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1、第六章第六章 医用光学技术与仪器医用光学技术与仪器 医用光学仪器主要有医用光学仪器主要有医用光学仪器主要有医用光学仪器主要有眼科光学仪器、手术显微镜、眼科光学仪器、手术显微镜、眼科光学仪器、手术显微镜、眼科光学仪器、手术显微镜、医用内窥镜和医用激光仪器四大类。医用内窥镜和医用激光仪器四大类。医用内窥镜和医用激光仪器四大类。医用内窥镜和医用激光仪器四大类。眼科光学仪器主要眼科光学仪器主要眼科光学仪器主要眼科光学仪器主要有眼前部、眼压、眼底、视野等多种检查仪器，特别是有眼前部、眼压、眼底、视野等多种检查仪器，特别是有眼前部、眼压、眼底、视野等多种检查仪器，特别是有眼前部、眼压、眼底、视野等多种检查
2、仪器，特别是微电脑及电视图像技术的应用，使传统的眼科光学仪器微电脑及电视图像技术的应用，使传统的眼科光学仪器微电脑及电视图像技术的应用，使传统的眼科光学仪器微电脑及电视图像技术的应用，使传统的眼科光学仪器得以迅速地更新换代。手术显微镜有单人双目和双人双得以迅速地更新换代。手术显微镜有单人双目和双人双得以迅速地更新换代。手术显微镜有单人双目和双人双得以迅速地更新换代。手术显微镜有单人双目和双人双目两种形式，目两种形式，目两种形式，目两种形式，现代手术显微镜配备了电视图像系统，称现代手术显微镜配备了电视图像系统，称现代手术显微镜配备了电视图像系统，称现代手术显微镜配备了电视图像系统，称为显微外科电
3、视系统。为显微外科电视系统。为显微外科电视系统。为显微外科电视系统。医用内窥镜是随着光导纤维的出医用内窥镜是随着光导纤维的出医用内窥镜是随着光导纤维的出医用内窥镜是随着光导纤维的出现而发展起来的，现而发展起来的，现而发展起来的，现而发展起来的，广泛应用于消化道、泌尿科、肺科、广泛应用于消化道、泌尿科、肺科、广泛应用于消化道、泌尿科、肺科、广泛应用于消化道、泌尿科、肺科、妇科、五官科、骨科中的诊断和治疗。装有妇科、五官科、骨科中的诊断和治疗。装有妇科、五官科、骨科中的诊断和治疗。装有妇科、五官科、骨科中的诊断和治疗。装有CCDCCD摄像机摄像机摄像机摄像机及电视图像系统的内窥镜又称及电视图像系统
4、的内窥镜又称及电视图像系统的内窥镜又称及电视图像系统的内窥镜又称电子内窥镜电子内窥镜电子内窥镜电子内窥镜，可实时地显，可实时地显，可实时地显，可实时地显示脏器内的黑白或真彩色图像。示脏器内的黑白或真彩色图像。示脏器内的黑白或真彩色图像。示脏器内的黑白或真彩色图像。医用激光仪器医用激光仪器医用激光仪器医用激光仪器主要有主要有主要有主要有COCO2 2、氦氖、氦氖、氦氖、氦氖、YAGYAG及新发展起来的半导体激光器四大类型，及新发展起来的半导体激光器四大类型，及新发展起来的半导体激光器四大类型，及新发展起来的半导体激光器四大类型，主要用于治疗，其次用于诊断。主要用于治疗，其次用于诊断。主要用于治疗
5、，其次用于诊断。主要用于治疗，其次用于诊断。医用光学技术与仪器医用光学技术与仪器 眼科光学仪器眼科光学仪器 手术显微镜手术显微镜显微外科电视系统显微外科电视系统医用内窥镜医用内窥镜 医用激光仪器医用激光仪器红外热像仪红外热像仪 6.1 眼科光学仪器眼科光学仪器 眼科光学仪器属于精密光学仪器，主要有眼底眼科光学仪器属于精密光学仪器，主要有眼底眼科光学仪器属于精密光学仪器，主要有眼底眼科光学仪器属于精密光学仪器，主要有眼底照相机、电脑视野仪、电脑验光仪、电脑眼压仪、照相机、电脑视野仪、电脑验光仪、电脑眼压仪、照相机、电脑视野仪、电脑验光仪、电脑眼压仪、照相机、电脑视野仪、电脑验光仪、电脑眼压仪、电
6、脑角膜曲率仪、裂隙灯显微镜等。这类仪器大都电脑角膜曲率仪、裂隙灯显微镜等。这类仪器大都电脑角膜曲率仪、裂隙灯显微镜等。这类仪器大都电脑角膜曲率仪、裂隙灯显微镜等。这类仪器大都是由传统的眼科光学仪器发展起来的，是由传统的眼科光学仪器发展起来的，是由传统的眼科光学仪器发展起来的，是由传统的眼科光学仪器发展起来的，在传统的光在传统的光在传统的光在传统的光学观察系统基础上加上电视摄像及微机自动控制、学观察系统基础上加上电视摄像及微机自动控制、学观察系统基础上加上电视摄像及微机自动控制、学观察系统基础上加上电视摄像及微机自动控制、处理系统，处理系统，处理系统，处理系统，能进行程序自动控制、电视图像显示、
