纤维内镜的道理及结构.doc

纤维内镜的原理及结构 纤维内镜的原理及结构 纤维内镜的原理及结构 随着纤维光学的发展， 1957年纤维内镜制作成功。用光导纤维（光纤）制成纤维内镜得导光、导像束，由于它的全反射传导光纤特性，并采用外部光源，使光亮度增加，图像清晰。光纤细纤、柔软、可弯曲，有他制成的内镜细而柔软，头部可屈曲，是镜在腔内回转弯曲，减少观察盲区。几十年来，内镜技术及内镜制作日趋成熟，并广泛应用于临床、科研，促进了消化学科发展。 一、 光导纤维导光原理 　　光线在均匀介质中沿直线传播，传播速度因介质不同而不同。根据光在介质中的传播速度大小分为光密介质和光疏介质。燧石玻璃和冕玻璃相比，燧石玻璃时光密介质。当光线从一个介质传导另一个介质时，在街面上可以看到反射和折射现象，如果入射光线不折射到第二介质中，而是完全反射会员介质，称此现象为全反射。纤维内镜就是应用具有全反射 ` 特性的光的纤维制成的。 　　目前玻璃纤维均用燧石玻璃制作核心纤维，被覆层用冕玻璃。当光线从玻璃纤维端面射入时，因燧石玻璃的折射率高于冕玻璃，因而照射在燧玻璃内表面的光线被反射到对侧的内表面，经过反复的全发射，光纤由纤维的另一端射出。当纤维被弯曲时，反射角发生变化，但光线仍人以全反射形式传导。成束玻璃纤维在一起时，因为相邻介质可以发生光泄漏，所被覆的折射率低的冕玻璃能减少光传导的损失。 　　纤维导光束和导像束均由数万根玻璃纤维组成（约 20000 — 50000 ），纤维极细，约为发丝的 1/10 ，柔软可弯曲。每根纤维传导一个光点，内镜中的光线玻璃全部排列整齐，两端的光线首尾对应，所有数万个光点从一端至另一端，如果每根纤维之间排列的越紧密，两端越整齐，传导图像的光亮度越大，分辨率越高，图像越清晰。如果光纤玻璃断裂，此处的光线传导阻断，目镜中可见到黑点，黑点越多，光亮度下降，图像器细读亦下降。 二、纤维内镜及附属设备的构造 　　一套完整的纤维内镜包括光源、内镜及附属的机械组成 冷光源 　　硬式胃镜的照明灯在镜前端，光亮度不足并可能烧灼粘膜组织。纤维内镜的光源是一外置装置，是冷光源 (cold light) ，此光源发出的强光，经内镜的导光束传入腔内，为观看、摄像、照像提供高亮度的照明。 1. 灯泡 　　灯泡置于光源箱内，目前邮卤素灯或氙气灯，低电压和高瓦特的光源使足量的光线射入腔内，氙光源近似日光，因此图像更真实，灯泡外是一弧形集中罩，罩内面涂有一层介质膜，能吸收产生热量的长波长红外线，使大部分红外线被滤过，故称冷光源。另外弧形镜可反射灯泡所发生的光线到平面镜，在经凸透镜聚焦，投射到导光束的端面，时光亮度增加。 2. 冷却风扇 　　灯泡旁有一小型风扇，当接通电源后，风扇转动，散发灯泡产生的热量，延长灯泡的使用寿命。 3. 电磁泵 　　电磁泵是完成纤维内镜送气的动力来源，接通电源后，电磁泵开始工作，术者按送水送气钮时，使气或水通过镜内进入腔内，完成内镜检查。 4. 摄影自动控制系统 　　此系统使摄影时根据物镜和所设物距离、光亮大小而自控摄像条件。自动闪光控制系统使氙气灯在摄影片刻功率增高 3 — 5 倍，能以 1/3000 — 1/100 秒的高速摄像。 纤维内镜的基本机构 　　不同型号的内镜构造不完全相同，但均具有以下 CCD 个基本构造：前端部、弯曲部、插入管、操纵部、接目部和导光光缆。 1. 前端部 　　前端部是内镜的硬性部分，有多个小孔和窗，分别为送气出口孔、活检钳出口孔、物镜、导光窗。 ? 物镜：一般有 2 — 4 片透镜组成，各透镜之间有精密的间隙，物镜和导光束远端共同组成观察窗，图像经聚焦后投影在导像束末端的端面上再经光纤导像束传至目镜。 根据观察窗的不同位置而命名为前视式、测视式和斜视式。观察窗在前端为前视式，观察窗在前端侧面为侧视式。前视式内镜在进镜时能清楚地的观察腔内的弯曲走向及前方腔壁，对侧壁观察欠佳。侧视式能正面观察侧壁，特别对狭小腔壁的观察，故十二指肠镜为侧视式，其缺点是进镜式看不到前方管腔如食管，不能在直视下插管。斜视式观察窗位置介于两者之间，呈 30 ？— 45 ？的斜面，当镜头向下弯曲时似前视镜，向上弯曲时似侧时镜。 ? 导光窗：由于光束末端之端面及密封玻璃组成，照明光线由此射出。为使射出光线在整个视野内均匀一致，有的内经设有两个导光窗，有的窗内安置透镜，按一定角度散射出光线。 ? 送水送气孔：此孔位于观察窗旁，是送水送气管道的共同出口，当注气时，气体由此孔进入腔内，使腔扩张。当注水是，水从此孔出来冲洗物镜镜面，保持清晰视野。 ? 吸引及活检管口：吸引和活检管口为同一管口，当腔内有过多液体妨碍观察时，按压吸引钮，液体由此孔经内镜而排除在吸引瓶内，活检钳及其它器械亦从此孔进入腔内。 2. 弯曲部 　　弯曲部