
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和采用,包括眼科、神經病學和胃腸病學。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療程序,旨在對胰腺等器官進行微創活檢,并對身體中難以進入的空間(包括深部)進行成像大腦區域。窄內窺鏡還用于工業環境中進行遠程目視檢查。
用于內窺鏡檢查的創新光源
Energetiq 獨特的激光驅動光源 (LDLS?) 技術使用連續波激光器將能量耦合到高壓氙氣燈泡中的等離子體中。與傳統的弧光燈源相比,產生的等離子體更小、更亮,并且提供更高的空間穩定性。LDLS 等離子體近似于點源,在準直輸出時具有優勢。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、成像和激光傳輸的單獨光纖之間共享。根據內窺鏡的分段方式,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,還需要具有小數值孔徑的光纖。 LDLS 的高光譜輻射率和空間穩定性使得更多的光能夠耦合到具有小纖芯直徑和/或小數值孔徑的光纖中。


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量迅速增加,得益于將寬帶光耦合到具有小芯直徑和數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定性可為這些應用提供獨特的優勢。
審核編輯 黃宇
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