專利名稱：一種手持mems光學(xué)掃描裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種OCT成像系統(tǒng)的樣品臂，更具體的，涉及一種手持MEMS光學(xué)掃描裝置。
背景技術(shù)：
將微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)(microelectromechanical systems,簡稱MEMS)的掃描微鏡與光學(xué)相干層析成像(Optical Coherence Tomography, OCT)技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行OCT成像系統(tǒng)的開發(fā)，已經(jīng)成為醫(yī)療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域在進(jìn)行內(nèi)窺鏡成像系統(tǒng)開發(fā)過程中普遍采用的一種方法。專利文獻(xiàn)US7, 450244中公開了一種MEMS — OCT內(nèi)窺鏡探頭，該探頭是國際上第一個MEMS - OCT內(nèi)窺鏡探頭，是在2001年研發(fā)的，該內(nèi)窺鏡采用電熱驅(qū)動的一維MEMS掃描微鏡，成功展示了活體豬膀胱的二維截面OCT圖像。在專利文獻(xiàn)CN201110367454.9中也公開了一種內(nèi)窺鏡微型光學(xué)探頭，該光學(xué)探頭也是采用MEMS微鏡，改變了探頭基座的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和零部件的組裝方式，加工簡單，有利于批量化和實(shí)現(xiàn)一次性探頭。但是上述兩個內(nèi)窺鏡探頭和手柄均不可拆卸，一個手柄只能和一個探頭相固定，并且不可以更換掃描探頭，使用起來不方便，提高了成本，并且不能滿足不同角度的掃描成像，不能實(shí)現(xiàn)口腔，皮膚、外科等各個區(qū)域組織的實(shí)時成像掃描，增加了醫(yī)生的操作難度，延長了診斷成像掃描時間。另外，上述兩個探頭都是用倒裝膠粘的方式固定MEMS微鏡和電路板的連接，占用空間較大，倒裝膠粘的方式相對于固定連接穩(wěn)定性稍差。所述探頭用于內(nèi)窺成像掃描，受工作環(huán)境內(nèi)窺鏡孔道的限制，整體必須是軟性且小于內(nèi)窺鏡孔道的直徑；用于外部口腔、皮膚組織的成像掃描不方便?；谏鲜雒枋?，亟需要一種可實(shí)現(xiàn)更換掃描探頭的MEMS光學(xué)掃描裝置,用一柄多探頭的使用方式滿足不同角度的掃描成像，實(shí)現(xiàn)口腔，皮膚、外科等各個區(qū)域組織的實(shí)時成像掃描，減小醫(yī)生的操作難度，減少診斷成像掃描時間。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種手持MEMS光學(xué)掃描裝置，以解決一個手柄只能和一個探頭相固定，并且不可以更換掃描探頭，使用起來不方便的問題。該掃描裝置用一柄多探頭的使用方式滿足不同角度的掃描成像，實(shí)現(xiàn)口腔，皮膚、外科等各個區(qū)域組織的實(shí)時成像掃描，減小了醫(yī)生的操作難度，大大減少診斷成像掃描時間。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種手持MEMS光學(xué)掃描裝置，包括手柄、探頭、連接管及其用于和OCT系統(tǒng)相連接的光電連接線，所示手柄內(nèi)部 有一貫穿的通道，末端有一凹腔，凹腔內(nèi)安裝有插座；所述光電連接線與插座導(dǎo)通連接；所述探頭末端連有可與插座相連接的插頭，探頭與連接管內(nèi)設(shè)有與插頭相連接的光纖線和電連接線，探頭與連接管連接后嵌在手柄內(nèi)后，插頭與插座相連接，實(shí)現(xiàn)光電的導(dǎo)通。作為優(yōu)選，所述探頭內(nèi)設(shè)置有基座、電路板和光學(xué)組件，基座上放設(shè)有上凹腔，下方設(shè)有下凹腔，下凹腔前端有一凹槽，凹槽底平面上有一和基座端面成特定角度的斜槽；所述電路板安裝在基座的下凹腔內(nèi)，其一端與斜槽角度一致，所述MEMS微鏡固定安裝在斜槽內(nèi)，所述電連接線的另一端和電路板末端的焊盤導(dǎo)電連接；所述光學(xué)組件安裝在基座的上凹腔內(nèi)，所述光纖線的另一端和光學(xué)組件相連接；探頭外殼的外表面有一窗口，窗口上安裝有窗片。