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

幾十年來，窄內窺鏡設備一直用于針對體內狹小空間和結構的手術。技術的進步正在加速越來越多的臨床領域的開發(fā)和采用，包括眼科、神經(jīng)病學和胃腸病學。通過亞毫米直徑內窺鏡提供照明、成像和手術功能的能力使得日益復雜和有益的手術成為可能，同時最大限度地減少對健康組織的破壞。

眼科手術內窺鏡的發(fā)展

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

內窺鏡檢查提供了眼睛內部結構的獨特視圖，可用于各種前段和后段手術。內窺鏡可以使原本無法觀察到的結構可視化。內窺鏡現(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。

其他亞毫米內窺鏡應用

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

用于內窺鏡檢查的創(chuàng)新光源

Energetiq 獨特的激光驅動光源 (LDLS?) 技術使用連續(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 等離子體近似于點源，在準直輸出時具有優(yōu)勢。當耦合到小孔徑或光纖時，等離子體的高光譜輻射率和空間穩(wěn)定性導致更高的效率。圖1展示了來自兩個 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。

亞毫米內窺鏡的內徑范圍約為 400 μm 至 700 μm。對于外科手術，這個空間有時在用于照明、成像和激光傳輸?shù)膯为毠饫w之間共享。根據(jù)內窺鏡的分段方式，照明光纖或光纖束的橫截面積可能相當于直徑在 200-500 μm 之間的圓。對于某些應用，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，與兩個離軸拋物面鏡配對，用于準直光線，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。

結論

亞毫米內窺鏡的應用數(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。激光驅動光源的寬帶輸出、小等離子體尺寸、高輻射率和高空間穩(wěn)定性可為這些應用提供獨特的優(yōu)勢。

審核編輯 黃宇