Эндоскоп. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности
Эндоскоп – это оптическое устройство, предназначенное для визуального осмотра полостей в труднодоступных местах. Оборудование разделяется на медицинское и техническое. Устройство внешне представлено в виде тонкой трубки, которые заводится в полые объекты и проектирует изображение на окуляр.
Сфера использования
Приборы разделяют на технические и медицинские устройства:
- Технические применяются для обслуживания, ремонта двигателей и других механизмов. С их помощью осуществляется визуальная оценка состояния цилиндров ДВС, турбин, а также трубопроводов и различных емкостей. С помощью эндоскопа осуществляется проверка пустотелых полостей при проведении контроля с целью обеспечения безопасности. Оборудование обеспечивает досмотр бензобаков на таможне и других возможных мест для хранения контрабанды.
- Медицинские применяются для исследования полых внутренних органов. С их помощью осуществляется диагностика пищеварительной системы, бронхов, мочевого пузыря, почек и ушных органов. Прибор вводится через естественные отверстия в полости тела или хирургические надрезы.
Медицинский эндоскоп
Медицинские эндоскопы самые технически совершенные. Устройство имеет сложную конструкцию. Она состоит из рабочей части, которая непосредственно погружается в полость для исследования. На ее конце имеется головка с объективом или камерой для фиксации информации. Не погружаемая часть прибора имеет утолщенный корпус, оснащенный окуляром. На него выводится изображение с объектива. На корпусе также имеются кнопки управления, с помощью которых осуществляется направление головки для ее эффективного продвижения по тонким каналам организма. Из корпуса прибора помимо погружаемой части, выходит провод для подсоединения осветителя, обеспечивающего подсветку головки, что необходимо для фиксации изображения. Также на корпусе прибора у более совершенных моделей имеется кнопка для подачи физраствора и воздуха.
Рабочая трубка, которая непосредственно погружается в объект исследования, состоит из внешней изоляции, оптической части, передающей изображение, системы регулировки головки, реагирующей на движение кнопок управления, и канала для подачи физраствора и воздуха. Также бывают эндоскопы, которые имеют в трубке биопсийные щипцы. Они представляют собой зажимной механизм или ножницы, с помощью которых осуществляется перекрытие сосудов, обрезка тканей или взятие проб для анализа.
Медицинское оборудование разделяется на виды. По цели применения оно бывает:
- Смотровые.
- Операционные.
- Биопсийные.
Смотровой эндоскоп используется для изучения внутренних органов человека. Он вводится исключительно через естественные отверстия тела. Операционные эндоскопы имеют максимально адаптированную конструкцию для удобного ввода через хирургические разрезы во время проведения операции. С помощью подобного оборудования проводится предварительное исследование зоны операции. Биопсийные трубки не только обеспечивают визуальную передачу данных на объектив, но и позволяют взять образцы тканей исследуемого органа, перекрывать сосуды и делать надрезы.
Также зонды разделяется в зависимости от возраста пациента на детские и взрослые. Детские имеют более тонкую рабочую часть, что позволяет создавать меньший дискомфорт для маленьких пациентов. Длина таких устройств меньше чем у взрослых.
Методы фиксации изображения
Эндоскопы позволяют не только передавать изображение на окуляр, но и фиксировать его с целью сохранения.
По методу запечатления медицинское оборудование разделяется на 4 вида:
- Фотоэндоскопы.
- Телеэндоскопы.
- Киноэндоскопы.
- Проекционные.
Фотоэндоскопы являются одними из самых первых устройств, которые начали фиксировать изображения. Они подсоединяются к фотоаппарату и позволяют сделать фотографию для дальнейшего изучения. На данный момент устройства, обеспечивающие фотофиксацию, отходят на второй план, поскольку начали вытесняться оборудованием передающим видеоизображение.
Телеэндоскопы, киноэндоскопы и проекционные приборы являются более совершенной конструкцией. Они позволяют передавать изображение в реальном времени на экран монитора. Благодаря этому движение головки видит не только доктор, но и его ассистенты. С помощью такого оборудования можно заметить мелкие отклонения в состоянии органов человека. Телеэндоскопы и киноэндоскопы являются более ранним оборудованием, и сейчас практически не встречаются. Их вытеснили более совершенные проекционные, которые адаптированы под работу с современным компьютерным оборудованием, используемым в медицинских учреждениях.
Разновидности зондов по жесткости
Эндоскопы бывают жесткими и гибкими. Жесткие еще называют оптической трубкой. Они состоят с осветительной системы и линз, которые увеличивают изображение, передавая его на окуляр. Диаметр такого оборудования составляет от 3 до 10 мм. Длина подобных устройств редко превышает 1 м. Приборы имеют различный угол осмотра. Жесткая конструкция дает высокую разрешающую способность.
