医用内窥镜诊疗设备、器械、辅助用品

内 窥 镜

一、前言

随着科学技术的发展，医用内窥镜已经被广泛的应用于医疗领域，它是人类窥视、治疗人体内器官的重要工具之一。随着成像系统的原理和软硬程度两个标准的不断进步，内窥镜在200多年的发展经历了硬管式内窥镜、半可屈式内窥镜、纤维内窥镜、电子内窥镜、胶囊内镜五个阶段。从最初的硬管式内窥镜（1806年-1932年）、半曲式内窥镜（1932年-1957年）、纤维式内窥镜（1957年以后），逐步发展至如今的电子内窥镜（1983年以后）以及近年出现的胶囊内窥镜。

在这过程中，内窥镜的影像质量也发生了一次次质的飞跃。最初德国人研制的第一台硬管内镜以烛光为光源，后来改为灯泡作光源，而当今用LED照明，内镜获得的是彩色相片或彩色电视图像。其图像已不再是组织器官的普通影像，而是如同在显微镜下观察到的微观图像，微小病变清晰可辨，其影像质量已达到了较高的水平。

医用内窥镜在临床上的应用越来越普及，它正在向着小型化、多功能、高像质发展。下面介绍一下医用内窥镜的分类、组成、结构、工作原理、临床应用及发展趋势。

二、内窥镜分类

2.1按其成像构造分类，可大体分为3大类

硬管式内窥镜、光学纤维（可分为软镜和硬镜）内窥镜和-h电子内窥镜（可分为软镜和硬镜）。

2.2按其功能分类

2.2.1用于消化道的内窥镜：硬管式食道镜、纤维食道镜、电子食道镜、超声电子食道镜；纤维胃镜、电子胃镜、超声电子胃镜；纤维十二指肠镜、电子十二指肠镜；纤维小肠镜、电子小肠镜；纤维结肠镜、电子结肠镜；纤维乙状结肠镜和直肠镜.

2.2.2用于呼吸系统的内窥镜：硬管式喉镜、纤维喉镜、电子喉镜；纤维支气管镜、电子支气管镜；

2.2.3用于腹膜腔的内窥镜：有硬管式、光学纤维式、电子手术式腹腔镜。

2.2.4用于胆道的内窥镜：硬管式胆道镜、纤维胆道镜、电子胆道镜。

2.2.5用于泌尿系统的内窥镜：（1）膀胱镜：可分为检查用膀胱镜、输尿管插管用膀胱镜、手术用膀胱镜、示教用膀胱镜、摄影用膀胱镜、小儿膀胱镜和女性膀胱镜；（2） 输尿管镜；（3）肾镜。

