Волоконно-оптические эндоскопы состоят из пучков оптических волокон, каждое из которых обладает способностью передавать свет (соответственно часть изображения) по всей своей длине, даже при изменении кривизны его изгиба при введении эндоскопа в необходимый отдел желудочно-кишечного тракта.
В волокне без покрытия возможно распространение света за его пределы вследствие недостаточного отражения от границы раздела сред. Поэтому такие волокна используются только в осветительном канале эндоскопа. Напротив, в информационном канале, по которому осуществляется передача изображения, используются более дорогие оптические волокна с покрытием. Каждое волокно покрывается специальным светоотражающим слоем, снижающим данный эффект и улучшающим качество изображения. Такие волокна называются оптическими волокнами с покрытием. Отдельные волокна имеют очень малый диаметр, в результате для передачи целостного изображения эндоскоп состоит из более чем 200000 таких волокон, объединенных в пучки.
В некогерентных пучках отдельные оптические волокна расположены хаотично. Это не позволяет передавать по ним изображение, но гораздо дешевле в производстве и достаточно для передачи света, необходимого для освещения слизистой, по осветительному каналу волоконно-оптического эндоскопа.
В информационном канале, по которому осуществляется передача изображения с дистального конца эндоскопа до его окуляра, используются когерентные пучки оптических волокон. Структура их подразумевает идентичное расположение отдельного волокна на обоих концах волоконно-оптического эндоскопа, что делает идентичным и расположение отдельных фрагментов изображения. Несмотря на малый размер, эти изображения вполне пригодны для проведения диагностики. К окуляру волоконно-оптического эндоскопа возможно присоединение видеокамеры, позволяющей передавать изображение на экран монитора, что, например, удобно при совместном проведении исследования несколькими специалистами и при обучении. Однако качество таких изображений ниже по сравнению с использованием видеоэндоскопов.
Видеоэндоскопы
В большинстве современных эндоскопов когерентные пучки оптических волокон заменены небольшой полупроводниковой светочувствительной матрицей, расположенной в области дистального конца прибора. Данная матрица преобразует световой сигнал в электрический, который передается в компьютер, обеспечивающий реконструкцию цветного изображения и вывод его на монитор.
У таких волоконно-оптических эндоскопов отсутствует окуляр, а просмотр изображений осуществляется на экране видеомонитора. Качество и размер получаемых в данном случае изображений таковы, что позволяют визуализацию даже незначительных изменений на поверхности слизистой, что, в свою очередь, значительно повышает диагностическую ценность видеоэндоскопии. Кроме того, видеоэндоскопы весьма удобны при обучении специалистов и позволяют сохранять полученные изображения в различных форматах.
Светочувствительная матрица расположена непосредственно за объективом в области дистального конца эндоскопа. В некоторых системах используются цветные матрицы, однако в Великобритании наиболее распространены системы, использующие монохромную матрицу. Для получения возможности восприятия монохромной матрицей цветного изображения и последующего воспроизведения его на экране монитора необходимо наличие сложной системы проецирования и обработки сигнала. Это достигается помещением перед источником света диска, содержащего красный, зеленый и голубой светофильтры, разделенные непрозрачными вставками. Этот диск вращается со скоростью более 30 оборотов в секунду, в результате на матрицу падает импульсный красный, зеленый и голубой свет. В течение фазы красного импульса матрица фиксирует изображение слизистой, которое передается в компьютер и сохраняется в нем в течение периода, когда непрозрачная вставка полностью перекрывает световой поток. Затем повторяется аналогичный процесс в течение фаз зеленого и голубого импульсов. Каждый раз, когда диск совершает полный оборот, генерируется новое изображение. Затем данные, полученные во время фаз красного, зеленого и голубого импульсов, передаются на соответствующие цветовые каналы монитора, который в итоге воспроизводит полноцветное изображение.