一次性使用血管內(nèi)成像導(dǎo)管簡介

一次性使用血管內(nèi)成像導(dǎo)管簡介（原創(chuàng)2020-02-07CMDE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(duì)患者實(shí)施介入治療前，需對(duì)患者冠狀動(dòng)脈的管腔信息進(jìn)行了解。血管內(nèi)光學(xué)相干斷層成像（OpticalCoherenceTomography，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(duì)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(duì)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(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(jī)、運(yùn)動(dòng)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(gè)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(huì)與血液發(fā)生直接接觸，設(shè)計(jì)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(shí)的阻力。導(dǎo)管腔體的遠(yuǎn)端（成像段）需要對(duì)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(yùn)動(dòng)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(hào)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(dòng)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(shí)時(shí)跟蹤成像點(diǎn)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(shí)現(xiàn)與運(yùn)動(dòng)控制部分之間的機(jī)械對(duì)接和光纖對(duì)準(zhǔn)，并由運(yùn)動(dòng)控制部分提供動(dòng)力帶動(dòng)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(dòng)脈或者橈動(dòng)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(dòng)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(jī)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(duì)血管的掃描；同時(shí)成像主機(jī)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(jì)算機(jī)重建反射光信號(hào)，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(jī)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(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光電探測器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳輸至電腦（PC），光電探測器采集到x軸是波長，y軸是強(qiáng)度的干涉條紋，對(duì)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(hào)。

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(shí)，可以對(duì)一定深度的組織一次成像，即一個(gè)掃描周期即可對(duì)組織一個(gè)點(diǎn)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(duì)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(duì)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(duì)血管進(jìn)行螺旋式掃描。

圖5成像信號(hào)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(jì)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(jià)格，有利于臨床應(yīng)