作為優(yōu)選，所述探頭采用側(cè)向掃描工作方式、前向掃描工作方式、側(cè)前向掃描工作方式或者環(huán)周向掃描工作方式。作為優(yōu)選，所述斜槽和基座端面所成的角度為15度到75度。作為優(yōu)選，所述電路板直接在基座的下凹腔底平面上形成，引出焊盤則位于斜槽側(cè)壁上。作為優(yōu)選，所述MEMS微鏡的焊盤插入到斜槽內(nèi)，MEMS微鏡焊盤與電路板的電連接方式采用打線連接、焊接或?qū)щ娬辰?。作為?yōu)選，還包括一個用于保護(hù)探頭的探頭保護(hù)蓋。作為優(yōu)選，所述連接管前端為一道彎曲結(jié)構(gòu)或多道彎曲結(jié)構(gòu)，探頭窗口與彎曲方向同側(cè)或異側(cè)，適應(yīng)不同場合需要。作為優(yōu)選，所示手柄通道的前端有一凹腔，凹腔與一塑料套形成緊密的過盈配合，塑料套中心有一貫穿并和探頭外表面形`狀相配合的內(nèi)孔，所述探頭穿過塑料套內(nèi)孔和手柄通道與插座連接，實(shí)現(xiàn)光電的導(dǎo)通。作為優(yōu)選，所示光電連接線的右端有一插頭，插頭與插座可拆卸式連接，將探頭內(nèi)的光纖線和電連接線通過插座連接到OCT系統(tǒng)上。本發(fā)明的有益效果為，由于本發(fā)明采用手柄、塑料套、探頭、探頭保護(hù)蓋、插座、保護(hù)蓋、光電連接線等組裝在一起，掃描探頭通過把手內(nèi)的插座，將探頭內(nèi)部的光電有效的傳輸?shù)絆CT系統(tǒng)上，完成可靠的光電導(dǎo)出連接，并且探頭內(nèi)的插頭和插座為可拆卸式連接，所以可實(shí)現(xiàn)更換掃描探頭，用一柄多探頭的使用方式滿足不同角度的掃描成像，實(shí)現(xiàn)口腔，皮膚、外科等各個區(qū)域組織的實(shí)時成像掃描，減小了醫(yī)生的操作難度，大大減少診斷成像掃描時間。由于手柄尾端有一保護(hù)蓋，所以在探頭沒有連接的狀態(tài)下可以保證光電接口的清潔，以免產(chǎn)生噪聲。由于MEMS光學(xué)掃描裝置有一探頭保護(hù)蓋，所以可保護(hù)探頭在非工作狀態(tài)下安全無污染。由于掃描探頭的連接管可以是彎形，所以可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜區(qū)域的組織成像掃描。由于可通過直插或打線的方式安裝MEMS微鏡，減小了 MEMS微鏡安裝所需要的空間，提高了MEMS微鏡的安裝成功率，縮短了安裝周期，剔除了倒裝膠粘的微鏡連接方式，相對提高了MEMS微鏡安裝的成功率和工作的穩(wěn)定性，再結(jié)合口腔和外部組織環(huán)境進(jìn)行外部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可將MEMS光學(xué)掃描探頭專業(yè)的應(yīng)用于口腔和外部皮膚組織成像掃描中。由于MEMS微鏡亦可采用金絲焊接再直插的方式組裝，在擁有以上安裝方式優(yōu)點(diǎn)的前提下，可以實(shí)現(xiàn)多種外形結(jié)構(gòu)MEMS微鏡的安裝，實(shí)現(xiàn)不同的掃描范圍。由于可通過改變探頭基座凹槽內(nèi)安裝MEMS微鏡的斜槽角度，來改變MEMS微鏡的安裝角，所以可改變掃描方向。


圖1為本發(fā)明提供的手持MEMS光學(xué)掃描裝置示意圖；圖2為本發(fā)明提供的外形為圓柱狀的手持MEMS光學(xué)掃描裝置示意圖；圖3為本發(fā)明提供的手持MEMS光學(xué)掃描裝置的爆炸圖；圖4為本發(fā)明提供的手持MEMS光學(xué)掃描裝置光電連接圖；圖5為本發(fā)明提供的手持探頭外形整體結(jié)構(gòu)；圖6為本發(fā)明提供的探頭剖視圖；圖7為本發(fā)明提供的探頭主體圖；圖8為本發(fā)明提供的探頭主體爆炸圖；圖9為本發(fā)明提供的MEMS微鏡打線安裝方式示意圖；圖10為本發(fā)明提 供的MEMS微鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1、探頭;101、探頭外殼;102、窗口 ;103、窗片;11、插頭；12、光釬線；13、電連接線；131、焊錫連接端；14、光學(xué)組件；141、端面；15、電路板；16、基座；161、下凹腔；162、上凹腔；163、斜槽；17、MEMS微鏡；171、硅框架；172、鏡面；173、雙薄膜連接件；174、焊盤；18、連接管；2、手柄；21、保護(hù)蓋；22、插座；3、光電連接線；31、插頭；4、探頭保護(hù)蓋；5、塑料套；
