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镜讲堂:医疗硬镜、软镜、电子内窥镜(下)

 南岸未阴 2021-01-31






镜讲堂第三期


医疗硬镜、软镜、电子内窥镜(下)



本期简介



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。本期第三期主要介绍医疗内窥镜的光学软镜和电子内窥镜。(下文将内窥镜简称为镜)

关于医疗内窥镜硬镜部分的介绍,请点击:

镜讲堂:医疗硬镜、软镜、电子内窥镜(上)



光学镜:软镜





 特点

医疗纤维软镜,内部结构为软性纤维图像束,外部镜管为可弯曲型医用材料。图像特点是蜂窝点状,镜体可以弯曲。纤维软镜内部结构是光学系统,传导的是物理图像。


 结构

整体结构:纤维软镜,由目镜、手轮、导光束接头、导光纤维、可弯曲图像束、物镜端、高分子材料软性镜管等构成。其中,粗的软镜含有器械通道,如消化科软镜。细的软维镜不含有器械通道,如乳腺管镜。

镜身结构:纤维软镜的光学系统由物镜组、图像束和目镜构成。软镜的照明系统由导光纤维构成。软镜身的支架构件支撑并包裹前述系统,手术器械和物镜通过先端进入人体操作。


 原理

图像束原理:光学纤维软镜,和硬镜、电子镜的区别是,纤维软镜采用可以弯曲的光学纤维。由多束光学纤维按照坐标对位原则,面阵排列,每一根光学纤维作为面阵上一个像素,在传像光纤两端的坐标位置一一对应。

软镜的物镜采集图像,通过图像束的光纤面阵传输,每一根光学纤维接收对应位置像的光,将光传输至传另一端。所有像素在另一端重组聚焦像,即达到了光学传像目的。因此,纤维软镜图像特点是蜂窝点状,非高清图像。

图像束材料:可弯曲图像束是由一根根极细的圆柱形光学纤维组成,它具有双层结构:中间是高折射率的纤维内芯,外部是低折射率的纤维涂层,芯和涂层间具有良好的光学界面。

在图像束中,入射光线经过若干次全反射后,从光学纤维的另一端传出。这就是图像在光学纤维中的传播原理。


 应用

医疗光学软镜主要包括:

眼科:泪腺镜、眼底内窥镜

呼吸科:纤维鼻咽喉镜、纤维支气管镜

消化科:纤维食道镜、纤维胃镜、纤维肠镜(十二指肠、小肠、结肠、乙状结肠、直肠)

外科:纤维胆道镜

泌尿科:纤维膀胱镜、纤维输尿管软镜

妇科:纤维胎儿镜

乳腺外科:乳腺管镜


 举例

纤维软镜示意图:纤维鼻咽喉镜,乳管镜

纤维鼻咽喉镜

乳管镜



电子镜





 特点

电子内窥镜,主要由先端CCD/CMOS芯片、腔内光源系统、软镜机械部分组成。电子镜先端的微型图像传感器CCD采集图像,将光信号转变为电信号,电信号通过镜身线路传出,到摄像系统设备,最终形成图像。电子镜内部结构是电子系统,传导的是数字信号。

电子内窥镜在医院内镜室的诊断和手术起着十分重要的作用,具有灵活定好、分辨率高、易于诊断、管径细等优点。电子镜包括:电子硬镜,电子软镜,及其他电子镜。这里主要介绍电子软镜。


 结构

电子软镜由先端,插入管,操作部,连接部构成。其中先端和插入管由人体自然腔道进入,医生手持操作部进行操作,控制电子软镜先端在人体内的位置,连接部连接摄像光源系统,将先端采集的图像信号传出图像。


 原理

电子软镜和纤维软镜的区别是,电子软镜通过先端CCD/CMOS芯片采集图像,镜身传导的是数字信号。纤维软镜是通过光学纤维,传导物理图像,没有芯片电路。

电子软镜通过CCD/CMOS芯片采集图像,图像质量高清。纤维软镜为图像束成像,图像质量为蜂窝点状,非高清。


 应用

医疗电子镜主要包括:

消化科:电子食道镜、超声电子食道镜、电子胃镜、超声电子胃镜、电子肠镜(十二指肠、小肠、结肠)

呼吸科:电子鼻咽镜、电子支气管镜

外科:电子腹腔镜、电子胆道镜

泌尿科:电子输尿管镜

其他:胶囊内窥镜、3D电子镜


 举例

电子镜示意图:电子鼻咽镜、电子胃肠镜、超声电子镜、胶囊内镜、3D电子镜


电子鼻咽镜


电子肠胃镜


超声内电子镜


胶囊电子镜

3D电子镜




总结




光学镜:光学硬镜、光学半硬镜,光学纤维软镜。
电子镜:电子硬镜、电子软镜,其他。
光学镜使用光学成像系统:柱状玻璃(硬镜),图像束(半硬镜、纤维软镜)。
电子内窥镜使用电子成像系统:物镜端有微型CCD/CMOS芯片。

医用镜光学镜电子镜
特点光学系统,物理图像电子系统,数字信号
结构光学硬镜,半硬镜,纤维软镜
电子硬镜,电子软镜
原理物镜-光成像系统-目镜物镜-电子成像系统-目镜
举例腹腔镜、电切镜、膀胱镜、宫腔镜、关节镜、喉镜、鼻窦镜、耳镜、鼻喉镜、3D光学镜、输尿管镜、经皮肾镜电子胃肠镜、电子鼻咽喉镜、电子腹腔镜、电子输尿管镜、超声电子镜、胶囊内镜、3D电子镜
关于医用光学,医用电子镜的区别,分类及简单介绍已经报告完毕,接下来更多关于光学内窥镜的介绍,请详看第四期报告。


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