7、能进行程序自动控制、电视图像显示、能进行程序自动控制、电视图像显示、能进行程序自动控制、电视图像显示、计算机图像处理、数据测算及分析、参数显示及打计算机图像处理、数据测算及分析、参数显示及打计算机图像处理、数据测算及分析、参数显示及打计算机图像处理、数据测算及分析、参数显示及打印报告及资料存档等功能，因此现代眼科光学仪器印报告及资料存档等功能，因此现代眼科光学仪器印报告及资料存档等功能，因此现代眼科光学仪器印报告及资料存档等功能，因此现代眼科光学仪器的名称大都在原名称之前加上的名称大都在原名称之前加上的名称大都在原名称之前加上的名称大都在原名称之前加上 电脑电脑电脑电脑 二字。除此之二字。除此
8、之二字。除此之二字。除此之外，一些新型的光学仪器也不断出现，如近年出现外，一些新型的光学仪器也不断出现，如近年出现外，一些新型的光学仪器也不断出现，如近年出现外，一些新型的光学仪器也不断出现，如近年出现的利用共焦扫描激光技术对眼底成像的的利用共焦扫描激光技术对眼底成像的的利用共焦扫描激光技术对眼底成像的的利用共焦扫描激光技术对眼底成像的 激光眼底扫激光眼底扫激光眼底扫激光眼底扫描照机描照机描照机描照机。6.1.1 眼底照相机眼底照相机 眼底照相机是用来观察和记录眼底眼底照相机是用来观察和记录眼底眼底照相机是用来观察和记录眼底眼底照相机是用来观察和记录眼底视网膜视网膜视网膜视网膜状况的光学仪器，
9、它将眼底以黑白或彩色照片的形状况的光学仪器，它将眼底以黑白或彩色照片的形状况的光学仪器，它将眼底以黑白或彩色照片的形状况的光学仪器，它将眼底以黑白或彩色照片的形式保存下来，是眼科医生的主要诊断工具。现代眼式保存下来，是眼科医生的主要诊断工具。现代眼式保存下来，是眼科医生的主要诊断工具。现代眼式保存下来，是眼科医生的主要诊断工具。现代眼底照相机装有微机及电视图像系统，可在电视监视底照相机装有微机及电视图像系统，可在电视监视底照相机装有微机及电视图像系统，可在电视监视底照相机装有微机及电视图像系统，可在电视监视器屏幕上显示眼底图像，供多人同时观察及动态记器屏幕上显示眼底图像，供多人同时观察及动态记
10、器屏幕上显示眼底图像，供多人同时观察及动态记器屏幕上显示眼底图像，供多人同时观察及动态记录录录录(录像录像录像录像)。（1 1 1 1）眼球）眼球）眼球）眼球 （2 2 2 2）接目物镜）接目物镜）接目物镜）接目物镜 （3 3 3 3）中空反射镜中空反射镜中空反射镜中空反射镜 （4 4 4 4）补偿透镜组）补偿透镜组）补偿透镜组）补偿透镜组 （5 5 5 5）成像物镜组（）成像物镜组（）成像物镜组（）成像物镜组（6 6 6 6）分光棱镜）分光棱镜）分光棱镜）分光棱镜 （7 7 7 7）照相机胶片）照相机胶片）照相机胶片）照相机胶片 （8 8 8 8）反射镜）反射镜）反射镜）反射镜 （9 9 9
11、 9）分划板）分划板）分划板）分划板 （10101010）目镜（）目镜（）目镜（）目镜（11111111）观察者或电视摄像机观察者或电视摄像机观察者或电视摄像机观察者或电视摄像机 （12121212）集光）集光）集光）集光镜镜镜镜 （13131313）环形光阑）环形光阑）环形光阑）环形光阑 （14141414）观察）观察）观察）观察照明白炽灯（照明白炽灯（照明白炽灯（照明白炽灯（15151515）聚光镜）聚光镜）聚光镜）聚光镜 （16161616）聚光镜聚光镜聚光镜聚光镜 （17171717）照相闪光灯）照相闪光灯）照相闪光灯）照相闪光灯(1)(1)照相系统：由接目物镜、补偿透镜组、成像系统、
12、照相系统：由接目物镜、补偿透镜组、成像系统、照相系统：由接目物镜、补偿透镜组、成像系统、照相系统：由接目物镜、补偿透镜组、成像系统、分光棱镜及分光棱镜及分光棱镜及分光棱镜及3535mmmm照相机组成。照相机组成。照相机组成。照相机组成。(2)(2)观察瞄准系统：由分光棱镜、反射镜、分划板及观察瞄准系统：由分光棱镜、反射镜、分划板及观察瞄准系统：由分光棱镜、反射镜、分划板及观察瞄准系统：由分光棱镜、反射镜、分划板及 观察目镜组成的光路。观察目镜组成的光路。观察目镜组成的光路。观察目镜组成的光路。(3)(3)照明系统。照明系统。照明系统。照明系统。(4)(4)机架、调节机构及操纵手柄。机架、调节机
13、构及操纵手柄。机架、调节机构及操纵手柄。机架、调节机构及操纵手柄。(5)(5)电视图像系统及电脑系统，在观察目镜位置装有电视图像系统及电脑系统，在观察目镜位置装有电视图像系统及电脑系统，在观察目镜位置装有电视图像系统及电脑系统，在观察目镜位置装有 CCD CCD摄像机，并由摄像机，并由摄像机，并由摄像机，并由5“5“单色监视显示图像。微电脑单色监视显示图像。微电脑单色监视显示图像。微电脑单色监视显示图像。微电脑 系统可在屏幕上完成测算功能。此外微电脑还能系统可在屏幕上完成测算功能。此外微电脑还能系统可在屏幕上完成测算功能。此外微电脑还能系统可在屏幕上完成测算功能。此外微电脑还能 自动决定摄影条