2.2.6用于妇科的内窥镜：宫腔镜、人工流产镜等。

2.2.7用于关节的内窥镜：关节腔镜。

三、医用内窥镜系统组成

医用内窥镜系统由三大系统组成：窥镜系统----图像显示系统-----照明系统

医用内窥镜系统图片

3.1窥镜组成

镜体—镜鞘

镜体：物镜、传像元件、目镜、照明元件、及辅助元件组成。

3.2图像显示系统组成

CCD光电传感器，显示器，计算机，图像处理系统组成。

3.3照明系统组成

照明光源（氙灯冷光源、卤素灯冷光源、LED光源），传光束组成。

四、硬性内窥镜

4.1硬性内窥镜分类

4.1.1 按传像元件分

（1）棒透镜硬管内窥镜

（2）电子硬管内窥镜

（3）传像光纤硬管内窥镜

4.1.2按结构形式分

（1）直杆不可分离硬管内窥镜

耳镜

喉镜

鼻窦镜

（2）直杆可分离硬管内窥镜

尿道膀胱镜

子宫腔镜

（3）弯管不可分离硬管内窥镜

子宫腔镜

（4）弯管可分离硬管内窥镜

人工流产镜

4.1.3 按视向角分（视轴与镜体主轴的夹角）

（1）0°视向角硬管内窥镜

（2）30°视向角硬管内窥镜

（3）45°视向角硬管内窥镜

（4）60°视向角硬管内窥镜

（5）70°视向角硬管内窥镜

（5）90°视向角硬管内窥镜

4.2硬管内窥镜的结构及组成

4.2.1组成

硬管内窥镜主要由光学成像系统和照明系统组成。

光学成像系统由物镜系统、转像系统、目镜系统三大系统组成。

4.2.2结构类型

（1）纤维硬管内窥镜结构

（2）棒透镜硬管内窥镜结构

4.3硬管内窥镜的工作原理

光学成像系统的工作原理：被观察物经物镜所成的倒像，通过转像系统将倒像转为正像，并传输到目镜，再由目镜放大后，为人眼所观察。为构成不同的视向角，需加入不同的棱镜。不同用途的内窥镜根据使用要求制作成不同的外形、外径、长度，以达到使用所需的要求。

照明传输系统（由光导纤维组成）的工作原理：将冷光源的光经过光导纤维传输到内窥镜前端，照亮被观察物。

五、医用纤维内窥镜

5.1纤维内窥镜结构

纤维内窥镜一般由目镜、手轮（软性或半硬性）、钳道口、导光束接口、导像束、导光束组成，有些产品还包括送水（气）孔、闭孔器等。纤维内窥镜由光学观察系统、照明传输系统和支架构件组成。光学观察系统由聚焦成像的物镜组、传输物镜组像的传/转像组和目视观察用的目镜或CCD转接镜构成；照明传输系统由混编排列的多束导光纤维构成；支架构件由支承并包裹前述系统并开有手术或冲洗孔道的医用金属或有机材料构成。

纤维内窥镜头部结构示意图

5.2纤维内窥镜分类

5.2.1纤维内窥镜按用途分

上消化道内窥镜、下消化道内窥镜、呼吸道内窥镜。

5.2.2按光学视向角分

前视型、斜视型、侧视型三种。

5.2.3按功能分

具有手术功能（带手术和/或冲洗孔道）和不具有手术功能（检查用）两种。

5.3纤维内窥镜工作原理

纤维内窥镜与传统纯光学镜片构成的内窥镜或电子内窥镜的最大区别在于传像组采用了传像光纤，该传像光纤由多束导光纤维按照坐标对位原则面阵排列，每一根导光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。物镜将物体直接聚焦并成像于光纤面阵上，光纤面阵上的每一像素（每一根导光纤维）分别接收对应位置像的光能，并将该光能传输至传像光纤的另一端发出，光纤面阵上的所有像素在像方端输出的全部光能重组了物镜的聚焦像，即达到了光纤传像目的。

纤维内窥镜有效应用的关键性能是成像水平，除要求物镜有大视角、小畸变、高相对孔径和景深外，传像光纤质量是纤维内窥镜成像质量和水平的主要贡献，其中传像光纤的像素数是限制纤维内窥镜分辨极限的关键因素（对给定视场而言）。高像素数传像光纤的制作，涉及单光纤芯直径制造能力和成型技术。这类制造工艺有：热溶法等，排列工艺有：单层合片法等，目前传像光纤最小芯径不足5微米。其他如单光纤一致性质量、面形处理等也限制了传像光纤的质量。

5.4光学纤维传光原理

普通光学纤维是一种的圆柱形细丝，它具有双层结构：中间是高折射率的纤维芯，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。那么入射光线在光学纤维内经过若干次全反射后将会从光学纤维的另一端出射。这就是光线在光学纤维中传播的简单原理。

光纤传光原理图

5.5纤维内窥镜的临床应用

纤维内窥镜是供人体内腔检查和手术时用的医用光学器械。它利用人体自然腔道或切口导入人体，对预期区域或部位进行照明并于体外成像以供观察和诊查，结合手术器械可进行诸如：组织取样（活检）、切割、粉碎、消融、止血、凝固等临床手术。

