随着我国经济的不断发展,国内微创诊断及治疗技术发展迅猛,尤其是内窥镜的诊断及治疗技术最为明显,日趋旺盛的市场需求对内窥镜工业产生了巨大的带动作用。电子内窥镜系统在临床试验阶段,性能稳定,图像清晰,操作简单,使患者的痛苦明显减轻,弥补了现有电子内窥镜的不足之处。
内窥镜的发展经历了旧式内窥镜、纤维内窥镜、电子内窥镜三个时期。直管式内窥镜为原始的旧式内窥镜。年Bozzini将一根金属管沿纵向一隔为二,以烛光做光源,一半的管腔进光,一半的管腔用于观察,首次观察到人体直肠。年德国Segales制成膀胱镜,年Arery制成喉镜和食道镜,年Mikulicz制成了硬直管式胃镜。旧式内窥镜照明多采用烛光及煤油灯,直到年Nitze首先在膀胱镜及胃镜上用电热白金丝做光源,缺点为局部热量较大,需灌水冷却,所以内窥镜的发展离不开光源的发展。年美国爱迪生发明了采用碳做灯丝的电灯,年Totle将小电珠应用于内窥镜,才基本解决了内窥镜的照明问题。
由于纤维光学和冷光源的发展,使内窥镜产生了一个重大飞跃。基于上世纪初光纤技术的发展,英国LogieBaid和美国Hausell首先使用它来传导光线。50年代,荷兰Vanhell解决了纤维丝间的光绝缘,Hopking研究了纤维导光丝的排列问题,使纤维光学有了实用价值。年Hirsehowitz制成第一台纤维镜,60年代日本池田茂人研制成可曲式纤维镜,开创了纤维境新时代。年冷光源问世,圆满解决了内窥镜的照明问题。
各种硬性内窥镜迅速发展,特别是德国的硬性内窥镜质量属世界一流。内窥镜因与电视、电影和外接照相技术相结合,产生了超声内窥镜,大大提高了诊断符合率。世界上第一台电子内窥镜是在年,由美国WelchAlly公司率先研制成的,开创了医用内窥镜的新纪元。近十几年来,随着微电子和计算机技术的发展,医学电子内窥镜的图像质量和功能不断完善,在国内外各大、中医院己逐步取代光纤内窥镜。
电子内窥镜系统有五个主要的部分组成。核心部件是电子内镜图像处理中心及电子内镜专用紧凑结构电缆,其余还有电子内镜、通用氙气灯光源、电子内镜用视频监视器以及录像器材,数字图像文件存储机等存储器件组成。其中电子内镜由连接部、操作手柄、内镜插入部、导管弯曲部以及专备有光学镜头系统、钳子、喷嘴的先端部组成。光学系统的视野角需要达到度,景深在3~毫米;使用光导纤维照明,而整个先端部的外径只有9毫米甚至更小,这就对成像器件CCD提出了很高的要求,既要有极高的分辨率,又要结构紧凑;同时,整个电子内镜将近一米半的长度对传输CCD驱动和像素信号的内镜电缆提出了很高的要求。由于先端部空间的限制,即使在焊接CCD加上最简单的驱动电路也比较困难,只可能保证像素输出信号的驱动,而其他时序信号只能在保证信号的完整性上做文章。
要保证各路信号的完整性,常用方法是将每对信号线与地线回路双绞,对不同信号加以屏蔽,并在信号线的源端和终端进行阻抗匹配。但是如此设计就会使电缆外径尺寸大幅度增加,而插入部电缆尺寸的增加会增加使用者的痛苦,这是不可以接受的;但又不能为了电缆的尺寸将就图像的质量,这会影响诊断结果。所以电子内镜就要求在保证图像质量的同时尽量减小电缆的尺寸。