
柱狀內窺鏡
然而,纖維鏡的圖像質(zhì)量存在物理限制。在現代術(shù)語(yǔ)中,一束 50,000 根纖維實(shí)際上只能提供 50,000 像素的圖像——除此之外,使用中的持續彎曲會(huì )破壞纖維并逐漸丟失像素。丟失了很多,以至于必須更換整個(gè)捆綁包(花費相當大的費用);羝战鹚挂庾R到任何進(jìn)一步的光學(xué)改進(jìn)都需要不同的方法。以前的硬質(zhì)內窺鏡透光率極低,圖像質(zhì)量極差。通過(guò)手術(shù)工具以及實(shí)際在內窺鏡管內的照明系統的手術(shù)要求 - 其本身在尺寸上受人體限制 - 為成像光學(xué)留下了很小的空間。傳統系統的微型鏡頭需要支撐環(huán),這會(huì )遮擋大部分鏡頭區域;它們極難制造和組裝,而且在光學(xué)上幾乎毫無(wú)用處;羝战鹚梗1960 年代后期)提出的優(yōu)雅解決方案是用玻璃棒填充“小透鏡”之間的空隙。它們正好適合內窺鏡的管子——使它們能夠自動(dòng)對準并且不需要其他支撐,并且可以省去小透鏡。柱狀透鏡更容易處理并利用了可用的大直徑。通過(guò)適當的曲率和桿端涂層以及玻璃類(lèi)型的選擇,所有這些都由霍普金斯計算和指定,圖像質(zhì)量發(fā)生了變化——即使是只有 1毫米的管子。在直徑上。憑借如此小直徑的高質(zhì)量“望遠鏡”,工具和照明系統可以舒適地安裝在外管內;羝战鹚褂1959年為他的鏡頭系統申請了該技術(shù)?吹皆撓到y的前景,Karl Storz GmbH(卡爾史托斯)購買(mǎi)了該技術(shù),并于1967年開(kāi)始生產(chǎn)明亮的圖像和照明的內窺鏡儀器。作為兩人之間長(cháng)期而富有成效的合作伙伴關(guān)系的一部分。雖然鏡體某些區域將永遠需要柔性?xún)雀Q鏡(主要是胃腸道),但硬性柱狀透鏡內窺鏡具有如此的性能,以至于它們至今仍是儀器,實(shí)際上已成為現代醫療的推動(dòng)因素。(哈羅德·霍普金斯因其在醫學(xué)光學(xué)方面的進(jìn)步而受到醫學(xué)界的認可和榮譽(yù)。當他于1984年被皇家學(xué)會(huì )授予拉姆福德獎?wù)聲r(shí),這成為了引文的主要部分。)
Harold Horace Hopkins(哈羅德·霍普金斯,1918年12月6日 - 1994年10月22日)是英國物理學(xué)家。他的像差波動(dòng)理論(牛津大學(xué)出版社1950 年出版)是所有現代光學(xué)設計的核心,并提供數學(xué)分析,使計算機能夠使用當今可用的大量高質(zhì)量鏡頭。除了他的理論工作外,他的許多發(fā)明還在日常使用。這些包括變焦鏡頭、相干光纖桿狀透鏡內窺鏡為現代鎖孔手術(shù)“打開(kāi)了大門(mén)”。他在1984年獲得英國皇家學(xué)會(huì )朗福德獎?wù)碌囊闹姓f(shuō):“為了表彰他對光學(xué)儀器的理論和設計的許多貢獻,特別是對臨床診斷做出重大貢獻的各種重要的新醫療儀器和手術(shù)!來(lái)源:https://en.wikipedia.org/wiki/Harold_Hopkins_(physicist)
柱狀透鏡光路
柱狀透鏡系統由霍普金斯開(kāi)發(fā),因此被稱(chēng)為霍普金斯系統。
反轉系統由一系列柱狀透鏡(中繼透鏡)組成。它們用于傳輸內窺鏡內的圖像。與傳統透鏡相比,由玻璃制成的柱狀透鏡具有更高的透光效率,傳統透鏡在透鏡之間充滿(mǎn)空氣的區域相對較大。
霍普金斯桿透鏡的一級
柱狀透鏡的三個(gè)階段 - 每個(gè)階段后發(fā)生圖像反轉
在實(shí)踐中,鏡頭將是消色差雙合透鏡。此外,對于需要小管徑的內窺鏡應用,大部分管子都填充有玻璃,氣隙很;因為在給定的數值孔徑下邊緣光線(xiàn)角越小,折射率越高,這使得中繼鏡對于給定的直徑具有更高的數值孔徑。
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