14、件，在荧光摄影时能自动插入滤自动决定摄影条件，在荧光摄影时能自动插入滤自动决定摄影条件，在荧光摄影时能自动插入滤自动决定摄影条件，在荧光摄影时能自动插入滤 色镜。色镜。色镜。色镜。利利用用眼眼底底照照相相机机可可获获得得眼眼底底血血管管荧荧光光造造影影像像。由由前前肘肘静静脉脉注注射射荧荧光光素素钠钠造造影影剂剂1015秒秒之之后后，眼眼底底血血管管即即可可依依照照先先动动脉脉，后后静静脉脉，而而后后脉脉络络膜膜血血管管的的顺顺序序显显示示荧荧光光。用用连连续续摄摄影影机机拍拍摄摄其其过过程程，从从而而对对眼眼底底血血管性状、眼底视网膜病变做出诊断。管性状、眼底视网膜病变做出诊断。6.1.2
15、激光眼底扫描成像激光眼底扫描成像 该系统采用该系统采用共焦扫描激光共焦扫描激光(Confocal Scanning Laser)技术对眼底进行成像，通技术对眼底进行成像，通过计算机分析，绘制出视盘表面的三维地过计算机分析，绘制出视盘表面的三维地形图。所以，此类仪器又叫扫描激光眼底形图。所以，此类仪器又叫扫描激光眼底地形图仪、视网膜层面分析仪、视神经图地形图仪、视网膜层面分析仪、视神经图像处理系统等。像处理系统等。共共共共焦焦焦焦扫扫扫扫描描描描技技技技术术术术可可可可在在在在1 1秒秒秒秒内内内内，对对对对视视视视盘盘盘盘表表表表面面面面1313mmmm的的的的深深深深度度度度范范范范围围围围
16、内内内内，进进进进行行行行3232个个个个层层层层面面面面的的的的共共共共焦焦焦焦扫扫扫扫描描描描，每每每每个个个个层层层层面面面面采采采采集集集集256256 256256个个个个数数数数据据据据点点点点。在在在在某某某某一一一一层层层层面面面面上上上上，如如如如处处处处于于于于共共共共焦焦焦焦点点点点部部部部位位位位的的的的反反反反射射射射成成成成像像像像是是是是清清清清晰晰晰晰的的的的，这这这这个个个个扫扫扫扫描描描描层层层层面面面面也也也也就就就就是是是是此此此此共共共共焦焦焦焦部部部部位位位位的的的的高高高高度度度度，未未未未处处处处于于于于共共共共焦焦焦焦的的的的部部部部位位位位不
17、不不不能能能能成成成成像像像像。通通通通过过过过3232个个个个层层层层面面面面的的的的扫扫扫扫描描描描及及及及计计计计算算算算机机机机图图图图像像像像处处处处理理理理，就就就就可可可可给给给给出出出出视视视视盘盘盘盘表表表表面面面面的的的的三三三三维维维维地形图，并计算出有关参数。地形图，并计算出有关参数。地形图，并计算出有关参数。地形图，并计算出有关参数。视视视视盘盘盘盘的的的的改改改改变变变变是是是是青青青青光光光光眼眼眼眼的的的的早早早早期期期期诊诊诊诊断断断断唯唯唯唯一一一一的的的的客客客客观观观观指指指指标标标标。近近近近年年年年又又又又出出出出现现现现了了了了利利利利用用用用相相
18、相相交交交交的的的的激激激激光光光光偏偏偏偏振振振振光光光光扫扫扫扫描描描描视视视视网网网网膜膜膜膜神神神神经经经经纤纤纤纤维维维维层层层层的的的的视视视视神神神神经经经经纤纤纤纤维维维维分分分分析析析析仪仪仪仪，对于青光眼的早期诊断更有用。对于青光眼的早期诊断更有用。对于青光眼的早期诊断更有用。对于青光眼的早期诊断更有用。6.1.3 电脑视野仪电脑视野仪 视视视视野野野野仪仪仪仪用用用用以以以以测测测测定定定定视视视视区区区区范范范范围围围围及及及及某某某某视视视视区区区区有有有有无无无无功功功功能损害。能损害。能损害。能损害。视野仪已由早期的弧形动态视野仪而发展视野仪已由早期的弧形动态视野
19、仪而发展视野仪已由早期的弧形动态视野仪而发展视野仪已由早期的弧形动态视野仪而发展的微机程序控制静态自动视野仪。电脑视野仪的微机程序控制静态自动视野仪。电脑视野仪的微机程序控制静态自动视野仪。电脑视野仪的微机程序控制静态自动视野仪。电脑视野仪在球形屏幕积分球的白色背景上，分布有不同在球形屏幕积分球的白色背景上，分布有不同在球形屏幕积分球的白色背景上，分布有不同在球形屏幕积分球的白色背景上，分布有不同亮度梯度的光刺激点。这些光刺激点用发光二亮度梯度的光刺激点。这些光刺激点用发光二亮度梯度的光刺激点。这些光刺激点用发光二亮度梯度的光刺激点。这些光刺激点用发光二极管或导光纤维制作，在微机控制下显示不同
20、极管或导光纤维制作，在微机控制下显示不同极管或导光纤维制作，在微机控制下显示不同极管或导光纤维制作，在微机控制下显示不同的亮度梯度，给眼以刺激。根据病人分辨这些的亮度梯度，给眼以刺激。根据病人分辨这些的亮度梯度，给眼以刺激。根据病人分辨这些的亮度梯度，给眼以刺激。根据病人分辨这些刺激点的多少及亮度梯度，可自动打印出视野刺激点的多少及亮度梯度，可自动打印出视野刺激点的多少及亮度梯度，可自动打印出视野刺激点的多少及亮度梯度，可自动打印出视野范围的大小、功能缺损的部位及缺损的程度，范围的大小、功能缺损的部位及缺损的程度，范围的大小、功能缺损的部位及缺损的程度，范围的大小、功能缺损的部位及缺损的程度，
