內窺鏡詳解

顧名思義，內鏡，又名內窺鏡，是一種多學科通用的工具，其功能是對相對比較彎曲的管道深處進行作業探查，這種儀器能觀察到不能直視到的部分，能在密封空腔內觀察內部空間結構的狀態，能實現遠距離觀察和操作。

我們在從材料學上來看，內窺鏡可分為硬管式和軟管式分別兩種，又稱硬性內窺鏡和軟性內窺鏡。硬性內窺鏡，它的硬性內窺鏡包括傳像、照明、氣孔三大部分。其中傳像部分分為物鏡、中繼系統、目鏡組成傳導圖像。照明部分采用冷光源用光導纖維穿入境內的方法。氣孔部分作用為送氣、送水、通活檢鉗。軟性內窺鏡是用纖維光束傳像和導光或用CCD傳導圖像的內窺鏡成為軟性內窺鏡。由于它具有良好的柔軟性和方便的操作性能. 軟性內窺鏡的特點為： 可方便的進入,可到達硬性鏡無法到達的地方。 加上頭部彎曲機構，可消除盲區。 通過活檢孔可采樣和治療。 軟性內窺鏡又可分為纖維內鏡和電子內鏡.。　

工業內窺鏡種類從成像形式分為：光學鏡、光纖鏡、電子鏡。

光學鏡是完全的將內部的物象通過光的傳輸，沒有失真的傳到檢測者的眼睛，所以成像非常的保真，也是這幾種鏡子中清晰度*高的。

光纖(纖維)內窺鏡

光纖鏡原理和光學鏡大同小異，為了進入較細小的孔內，我們選擇光纖鏡，光纖鏡的清晰度取決于光纖束的數量。 　　纖維內鏡：先端部、彎曲部、插入部、操作部、導光軟管、導光連接部、目鏡先端部成硬性的一小段，有直視式（前視式）、側視式、斜視式。胃鏡結腸鏡等采用直視方式，十二指腸食道鏡采用側視方式。先端部上面有：物鏡孔（導像束）、光孔（導光束）、氣水孔（噴嘴）、活檢孔。 彎曲部采用四根鋼絲牽引的方法，頭部有四根鋼絲連向控制部，扭動控制部的上下左右手輪，可分別拉動不同方向的鋼絲，使彎曲頭部向相應方向擺動。彎曲部內有導光束、導像束、各種管道以及牽引裝置、彎曲管、彎曲橡皮。 　　軟管部包括彎曲部和插入部，也稱蛇管。裝有導光束、導像束、水氣管道、活檢管道（兼吸引管道）、牽引鋼絲，外包不銹鋼帶軟管及金屬網管，*外層為光滑的塑料套管。 傳導圖像的纖維束構成了纖維內鏡的核心部分，它由數萬根極細的玻璃纖維組成，根據光學的全反射原理，所有玻璃纖維外面必須再被覆一層折射率較低的膜，以保證所有內芯纖維傳導的光線都能發生全反射。單根纖維的傳遞只能產生一個光點，要想看到圖像，*必須把大量的纖維集成束，要想把圖像傳遞到另一端也成同樣的圖像，*必須使每一根纖維在其兩端所排列的位置相同，稱為導像束。一根導像束斷開，成像*多一個黑點。導光束則不需要所排的位置相同，斷開很多根的話亮度明顯減弱。

電子內窺鏡

電子內窺鏡是以 CCD 代替導像束傳導圖像信號，再經圖像處理中心處理轉換成視頻信號。 CCD 固體攝像器件叫 CCD 圖像傳感器，其構造是在硅襯底上排列著許多光敏二極管（像素），將其上的成像光變成電信號，然后依樣傳送出去得到圖像信號。 電子內窺鏡構造與纖維內鏡構造基本相同，簡單可理解為用 CCD 代替了導像束，很多功能是纖維內鏡不能企及的。 　　

