dimensionallasermeasuringdevicefortracheoscopy)”(《耳科年鉴》，第111卷，第9期，第821-827页(2002年9月))和Dorffel等人的“一种新的测量气道尺寸的支气管镜检查方法(Anewbronchoscopicmethodtomeasureairwaysize)”(《欧洲呼吸杂志》，第14卷，第783-788页(1999年))找到光学内窥镜的示例，但在其需要使导管平移穿过上气道以便确定上气道的完整画面的意义上，所描述的扫描方法通常繁琐。这意味着上气道的动态信息整体上丢失了。此外，在没有连续的临床监督的情况下对上气道的长期观察是困难的。此外，典型的光学导管具有光学传感器，该光学传感器最好具有这样一种视场，即，该视场显著地限制了监测实质性的(substantial)横截面区域并因此会错过或错过诊治在气道中出现的事件类型的能力，因为光学导管被‘定向’在未能捕捉事件或相当好地捕捉事件的方向上。
技术实现思路
本专利技术在权利要求中限定。根据本专利技术，提供一种用于沿着导管操作的光学传感器，所述光学传感器具有沿着平行于导管方向的方向的传感器长度，所述光学传感器包括：-光图案产生器，所述光图案产生器被配置成相对于所述光学传感器长度将至少一个光图案以径向投射角投射到所述光学传感器插入到其中的细长体积的内表面上，其中所述光图案产生器包括照明系统和第一光重定向元件，所述照明系统用于提供具有其方向沿着所述传感器长度的分量的第一光束，所述第一光重定向元件被配置成反射所述光束以产生与所述光学传感器长度成斜角和/或直角的所述至少一个光图案；-第二光重定向元件，所述第二光重定向元件用于重定向所述光图案的来自所述细长体积的所述内表面的被反射的样式以提供第二光束；和-成像装置，所述成像装置具有视场，所述视场带有大体上平行于用于接收所述第二光束的所述光学传感器的长度的中心轴线。举例来说，所述光学传感器是沿着它将与其一起使用的导管的细长结构，以使得细长轴线方向对应于所述导管长度方向。所述成像装置的视场具有大体上平行于所述光学传感器的长度方向的中心轴线，并且所述光图案产生器被配置成相对于所述光学传感器的长度方向径向地投射光。所述光学传感器可以在所述导管的末端处，或其可以在沿着所述导管长度的其它任意处，以使得所述导管在所述传感器的任一侧上延伸。所述第一光束可以沿着所述传感器的长度大体上对准，使得所述第一光重定向元件将轴向方向转换成径向方向。所述第二光束还可以沿着所述传感器长度大体上对准，举例来说，会聚于所述成像装置处。所述第二光重定向元件因此从径向方向转换成轴向方向。在一些实施例中，这种布置因此使得在导管内且沿着导管包括这样的传感器的导管，在用于单个以上的实质性的横截面区域或部分横截面的体积(例如，上气道)内是静态的或固定不动时能够进行测量，并且因此允许在无需在所述体积内移动所述导管或内窥镜的情况下进行对所述体积的更为逼真的分析。所述光图案产生器可以被描述为结构化的光源。举例来说，所述图案沿着所述导管方向在强度上具有至少一个窄峰值。这个峰值围绕整个径向方向可以是连续的(即，圆形环)，或其围绕所述径向方向可以是非连续的(即，一组点)。在所述窄峰值的每一侧，所述强度优选地下降到尽可能接近于零。所述光图案产生器可以进一步包括：透镜，所述透镜被配置成产生沿着所述传感器长度大体上对准的准直或部分地准直的光束；和反射元件，所述反射元件被配置成反射所述光束以产生与所述传感器长度成斜角和/或直角的所述至少一个光图案。在这样的实施例中，所述传感器长度可以被缩短，因为所述反射元件可以将轴向光图案转换成径向光图案。此外，具体而言，这样的传感器能够在导管内和/或沿着导管操作，因为在径向投射处产生所述至少一个光图案能避免所述导管的近侧或远侧部分遮蔽传感器的操作。所述第一光重定向元件可包括第一反射元件，并且所述第二光重定向元件可包括第二反射元件。所述第一反射元件可包括反射锥体，所述反射锥体包括单个反射表面角，所述反射锥体被配置成产生与所述传感器长度成斜角和/或直角的呈环的形式的所述至少一个光图案。在这样的实施例中，所述反射锥体可以将轴向光图案转换成径向光图案，其中所述光束被反射以形成可被反射到所述细长体积的内部表面上的环形图案。所述第一反射元件可包括反射锥体，所述反射锥体包括具有至少两个不同的反射表面角的台阶式反射轮廓并且被配置成产生与所述传感器长度成斜角和/或直角的呈至少两个环的形式的至少两个光图案。在这样的实施例中，所述台阶式反射轮廓通过产生呈至少两个环的形式的至少两个光图案可准许更容易地检测和确定所述细长体积的横截面轮廓。