21、定量显示出二维视野状态，进一步有三维立体定量显示出二维视野状态，进一步有三维立体定量显示出二维视野状态，进一步有三维立体定量显示出二维视野状态，进一步有三维立体定量显示视野改变的结果。定量显示视野改变的结果。定量显示视野改变的结果。定量显示视野改变的结果。6.1.4 电脑角膜曲率仪电脑角膜曲率仪 角角角角膜膜膜膜的的的的曲曲曲曲率率率率是是是是影影影影响响响响眼眼眼眼屈屈屈屈光光光光状状状状态态态态的的的的重重重重要要要要因因因因素素素素。配配配配戴戴戴戴角角角角膜膜膜膜接接接接触触触触镜镜镜镜、白白白白内内内内障障障障术术术术后后后后置置置置入入入入人人人人工工工工晶晶晶晶体体体体的的的的度
22、度度度数数数数的的的的选选选选择择择择，以以以以及及及及近近近近视视视视眼眼眼眼手手手手术术术术放放放放射射射射状状状状角角角角膜膜膜膜切切切切开开开开等都需要等都需要等都需要等都需要测测测测定角膜曲率。定角膜曲率。定角膜曲率。定角膜曲率。现现现现代代代代角角角角膜膜膜膜曲曲曲曲率率率率仪仪仪仪也也也也是是是是一一一一个个个个光光光光学学学学系系系系统统统统与与与与计计计计算算算算机机机机相相相相结结结结合合合合的的的的电电电电视视视视图图图图像像像像系系系系统统统统。它它它它是是是是以以以以100%100%黑黑黑黑白白白白对对对对比比比比度度度度的的的的多多多多个个个个同同同同心心心心圆圆圆
23、圆环环环环(PlacidoPlacido氏氏氏氏盘盘盘盘)在在在在角角角角膜膜膜膜上上上上显显显显示示示示的的的的影影影影像像像像，以以以以计计计计算算算算机机机机伪伪伪伪彩彩彩彩色色色色处处处处理理理理和和和和显显显显示示示示整整整整个个个个角角角角膜膜膜膜各各各各子子子子午午午午线线线线的的的的曲曲曲曲率率率率，并并并并可可可可自自自自正正正正面面面面及及及及各各各各不不不不同同同同侧侧侧侧面面面面显显显显示示示示角角角角膜膜膜膜曲曲曲曲率率率率状状状状态态态态，或或或或以以以以彩彩彩彩色色色色显显显显示示示示角角角角膜膜膜膜表表表表面面面面的的的的地地地地形形形形图图图图，并并并并打打打
24、打印印印印出出出出角角角角膜膜膜膜图图图图形形形形、屈屈屈屈率率率率及及及及屈屈屈屈光光光光度度度度等等等等参数。参数。参数。参数。6.1.5 电脑眼压仪电脑眼压仪 老老式式的的眼眼压压仪仪是是一一种种带带有有仪仪表表指指示示的的机机械械装装置置。现现代代眼眼压压仪仪由由微微机机控控制制，测测量量探探头头上上带带有有压压力力传传感感器器，压压力力信信号号经经放放大大由由A/D转转换换为为数数字字信信号号，由由微微机机处处理理后后显显示示出出4分分钟钟的的眼眼压压变变化化曲曲线线，依依据据此此曲曲线线可可判判定定房房水水生生成成、排排出出量量以以及及眼眼压压的的水水平平，用用以以判判定定有有无无
25、早早期期青青光光眼眼。因因为为眼眼内内房房水水循循环环失失调调则则导导致致眼眼内内压压异异常常，从从而而发发生生青青光眼。光眼。6.2 手术显微镜手术显微镜(显微外科电视系统显微外科电视系统)手手手手术术术术显显显显微微微微镜镜镜镜的的的的产产产产生生生生和和和和手手手手术术术术水水水水平平平平的的的的提提提提高高高高形形形形成成成成了了了了一一一一门门门门崭崭崭崭新新新新的的的的学学学学科科科科显显显显微微微微外外外外科科科科。显显显显微微微微外外外外科科科科应应应应用用用用手手手手术术术术显显显显微微微微镜镜镜镜进进进进行行行行精精精精细细细细的的的的手手手手术术术术（如如如如小小小小血血
26、血血管管管管的的的的对对对对接接接接缝缝缝缝合合合合），被被被被广广广广泛泛泛泛地地地地应应应应用用用用于于于于眼眼眼眼科科科科、耳耳耳耳鼻鼻鼻鼻喉喉喉喉科科科科、外外外外科科科科、妇妇妇妇科科科科、整形外科中。整形外科中。整形外科中。整形外科中。传统的手术显微镜是双目立体显微镜，观察传统的手术显微镜是双目立体显微镜，观察传统的手术显微镜是双目立体显微镜，观察传统的手术显微镜是双目立体显微镜，观察时有立体感，以保证手术精确顺利。放大倍数时有立体感，以保证手术精确顺利。放大倍数时有立体感，以保证手术精确顺利。放大倍数时有立体感，以保证手术精确顺利。放大倍数1.6801.680倍可变，有足够大的工
