內(nèi)窺鏡的一般組成

對于目前常用內(nèi)窺鏡，其組成一般包括以下成分：

光學部分

1.硬式內(nèi)窺鏡：由透鏡 、棱鏡、反光鏡等組成光學通路，將物鏡所示的像成在目鏡上，較新型設計為微小自聚焦內(nèi)窺鏡；

2.柔軟式內(nèi)窺鏡/光學纖維內(nèi)窺鏡：傳導方式為使用光纖，可以在一定程度上彎曲；

3.電子內(nèi)窺鏡：使用微型圖像傳感器（CCD/CMOS）將光信號轉化為電信號，再由電纜等傳輸；

電子部分

常用于電子顯微鏡的圖像處理部分，用作傳感器與顯示器的連接；也可用于在硬/軟式內(nèi)窺鏡的目鏡部分安置攝像頭，將圖像轉換為易于觀察的形式；

機械部分

對腸鏡等內(nèi)窺鏡來說，對病灶的觀察需要機械部分調整傳感器的位置，以達成最佳的觀察效果；對微創(chuàng)手術來說，機械部分包括核心的手術執(zhí)行部分；

工作過程與其他附屬部分

感光

透鏡/微型圖像傳感器感受光線，將光/電信號發(fā)送給傳輸通路。

傳輸

光通道/光纖/電纜將信號傳輸給顯示系統(tǒng)。

調整

醫(yī)生根據(jù)傳輸回的圖像具體狀況，實時調整感光設備位置。

成像

針對最后傳輸回的圖像，進行診斷等操作。

特別的！

由于體內(nèi)長期處于無光狀態(tài)，針對可視光信號的檢測常常需要外加光源；對于光纖這類全反射原理傳光的光線傳輸系統(tǒng)來說，光學結構有特定的要求，要對光源位置進行一定的設計；

內(nèi)窺鏡在微創(chuàng)手術中有不可替代的作用，由于其在物理層面上直達病灶，因此可以在內(nèi)窺鏡上配置直接作用于病灶的給藥裝置，或通過內(nèi)窺鏡在微創(chuàng)下對體內(nèi)進行切除、縫合等手術操作；

設計與應用

實例一：膠囊式內(nèi)窺鏡

將成像元件、光源、CPU、發(fā)射裝置等集成于膠囊型透明外殼內(nèi)，在患者吞服膠囊過程后即可記錄其在腸道中所記錄的影像，然后由發(fā)射裝置通過無線電信號傳輸?shù)斤@示器中來診斷患者腸道是否有腫瘤或其他問題。在發(fā)展上可將膠囊中成像元件設計成旋轉型，可以最大限度全面拍攝消化道；通過穿戴嵌有線圈的背心，可以產(chǎn)生磁場，以控制膠囊移動，在此基礎上可以加入給藥裝置進行無創(chuàng)藥物治療；

實例二：內(nèi)窺鏡手術

在腹腔鏡、胸腔鏡等內(nèi)窺鏡的幫助下，醫(yī)生通過微小的創(chuàng)口介入人體并實施手術，造成創(chuàng)口小、恢復快、出血少?？蓪Ρ?、胃、腸、氣管、脊椎等位置進行腫瘤的切除或神經(jīng)的連接等手術操作。發(fā)展上基于圖像模板匹配和邊緣檢測等圖像處理，在手術過程中實時標注手術器械與腫瘤位置，方便手術過程；聯(lián)合顯微鏡的使用，在脊椎等位置進行極微小創(chuàng)口的手術；

系統(tǒng)評價

優(yōu)點

提供了新的診斷工具；

提供了新的物理接觸患病位置的工具；

使醫(yī)生對病灶的觀察無需大創(chuàng)口；

是微創(chuàng)手術的必要儀器；

缺點

對無自然通道的部位缺乏觀察力；

可操作性不夠好；

與先進的圖像處理算法結合程度低；

手術視野狹窄，對醫(yī)生要求高；

發(fā)展要點

微型化：由于新材料、新技術的使用，光學傳感器與光纖進一步縮小，使內(nèi)窺鏡更加微型化成為可能，使接觸邊界擴展到各類腺體等更微小的結構中

操作性：無論是連接體外的內(nèi)窺鏡還是膠囊內(nèi)窺鏡，都會受人體肌肉影響，操作性降低，而新的微型電機與運動算法將使內(nèi)窺鏡的操作更簡便

智能化：通過大數(shù)據(jù)統(tǒng)計與新算法的應用，可以嘗試加強對內(nèi)窺鏡所成像的分析，豐富內(nèi)窺鏡功能