医疗内窥镜:是用于人体微创医疗的一种内窥镜工具,通过人体的自然腔道,或者是经手术行小切口进入人体内,将内窥镜导入检查的器官,可直接获取图像。
第二期和第三期做了医疗内窥镜的硬镜、软镜和电子镜分类的报告。
第四期,本文以医疗光学硬镜(本文简称为硬镜)的组成、原理和应用做以下报告。
硬镜组成
A.机械系统:由不锈钢合金镜外管,内管、镜体、光锥、目镜腔、眼罩等组成。
B.光学系统:由物镜,柱状光学镜片,目镜组成。
C.导光系统:由丝状导光纤维组成。
镜外管和镜体各部连接处,由激光无缝焊接而成,保证了整根镜子的密封性。
镜体和眼罩通过精密仪器旋紧固定密封,使用过程中不会脱落漏气。
镜管和物镜通过胶粘或者焊接技术密封,使用过程中不会渗漏。金属焊接技术的物镜密封性更好。
视角:物体图像的入射光线,最先通过物镜玻璃(蓝宝石材质),进入物镜后平行传导。进入物镜的入射光线和水平线的夹角,即视角(DOV),Direction Of View. 内窥镜视角一般有0°,12°,30°,70°,90°。
视野 : 物镜可以观察到的范围,称为视野(FOV), Field Of View. 内窥镜视野范围一般分为广角,标准角。广角适用于腔体比较大的内窥镜,如腹腔镜、宫腔镜、膀胱镜都是广角;标准角用于腔体比较小的如前列腺电切镜,是标准角。
焊接 : 物镜玻璃为内窥镜最先端,蓝宝石材质。物镜玻璃和金属镜管之间的密封程度,决定了内窥镜的寿命。国产硬镜一般采用胶水将物镜玻璃和金属管粘牢,胶水不耐高温高压,故国产内窥镜使用寿命一般在1年。
进口品牌硬镜使用金属焊接方式,密封性较强。如德国雪力内窥镜使用Au金焊技术,将物镜玻璃和镜管通过金材料紧密焊接,密封性强,可耐高温高压,使用寿命较长。其他进口内窥镜使用银/锡焊等方式焊接,密封性同样良好耐用。
手工: 导光系统和光学系统都是由纯手工方式装配完毕。每一个内窥镜的内部装配都是由人工完成。
物镜端 :光纤装入内窥镜前需编成若干小股。常规有一股,二股,三股。一股光纤在物镜端呈现的是半圆或者整圆,如图1和2。二股光纤在物镜端呈现的是左右两个方向,三股光纤在物镜端呈现的是上、左、右三个方向,如图3。
硬镜原理
光学硬镜:图像传递方向:物镜玻璃 - 物镜 - 柱状透镜组 - 目镜 - 眼罩玻璃
连接摄像:图像传递方向:硬镜 - 摄像头 - 摄像头缆线 - 主机 - 视频线 - 显示器
硬镜使用
硬镜进入人体后,可以控制的方向为:进入、回撤、旋转、左右平移,上下倾斜。
总结
硬镜组成:光学硬镜是由机械系统,光学系统,和导光系统三部分组成。
成像原理:光学硬镜通过物镜采集图像,柱状镜片传递图像,目镜放大图像。
硬镜使用:正确连接摄像头、导光束,正确操作内窥镜和保护内窥镜。