Ontwikkeling van een optische hoekencoder voor een roterend ultrasoon transducent, opgenomen in een cathetherkop

Een belangrijke ontwikkeling binnen de medische diagnostiek is het gebruik van "minimal invasive” instrumenten. Een bekend voorbeeld daarvan is de endoscoop, waarmee de naar binnengerichte weefseloppervlakken van bijvoorbeeld een bloedvat optisch bekeken kunnen worden. Voor het verkrijgen van diepte-informatie met betrekking tot de weefselsamenstelling moet echter gebruik worden gemaakt van afbeeldende ultrasone technieken. Bij het Thoraxcentrum van de Erasmus Universiteit is een intravasculaire catheter in ontwikkeling met een roterende piëzotransducent aan het uiteinde waarmee vaatvernauwingen in beeld kunnen worden gebracht. De diameter van de catheter bedraagt 1,6 mm en de lengte ca. 1 m. De transducent wordt rondgedraaid door een motor waaraan het begin van de catheter wordt gekoppeld. Omdat de transducent de door de motor opgelegde hoekverdraaiingen nauwkeurig moet volgen worden er hoge eisen gesteld
aan de torsiestijfheid van de aandrijfas, welke zelf slechts een diameter van ca. 0,8 mm heeft, terwijl de as toch flexibel moet zijn. Door elastische effecten zal beelddistorsie optreden als gevolg van variabele en onvoorspelbare wrijving van de as in de catheterbuis, vooral bij sterke buiging van de catheter tijdens gebruik. Deze distorsie kan in hoge mate gereduceerd worden door het opnemen van een encoder waarmee de momentane hoekpositie van de ultrasoontransducent gemeten wordt. Gezien het hoge electrische stoorniveau ter plaatse van de transducent moet hiertoe gebruik worden gemaakt van een optische incrementele hoekencoder. Voor het uitlezen van de hoekencoder werd binnen de aandrijfas een optische glasvezel als centraal element opgenomen. Een in de tip opgenomen encoderschijf met 78 radiale elementen, en een diameter van 1,2 mm wordt middels deze vezel en een verlichtingssysteem met behulp van een elektronische verwerkingunit per 1,2° incrementeel uitgelezen. De transducent kan daardoor hoeksynchroon met de positie van de tip geactiveerd worden.