27、作距离倍可变，有足够大的工作距离倍可变，有足够大的工作距离倍可变，有足够大的工作距离(9(9cm40cm)cm40cm)，物镜视场较大物镜视场较大物镜视场较大物镜视场较大(通常通常通常通常l5mm40mm)l5mm40mm)。现代手术现代手术现代手术现代手术显微镜上装有电视图像系统显微镜上装有电视图像系统显微镜上装有电视图像系统显微镜上装有电视图像系统，又称为显微外科电，又称为显微外科电，又称为显微外科电，又称为显微外科电视系统。视系统。视系统。视系统。手术显微镜结构形式很多，有可移动式及手术显微镜结构形式很多，有可移动式及手术显微镜结构形式很多，有可移动式及手术显微镜结构形式很多，有可移动式
28、及固定式两大类。可移动式又有立柱式和夹持式固定式两大类。可移动式又有立柱式和夹持式固定式两大类。可移动式又有立柱式和夹持式固定式两大类。可移动式又有立柱式和夹持式两种，固定式又有吊式、墙式、桌式等多种。两种，固定式又有吊式、墙式、桌式等多种。两种，固定式又有吊式、墙式、桌式等多种。两种，固定式又有吊式、墙式、桌式等多种。手术显微镜的组成由观察系统、照明、支架及手术显微镜的组成由观察系统、照明、支架及手术显微镜的组成由观察系统、照明、支架及手术显微镜的组成由观察系统、照明、支架及照相、电视摄像显示系统组成。其中观察系统照相、电视摄像显示系统组成。其中观察系统照相、电视摄像显示系统组成。其中观察系
29、统照相、电视摄像显示系统组成。其中观察系统有两支独立的光路以一定的夹角对物体成像，有两支独立的光路以一定的夹角对物体成像，有两支独立的光路以一定的夹角对物体成像，有两支独立的光路以一定的夹角对物体成像，所以从两个目镜观察到的是立体像。照相机或所以从两个目镜观察到的是立体像。照相机或所以从两个目镜观察到的是立体像。照相机或所以从两个目镜观察到的是立体像。照相机或电视摄像系统通过光学接口与手术显微镜相连，电视摄像系统通过光学接口与手术显微镜相连，电视摄像系统通过光学接口与手术显微镜相连，电视摄像系统通过光学接口与手术显微镜相连，在电视监视器上显示手术情况，可供多人共览、在电视监视器上显示手术情况，
30、可供多人共览、在电视监视器上显示手术情况，可供多人共览、在电视监视器上显示手术情况，可供多人共览、会诊、教学科研及录像机记录存档。会诊、教学科研及录像机记录存档。会诊、教学科研及录像机记录存档。会诊、教学科研及录像机记录存档。6.3 医用内窥镜医用内窥镜 医医医医用用用用内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜是是是是一一一一种种种种光光光光学学学学装装装装置置置置，可可可可以以以以插插插插入入入入人人人人体体体体内内内内脏脏脏脏器器器器官官官官，从从从从人人人人体体体体外外外外直直直直接接接接观观观观察察察察到到到到人人人人体体体体内内内内脏脏脏脏器器器器官官官官的组织形态。医用内窥镜按结构可分为四类：的组
31、织形态。医用内窥镜按结构可分为四类：的组织形态。医用内窥镜按结构可分为四类：的组织形态。医用内窥镜按结构可分为四类：1.1.1.1.硬性内窥镜硬性内窥镜硬性内窥镜硬性内窥镜 硬硬硬硬性性性性内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜的的的的发发发发展展展展已已已已经经经经历历历历了了了了漫漫漫漫长长长长的的的的历历历历史史史史。早早早早在在在在17951795年年年年BozzineBozzine就就就就首首首首次次次次制制制制造造造造出出出出一一一一个个个个以以以以烛烛烛烛光光光光为为为为光光光光源源源源的的的的硬硬硬硬件件件件内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜，可可可可观观观观察察察察到到到到直直直直肠肠肠肠和和和和子
32、子子子宫宫宫宫内内内内腔腔腔腔。硬硬硬硬性性性性内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜以以以以金金金金属属属属管管管管为为为为外外外外壳壳壳壳，内内内内装装装装有有有有物物物物镜镜镜镜，目目目目镜镜镜镜、棱棱棱棱镜镜镜镜、反反反反光光光光镜镜镜镜等等等等光光光光学学学学元元元元件件件件的的的的硬硬硬硬性性性性直直直直管管管管性性性性内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜。其其其其种种种种类类类类主主主主要要要要有有有有腹腹腹腹腔腔腔腔镜镜镜镜、宫宫宫宫腔腔腔腔镜镜镜镜、尿尿尿尿道道道道膀膀膀膀恍恍恍恍镜镜镜镜、关关关关节节节节镜镜镜镜、胸胸胸胸腔腔腔腔镜镜镜镜、脑脑脑脑颅颅颅颅镜镜镜镜、直直直直肠肠肠肠镜镜镜镜、鼻鼻鼻鼻
