上海修遠(yuǎn)儀器儀表有限公司
SHANGHAI X&Y INSTRUMENT CO.,LTD.
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上海修遠(yuǎn)儀器儀表有限公司 主要經(jīng)營產(chǎn)品：工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡、工業(yè)光纖內(nèi)窺鏡、工業(yè)硬管內(nèi)窺鏡、汽車專用內(nèi)窺鏡、深井檢測儀、礦用檢查鏡、警用針狀內(nèi)窺鏡。
纖維內(nèi)窺鏡趨于慘淡 電子內(nèi)窺鏡已成主流
2021-01-27
很早前使用的纖維內(nèi)窺鏡的市場現(xiàn)在基本上都被電子內(nèi)窺鏡所代替，那么電子內(nèi)窺鏡和纖維內(nèi)窺鏡想相比，究竟有哪些不同點呢？在使用方面和技術(shù)方面，電子內(nèi)窺鏡與纖維內(nèi)窺鏡究竟有哪些差別，雖然都是內(nèi)窺鏡，都在醫(yī)療檢查等領(lǐng)域都有很大的作用，但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子內(nèi)窺鏡技術(shù)已近相當(dāng)成熟，結(jié)合其他精密儀器制造，正在向微型化和智能化方向發(fā)展。
下面我們從兩者的結(jié)構(gòu)原理來進(jìn)行比較與區(qū)分：
纖維內(nèi)窺鏡
纖維內(nèi)窺鏡系統(tǒng)由內(nèi)窺鏡鏡體和冷光源兩部分組成，鏡體內(nèi)有兩條光導(dǎo)纖維束：一條叫光束，它是用來將冷光源產(chǎn)生的光線傳導(dǎo)到被觀測的物體表面，將被觀測物表面照亮；另一條叫像束，它是把數(shù)萬根直徑在1微米以下的光導(dǎo)纖維按一行一行順序排列成一束，一端對準(zhǔn)目鏡，另一端通過物鏡片對準(zhǔn)被觀測物表面，醫(yī)生通過目鏡能夠非常直觀地看到臟器表面的情況，便于及時準(zhǔn)確地診斷病情。例如，借助內(nèi)窺鏡醫(yī)生可以觀察胃內(nèi)的潰瘍或腫留，據(jù)此制定出最佳的治療方案。
傳導(dǎo)圖像的纖維束構(gòu)成了纖維內(nèi)鏡的核心部分，它由數(shù)萬根極細(xì)的玻璃纖維組成，根據(jù)光學(xué)的全反射原理，所有玻璃纖維外面必須再被覆一層折射率較低的膜，以保證所有內(nèi)芯纖維傳導(dǎo)的光線都能發(fā)生全反射。單根纖維的傳遞只能產(chǎn)生一個光點，要想看到圖像，就必須把大量的纖維集成束，要想把圖像傳遞到另一端也成同樣的圖像，就必須使每一根纖維在其兩端所排列的位置相同，稱為導(dǎo)像束。纖維內(nèi)窺鏡通常有兩個玻璃纖維管，光通過其中之一進(jìn)入體內(nèi)，醫(yī)生通過另一個管或通過一個攝像機來進(jìn)行觀察。
電子內(nèi)窺鏡
隨著電子學(xué)和數(shù)字視頻技術(shù)的發(fā)展，與80年代出現(xiàn)了電子內(nèi)窺鏡，這樣便不再以光纖傳像，而代之以光敏集成電路攝像系統(tǒng)，簡稱CCD。微型圖像傳感器的CCD器件是電荷耦合器件，是在硅基片上制成的大規(guī)模面陣集成電路芯片，是一種全固態(tài)成像器件。CCD芯片借助必要的光學(xué)系統(tǒng)（內(nèi)窺鏡先端物鏡）和專用的外圍驅(qū)動與信號處理電路，可以將景物圖像通過CCD面陣進(jìn)行逐點、逐行、逐幀依次轉(zhuǎn)換、存儲、傳輸，在其輸出端產(chǎn)生一個景物圖像相關(guān)的時序視頻信號經(jīng)電纜傳輸至外部電路轉(zhuǎn)換處理系統(tǒng)經(jīng)取樣、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字信號處理、D/A轉(zhuǎn)換、電視信號編碼，最后在監(jiān)視器上還原成可供觀察的景物圖像和相關(guān)文字信息。