내시경이란?

<내시경이란?>

내시경이란 위, 식도, 기관, 방광등의 장기의 내부 상태를 직접 볼수 있는 장치로, 벌써 오래 전부터 있었든 것이나, 옛날의 내시경은 여러 가지 결함이 있어서 이용도가 낮았습니다. 식도경은 목을 뒤로젯치고 직선의 금속관을 식도에 삽입하는 것이어서 환자에 준 고통은 심한 것이었어요. 위 속을 볼 수 있는 위경은 광섬유가 개발된 후에야 비로소 널리 보급되기에 이르렀습니다. 일본에서는 한 때 카메라를 소형화 해서 '위카메라'를 만들기도 했으나 결함이 많은 것이었어요.

<광섬유란?>

광섬유란 특수유리를 녹여서 뽑은 가는 실에 불과합니다. 여기서 의문이 몇가지 있을 수 있지요. 하나는 구부러진 유리관 속을 직선으로만 진행하는 광선이 어떻게 끝까지 전달될 수 있을까하는 것입니다. 여기에 단면이 둥근 유리관이 있는데, 그 내면이 거울로 되어있다고 생각합시다. 광선이 유리관 벽에 부디쳤을 때 거울에 반사되어 진행하고 또 구부러진 곳을 만나면 마찬가지로 반사를 하기 때문에 광선이 유리관 끝까지 갈 수 있겠지요? 속이 빈 유리관이 아니고 속이 차있는 통유리봉이고 거울이 되어 있지 않아도 거울이 있는 것과 똑 같이 광선이 유리-공기 경계면에서 반사를 하기 때문에 광선은 문제 없이 구부러진 유리 속을 통과할 수 있습니다. 이것은 광선이 유리벽에 대해서 어느 각도 이하로 비스듬히 들어올 때에는 유리-공기 경계면은 거울과 같은 성질을 나타내기 때문입니다. 이것은중학교 교과서에 나오는 '전반사'라는 현상입니다.

<위 내시경>

내시경은 우선 구부러질 수 있어야하고 너무 굵지 않아야합니다. 현대의 내시경은 물론 광섬유로 만들어져 있습니다. 위내시경을 보면 연필 정도의 굵기이며 구부러질 수 있어서 입을 통해 쉽게 위 속까지 밀어 넣을 수 있습니다. 환자는 미리서 목에 가벼운 마취약을 발라서 구역질이 나지 않게 해둡니다. 위내시경은 굵기가 멀카락의 1/10 정도로 가는 특수 광섬유 10만개 정도의 다발로 되어 있어요. 유리섬유가 가늘기 때문에 구부러져도 부러지지 않습니다. 위내의 영상을 전달하는 광섬유 다발이 있고 또 다른 다발은 외부로 부터의 광선을 운반하여 위내를 조명하는 데 사용합니다. 이 밖에 공기와 물은 주입할 관이 있고, 위내벽으로 부터 소량의 조직을 떼어낼 수 있는 장치가 있고, 내시경 끝을 마음대로 움직이게 할 수 있는 장치에 연결하는 여러 가닥의 전선이 통과합니다.

<내시경의 원리>

구부러진 내시경을 통해서 위 내면을 보기 위한 영상용 다발은 단순히 광선이 통과하기만하면 된 것이아니고 특수한 구조가 필요합니다. 하나는 유리섬유 다발의 양쪽 끝을 특수 풀라스틱으로 매몰한후 직각으로 절단하여 그 단면을 거울처럼 만들어야합니다. 둘째는 가는 유리섬유 하나하나가 양쪽 끝에서 그 위치가 완전히 같아야한다는 것입니다. 광섬유내시경이 가능한 것은 순전히 이와 같은 구조의 특성 때문입니다. 10 만개나 되는 가는 섬유의 양 끝을 그와 같이 꼭 같은 순서로 나열한 다는 것은 기술적으로 상당히 어려운 일일 것입니다.

카메라와 같은 렌스를 이용하여 위내면의 '상을 끝쪽 유리섬유의 단면에 맺게하면 섬유 하나하나의 광성 강도의 정보가 그대로 광섬유를 딸아 바깥 쪽의 섬유 단면에 운반됩니다. 그것을 다시 렌스를 사용하면 위내면을 관찰 할 수 있습니다. 이렇게 해서 얻은 상은 사진과 같은 상이 아니고 신문이나 테레비의 그림과 같은 일종의 '모자이크 상'인 것입니다. 사진기에 연결하여 사진도 찍을 수 있고 테레비와 같은 모니터에 연결하면 위내 광경을 여러 사람이 볼 수 있습니다.

<통신용 광케이불>

도체 한개가 운반할 수 있는 정보의 양이 다른 도체에 비해 월등이 크기 때문에 요즘 크게 각광을 받고 있는 통신 광케이불은 내시경에 사용한 것과 유사하나, 될수 있는 대로 원거리를 달려야하기때문에 그 투명도가 문제가 됩니다. 맑은 물이라도 3-4 미터만 깊어도 바닥이 잘 보이지 않는데 유리섬유를 통한 '광정보'가 어떻게 먼거리를 갈 수 있겠는가라는 의문이 날 것입니다. 광케이불에 사용되는 특수유리의 투명도는 놀랄만한 것으로 맑은 공기보다 10배나 투명도가 크다는 것입니다.