Rod Lens, Fiber-Optic and Digital Technology - Lentes de Hate, Fibra Óptica e Tecnologia Digital

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The original cystoscopes used between 1886 and 1951 were made up of a series of thin glass lenses positioned within a long narrow tube separated by annular spacers which held the lenses apart at measured distances.

The limitations in precisely grinding these lenses meant that stray images occurred from their surface resulting in degradation of image quality and poor contrast. The light was provided by tiny lamps, which had a short life and often burnt out midprocedure particularly if there was a surge in current.

To replace the lamp, the scope would have to be removed from the bladder and then reinserted resulting in longer operating times and also ran the risk of an electric shock to the patient. Hopkins overcame some of these problems by using long solid rod-shaped

Figure 2 Rod lens cystoscope.

Glass cylinders within the telescope, which could be ground and aligned with greater precision within the scope. The air gaps in between were the lenses. Adding an antireflective coating to both ends of the rod significantly increased the light available at the eyepiece (Fig. 2).

The introduction of fiber-optics in the 1960s led to the next revolution in endoscope design. Hopkins developed a method of transmitting images and light down a bundle of transparent fibers assembled as a cable, which are then coated with another transparent material with a different refractive index. The light then undergoes multiple total internal reflection. The fiber bundles can be either coherent whereby the position of a fiber at its proximal end mirrors its position at the distal end or incoherent where many fibers are assembled in a random arrangement and transmit high-density light throughout the cable.

In the early fiber-optic endoscopes, the illumination channel was coupled to an external xenon light source, while the imaging channel transmitted an image created by a lens at the distal end of the endoscope to a connected camera unit or display device (Fig. 3).

Figure 3 Cross-section of flexible cystoscope.

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Os cistoscópios originais usados ​​entre 1886 e 1951 eram constituídos por uma série de lentes finas de vidro posicionadas dentro de um longo tubo estreito, separado por espaçadores anulares que mantinham as lentes afastadas a distâncias medidas.

As limitações na moagem precisa dessas lentes fizeram com que imagens dispersas ocorressem em sua superfície, resultando em degradação da qualidade da imagem e baixo contraste.

A luz era fornecida por pequenas lâmpadas, que tinham vida útil curta e muitas vezes queimavam durante o procedimento, principalmente se houvesse um aumento na corrente.

Para substituir a lâmpada, o escopo precisaria ser removido da bexiga e depois reinserido, resultando em tempos de operação mais longos e também correndo o risco de choque elétrico para o paciente. Hopkins superou alguns desses problemas usando longas e sólidas

Figura 2 Cistoscópio com haste.

Cilindros de vidro dentro do telescópio, que podem ser retificados e alinhados com maior precisão dentro do telescópio. As lacunas de ar no meio eram as lentes. A adição de um revestimento anti-reflexo nas duas extremidades da haste aumentou significativamente a luz disponível na ocular (Fig. 2).

A introdução da fibra óptica na década de 1960 levou à próxima revolução no design do endoscópio. Hopkins desenvolveu um método de transmitir imagens e iluminar um feixe de fibras transparentes montadas como um cabo, que são revestidas com outro material transparente com um índice de refração diferente. A luz passa então por uma reflexão interna total múltipla. Os feixes de fibras podem ser coerentes, pelo que a posição de uma fibra na sua extremidade proximal reflete sua posição na extremidade distal ou incoerente, onde muitas fibras são montadas em um arranjo aleatório e transmitem luz de alta densidade ao longo do cabo.

Nos primeiros endoscópios de fibra óptica, o canal de iluminação era acoplado a uma fonte de luz externa de xenônio, enquanto o canal de imagem transmitia uma imagem criada por uma lente na extremidade distal do endoscópio para uma unidade de câmera ou dispositivo de exibição conectado (Fig. 3 )

Figura 3 Seção transversal do cistoscópio flexível.