фиброскоп

Фиброскоп представляет собой гибкий пучок оптических волокон с линзой на одном конце и окуляром или камерой на другом. Его используют для осмотра и осмотра небольших, труднодоступных мест, таких как внутренности машин, замки и тело человека.

История

Направление света за счет преломления — принцип, который делает возможной волоконную оптику, — впервые было продемонстрировано Даниэлем Колладоном и Жаком Бабине в Париже в начале 1840-х годов. Затем, в 1930 году, Генрих Ламм , немецкий студент-медик, стал первым человеком, который собрал пучок оптических волокон для передачи изображения. Эти открытия привели к изобретению эндоскопов и фиброскопов. ^[1]В 1960-х годах эндоскоп был дополнен стекловолокном — гибким материалом, который позволял передавать свет даже в согнутом состоянии. Хотя это давало пользователям возможность наблюдения в режиме реального времени, оно не давало им возможности фотографировать. В 1964 году был изобретен фиброскоп — первая гастрокамера. Это был первый случай, когда у эндоскопа была камера, способная делать снимки. Это нововведение привело к более тщательным наблюдениям и более точным диагнозам. ^[2]

Оптика

В работе фиброскопов используется наука о волоконно-оптических пучках, которые состоят из множества волоконно-оптических кабелей. Волоконно-оптические кабели изготовлены из оптически чистого стекла и имеют толщину человеческого волоса. Три основных компонента оптоволоконного кабеля:

ядро – центр из стекла высокой чистоты
оболочка – внешний материал, окружающий ядро, который предотвращает утечку света.
буферное покрытие – защитное пластиковое покрытие

Ниже приведены два различных типа оптоволоконных жгутов в фиброскопе:

пучок освещения – предназначен для подачи света в область перед линзой.
Пакет изображений - предназначен для передачи изображения от объектива к окуляру. ^[3]

Полное внутреннее отражение

Волоконно-оптические кабели используют полное внутреннее отражение для передачи информации. Когда свет перемещается из одной среды в другую, он преломляется. Если свет распространяется из менее плотной среды в более плотную, он преломляется от нормального . Обратное справедливо, если свет распространяется из плотной среды в менее плотную. В оптических кабелях свет проходит через плотную стеклянную сердцевину (высокий показатель преломления), постоянно отражаясь от менее плотной оболочки (более низкий показатель преломления). Это происходит потому, что поверхность ядра действует как идеальное зеркало, а угол света всегда больше критического угла. ^[4]

Компоненты

Окуляр — увеличивает изображение, передаваемое блоком формирования изображений, чтобы человеческий глаз мог его увидеть.
Пучок изображений – непрерывная нить гибких стеклянных волокон, передающих изображение в окуляр.
Дистальная линза – комбинация микролинз, которые снимают изображения и фокусируют их в небольшой пучок изображений.
Система освещения — оптоволоконный световод, который передает свет от источника к целевой области.
Система артикуляции. Возможность пользователя контролировать движение изгибаемой части фиброскопа, прикрепленной непосредственно к дистальной линзе.
Корпус фиброскопа — секция управления, предназначенная для облегчения работы одной рукой.
Вводная трубка – большая часть длины фиброскопа, прочная и гибкая. Это защищает оптоволоконный пучок и кабели шарнирного сочленения.
Изгибная часть. Самая гибкая часть фиброскопа. Она соединяет вводную трубку с дистальной обзорной частью.
Дистальный участок – место, где находятся конечные точки пучка волокон освещения и визуализации. ^[5]

Медицинские приложения

Фиброскопы используются в медицинской сфере как инструмент, помогающий врачам и хирургам исследовать проблемы в организме пациента без необходимости делать большие разрезы. Эта процедура называется эндоскопией. Врачи используют это, когда подозревают, что орган пациента инфицирован, поврежден или раковый. Существует множество типов в зависимости от обследуемой области тела. Они включают в себя:

Артроскопия – Суставы
Бронхоскопия – Легкие
Колоноскопия – Колон
Цистоскопия – мочевой пузырь
Энтероскопия – Тонкая кишка
Гистероскопия – Матка
Лапароскопия – брюшная полость/таз
Ларингоскопия – гортань (голосовой ящик)
Медиастиноскопия – Область между легкими
Эндоскопия верхних отделов желудочно-кишечного тракта – пищевод и верхний отдел кишечника

Хотя любой медицинский метод имеет свои потенциальные риски, использование фиброскопа для эндоскопии имеет очень низкий риск заражения и кровопотери.

Другие приложения

Слесари используют фиброскопы для проверки положения штифтов . Техники и инспекторы используют фиброскопы, чтобы осмотреть машины изнутри, не разбирая их. Фиброскопы также могут использоваться в армии или полиции для проверки под дверями или углами или для иного наблюдения или разведки .

В популярных СМИ

В фильме 1982 года « Кто осмелится победить » о Специальной воздушной службе показано использование фиброскопов в борьбе с терроризмом .
Фиберскопы являются важным инструментом в тактических шутерах , таких как Tom Clancy's Rainbow Six , Splinter Cell , SWAT , Ready or Not и Door Kickers , где они используются для проверки под дверями или за углами, не раскрывая положение игрока и не подвергая его атаке противника. .

См. также

Бороскоп
Эндоскоп
Улексит или «телевизионный камень», пучок натуральных волокон.
Скрытая камера

Ссылки

^ Беллис, Мэри. «Рождение оптоволокна» . Архивировано из оригинала 12 июля 2012 года.
^ «ТОМ 3 Рождение фиброскопов» . Архивировано из оригинала 13 ноября 2011 года . Проверено 12 ноября 2014 г.
^ Фрейденрих, Крейг (6 марта 2001 г.). «Как работает оптоволокно» .
^ «Полное внутреннее отражение» . Проверено 12 ноября 2014 г.
^ «Промышленный фиброскоп» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 27 ноября 2014 года . Проверено 13 ноября 2014 г.

[1] Беллис, Мэри. «Рождение оптоволокна» . Архивировано из оригинала 12 июля 2012 года.

[2] «ТОМ 3 Рождение фиброскопов» . Архивировано из оригинала 13 ноября 2011 года . Проверено 12 ноября 2014 г.

[How_Fiber_Optics_Work-3] Фрейденрих, Крейг (6 марта 2001 г.). «Как работает оптоволокно» .

[4] «Полное внутреннее отражение» . Проверено 12 ноября 2014 г.

[5] «Промышленный фиброскоп» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 27 ноября 2014 года . Проверено 13 ноября 2014 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]