主要所能顯示的不但影像質(zhì)量好，光亮度強，而且圖像大，可以檢查出更細(xì)小的病變，而且電子內(nèi)窺鏡的外徑更細(xì)，圖像更加清晰和直觀，操作方便。有些內(nèi)窺鏡甚至還有微型集成電路傳感器，將所觀察到的信息反饋給計算機。它不但能獲得組織器官形態(tài)學(xué)的診斷信息，而且也能對組織器官各種生理機能進(jìn)行測定。
電子內(nèi)窺鏡與纖維內(nèi)窺鏡的本質(zhì)區(qū)別
電子內(nèi)窺鏡構(gòu)造與纖維內(nèi)鏡構(gòu)造基本相同，簡單可理解為用CCD代替了導(dǎo)像束，很多功能是纖維內(nèi)鏡不能企及的。電子內(nèi)窺鏡與纖維內(nèi)窺鏡相比最大的不同之處是用被稱為微型圖像傳感器的CCD器件取代了光導(dǎo)纖維傳象束
內(nèi)窺鏡在使用過程中，彎曲部和鏡身插入管需不斷做反復(fù)的彎曲運動內(nèi)窺鏡內(nèi)部的每個零部件隨之受到彎曲、摩擦、擠壓等多種應(yīng)力的作用，纖維導(dǎo)象束亦不例外。就抵抗外部應(yīng)力的能力而言，電纜的疲勞強度遠(yuǎn)大于光導(dǎo)玻璃纖維的疲勞強度。如果暫不考慮其它影響內(nèi)窺鏡使用壽命的因素僅從光導(dǎo)纖維在外力的作用下易折斷這一點來看電子內(nèi)窺鏡的理論使用壽命比纖維內(nèi)窺鏡長的多。還有一個技術(shù)問題就是內(nèi)窺鏡的圖像清晰度或內(nèi)窺鏡的分辨率，就目前成熟的技術(shù)看，纖維內(nèi)窺鏡的分辨率遠(yuǎn)不及電子內(nèi)窺鏡，其原因是纖維內(nèi)窺鏡的分辨率取決于光導(dǎo)纖維單絲的直徑，而通過縮小光導(dǎo)纖維單絲直徑的方法提高分辨率的空間已經(jīng)相當(dāng)小了有些廠家的產(chǎn)品可以說已接近極限，這僅相當(dāng)于早期低檔電子內(nèi)窺鏡的水平。
綜上所述，纖維內(nèi)窺鏡基本上已近到達(dá)了其技術(shù)極限，目前，在無法突破技術(shù)瓶頸的情況下被市場所淘汰，采用電子內(nèi)窺鏡就成為市場的客觀需求。
下面我們從兩者的結(jié)構(gòu)原理來進(jìn)行比較與區(qū)分：
纖維內(nèi)窺鏡
纖維內(nèi)窺鏡系統(tǒng)由內(nèi)窺鏡鏡體和冷光源兩部分組成，鏡體內(nèi)有兩條光導(dǎo)纖維束：一條叫光束，它是用來將冷光源產(chǎn)生的光線傳導(dǎo)到被觀測的物體表面，將被觀測物表面照亮；另一條叫像束，它是把數(shù)萬根直徑在1微米以下的光導(dǎo)纖維按一行一行順序排列成一束，一端對準(zhǔn)目鏡，另一端通過物鏡片對準(zhǔn)被觀測物表面，醫(yī)生通過目鏡能夠非常直觀地看到臟器表面的情況，便于及時準(zhǔn)確地診斷病情。例如，借助內(nèi)窺鏡醫(yī)生可以觀察胃內(nèi)的潰瘍或腫留，據(jù)此制定出最佳的治療方案。
傳導(dǎo)圖像的纖維束構(gòu)成了纖維內(nèi)鏡的核心部分，它由數(shù)萬根極細(xì)的玻璃纖維組成，根據(jù)光學(xué)的全反射原理，所有玻璃纖維外面必須再被覆一層折射率較低的膜，以保證所有內(nèi)芯纖維傳導(dǎo)的光線都能發(fā)生全反射。單根纖維的傳遞只能產(chǎn)生一個光點，要想看到圖像，就必須把大量的纖維集成束，要想把圖像傳遞到另一端也成同樣的圖像，就必須使每一根纖維在其兩端所排列的位置相同，稱為導(dǎo)像束。纖維內(nèi)窺鏡通常有兩個玻璃纖維管，光通過其中之一進(jìn)入體內(nèi)，醫(yī)生通過另一個管或通過一個攝像機來進(jìn)行觀察。
