圖 1： EQ-99X-FC 和 EQ-77 激光驅(qū)動(dòng)光源將光耦合到直徑 200 μm、NA=0.12 的光纖中。

幾十年來(lái)，窄內(nèi)窺鏡設(shè)備一直用于針對(duì)體內(nèi)狹小空間和結(jié)構(gòu)的手術(shù)。技術(shù)的進(jìn)步正在加速越來(lái)越多的臨床領(lǐng)域的開發(fā)和采用，包括眼科、神經(jīng)病學(xué)和胃腸病學(xué)。通過亞毫米直徑內(nèi)窺鏡提供照明、成像和手術(shù)功能的能力使得日益復(fù)雜和有益的手術(shù)成為可能，同時(shí)最大限度地減少對(duì)健康組織的破壞。

眼科手術(shù)內(nèi)窺鏡的發(fā)展

1934 年，Thorpe 使用集成鑷子取出眼內(nèi)異物，首次在眼科手術(shù)中使用內(nèi)窺鏡。1978年，Norris 和 Cleasby 描述了一種用于手術(shù)的直徑 1.7 毫米(13至14號(hào)之間)的眼內(nèi)窺鏡。到1990年，使用直徑0.6毫米(20 號(hào))內(nèi)窺鏡在視頻監(jiān)視器上提供成像 。緊隨其后的是第一例使用內(nèi)窺鏡進(jìn)行的激光手術(shù)。

內(nèi)窺鏡檢查提供了眼睛內(nèi)部結(jié)構(gòu)的獨(dú)特視圖，可用于各種前段和后段手術(shù)。內(nèi)窺鏡可以使原本無(wú)法觀察到的結(jié)構(gòu)可視化。內(nèi)窺鏡現(xiàn)在可用于可視化，在某些情況下，還包括用于切口和活檢的集成激光器。

其他亞毫米內(nèi)窺鏡應(yīng)用

除了眼科手術(shù)外，亞毫米內(nèi)窺鏡還應(yīng)用于各種醫(yī)療程序，旨在對(duì)胰腺等器官進(jìn)行微創(chuàng)活檢，并對(duì)身體中難以進(jìn)入的空間(包括深部)進(jìn)行成像大腦區(qū)域。窄內(nèi)窺鏡還用于工業(yè)環(huán)境中進(jìn)行遠(yuǎn)程目視檢查。

用于內(nèi)窺鏡檢查的創(chuàng)新光源

Energetiq 獨(dú)特的激光驅(qū)動(dòng)光源 (LDLS?) 技術(shù)使用連續(xù)波激光器將能量耦合到高壓氙氣燈泡中的等離子體中。與傳統(tǒng)的弧光燈源相比，產(chǎn)生的等離子體更小、更亮，并且提供更高的空間穩(wěn)定性。LDLS 等離子體近似于點(diǎn)源，在準(zhǔn)直輸出時(shí)具有優(yōu)勢(shì)。當(dāng)耦合到小孔徑或光纖時(shí)，等離子體的高光譜輻射率和空間穩(wěn)定性導(dǎo)致更高的效率。圖1展示了來(lái)自兩個(gè) LDLS 模型(EQ-99X-FC 和 EQ-77)的光耦合到纖芯直徑為 200μm 且數(shù)值孔徑較小為 0.12 的示例光纖中。

亞毫米內(nèi)窺鏡的內(nèi)徑范圍約為 400 μm 至 700 μm。對(duì)于外科手術(shù)，這個(gè)空間有時(shí)在用于照明、成像和激光傳輸?shù)膯为?dú)光纖之間共享。根據(jù)內(nèi)窺鏡的分段方式，照明光纖或光纖束的橫截面積可能相當(dāng)于直徑在 200-500 μm 之間的圓。對(duì)于某些應(yīng)用，還需要具有小數(shù)值孔徑的光纖。 LDLS 的高光譜輻射率和空間穩(wěn)定性使得更多的光能夠耦合到具有小纖芯直徑和/或小數(shù)值孔徑的光纖中。

EQ -99X-FC是光纖耦合 LDLS，EQ-77是更高功率 LDLS，與兩個(gè)離軸拋物面鏡配對(duì)，用于準(zhǔn)直光線，然后將光線聚焦到窄光纖中。盡管光纖直徑和數(shù)值孔徑較小，EQ-99X-FC 和EQ-77 仍分別將約2和5流明的可見光耦合到光纖中。

結(jié)論

亞毫米內(nèi)窺鏡的應(yīng)用數(shù)量迅速增加，得益于將寬帶光耦合到具有小芯直徑和數(shù)值孔徑的光纖中的能力。激光驅(qū)動(dòng)光源的寬帶輸出、小等離子體尺寸、高輻射率和高空間穩(wěn)定性可為這些應(yīng)用提供獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

審核編輯 黃宇