4.4 Особо тонкий уретероскоп

 

Необходимость создания особо тонких гибких эндоскопов связана со сложностью исследования узких естественных каналов человека, например, в кардиологии, урологии, нейрохирургии, неврологии и других направлениях медицины. Новые технологии в изготовлении линзовой и волоконной оптики способствуют активизации работ по созданию таких эндоскопов.

Принципиальная оптическая схема неуправляемого особо тонкого гибкого уретероскопа показана на рисунке 88 [47]. Она состоит из наблюдательного и осветительного каналов. В наблюдательном канале изображение объекта строится объективом 1 [48] диаметром 0,6 мм на входном торце регулярного волоконно-оптического жгута 2 диаметром 0,5 мм, передается на его выходной торец и рассматривается в окуляр 3. Объектив обеспечивает телецентрический ход лучей в жгуте для сохранения достаточной яркости изображения на выходе. Регулярный волоконно-оптический жгут, использованный в наблюдательном канале уретероскопа, имеет разрешающую способность 60 мм^-1, коэффициент интегрального пропускания более 0,3, обеспечивает естественную цветопередачу и практически не имеет черных и серых волокон, ухудшающих чистоту поля зрения. Коэффициент передачи модуляции жгута при пространственной частоте миры 35 мм^-1 равен 0,7.

Окуляр имеет увеличение 30^´ и состоит из трех довольно простых и технологичных линз. Выходной зрачок находится на расстоянии 15,8 мм от последней линзы окуляра, что позволяет наблюдателю работать в очках. Линейное поле зрения в пространстве предметов составляет 0,8 мм, что хорошо согласуется с диаметром регулярного жгута, использованного в эндоскопе.

Осветительный канал уретероскопа состоит из волоконно-оптического жгута 5 диаметром 0,5 мм и длиной 2 600 мм с приклеенной к дистальному торцу стеклянной пластинкой 6. По этому жгуту оптическое излучение от источника света 4 передается в плоскость исследуемого объекта. Поскольку номинальная числовая апертура жгута, передающего оптическое излучение, близка к 0,5, то из конденсора на торец жгута должен падать конус лучей с углом при вершине 60°.

Рисунок 88 – Принципиальная оптическая схема особо тонкого гибкого эндоскопа для урологии: 1 – объектив; 2 – регулярный волоконно-оптический жгут; 3 – окуляр; 4 – осветитель ОГ-ВО-1; 5 – осветительный воло­конно-оптический жгут; 6 – защитная пластинка

Устройство уретероскопа представлено на рисунке 89. Конструктивно прибор можно разбить на три основных узла: гибкую рабочую (вводимую) часть с дистальной головкой 1, проксимальную часть 2 с окуляром 3 и осветительный кабель 4 с разъемом 5. Гибкая рабочая часть состоит из жесткой дистальной головки диаметром 2,9 мм с тремя отверстиями и тонкостенной полимерной трубки с наружным диаметром 3 мм. В одно из отверстий головки вклеен волоконно-оптический жгут для передачи света и стеклянная защитная пластинка, предохраняющая от химичес­кого разрушения легко растворимое стекло, содержащееся в торце жгута. В другое отверстие головки вклеена втулка с предварительно отъюстированным объективом и регулярным жгутом. В третьем отверстии закреплена капиллярная металлическая втулка с фторопластовой трубкой для подачи и аспирации жидкости. Внутренний диаметр этой трубки равен 0,5 мм. Дистальная головка соединена с тонкостенной полимерной трубкой рабочей части с помощью клея. Внутри этой трубки проложены волоконно-оптические жгуты в резиновых оболочках и канал для введения и аспирации жидкостей.

Рабочая часть эндоскопа соединена с корпусом проксимальной части через переходную втулку. Для предотвращения острых перегибов гибкой рабочей части эндоскопа в зоне перехода в корпусе проксимальной части установлен конусный резиновый смягчитель. Проксимальная часть эндоскопа включает в себя облегченный каркас с разъемным кожухом, узел крепления трубки канала и штуцера, механизм осевого перемещения регулярного жгута и окуляр с механизмом диоптрийного перемещения.

Осветительный кабель, внутри которого проходит волоконный жгут, соединен с корпусом проксимальной части с помощью резинового смягчителя. Разъем осветительного кабеля предназначен для подключения эндоскопа к осветителю. Конструкция его обеспечивает возможность стыковки эндоскопа с серийно выпускаемыми осветителями ЛОМО и фирмы «Olympus» (Япония).

Рисунок 89 – Устройство уретероскопа: 1 – гибкая рабочая часть с дистальной головкой; 2 – проксимальная часть; 3 – окуляр с механизмом диоптрийного перемещения; 4 – осветительный кабель; 5 – разъем

Эндоскоп позволяет осуществлять вывод изображения на телеэкран при использовании телекамеры с адаптером.

Основные технические данные уретероскопа:

Диаметр рабочей части, мм	3,0
Длина рабочей части, мм	740
Направление наблюдения, град	0
Угловое поле зрения (в воздухе), град	80
Диапазон рабочих расстояний, мм	от 0,5 до 15
Диоптрийная подвижка окуляра, дптр	±5
Диаметр канала, мм	0,5
Масса, кг	0,44

Лабораторные исследования опытных образцов уретероскопов показали, что приборы по своим характеристикам находятся на уровне соответствующих зарубежных моделей.

В настоящее время существует необходимость дальнейшего развития работ в этом направлении, в частности, в создании особо тонких гибких эндоскопов с управляемым изгибом дистального конца, эндоскопов с большим (диаметром более 1 мм) каналом без увеличения наружного диаметра рабочей части. Разработка и изготовление эндоскопов такого класса связаны с необходимостью решения ряда проблем, касающихся конструирования, создания новых материалов и технологии изготовления отдельных элементов, узлов и эндоскопа в целом.