整套電子內鏡包括：冷光源、圖像處理中心、監視器、電子胃腸鏡、推車組成。 　　

電子鏡圖像清晰，便于觀察，國內大中型院內鏡室配置。纖維胃腸鏡配以電視系統也可以通過監視器觀察，比電子鏡圖像質量要差很多，主要為中小型院使用。 　　

軟性鏡國內高端市場被國外內鏡廠商壟斷，有美國韋林（Everest）、奧林巴斯（ OLYMPUS ）、賓得（ PENTAX ）、富士能（ FUJI ）均為日本品牌。低端市場有我們民族企業一席之地，廠家有：上海光廠、奧華、成運等，國產內鏡也相繼推出了電子內鏡，縮短了與國外廠商的差距。用來直接觀察人體器官內部腔體的裝置稱為內窺鏡，簡稱內鏡 　　電子內窺鏡是通過CCD相機將物體內表面的情況拍攝，然后通過視頻終端顯示。 　　

一、視頻電子內窺鏡，它是采用數字式彩色CCD 成像器件，具有圖像清晰、性能穩定、操作方便、適用范圍廣等特點。但是價格偏高，一般用于汽車制造商甚至用于飛機工業上。

二、光導纖維內窺鏡，它是通過目鏡來觀察發動機內部情況的。維修工用眼睛目視觀察，工作易疲勞; 　　

三、光導纖維內窺鏡+專用接口+數碼照相機，它能直接在數碼照相機的顯示屏上看發動機內部的狀況，并能拍下當時的觀察結果，而且它的價格也非常合理。

工業內窺鏡無損原理

無損檢測定義

在國外，無損檢測的含義相對應的英文詞，除了前半部分——即non-destructive 的寫法大多相同外，后半部分的寫法*有所不同。如日本習慣寫作 inspection，歐洲*過去曾寫作 flaw detection、現在統一使用 testing，美國也使用 testing，但大多寫作 examination 和 evaluation。形成的縮略語則分別是 NDI、NDT 和 NDE，于是中文*出現了無損探傷、無損檢查(非破壞檢查)、無損檢驗、無損檢測、無損評價等不同術語和寫法。這些不同的英文及其相應的中文術語，它們具有相同的意義。 　　

中文名稱：無損探傷、無損檢查、無損檢驗、無損檢測、無損評價 　　

英文名稱：nondestructive testing，NDT，nondestructive evaluating，NDE;nondestructive test 　　工業內窺鏡，是無損檢測的一個分支，也可以說是專門的一個檢測技術。

常用的無損檢測方法

目視檢測(VT)、射線照相檢驗(RT)、超聲檢測(UT)、磁粉檢測(MT)和液體滲透檢測(PT) 四種。其他無損檢測方法：渦流檢測(ET)、聲發射檢測(AT)、熱像/紅外(TIR)、泄漏試驗(LT)、交流場測量技術(ACFMT)、漏磁檢驗(MFL)、遠場測試檢測方法(RFT)等。

無損檢查目視檢測范圍

1、焊縫表面缺陷檢查。檢查焊縫表面裂紋、未焊透及焊漏等焊接質量。 　　

2、內腔檢查。檢查表面裂紋、起皮、拉線、劃痕、凹坑、凸起、斑點、腐蝕等缺陷。 　　    3、狀態檢查。當某些產品(如蝸輪泵、發動機等)工作后，按技術要求規定的項目進行內窺檢測。 　　

4、裝配檢查。當有要求和需要時，使用同三維工業視頻內窺鏡對裝配質量進行檢查;裝配或某一工序完成后，檢查各零部組件裝配位置是否符合圖樣或技術條件的要求;是否存在裝配缺陷。 　　

5、多余物檢查。檢查產品內腔殘余內屑，外來物等多余物。 　　

工業內窺鏡由于它的特殊尺寸設計，可以讓我們不破壞被檢測物體的表面簡便、準確地觀察物體內部表面結構或工作狀態。 　　

無損檢測需要使用工業內窺鏡作為檢測工具，是為了滿足工業復雜使用環境而設計生產的。內窺鏡檢測是近年來隨著內窺鏡生產制造技術的發展而逐漸得到廣泛應用的一種檢測技術。根據制造工藝特點，我們一般把工業內窺鏡分為光學硬管鏡，光纖鏡，視頻鏡三種類型。 　　

工業內窺鏡可用于高溫、有毒、核輻射及人眼無法直接觀察到的場所的檢查和觀察，主要用于汽車、航空發動機、管道、機械零件等，可在不需拆卸或破壞組裝及設備停止運行的情況下實現無損檢測，另外一方面工業內窺鏡還可與照相機、攝像機或電子計算機連接，組成照相、攝像和圖象處理系統，從而進行視場目標的監視、記錄、貯存和圖象分析.為診斷和處理提供很好的保證。