Обычно в медицинских целях применяются гибкие эндоскопы. Они могут выгибаться в зависимости от канала, по которому запускаются в полость исследования. Передача данных в подобных устройств осуществляется с помощью волоконной оптики. Гибкий эндоскоп намного тоньше. Его диаметр может составлять 2 мм и даже меньше. Обычно длина устройства не превышает 3 м.
Технические эндоскопы и сфера их применения
Используются для различных целей, поэтому не удивительно, что их конструкция может существенно отличаться. В отличие от медицинских приборов, они являются значительно длиннее. Встречаются даже устройства, рабочая часть которых имеет длину в 30 м.
Приборы позволяют проводить визуальное исследование труднодоступных мест и применяются в самых разнообразных отраслях промышленности:
- Электроэнергетика.
- Водоснабжение.
- Металлургия.
- Авиа и космическая промышленность.
- Машиностроение.
Оборудование позволяет проводить быстрое и точное визуальное исследование различных механизмов без их полной разборки. Такие устройства позволяют быстро выявить – в какой части трубы произошел засор или появилась протечка. С помощью такого оборудования можно визуально оценить состояние скрытой части кузова автомобиля с целью нахождения участков пораженных коррозией. Эндоскоп способен существенно расширить технические возможности в проведении диагностики и ремонта. Подобные устройства встречаются на каждом крупном автосервисе, и у специалистов многих технических профессий.
Освещение эндоскопов
Сам по себе эндоскоп представляет собой трубку, которая имеет на конце оптическую систему для передачи изображения. Подавляющее большинство полостей, которые исследуются данным оборудованием, темные. В связи с этим оператор без освещения головки прибора не может визуально оценить полость, в которой работает.
Специально для этого на эндоскопе имеется технический провод для подключения к осветителю. Данный прибор устанавливается рядом с объектом исследования и передает свечение по специальному каналу на головку, освещая место исследования.
Осветители бывают трех видов:
- Галогенные.
- Металлогалогенные.
- Ксеноновые.
Галогенные осветители оснащаются лампочкой на 100-150 Вт. Они недорогие, но их применение сопровождается рядом неудобств. В первую очередь нужно отметить, что лампы имеют небольшой срок службы порядка 50 часов. Кроме этого, они светят в желтом спектре, что ухудшает правильную оценку цвета, что особенно важно при исследовании внутренних органов. Подобные системы являются более энергозатратными, чем остальные.
Металлогалогенные осветители стоят дороже галогенных. Они оснащаются сравнительно слабой лампой на 24 Вт. При небольшом потреблении энергии она дает мощный свет, который идентичен галогенной лампочке на 200 Вт. Продолжительность горения такого источника около 800 часов. Немаловажным достоинством металлогалогенных осветителей является их белый спектр свечения, что позволяет передавать естественные цвета исследуемой полости. Подобное оборудование выбирают для освещения как медицинских, так и технических эндоскопов.
Ксеноновые осветители являются самыми мощными. Они нашли свое применение в медицине и в некоторых отраслях промышленности, где применяется технический эндоскоп. Это дорогостоящее оборудование, которое могут себе позволить не все. Такие осветители дают естественный спектр, практически полностью идентичный дневному свету.
Многие технические эндоскопы большого диаметра не предусматривают подключение к осветителю, а просто оснащаются светодиодами, установленными вокруг объектива на головке. Такая конструкция массивная и не дает столь большую яркость, но стоит дешевле, чем прибор с отдельным осветителем.
Оптическая часть эндоскопа
Чтобы эндоскоп мог передавать изображение с рабочей части, применяются две технологии — оптоволоконная и линзовая. Безусловным лидером по качеству передачи изображения является линзовая оптика. Внутри трубки устройства устанавливаются оптические линзы, такие же как используются в микроскопах, биноклях, подзорных трубах и телескопах. Оборудование данного типа может работать только в том случае, если линзы фиксируются в ровный неподвижной трубке. Такая система встречается только на жестких эндоскопах, которые не могут изгибаться. Подобное оборудование является мало распространенным, поскольку сфера его применения сравнительно небольшая.
Волоконная оптика может передавать информации об объекте съемки по извилистому пути. Такие системы применяются на гибких эндоскопах. Стоит отметить, что эффективность передачи изображения у такой системы на порядок ниже, чем у линзовой оптики. Производители эндоскопов зачастую делают их гибкими, поэтому вынуждены использовать волоконную технологию.