6、連接管。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。圖1為本發(fā)明提供的手持MEMS光學(xué)掃描裝置示意圖；圖3為本發(fā)明提供的手持MEMS光學(xué)掃描裝置的爆炸圖；圖4為本發(fā)明提供的手持MEMS光學(xué)掃描裝置光電連接圖；圖5為本發(fā)明提供的手持探頭外形整體結(jié)構(gòu)。圖1至圖5給出了本發(fā)明的一種實(shí)施例，如圖所示，該種手持MEMS光學(xué)掃描裝置采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將其分為兩大部分，并有效的結(jié)合在一起。MEMS光學(xué)掃描裝置主要結(jié)構(gòu)由用于握持作用的手柄2，用于連接作用的塑料套5，可形成面掃描作用的探頭1，用于與探頭I連接后嵌在手柄2內(nèi)的連接管6，用于保護(hù)探頭的探頭保護(hù)蓋4，可形成光電連接作用的插座22，帶有密封清潔作用的保護(hù)蓋21，和可實(shí)現(xiàn)與OCT系統(tǒng)連接實(shí)現(xiàn)掃描作用的光電連接線3組成。具體的，所示手柄2其內(nèi)部有一貫穿的通道，手柄2末端有一凹腔，其內(nèi)安裝用于導(dǎo)出光電的插座22。所述手柄2前端有一凹腔，凹腔與塑料套5左端形成緊密的過盈配合，塑料套5中心有一貫穿并和探頭I外表面形狀相配合的孔道。探頭I的一端和連接管6連接后嵌在手柄2內(nèi)，連接管6的末端設(shè)置有插頭11，探頭I和連接管6的內(nèi)部設(shè)有與插頭11相連接的光纖線12和電連接線13，光纖線12和電連接線13分別用于光電傳輸。于本實(shí)施例中，作為優(yōu)選，所述連接管6前端為一道彎曲結(jié)構(gòu)或多道彎曲結(jié)構(gòu)，探頭窗口與彎曲方向同側(cè)或異側(cè)，適應(yīng)不同場合需要。所述光電連接線3是將光釬和電線通過絕緣材料包扎在一起，其右端有一插頭31，插頭31與插座22左端為可拆卸式導(dǎo)通連接，將探頭2內(nèi)的光纖線12和電連接線13通過插座22連接到OCT系統(tǒng)上，實(shí)現(xiàn)可早期診斷的成像系統(tǒng)。探頭I通過塑料套5內(nèi)孔和手柄2通道與插座22連接，可實(shí)現(xiàn)光電的導(dǎo)通。
于本實(shí)施例中，作為一種優(yōu)選，MEMS光學(xué)掃描裝置還包括一個用于保護(hù)探頭I的探頭保護(hù)蓋4。于本實(shí)施例中，作為一種優(yōu)選，在手柄2的尾部設(shè)置有一個起密封清潔作用的保護(hù)蓋21，所述保護(hù)蓋21上有一供光電連接線3穿過的孔，光電連接線3穿過此孔進(jìn)入手柄2插在插座22上。以上所述探頭I可更換，將連接管6尾端的插頭11與插座22分離，從手柄2中拔出，即可更換所需的探頭。用一柄多探頭的使用方式滿足不同角度的掃描成像，實(shí)現(xiàn)口腔，皮膚、外科等各個區(qū)域組織的實(shí)時成像掃描，減小了醫(yī)生的操作難度，大大減少診斷成像掃描時間。于本實(shí)施例中，所示手柄2的形狀可以為圓形或橢圓形，也可以為帶有圓角的矩形。以方便握持和使用。所示探頭I的形狀為圓形、橢圓形或帶有圓角的矩形，也可以為彎形，以保證口腔、皮膚組織各部位的成像掃描。如圖2所示，即外形為圓柱狀的手持MEMS光學(xué)掃描裝置。圖5為本發(fā)明提供的探頭剖視圖；圖6為本發(fā)明提供的探頭主體圖；圖7為本發(fā)明提供的探頭主體爆炸圖。圖5至圖7構(gòu)成了本發(fā)明探頭的一種實(shí)施例。如圖5至圖7所示，探頭由MEMS微鏡17、光學(xué)組件14、電路板15、基座16、光釬線
12、電連接線13、插頭31、連接管18、探頭外殼101、窗口 102、窗片103等構(gòu)成。具體的，所述探頭外殼101內(nèi)設(shè)置有基座16，基座16上放設(shè)有上凹腔162，下方設(shè)有下凹腔161，下凹腔161前端有一凹槽，凹槽底平面上有一和基座端面成特定角度的斜槽163，其角度范圍在15度到75度之間。電路板15安裝在基座16的下凹腔161內(nèi)，并用膠粘加以固定，其左端與探頭基座16凹槽底平面上的斜槽163角度一致，與斜槽163右端面保持平齊，焊盤微微凸出。電路板15的末端的焊盤與電連接線13用焊錫導(dǎo)電連接，兩者交接處形成一焊錫連接端131。于本實(shí)施例中，所述電路板15也可以直接在基座16的下凹腔底平面上形成，引出焊盤則位于斜槽163側(cè)壁上。