Розділ 1. Призначення, класифікація і принцип побудови медичних ендоскопів
1.1. Призначення і класифікація медичних ендоскопів
У загальному випадку ендоскопом (утворений від грец. endon - усередині і skopeo - дивлюся, розглядаю, спостерігаю.) називається пристрій, що має освітлювальну, спостерігаючу системи і пристосування. Цей пристрій призначений для введення у внутрішні порожнини тіла людини машин і механізмів з метою огляду і проведення різних маніпуляцій. Всі ендоскопи діляться на два великі класи: технічні і медичні. Медичним ендоскопом називається ендоскоп, що вводиться у внутрішні порожнини і органи людини через природні канали або хірургічним шляхом. Далі, кажучи про ендоскопи, ми матимемо на увазі лише медичні ендоскопи. Термінологія в області медичних ендоскопів визначається ГОСТ 18305 "Ендоскопи медичні. Терміни і визначення" [9].
Залежно від призначення, медичні ендоскопи діляться на наступні типи:
• оглядовий - медичний ендоскоп, призначений для дослідження внутрішніх порожнин і органів людини шляхом огляду;
• біопсійний – медичний ендоскоп, призначений для взяття проби тканини з необхідної ділянки під візуальним контролем з метою подальшого гістологічного аналізу;
• операційний - медичний ендоскоп, призначений для проведення діагностичних, лікувальних і хірургічних маніпуляцій шляхом введення інструментів під візуальним контролем.
Будь-який ендоскоп містить освітлювальну і спостерігаючу системи:
- освітлювальний пристрій ендоскопа - функціональний вузол ендоскопа, що включає джерело світла і інші елементи конструкції і призначений для освітлення спостережуваного об'єкту. При цьому світлопровідна система ендоскопа може бути виконана в жорсткому або гнучкого виконання. Для передачі світла від джерела, встановленого зовні ендоскопа, до його світлопровідної системи служить кабель світлопровода ендоскопа - функціональний вузол, що складається з волоконного світлопровода, в еластичній оболонці, з приєднувальними елементами;
- спостерігаюча система ендоскопа - частина ендоскопа, призначена для формування і передачі зображення об'єкту до спостерігача (у жорсткого або гнучкого виконання).
Різноманітність ендоскопів за конструкцією і призначенням вимагає певної їх класифікації, яка здійснюється відповідно до вимог ГОСТ 23496 "Ендоскопи медичні. Загальні технічні вимоги і методи випробувань" [10].
Залежно від системи передачі зображення, ендоскопи підрозділяють на наступні підгрупи:
• ендоскопи з волоконною оптикою - гнучкі ендоскопи, в оптичній схемі яких використовуються гнучкі волоконні світлопроводи для передачі зображення. Необхідно їх відрізняти від ендоскопів з волоконним світлопроводом, в яких освітлення спостережуваного об'єкту здійснюється світловим потоком, який передається по волоконному світлопроводу від джерела світла, встановленого поза досліджуваною областю;
• ендоскопи з лінзовою оптикою - ендоскопи, оптична спостерігаюча система яких побудована із застосуванням лінз;
• ендоскопи тубусні - прості ендоскопи, що є порожнистою трубкою, яка може бути забезпечена лупою.
Для використання ендоскопа важливе значення має виконання його робочої частини, тобто тієї частини медичного ендоскопа, яка призначена для введення в досліджувану область і має форму і розміри, відповідні анатомічному каналу, по якому вводиться ендоскоп.
Залежно від конструкції робочої частини, ендоскопи діляться на наступні типи:
• гнучкі ендоскопи - медичні ендоскопи, робоча частина якого може плавно згинатися в певних межах;
• жорсткі ендоскопи - медичні ендоскопи, робоча частина якого виконана жорсткою.
При цьому ендоскопи з волоконною оптикою також підрозділяють на гнучкі ендоскопи з волоконною оптикою і жорсткі ендоскопи з волоконною оптикою.
Залежно від віку пацієнтів, ендоскопи підрозділяють на наступні види:
• ендоскопи для дорослих;
• ендоскопи дитячі.
Залежно від способу реєстрації зображення, розрізняють наступні види ендоскопів:
• фотоендоскоп призначений для реєстрації зображення спостережуваного об'єкту на фотоплівку за допомогою фотографічного пристрою, розташованого на проксимальному кінці ендоскопа;
• кіноендоскоп призначений для реєстрації зображення спостережуваного об'єкту на кіноплівку;
• телевізійний ендоскоп забезпечує передачу зображення спостережуваного об'єкту на телевізійний екран;
• проекційний ендоскоп призначений для проектування зображення спостережуваного об'єкту на екран.
Номенклатура ендоскопів досить об’ємна і залежить від області медичного застосування, а також від мети медичного втручання (діагностика, лікування, хірургія). У додатку 1 приведена класифікація медичних ендоскопів залежно від порожнини тіла людини, для дослідження якої він призначений, при цьому найменування виду ендоскопа утворене від прийнятої в медицині назви відповідної порожнини.
Ендоскопічна апаратура - це сукупність оптичних, механічних, електронних і світлотехнічних систем, об'єднаних в єдиний медичний прилад. Блок-схема ендоскопа (рис 1.1) в загальному випадку включає наступні елементи: джерело світла 1, конденсор 2, волоконний світлопровід 3, перехідний пристрій 4, світлопровідну систему 5, включаючи систему формування пучка підсвічування 6, об'єктив ендоскопа 7, систему передачі зображення 8, окуляр 9, фотографічний об'єктив 10, фотоплівку 11, телевізійний об'єктив 12, телевізійну камеру 13, монітор 14. При цьому позицією 16 відмічена біологічна тканина, що вивчається, а 15 - око спостерігача. Елементи 1 - 6 утворюють освітлювальний пристрій, а 7 - 14 - спостерігаючу систему ендоскопа [11].
Рис. 1.1. Блок-схема оптичної системи ендоскопа
У конкретній конструкції ендоскопа окремі блоки можуть бути відсутніми, причому існують різні варіанти виконання елементів схеми.
Все сучасне ендоскопічне устаткування для нормальної експлуатації вимагає температури навколишнього повітря від +10 до +45°С при відносній вологості від 30 до 80% (без випадання конденсату) і при нормальному атмосферному тиску від 86,6 до 106 кПа (від 650 до 800 мм рт. ст.). Як правило, дане ендоскопічне устаткування для своєї експлуатації в європейських країнах і в Росії вимагає наявність однофазних мереж електроживлення напругою 220 В (±10%) і частотою 50 Гц.