電子內(nèi)窺鏡
隨著電子學(xué)和數(shù)字視頻技術(shù)的發(fā)展，與80年代出現(xiàn)了電子內(nèi)窺鏡，這樣便不再以光纖傳像，而代之以光敏集成電路攝像系統(tǒng)，簡稱CCD。微型圖像傳感器的CCD器件是電荷耦合器件，是在硅基片上制成的大規(guī)模面陣集成電路芯片，是一種全固態(tài)成像器件。CCD芯片借助必要的光學(xué)系統(tǒng)（內(nèi)窺鏡先端物鏡）和專用的外圍驅(qū)動與信號處理電路，可以將景物圖像通過CCD面陣進(jìn)行逐點、逐行、逐幀依次轉(zhuǎn)換、存儲、傳輸，在其輸出端產(chǎn)生一個景物圖像相關(guān)的時序視頻信號經(jīng)電纜傳輸至外部電路轉(zhuǎn)換處理系統(tǒng)經(jīng)取樣、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字信號處理、D/A轉(zhuǎn)換、電視信號編碼，最后在監(jiān)視器上還原成可供觀察的景物圖像和相關(guān)文字信息。主要所能顯示的不但影像質(zhì)量好，光亮度強，而且圖像大，可以檢查出更細(xì)小的病變，而且電子內(nèi)窺鏡的外徑更細(xì)，圖像更加清晰和直觀，操作方便。有些內(nèi)窺鏡甚至還有微型集成電路傳感器，將所觀察到的信息反饋給計算機。它不但能獲得組織器官形態(tài)學(xué)的診斷信息，而且也能對組織器官各種生理機能進(jìn)行測定。
電子內(nèi)窺鏡與纖維內(nèi)窺鏡的本質(zhì)區(qū)別
電子內(nèi)窺鏡構(gòu)造與纖維內(nèi)鏡構(gòu)造基本相同，簡單可理解為用CCD代替了導(dǎo)像束，很多功能是纖維內(nèi)鏡不能企及的。電子內(nèi)窺鏡與纖維內(nèi)窺鏡相比最大的不同之處是用被稱為微型圖像傳感器的CCD器件取代了光導(dǎo)纖維傳象束
內(nèi)窺鏡在使用過程中，彎曲部和鏡身插入管需不斷做反復(fù)的彎曲運動內(nèi)窺鏡內(nèi)部的每個零部件隨之受到彎曲、摩擦、擠壓等多種應(yīng)力的作用，纖維導(dǎo)象束亦不例外。就抵抗外部應(yīng)力的能力而言，電纜的疲勞強度遠(yuǎn)大于光導(dǎo)玻璃纖維的疲勞強度。如果暫不考慮其它影響內(nèi)窺鏡使用壽命的因素僅從光導(dǎo)纖維在外力的作用下易折斷這一點來看電子內(nèi)窺鏡的理論使用壽命比纖維內(nèi)窺鏡長的多。還有一個技術(shù)問題就是內(nèi)窺鏡的圖像清晰度或內(nèi)窺鏡的分辨率，就目前成熟的技術(shù)看，纖維內(nèi)窺鏡的分辨率遠(yuǎn)不及電子內(nèi)窺鏡，其原因是纖維內(nèi)窺鏡的分辨率取決于光導(dǎo)纖維單絲的直徑，而通過縮小光導(dǎo)纖維單絲直徑的方法提高分辨率的空間已經(jīng)相當(dāng)小了有些廠家的產(chǎn)品可以說已接近極限，這僅相當(dāng)于早期低檔電子內(nèi)窺鏡的水平。
綜上所述，纖維內(nèi)窺鏡基本上已近到達(dá)了其技術(shù)極限，目前，在無法突破技術(shù)瓶頸的情況下被市場所淘汰，采用電子內(nèi)窺鏡就成為市場的客觀需求。
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