所述MEMS微鏡17成特定深度的焊盤臺階插入探頭基座16的斜槽163內(nèi)，并用膠水加以固定，與電連接線13導(dǎo)電連接，外部的電流可以通過電連接線13和電路板15上的焊盤有效的傳輸?shù)組EMS微鏡上，形成可面掃描的微鏡。MEMS微鏡17焊盤與電路板的電連接方式也可以采用打線連接、焊接或?qū)щ娬辰印Ｋ鎏筋^I可以通過改變基座16上特定角度的斜槽163的角度，改變掃描方向，實(shí)現(xiàn)側(cè)向掃描和側(cè)前方向掃描。所述光學(xué)組件14安裝在基座16的上凹腔162內(nèi)，其端面141與基座16的上凹腔162的端面平齊，并在上凹腔162內(nèi)加膠水固定，保證光束可以準(zhǔn)確的打在做面掃描的MEMS微鏡17上。光學(xué)組件14后端連接的光纖線12，及其與電路板15相連接的電連接線13均與插座22連接，將探頭I所需的光電與外部導(dǎo)通。所述探頭I內(nèi)各零件固定在基座16上，并密閉的 固定在探頭外殼101和連接管18內(nèi)。窗口 102上有一臺階，窗片103用生物兼容的密封膠水固定在窗口 102臺階內(nèi)，形成整體密閉的成像掃描探頭。該裝置可形成聚焦光束的聚焦透鏡，將聚焦光束打在做面掃描的MEMS微鏡17上，通過掃描窗口 103結(jié)合OCT系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時成像掃描。
于本實(shí)施例中，MEMS微鏡17也可以以打線安裝方式固定在斜槽163內(nèi)與電路板15上。圖8為本發(fā)明提供的MEMS微鏡打線安裝方式示意圖。如圖8所示，將MEMS微鏡17用膠粘的方式固定到電路板15的表平面上，此電路板15為打線電路板。接著通過金絲焊接的方法將MEMS微鏡17的焊盤與打線電路板15的焊盤導(dǎo)通連接，輸送到其下端的焊盤上；再用直插的方式將協(xié)同MEMS微鏡17的打線電路板15插入基座16的斜槽163內(nèi)與電路板15連接，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電功能，形成可面掃描的MEMS微鏡。圖9為本發(fā)明提供的MEMS微鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖9所示，MEMS微鏡采用焊盤單邊排布，整體形狀可改變的結(jié)構(gòu)方式，其外形可以是圓形，方形或其他形式。其基本結(jié)構(gòu)由位于MEMS微鏡17四周的硅框架171，通過驅(qū)動控制可在MEMS微鏡17四周的硅框架171內(nèi)做各種規(guī)則擺動鏡面172，用于橋接固定鏡面172和硅框架171內(nèi)硅襯底的雙薄膜連接件173，將MEMS微鏡17進(jìn)行封裝，及其用于對MEMS微鏡17進(jìn)行電連接的焊盤174組成。在硅框架171的支撐下通過焊盤174將電輸送到雙薄膜連接件173，實(shí)現(xiàn)電熱驅(qū)動MEMS微鏡17鏡面172的運(yùn)動。于本實(shí)施例中，所述MEMS光學(xué)掃描裝置中探頭I可更換，亦可采用側(cè)向掃描工作方式、前向掃描工作方式、側(cè)前向掃描工作方式或者環(huán)周向掃描工作方式。以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉專绢I(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它具體實(shí)施方式
，這些方式都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種手持MEMS光學(xué)掃描裝置，其特征在于:包括手柄(2)、探頭(I)、連接管(6)及其用于和OCT系統(tǒng)相連接的光電連接線(3)，所示手柄(2)內(nèi)部有一貫穿的通道，末端有一凹腔，凹腔內(nèi)安裝有插座(22);所述光電連接線(3)與插座(22)導(dǎo)通連接；所述探頭(I)末端連有可與插座(22)相連接的插頭(31 )，探頭(I)與連接管(6)內(nèi)設(shè)有與插頭(31)相連接的光纖線(12)和電連接線(13)，探頭(I)與連接管(6)連接后嵌在手柄(2)內(nèi)后，插頭(11)與插座(22)相連接，實(shí)現(xiàn)光電的導(dǎo)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持MEMS光學(xué)掃描裝置，其特征在于:所述探頭(I)內(nèi)設(shè)置有基座(16)、電路板(15)和光學(xué)組件(14)，基座(16)上方設(shè)有上凹腔(162)，下方設(shè)有下凹腔(161)，下凹腔(161)前端有一凹槽，凹槽底平面上有一和基座端面成特定角度的斜槽 (163);所述電路板(15)安裝在基座(16)的下凹腔(161)內(nèi)，其一端與斜槽(163)角度一致，所述MEMS微鏡(17)固定安裝在斜槽(163)內(nèi)，所述電連接線(13)的另一端和電路板(15)末端的焊盤導(dǎo)電連接；所述光學(xué)組件(14)安裝在基座(16)的上凹腔(162)內(nèi)，所述光纖線(12)的另一端和光學(xué)組件(14)相連接；探頭外殼(101)的外表面有一窗口(102)，窗口上安裝有窗片(103)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持MEMS光學(xué)掃描裝置，其特征在于:所述探頭采用側(cè)向掃描工作方式、前向掃描工作方式、側(cè)前向掃描工作方式或者環(huán)周向掃描工作方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手持MEMS光學(xué)掃描裝置，其特征在于:所述斜槽(163)和基座端面所成的角度為15度到75度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手持MEMS光學(xué)掃描裝置，其特征在于:所述電路板(15)直接在基座(16)的下凹腔底平面上形成，引出焊盤則位于斜槽(163)側(cè)壁上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手持MEMS光學(xué)掃描裝置，其特征在于:所述MEMS微鏡(17)的焊盤插入到斜槽(163)內(nèi)，MEMS微鏡(17)焊盤與電路板的電連接方式采用打線連接、焊接或?qū)щ娬辰印?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持MEMS光學(xué)掃描裝置，其特征在于:還包括一個用于保護(hù)探頭(I)的探頭保護(hù)蓋(4)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持MEMS光學(xué)掃描裝置，其特征在于:所述連接管(6)前端為一道彎曲結(jié)構(gòu)或多道彎曲結(jié)構(gòu)，探頭窗口( 102)與彎曲方向同側(cè)或異側(cè)，適應(yīng)不同場合需要。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持MEMS光學(xué)掃描裝置，其特征在于:所示手柄(2)通道的前端有一凹腔，凹腔與一塑料套(5)形成緊密的過盈配合，塑料套(5)中心有一貫穿并和探頭(I)外表面形狀相配合的內(nèi)孔，所述探頭(I)穿過塑料套(5 )內(nèi)孔和手柄(2 )通道與插座(22)連接，實(shí)現(xiàn)光電的導(dǎo)通。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持MEMS光學(xué)掃描裝置，其特征在于:所示光電連接線(3)的右端有一插頭(31 )，插頭(31)與插座(22)可拆卸式連接，將探頭(I)內(nèi)的光纖線(12)和電連接線(13)通過插座(22)連接到OCT系統(tǒng)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種手持MEMS光學(xué)掃描裝置，包括手柄、探頭、連接管及其用于和OCT系統(tǒng)相連接的光電連接線，所述手柄內(nèi)部有一貫穿的通道，末端有一凹腔，凹腔內(nèi)安裝有插座；所述光電連接線與插座導(dǎo)通連接；所述探頭末端連有可與插座相連接的插頭，探頭與連接管內(nèi)設(shè)有與插頭相連接的光纖線和電連接線，探頭與連接管連接后嵌在手柄內(nèi)，插頭與插座相連接，實(shí)現(xiàn)光電的導(dǎo)通。本發(fā)明所述的掃描裝置可更換掃描探頭，用一柄多探頭的使用方式滿足不同角度的掃描成像，實(shí)現(xiàn)口腔，皮膚、外科等各個區(qū)域組織的實(shí)時成像掃描，減小了醫(yī)生的操作難度，大大減少診斷成像掃描時間。
文檔編號A61B5/00GK103082998SQ20131003498
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者周正偉, 傅霖來, 謝會開 申請人:無錫微奧科技有限公司