4.4. Особливо тонкий уретероскоп
Необхідність створення особливо тонких гнучких ендоскопів пов'язана із складністю дослідження вузьких природних каналів людини, наприклад, в кардіології, урології, нейрохірургії, неврології і інших напрямах медицини. Нові технології у виготовленні лінзової і волоконної оптики сприяють активізації робіт із створення таких ендоскопів.
Принципова оптична схема некерованого особливо тонкого гнучкого уретероскопа показана на рисунку 4.17 [47]. Вона складається з спостерігаючого і освітлювального каналів. У спостерігаючому каналі зображення об'єкту будується об'єктивом 1 [48] діаметром 0,6 мм на вхідному торці регулярного волоконно-оптичного джгута 2 діаметром 0,5 мм, передається на його вихідний торець і розглядається в окуляр 3. Об'єктив забезпечує телецентричний хід променів в джгуті для збереження достатньої яскравості зображення на виході. Регулярний волоконно-оптичний джгут, використаний в наглядовому каналі уретероскопа, має роздільну здатність 60 мм-1, коефіцієнт інтегрального пропускання більше 0,3, забезпечує природне перенесення кольорів і практично не має чорних і сірих волокон, погіршуючих чистоту поля зору. Коефіцієнт передачі модуляції джгута при просторовій частоті міри 35 мм-1 рівний 0,7.
Окуляр має збільшення 30х і складається з трьох досить простих і технологічних лінз. Вихідна зіниця знаходиться на відстані 15,8 мм від останньої лінзи окуляра, що дозволяє спостерігачеві працювати в окулярах. Лінійне поле зору в просторі предметів складає 0,8 мм, що добре узгоджується з діаметром регулярного джгута, використаного в ендоскопі.
Освітлювальний канал уретероскопа складається з волоконно-оптичного джгута 5 діаметром 0,5 мм і довжиною 2600 мм з приклеєною до дистального торця скляною пластинкою 6. По цьому джгуту оптичне випромінювання від джерела світла 4 передається в площину досліджуваного об'єкта. Оскільки номінальна числова апертура джгута, передаючого оптичне випромінювання, близька до 0,5, то з конденсора на торець джгута повинен падати конус променів з кутом при вершині 60°.
Рис. 4.17. Принципова оптична схема особливо тонкого гнучкого ендоскопа для урології: 1 - об'єктив; 2 - регулярний волоконно-оптичний джгут; 3 - окуляр; 4 - освітлювач ОГ-ВО-1; 5 - освітлювальний волоконно-оптичний джгут; 6 - захисна пластинка
Пристрій уретероскопа представлений на рисунку 4.18. Конструктивно прилад можна розбити на три основні вузли: гнучку робочу (що вводиться) частину з дистальною головкою 1, проксимальну частину 2 з окуляром 3 і освітлювальний кабель 4 з роз'ємом 5. Гнучка робоча частина складається з жорсткої дистальної головки діаметром 2,9 мм з трьома отворами і тонкостінної полімерної трубки із зовнішнім діаметром 3 мм. У один з отворів головки вклеєний волоконно-оптичний джгут для передачі світла і скляна захисна пластинка, що оберігає від хімічного руйнування легке розчинне скло, яке міститься в торці джгута. В інший отвір головки вклеєна втулка із заздалегідь відюстованим об'єктивом і регулярним джгутом. У третьому отворі закріплена капілярна металева втулка з фторопластовою трубкою для подачі і аспірації рідини. Внутрішній діаметр цієї трубки рівний 0,5 мм. Дистальна головка сполучена з тонкостінною полімерною трубкою робочої частини за допомогою клею. Всередині цієї трубки прокладені волоконно-оптичні джгути в гумових оболонках і канал для введення і аспірації рідин.
Робоча частина ендоскопа сполучена з корпусом проксимальної частини через перехідну втулку. Для запобігання гострим перегинам гнучкої робочої частини ендоскопа в зоні переходу в корпусі проксимальної частини встановлений конусний гумовий пом'якшувач. Проксимальна частина ендоскопа включає полегшений каркас з роз'ємним кожухом, вузол кріплення трубки каналу і штуцера, механізм осьового переміщення регулярного джгута і окуляр з механізмом діоптрійного переміщення.
Рис. 4.18. Пристрій уретероскопа: 1 - гнучка робоча частина з дистальною головкою; 2 - проксимальна частина; 3 - окуляр з механізмом діоптрійного переміщення; 4 - освітлювальний кабель; 5 - роз'єм
Освітлювальний кабель, всередині якого проходить волоконний джгут, сполучений з корпусом проксимальної частини за допомогою гумового пом'якшувача. Роз'єм освітлювального кабелю призначений для підключення ендоскопа до освітлювача. Конструкція його забезпечує можливість стиковки ендоскопа з освітлювачами ЛОМО і фірми "Olympus" (Японія), який серійно випускаються.
Ендоскоп дозволяє здійснювати виведення зображення на телеекран при використанні телекамери з адаптером.
Основні технічні дані уретероскопа:
|
- діаметр робочої частини, мм |
3,0 |
|
- довжина робочої частини, мм |
740 |
|
- напрям спостереження, град |
0 |
|
- кутове поле зору (в повітрі), град |
80 |
|
- діапазон робочих відстаней, мм |
від 0,5 до 15 |
|
- діоптрійне переміщення окуляра, дптр |
±5 |
|
- діаметр каналу, мм |
0,5 |
|
- маса, кг |
0,44 |
Лабораторні дослідження дослідних зразків уретероскопів показали, що прилади за своїми характеристиками знаходяться на рівні відповідних зарубіжних моделей.
В даний час існує необхідність подальшого розвитку робіт в цьому напрямку, зокрема, в створенні особливо тонких гнучких ендоскопів з керованим вигином дистального кінця, ендоскопів з великим (діаметром більше 1 мм) каналом без збільшення зовнішнього діаметру робочої частини. Розробка і виготовлення ендоскопів такого класу пов'язані з необхідністю вирішення ряду проблем, що стосуються конструювання, створення нових матеріалів і технології виготовлення окремих елементів, вузлів і ендоскопа в цілому.