Endoskop medyczny to urządzenie medyczne wykorzystujące technologię obrazowania optycznego do obserwacji tkanek wewnętrznych lub jam ciała człowieka. Jego podstawową zasadą działania jest diagnostyka wizualna lub przeprowadzanie operacji chirurgicznych poprzez transmisję światła, akwizycję i przetwarzanie obrazu. Oto podstawowa zasada działania endoskopu:
1. System obrazowania optycznego
(1) System oświetlenia
Oświetlenie zimnym światłem: dioda LED lub lampa ksenonowa zapewniają oświetlenie o dużej jasności i niskiej emisji ciepła. Światło jest przesyłane do przedniej części endoskopu przez wiązkę światłowodów, oświetlając obszar inspekcji.
Specjalny tryb oświetlenia: Niektóre endoskopy obsługują fluorescencję (np. ICG), światło wąskopasmowe (NBI) itp. w celu zwiększenia kontrastu naczyń krwionośnych lub chorych tkanek.
(2) Akwizycja obrazu
Tradycyjny endoskop optyczny (endoskop twardy): obraz przesyłany jest przez grupę soczewek, a lekarz obserwuje go bezpośrednio przez okular lub podłącza go do kamery.
Endoskop elektroniczny (endoskop miękki): W przedniej części urządzenia zintegrowany jest przetwornik CMOS/CCD o wysokiej rozdzielczości, który bezpośrednio zbiera obrazy i przetwarza je na sygnały elektryczne, przesyłane do komputera hosta w celu przetworzenia.
2. Przesyłanie i przetwarzanie obrazu
Transmisja sygnału:
Endoskopy elektroniczne przesyłają dane obrazowe za pomocą kabli lub bezprzewodowo.
Niektóre endoskopy 4K/3D korzystają z sygnałów światłowodowych lub cyfrowych o niskim opóźnieniu (takich jak HDMI/SDI), aby zapewnić wydajność w czasie rzeczywistym.
Przetwarzanie obrazu: Host wykonuje redukcję szumów, wyostrzanie i poprawę HDR na oryginalnym sygnale, aby uzyskać obrazy wysokiej rozdzielczości.
3. Wyświetlanie i nagrywanie
Wyświetlacz 4K/3D: zapewnia pole widzenia o ultrawysokiej rozdzielczości podczas operacji, a niektóre systemy obsługują podział ekranu (np. kontrast światła białego i fluorescencji).
Przechowywanie obrazów: obsługuje nagrywanie filmów w rozdzielczości 4K lub zrzutów ekranu na potrzeby archiwizacji dokumentacji medycznej, nauczania lub zdalnych konsultacji.
4. Funkcje pomocnicze (modele wyższej klasy)
Diagnostyka wspomagana sztuczną inteligencją: oznaczanie zmian (np. polipów i guzów) w czasie rzeczywistym.
Sterowanie robotem: Niektóre endoskopy są wyposażone w ramiona robota, co umożliwia precyzyjną obsługę.
Streszczenie
Podstawową zasadą działania endoskopów medycznych jest:
Oświetlenie (światłowód/LED) → akwizycja obrazu (obiektyw/czujnik) → przetwarzanie sygnału (redukcja szumów/HDR) → wyświetlanie (4K/3D) w połączeniu z inteligentną technologią w celu zwiększenia dokładności diagnozy i leczenia.