33、窦镜等。窦镜等。窦镜等。窦镜等。2.2.软性内窥镜软性内窥镜 软性内窥镜出现于软性内窥镜出现于20世纪世纪50年代年代光纤出现以后，它以柔韧的光纤传导光纤出现以后，它以柔韧的光纤传导光源和影像，称为光导纤维内窥镜。光源和影像，称为光导纤维内窥镜。主要种类有胃肠镜、肺镜、肾结石镜主要种类有胃肠镜、肺镜、肾结石镜等。等。光导纤维内窥镜分头光导纤维内窥镜分头光导纤维内窥镜分头光导纤维内窥镜分头端端端端(医生手持操纵端医生手持操纵端医生手持操纵端医生手持操纵端)、远、远、远、远端端端端(插入脏器端插入脏器端插入脏器端插入脏器端)及弯曲部及弯曲部及弯曲部及弯曲部分三部分组成。弯曲部分分三部分组成。弯曲部
34、分分三部分组成。弯曲部分分三部分组成。弯曲部分是密封的软性套管，内有是密封的软性套管，内有是密封的软性套管，内有是密封的软性套管，内有两种光导纤维光束，导光两种光导纤维光束，导光两种光导纤维光束，导光两种光导纤维光束，导光束和传像束，它们都是由束和传像束，它们都是由束和传像束，它们都是由束和传像束，它们都是由3 3万万万万55万根光导纤维组成万根光导纤维组成万根光导纤维组成万根光导纤维组成的光导纤维束。导光束用的光导纤维束。导光束用的光导纤维束。导光束用的光导纤维束。导光束用于照明，它将来自光源的于照明，它将来自光源的于照明，它将来自光源的于照明，它将来自光源的光传输到内窥镜的末端以照明视场。
35、导光束一般有两个，光传输到内窥镜的末端以照明视场。导光束一般有两个，光传输到内窥镜的末端以照明视场。导光束一般有两个，光传输到内窥镜的末端以照明视场。导光束一般有两个，两端都安装有导光透镜。传像束有一个，远端装有物镜，两端都安装有导光透镜。传像束有一个，远端装有物镜，两端都安装有导光透镜。传像束有一个，远端装有物镜，两端都安装有导光透镜。传像束有一个，远端装有物镜，头端装有目镜，传像束的每根光导纤维在内窥镜头尾两头端装有目镜，传像束的每根光导纤维在内窥镜头尾两头端装有目镜，传像束的每根光导纤维在内窥镜头尾两头端装有目镜，传像束的每根光导纤维在内窥镜头尾两端的相对位置总是一致的，因此在目镜上重建
36、一幅拼成端的相对位置总是一致的，因此在目镜上重建一幅拼成端的相对位置总是一致的，因此在目镜上重建一幅拼成端的相对位置总是一致的，因此在目镜上重建一幅拼成的图像的位置不会混乱。的图像的位置不会混乱。的图像的位置不会混乱。的图像的位置不会混乱。一般来说，内窥镜套管还有一般来说，内窥镜套管还有12个个工作钳道，以便插入外科器械；另外还工作钳道，以便插入外科器械；另外还有送气有送气/送水孔道，以清洗镜面和充气及送水孔道，以清洗镜面和充气及清洗操作部位。内窥镜头端部有操纵件，清洗操作部位。内窥镜头端部有操纵件，可操纵插入管远端的弯曲头能上、下、可操纵插入管远端的弯曲头能上、下、左、右四个方向强烈弯角，以
37、便观察脏左、右四个方向强烈弯角，以便观察脏器内的任何位置器内的任何位置(不同用途的内窥镜，不同用途的内窥镜，远端结构不一样远端结构不一样)。3.3.3.3.电子内窥镜电子内窥镜电子内窥镜电子内窥镜 电子内窥镜是电子内窥镜是电子内窥镜是电子内窥镜是19831983年由美国年由美国年由美国年由美国Welch-Welch-AllynAllyn公公公公司首次推出的，被称为第三代内窥镜。电子内司首次推出的，被称为第三代内窥镜。电子内司首次推出的，被称为第三代内窥镜。电子内司首次推出的，被称为第三代内窥镜。电子内窥镜由光源、视频图像系统及外科工作钳道组窥镜由光源、视频图像系统及外科工作钳道组窥镜由光源、视
38、频图像系统及外科工作钳道组窥镜由光源、视频图像系统及外科工作钳道组成。成。成。成。电子内窥镜是在光导纤维内窥镜的基础上电子内窥镜是在光导纤维内窥镜的基础上电子内窥镜是在光导纤维内窥镜的基础上电子内窥镜是在光导纤维内窥镜的基础上加视频图像系统组成的，加视频图像系统组成的，加视频图像系统组成的，加视频图像系统组成的，但它不需要传像束和但它不需要传像束和但它不需要传像束和但它不需要传像束和目镜，而是在物镜后装一个目镜，而是在物镜后装一个目镜，而是在物镜后装一个目镜，而是在物镜后装一个CCDCCD摄像头，由导摄像头，由导摄像头，由导摄像头，由导线引出电信号，传送到视频处理器经处理后，线引出电信号，传送
39、到视频处理器经处理后，线引出电信号，传送到视频处理器经处理后，线引出电信号，传送到视频处理器经处理后，显示在彩色监视器上。屏幕上的图像还可以记显示在彩色监视器上。屏幕上的图像还可以记显示在彩色监视器上。屏幕上的图像还可以记显示在彩色监视器上。屏幕上的图像还可以记录在录像机上，或用视频激光打印机打印出来，录在录像机上，或用视频激光打印机打印出来，录在录像机上，或用视频激光打印机打印出来，录在录像机上，或用视频激光打印机打印出来，或存储在磁盘上，由计算机进一步处理。或存储在磁盘上，由计算机进一步处理。或存储在磁盘上，由计算机进一步处理。或存储在磁盘上，由计算机进一步处理。电子内窥镜代表了内窥镜技术