应用特点：可借助于手术器械、高频电刀、激光等进行活检并实施腔内手术；纤维内窥镜为柔性内窥镜，其插入部及头部均能弯曲。可通过摄录电视系统，供观察、研讨和教学之用，也可用照相予以记录。

六、医用电子内窥镜

6.1电子内窥镜的组成

电子内窥镜主要由内镜、电视信息系统中心和电视监视器三个主要部分组成。它的成像主要依赖于镜身前端装备的微型图像传感器（charge coupled device, CCD），CCD的主要功能是能把光信号转变为电信号。就是一台微型摄像机将图像经过图像处理器处理后，显示在电视监视器的屏幕上。比普通光导纤维内镜的图像清晰，色泽逼真，分辨率更高，而且可供多人同时观看。

6.2基本结构

6.3电子内窥镜的成像原理

电子内窥镜的成像原理是利用电视信息中心装备的光源所发出的光，经内镜内的导光纤维将光导入受检体腔内，CCD图像传感器接受到体腔内粘膜面反射来的光，将此光转换成电信号，再通过导线将信号输送到电视信息中心，再经过电视信息中心将这些电信号经过贮存和处理，最后传输到电视监视器中在屏幕上显示出受检脏器的彩色粘膜图像。

6.4 CCD图像传感器

6.4.1简介

CCD是电子内窥镜的核心器件，其以电荷耦合的方式将光信号转变为电信号，并传送到视频处理器从而完成图像的传送和再生。

6.4.2技术参数

（1）摄像头尺寸：1/2寸 1/3寸 1/4寸---指靶面的对角线尺寸。

（2）像元总数：44万

（3）水平扫描：480Line。

（4）最低照度:3lux。

（5）信噪比：大于50dB。

（6）色彩：彩色、黑白。

6.5电子内镜功能在临床应用

电子内镜是继往开来内镜功能最全、最有开发前景的临床内腔镜检查设备。除了由于电子技术的应用使图像更加清晰、逼真外，单就CCD的开发潜力还相当巨大，到目前CCD已可达50万像素，据资料可知最高可达200万像素，可想而知电子内镜在今后的不断发展和完善过程中，它的图像分辨力将会提高多少倍，将会把发现早期病变带入一个崭新的世界。

另外，还可利用电视信息中心调整红、蓝、绿，调整不同颜色去观察不同的组织结构，从而达到各种组织结构的最佳分辨能力。目前电子内镜除了能观察到胃粘膜的最小解剖单位（胃小区、胃小沟）外，还可以观察到粘膜的肠上皮化生的绒毛状改变、溃疡周围的再生上皮、新生血管、粘膜下血管等显微镜下组织结构，因此，它对观察和诊断疾病的能力已达到了一个颠峰。

人们把图像分析技术用于电子内镜检查，可以得到胃的血流图，可以对病变进行定量分析，可以进行温度测定，还可以将超声探头装在内镜前端进行腔内超声探察。此外，还可以利用通信线路将电子内镜图像传至远方，进行临床疾病的会诊。

总之，多功能的电子内镜在临床疾病的诊断、治疗和研究疾病的发病机制以及病理变化过程中，将会越来越多地发挥出它的巨大贡献。

七、胶囊内镜

7.1简介

胶囊内镜又称胶囊内窥镜，是一种做成胶囊形状的内窥镜，它是用来检查人体肠道的医疗仪器。胶囊内窥镜能进入人体,用于窥探人体肠胃和食道部位的健康状况。用来帮助医生对病人消化道系统疾患进行诊断。