無損檢測與破壞性檢測的差異

無損檢測是利用物質的聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢測對象使用性能的前提下，檢測被檢對象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷大小，位置，性質和數量等信息。它與破壞性檢測相比，無損檢測有以下特點。*是具有非破壞性，因為它在做檢測時不會損害被檢測對象的使用性能；第二具有全面性，由于檢測是非破壞性，因此必要時可對被檢測對象進行*的全面檢測，這是破壞性檢測辦不到的；第三具有全程性，破壞性檢測一般只適用于對原材料進行檢測，如機械工程中普遍采用的拉伸、壓縮、彎曲等，破壞性檢驗都是針對制造用原材料進行的，對于產成品和在用品，除非不準備讓其繼續服役，否則是不能進行破壞性檢測的，而無損檢測因不損壞被檢測對象的使用性能。所以，它不僅可對制造用原材料，各中間工藝環節、直至*終產成品進行全程檢測，也可對服役中的設備進行檢測。

堅固耐用：工業電子內窺鏡線纜和鏡桿基本都采用金屬制成的。攝像頭采用采用防刮防油污的玻璃殼，精密模具注塑成型，部分零件采用不銹鋼鑄壓成型，保證產品經久耐用，防水，耐磨，耐腐蝕，提高了在惡劣環境下的耐用性。 　　

技術先進：T922工業電子內窺鏡采用*新電晶體CCD攝像和高亮度LED光源技術，視頻圖像明亮，顯示圖像清晰、色澤逼真、分辨率高。 　　

操作簡單：配有外置可充電池，便攜式高清晰彩色液晶顯示器，極大的方便了戶外長時間的使用，并可配專用視頻采集卡進行實時抓拍，一鍵便能實現。可與監視器或顯示器連接，實時高清晰顯示檢測圖像。

強抗液性：從遠端探頭到手持柄，同三維系列工業電子內窺鏡具有強耐水性，并且耐礦物、合成潤滑油、航空燃油、煤油、汽油和柴油性*。 　　

經濟實用：工業電子內窺鏡性價比高，物超所值，該款無論是價格還是性能，在市場上均具有很大的競爭性，是您進行管道視頻檢測、精密儀器檢測等的首要選擇。

應用范圍

建筑，內窺鏡在建筑行業行業的應用時間比較短, 但它的使用效果是比較出色的. 對孔洞, 墻壁, 門窗節縫以及水管道等肉眼不易查看的地方進行檢查. 中央空調, TV以及網絡線纜的安裝與檢測，結合管道內窺鏡，表面放大檢查 電子顯微鏡, 內窺鏡使用的變種, 適用于電子電路芯片以及皮膚毛孔的觀測檢查. 更多用途仍在探索之中。

油氣化工，由于油氣化工行業的特殊性和對安全性的極高要求, 其行業中的大型管道, 不規則容器, 細長的無縫鋼管等都需要特制的工業檢查鏡對其內部的管壁進行細致的檢查

機械檢修，主要用于大型機械設備的內部檢查, 以及一些由于溫度過高, 有毒或者過于狹小的環境下的機器工作情況觀察, 以有效避免直接觀測對觀測者造成的不良影響. 而且在通過對內窺鏡本身結構的優化和調整, 可對觀測角度和觀測范圍做出十分全面的調整, 操作簡單.

安防監控，內窺鏡可用于安全檢測, 海關等方面, 用于檢測行李, 包裹等有包裝的物品, 無須打開包裝及可進行檢查, 不但保證安檢人員的工作效率也保護了被檢測者的物品隱私.。同時也越來越多的用于*隊武*的反恐行動 。

汽車檢修，工業內窺鏡用于汽車檢查是目前比較新的內窺鏡使用方向. 主要可用于汽車發動機, 油箱, 制動系統等肉眼無法直接看到的地方. 隨著私家車的數量增加以及DIY潮流的興起, 圖像清晰度更高的小型便攜式電子視頻內窺鏡將逐步成為家用工具箱中的一分子。對于汽車的的性能的檢測，發動機是主要的要檢測配件之一。目前對于一些接觸發動機的廠商比如發動機制造商會遇到對發動機產品內部的是否合格或者汽車檢修廠對汽車發動機的內部積碳和損壞檢修問題。對這樣的問題，用眼睛和經驗的聽聲音來判斷都是不足的。汽車內窺鏡可以很方便得解決這個問題。