40、发展的电子内窥镜代表了内窥镜技术发展的高峰，但由于价格、稳定性、可靠性、方高峰，但由于价格、稳定性、可靠性、方便性等诸多因素的限制，现在医院里大量便性等诸多因素的限制，现在医院里大量使用的仍是光导纤维内窥镜。电子内窥镜使用的仍是光导纤维内窥镜。电子内窥镜将进一步提高将进一步提高CCD的性质以使之超小型化，的性质以使之超小型化，采用高保真图像技术和计算机图像文件管采用高保真图像技术和计算机图像文件管理系统，并实现图像实时高速处理。理系统，并实现图像实时高速处理。4.4.4.4.超声内窥镜超声内窥镜超声内窥镜超声内窥镜 超超超超声声声声内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜于于于于2020世世世世纪纪纪纪808
41、0年年年年代代代代初初初初问问问问世世世世。它它它它是是是是将将将将超超超超声声声声探探探探头头头头 (线线线线阵阵阵阵和和和和扇扇扇扇形形形形)装装装装入入入入内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜中中中中，在在在在内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜导导导导引引引引下下下下，将将将将超超超超声声声声探探探探头头头头插插插插入入入入体体体体内内内内进进进进行行行行扫扫扫扫描描描描，通通通通过过过过此此此此方方方方式式式式得得得得到到到到的的的的信信信信息息息息要要要要比比比比在在在在体体体体表表表表上上上上获获获获得得得得的的的的扫扫扫扫描信息准确详细。描信息准确详细。描信息准确详细。描信息准确详细。此外，激光内窥镜
42、、三维内窥镜和检查肠此外，激光内窥镜、三维内窥镜和检查肠此外，激光内窥镜、三维内窥镜和检查肠此外，激光内窥镜、三维内窥镜和检查肠弯曲部内窥镜也在发展之中。激光内窥镜是内弯曲部内窥镜也在发展之中。激光内窥镜是内弯曲部内窥镜也在发展之中。激光内窥镜是内弯曲部内窥镜也在发展之中。激光内窥镜是内窥镜诊断和激光治疗结合在一起的新一代内窥窥镜诊断和激光治疗结合在一起的新一代内窥窥镜诊断和激光治疗结合在一起的新一代内窥窥镜诊断和激光治疗结合在一起的新一代内窥镜。三维内窥镜将三台电子内窥镜结合可提供镜。三维内窥镜将三台电子内窥镜结合可提供镜。三维内窥镜将三台电子内窥镜结合可提供镜。三维内窥镜将三台电子内窥镜结
43、合可提供三维立体图像，能使许多高难度的手术得以顺三维立体图像，能使许多高难度的手术得以顺三维立体图像，能使许多高难度的手术得以顺三维立体图像，能使许多高难度的手术得以顺利进行。利进行。利进行。利进行。医医医医用用用用内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜若若若若以以以以临临临临床床床床应应应应用用用用范范范范围围围围分分分分类类类类，可可可可分分分分为为为为以以以以下下下下八八八八类类类类：胃胃胃胃肠肠肠肠内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜，腹腹腹腹腔腔腔腔内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜，脊脊脊脊柱柱柱柱内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜，颅颅颅颅内内内内内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜，关关关关节节节节内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜，泌泌泌泌尿
44、尿尿尿系系系系统统统统内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜 (膀膀膀膀恍恍恍恍镜镜镜镜、前前前前列列列列腺腺腺腺镜镜镜镜、肾肾肾肾镜镜镜镜、输输输输尿尿尿尿管管管管镜镜镜镜)，妇妇妇妇产产产产科科科科内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜，内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜视视视视频频频频摄摄摄摄像机。像机。像机。像机。医医医医用用用用内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜朝朝朝朝着着着着超超超超细细细细径径径径化化化化 (胃胃胃胃肠肠肠肠窥窥窥窥镜镜镜镜的的的的直直直直径径径径为为为为7.912.87.912.8mmmm，而而而而近近近近年年年年出出出出现现现现可可可可观观观观察察察察深深深深部部部部栓栓栓栓塞塞塞塞及及及及肾肾肾肾结结结结