所述第一反射元件可包括反射锥体，所述反射锥体包括变化的反射表面角并且被配置成产生与所述传感器长度成斜角和/或直角的分布式光图案。类似地，在一些实施例中，通过产生分布式光图案，可以协助检测和确定所述体积的所述横截面轮廓。所述第一反射元件可包括在所述光束的位于反射锥体之前或之后的光学路径内的衍射光学元件，所述反射锥体被配置成基于所述衍射光学元件而产生与所述传感器长度成斜角和/或直角的所述至少一个光图案。在这样的实施例中，所述衍本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于沿着导管操作的光学传感器(104)，所述光学传感器具有沿着平行于导管方向的方向的传感器长度，所述光学传感器包括：‑光图案产生器，所述光图案产生器被配置成相对于所述光学传感器长度将至少一个光图案以径向投射角投射到所述光学传感器插入到其中的细长体积的内表面上，其中所述光图案产生器包括照明系统和第一光重定向元件，所述照明系统用于提供具有其方向沿着所述传感器长度的分量的第一光束，所述第一光重定向元件被配置成重定向所述光束以产生与所述光学传感器长度成斜角和/或直角的所述至少一个光图案；‑第二光重定向元件，所述第二光重定向元件用于重定向所述光图案的来自所述细长体积的所述内表面的被反射的样式以提供第二光束；和‑成像装置，所述成像装置具有视场，所述视场带有大体上平行于用于接收所述第二光束的所述光学传感器的长度的中心轴线。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.25 EP 14166049.8;2014.04.25 EP 14166061.3;1.一种用于沿着导管操作的光学传感器(104)，所述光学传感器具有沿着平行于导管方向的方向的传感器长度，所述光学传感器包括：-光图案产生器，所述光图案产生器被配置成相对于所述光学传感器长度将至少一个光图案以径向投射角投射到所述光学传感器插入到其中的细长体积的内表面上，其中所述光图案产生器包括照明系统和第一光重定向元件，所述照明系统用于提供具有其方向沿着所述传感器长度的分量的第一光束，所述第一光重定向元件被配置成重定向所述光束以产生与所述光学传感器长度成斜角和/或直角的所述至少一个光图案；-第二光重定向元件，所述第二光重定向元件用于重定向所述光图案的来自所述细长体积的所述内表面的被反射的样式以提供第二光束；和-成像装置，所述成像装置具有视场，所述视场带有大体上平行于用于接收所述第二光束的所述光学传感器的长度的中心轴线。2.根据权利要求1所述的光学传感器，其特征在于，所述第一光重定向元件包括第一反射元件，并且所述第二光重定向元件包括第二反射元件。3.根据权利要求2所述的光学传感器，其特征在于，所述光图案产生器包括被配置成输出光束(705、1005、1105)到所述第一反射元件的透镜(703、803、1003、1203、1503)。4.根据权利要求2或3所述的光学传感器(104)，其特征在于，所述第一反射元件包括反射锥体。5.根据权利要求4所述的光学传感器，其特征在于，所述反射锥体包括：-反射表面，所述反射表面具有单个倾斜角，所述反射表面被配置成产生与所述传感器长度成斜角和/或直角的呈环的形式的所述至少一个光图案；或-台阶式反射表面，所述台阶式反射表面具有至少两个不同的反射表面倾斜角且被配置成产生与所述传感器长度成斜角和/或直角的呈至少两个环的形式的至少两个光图案；或-变角反射表面，所述变角反射表面被配置成产生与所述传感器长度成斜角和/或直角的分布式光图案。6.根据权利要求5所述的光学传感器(104)，其特征在于，所述锥体被布置成基于全内反射而反射光。7.根据权利要求6所述的光学传感器，其特征在于，所述第一反射元件包括具有限定所述锥体的内部腔室的固体主体，所述内部腔室具有比所述固体主体的材料低的折射率。8.根据权利要求7所述的光学传感器，其特征在于，所述内部腔室限定面向相反方向的所述第一反射元件和所述第二反射元件。9.根据权利要求1到5中的任一项所述的光学传感器，其特征在于，所述第一光重定向元件和所述第二光重定向元件背对背，其中光重定向表面面向外。10.根据权利要求1到5中的任一项所述的光学传感器，其特征在于，所述第一光重定向...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·米勒，C·东格里，M·P·B·范布吕根，R·弗卢特尔斯，F·J·德布吕恩，W·C·J·比尔霍夫，D·彼得斯，
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