電力設施，定期檢測氣輪機和發電機大柱輪芯表面是否有傷痕和應力腐朽裂紋。檢測主蒸汽管道、除氧器、聯箱等壓力品焊縫內表面焊接質量，是否有較嚴重的焊接缺陷。在大修時檢測汽輪葉片、護環和應力集中部位是否有微裂縫，電廠中的發電機組以及設備需要長時間的運行和工作, 定期通過內窺鏡對其內部的運轉情況, 損壞檢查是必不可少的。

管道化工，用于檢查工藝管道、壓力容器、反應釜、熱交換器等焊口內表面焊接質量，應力腐蝕裂縫和內壁化學腐蝕等缺陷。

航空航天，用于檢查渦輪發動機葉片和護環有無損傷比傳統的手摸檢查更準確、更高效。

鍋爐燃機，用于檢查鍋爐、氣輪機、柴油發動機管道。

內窺鏡維護保養

硬管內窺鏡是目前為止務人員觀察人體內部病變組織*方便、*直接、*有效的療器械，具有圖像清晰度高、色彩逼真等優點，而且容易操作。隨著使用硬管內窺鏡的范圍擴大，各科生使用硬管內窺鏡頻率越來越高。硬管內窺鏡是比較嬌貴的療器械，很容易造成損壞。下面*怎樣使用、維護、保養硬管內窺鏡做一介紹，以幫助護人員更好地使用這一器械，延長硬管內窺鏡的使用壽命。

硬管內窺鏡基本結構

要想正確使用硬管內窺鏡*應該了解它的結構。目前上各個硬管內窺鏡生產廠的產品雖然光路不同、外觀不同，但是其基本結構都是一致的：由工作鏡管部分、結構部分、眼罩部分、光纜接口部分組成。結構主體部分、眼罩部分、光纜接口部分除了受到劇烈的磕碰一般不易受損。*容易損壞的部分*是工作鏡管部分。以φ4mm硬管內窺鏡為例：工作鏡管主要由四個部分組成：外鏡管、內鏡管、光學鏡片、光導纖維。 光學鏡片放在內鏡管組成光學系統，光導纖維放在內、外鏡管之間負責照明。外鏡管是0.1mm厚φ4mm不銹鋼管，受到磕碰或擠壓都會變形。光學鏡片大部分是φ2.8mm長25mm左右的玻璃柱，受到輕微的磕碰和擠壓*會開裂、崩邊或者光軸偏移，我們常見的內窺鏡視野模糊、邊緣發黑多是此類原因。光導纖維是由極細的光學玻璃制成，一支φ4mm窺鏡要裝1500根以上，在外鏡管內受到外力回造成斷絲，影響光照度。硬管內窺鏡各機構的連接大都是用環氧樹脂膠粘接，膠的質量和封裝技術也影響窺鏡的使用壽命。硬管內窺鏡雖然嬌貴，但是只要能夠正確的使用和維護，*不會損壞。

硬管內窺鏡的維護

1．使用中的注意事項硬管內窺鏡在手術過程中受到損壞的現象并不多，雖然會與人體的組織如肌肉、黏膜、骨骼等有接觸和磕碰，但是這些磕碰是輕微的，不會造成窺鏡的損壞，因為它只是起觀察的作用，不是其他器械的受力點。但是在使用其他器械時，尤其是咬合力較大的鉗、剪類器械應注意鏡管的前端不要伸進器械的咬合區內，以免誤傷鏡管。在使用這類器械時，有時生為了看清楚咬合區的組織，把窺鏡伸得很靠近組織，器械咬合時窺鏡沒有退回，誤傷了窺鏡。手術時如注意讓器械的咬合口全部都在窺鏡的觀察范圍內*可以避免此類事故發生。