45、石石石石的的的的内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜，直直直直径径径径为为为为0.190.19mm)mm)、配配配配各各各各种种种种传传传传感感感感器器器器以以以以检检检检测测测测各各各各种种种种参参参参数数数数、装装装装配配配配机机机机械械械械式式式式治治治治疗疗疗疗装装装装置置置置及及及及激激激激光光光光、微微微微波波波波、高高高高频频频频电电电电灼灼灼灼、电电电电气气气气水水水水压压压压等等等等先先先先进进进进技技技技术术术术的的的的治治治治疗疗疗疗装装装装置置置置、装装装装配配配配超超超超小小小小型型型型摄摄摄摄像像像像机机机机及及及及计计计计算算算算机机机机图图图图像像像像处处处处理系统等方向发
46、展。理系统等方向发展。理系统等方向发展。理系统等方向发展。6.4 医用激光仪器医用激光仪器 激光器是利用受激辐射放大电磁波的原激光器是利用受激辐射放大电磁波的原激光器是利用受激辐射放大电磁波的原激光器是利用受激辐射放大电磁波的原理，在可见光、红外以及紫外区产生激光辐理，在可见光、红外以及紫外区产生激光辐理，在可见光、红外以及紫外区产生激光辐理，在可见光、红外以及紫外区产生激光辐射的器件。射的器件。射的器件。射的器件。根据受激工作物质的不同，激光根据受激工作物质的不同，激光根据受激工作物质的不同，激光根据受激工作物质的不同，激光器可分为固体激光器器可分为固体激光器器可分为固体激光器器可分为固体激
47、光器(红宝石、钕玻璃、钇铝红宝石、钕玻璃、钇铝红宝石、钕玻璃、钇铝红宝石、钕玻璃、钇铝石榴石石榴石石榴石石榴石(YAG)YAG)、气体激光器气体激光器气体激光器气体激光器(二氧化碳二氧化碳二氧化碳二氧化碳(COCO2 2)、氦氖氦氖氦氖氦氖(He-He-NeNe)、氩氩氩氩(ArAr+)等等等等)、半导体激光器和、半导体激光器和、半导体激光器和、半导体激光器和液体激光器。激光的特点是具有极高的亮度、液体激光器。激光的特点是具有极高的亮度、液体激光器。激光的特点是具有极高的亮度、液体激光器。激光的特点是具有极高的亮度、放向性高度集中、高单色性和具有良好的相放向性高度集中、高单色性和具有良好的相放
48、向性高度集中、高单色性和具有良好的相放向性高度集中、高单色性和具有良好的相干性。在工业上用于打孔、切割、焊接高熔干性。在工业上用于打孔、切割、焊接高熔干性。在工业上用于打孔、切割、焊接高熔干性。在工业上用于打孔、切割、焊接高熔点材料，点材料，点材料，点材料，在医学上主要用于治疗。在医学上主要用于治疗。在医学上主要用于治疗。在医学上主要用于治疗。自从自从自从自从19601960年梅曼（年梅曼（年梅曼（年梅曼（T.H.T.H.MaimanMaiman）制成第一台制成第一台制成第一台制成第一台红宝石激光器之后，第二年激光就被用于眼科的视红宝石激光器之后，第二年激光就被用于眼科的视红宝石激光器之后，第
49、二年激光就被用于眼科的视红宝石激光器之后，第二年激光就被用于眼科的视网膜焊接。此后的几十年间，激光的应用逐渐发展，网膜焊接。此后的几十年间，激光的应用逐渐发展，网膜焊接。此后的几十年间，激光的应用逐渐发展，网膜焊接。此后的几十年间，激光的应用逐渐发展，成为一门应用十分广泛的科学技术。成为一门应用十分广泛的科学技术。成为一门应用十分广泛的科学技术。成为一门应用十分广泛的科学技术。激光对人体组激光对人体组激光对人体组激光对人体组织有热效应、电离效应和光化学效应。织有热效应、电离效应和光化学效应。织有热效应、电离效应和光化学效应。织有热效应、电离效应和光化学效应。激光照射后激光照射后激光照射后激光照
50、射后组织吸收光能转换为热量，使组织吸收光能转换为热量，使组织吸收光能转换为热量，使组织吸收光能转换为热量，使组织局部温度升高，组织局部温度升高，组织局部温度升高，组织局部温度升高，引起组织内蛋白质变性而发生凝固，称为光凝作用引起组织内蛋白质变性而发生凝固，称为光凝作用引起组织内蛋白质变性而发生凝固，称为光凝作用引起组织内蛋白质变性而发生凝固，称为光凝作用；组织接受更强的激光照射，细胞内外的水会汽化变组织接受更强的激光照射，细胞内外的水会汽化变组织接受更强的激光照射，细胞内外的水会汽化变组织接受更强的激光照射，细胞内外的水会汽化变成水蒸汽，同时产生成水蒸汽，同时产生成水蒸汽，同时产生成水蒸汽，同