7.2作用机理

胶囊内镜系统由智能胶囊(内置摄像与信号传输装置)、图像记录仪和影像工作站(计算机和图像分析软件)三个部分组成。受检者口服智能胶囊,它沿着“胃→十二指肠→空肠与回肠→结肠→直肠”的方向运行，同时对经过的消化管道连续摄像，并以数字信号传输图像给病人体外携带的图像记录仪进行存储记录,工作时间达6-8小时,在胶囊吞服8-72小时后即随粪便排出体外。

胶囊内镜的原理 胶囊内镜的应用

八、内窥镜的发展趋势

随着内窥镜医学技术的发展，新的电子内窥镜产品的不断研究和开发，人体的奥秘将不断被揭开。我们相信，在不久的将来，电子内窥镜技术水平的提高必将为医学发展带来突破性变革。

目前，美国等一些西方发达国家正在研制一种内窥镜手术机器人，用它来完成内窥镜的操作，甚至手术器具的操作。借助于机器人动作精确，工作可靠的优点，可使内窥镜手术更具安全性、准确性和便利性，大大减轻医务人员的劳动强度。

主要趋势为：（1）内窥镜的小型化:目前的乳管镜直径已经达到0.6毫米；（2）高分辨、超小型的电子内窥镜；（3）多功能化，如激光内窥镜，超声内窥镜；（4）无线内窥镜：胶囊内窥镜的小型化。

内窥镜功能供给装置

一、前言

内镜技术是现代外科微创技术，它是采用最小的损伤和清洗，达到最佳疗效的一种新的外科技术。相对于开放手术，一套完美的内镜、设备和器械，是手术团队完成内镜手术的必备条件，要充分利用和发挥这些类型设备和器械的作用，则必须对这些内镜、设备和器械有充分的了解和掌握。

二、内镜功能供给装置的种类

一套普通的内镜设备主要包括摄像头和摄像主机、监视器、光源系统、气腹机、灌注泵以及电刀等在内。

2.1摄像头和摄像主机

2.1.1摄像头

摄像头通过摄像头适配器与腹腔镜目镜端相连，通过电缆与摄像主机连接。摄像头最重要的组件是光电耦合器晶片，摄像头内的光电偶合器晶片有单个的称为单晶片摄像头，也有三个的称为三晶片摄像头。

摄像头

2.1.2摄像主机

摄像主机又称为图像处理器，即将肉眼难以识别的物象，通过计算机特殊处理技术，使它变得清晰可辨。

摄像主机与摄像头匹配。临床上除了有与单晶片、三晶片、电子腹腔镜相匹配的摄像主机外。临床上还有一种三维立体腹腔镜，三维立体腹腔镜的镜体内有两组透镜组，同时获取两组信号，通过摄像主机进行处理后，显示于显示器上，竖着通过特殊的偏光镜进行观察，其图像可以达到接近实物的立体效果。

摄像主机

2.2监视器

摄像主机输出的图像信号，通过视频数据连接线输入监视器，以实现同步显示。监视器有两种，一种是显像管显示器，另外一种为液晶显示器。现在临床上所使用的显示器，绝大多数为液晶显示器。

显示器可操作部分主要包括参数设置、对比度与亮度调节、色彩调节。

监视器

2.3光源系统

光源系统由冷光源和导光束组成，冷光源通过导光束与腹腔镜相连，以照亮手术眼，其亮度可以自动控制，也可以手动控制。冷光源常用灯泡有仙气灯、金属卤灯、卤素灯、金属弧光灯。

光源系统

2.4气腹机

气腹机其主要作用是调节和维持气腹，使其保持在一定压力值范围内。目前临床上普遍使用的是全自动二氧化碳气腹机，全自动气腹机有腹腔压力设置和调节装置，能精确显示气体流速和消耗总量，可连续监测腹腔内压力等参数。

气腹机

2.5冲洗泵

冲洗泵通过挤压式输送方式，将各种灭菌冲洗液注入病人体腔，压力感应控制，精确而安全。

冲洗泵

2.6电刀

电刀可控制安全的hf（447Kc）能量发生器，电热完成凝、切、高效而安全。