有些手術窺鏡是在鞘管內使用，在更換其他角度窺鏡或插拔器械時，應注意動作要輕，不可用力過猛。尤其是插拔窺鏡過程中，當遇到阻力拔不動時應仔細查找原因，必要時應連同鞘管一起拔取，不要用蠻力。當窺鏡配合激光汽化、高頻電切、微波等光電技術進行手術時，應注意窺鏡前端與治療點的距離，保證窺鏡前端不被電擊或燒灼。*使用這些器械時，主刀生應反復練習，掌握窺鏡圖像中物距和實際物距的關系，確認窺鏡前端與治療點的*近距離，以便在實際手術中應用自如。 目前在耳鼻喉科、骨科的臨床手術中已經廣泛使用刨削器來切除病變組織。其刀頭鋒利、硬度高、旋轉速度快、力矩大，如果削到內窺鏡，窺鏡必損無疑。在此類手術中要注意調整沖洗和吸引的速度，隨時保證窺鏡圖像清晰不被血污遮擋，控制刀頭的旋轉部分始終在窺鏡的觀察范圍內，在手術范圍較大時，應先停止刀頭轉動，再移動窺鏡，然后在窺鏡監視下移動刀頭，到合適部位后再開機刨削。當感覺到刨刀工作異常或照度突然降低時，有可能窺鏡已經受損，應及時更換，以免造成更大損失。一般重要手術，應有一套備用窺鏡和關鍵器械，在發現問題時可以從容地更換；如果使用角度不合適的窺鏡或不配套的器械勉強手術，也容易造成窺鏡的損壞。

2．怎樣維護硬管內窺鏡 硬管內窺鏡應有專人專柜保管，放在專用的包裝箱內，內襯柔軟的海綿或聚氨酯泡沫。所有窺鏡和手術器械都要碼放整齊，不得交叉重疊放置，確保箱蓋蓋好后，內部的窺鏡和器械不會在搬運時相互撞擊。由于內窺鏡的鏡管很薄，受到擠壓、磕碰、折彎、落地等情況*會彎曲變形，導致鏡片破損或光軸偏移而造成圖像不清楚或不能使用，所以從包裝箱中取出或放入硬管內窺鏡時，應雙手平托，輕輕地取出或放入，切忌提起一段拽出。窺鏡放在托盤等硬質容器內移動時，注意與其他器械分開放置，不要過分顛簸，以免碰撞到窺鏡。包裝箱內應備有干燥劑保持箱內干燥。 　　

普通的硬管內窺鏡都不耐高溫高壓，主要是由于封裝膠在高溫下會變質、變形，窺鏡*會開膠進水，所以不可用煮沸和高壓蒸汽等高溫高壓的方法消毒。大多數硬管內窺鏡的損壞都是由于不注意保養、磕碰、落地等原因造成的。也有個別生產廠的封裝膠、封裝技術、封裝結構有問題，造成窺鏡進水、開膠的現象，這些都是可以修復的 。 硬管內窺鏡雖然是嬌貴的療器械，但是在正常的臨床手術或觀察中是不容易出現問題的。只要使用得法、精心維護、細心保養，生們可以放心使用，硬管內窺鏡也會發揮*大的效益。

工業內窺鏡技術具有獨特的優勢,它可以把人們的視距延長,并且能任意改變視線方向,準確地觀察物體內表面的真實狀況,這是其他檢測儀器無法取代的。例如,在航空的應用中,可以將工業窺鏡伸到飛機發動機內部,直接觀察運行后內部的真實狀況或設備零部件內部表面狀況;對比較隱蔽或狹窄部位的表面狀況進行有效的檢測,而無需將設備或部件分解做破壞性檢查。其方法既簡便又可靠,非常直觀有效。無論是在航空航太領域還是電子工業以及其他制造.維修行業,使用內窺鏡作NDT檢測均獲得很好效果,解決了很多疑難問題,確保了整套設備正常運行,避免了一些事故的發生。 現在工業窺鏡技術應用已發展到運用電腦圖像處理技術、列印技術、網路技術,完成內窺鏡下圖像的捕獲、存儲、處理分析,標準化報告的書寫、先進的文檔管理,準確的圖像測量分析,局部放大,清晰的圖文一體化報告輸出等。工業內窺鏡攝像頭CCD與光纖對比監控模擬攝像頭，*小直徑尺寸可達4毫米，和傳統光纖內窺鏡有很大不同。光纖內窺鏡由于受到自身結構原理限制，不可以全屏顯示，且圖像為網格組成，一般不會超過10萬像素；而監控模擬鏡頭沒有這些缺點，高清可達50萬像素（720X682),另外恰當的清晰視距使其特別適用于在工業條件下的應用。

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