Эндоскоп
Эндоскоп линзы — это инспекционный инструмент, состоящий из датчика изображения, оптической , источника света и механического устройства, который используется для глубокого изучения тела через отверстия, такие как рот или анус. Типичный эндоскоп использует несколько современных технологий, включая оптику , эргономику , точную механику , электронику и разработку программного обеспечения . С помощью эндоскопа можно наблюдать поражения, которые невозможно обнаружить с помощью рентгена , что делает его полезным в медицинской диагностике . В эндоскопах используются трубки толщиной всего несколько миллиметров для передачи света в одном направлении и изображений высокого разрешения в реальном времени в другом направлении, что приводит к минимально инвазивным операциям. [1] Он используется для исследования внутренних органов, таких как горло или пищевод . Специализированные инструменты названы в честь органа-мишени. Примеры включают цистоскоп (мочевой пузырь), нефроскоп (почки), бронхоскоп ( бронхи ), артроскоп (суставы), колоноскоп (толстая кишка) и лапароскоп ( брюшная полость или таз ). [2] Их можно использовать для визуального осмотра и диагностики или для оказания помощи при хирургических операциях, таких как артроскопия .
Этимология
[ редактировать ]«Эндо-» — это научный латинский префикс, происходящий от древнегреческого ἐνδο- (эндо-), означающего «внутри», а «-scope» происходит от современного латинского «-scopium», от греческого σκοπεῖν (скопеин), означающего «смотреть». в» или «осмотреть». [3]
История
[ редактировать ]
Первый эндоскоп был разработан в 1806 году немецким врачом Филиппом Боззини , когда он представил «Лихтлейтер» (световод) «для исследования каналов и полостей человеческого тела». [4] Однако Коллегия врачей Вены не одобряла такое любопытство. [5] Первый эффективный эндоскоп с открытой трубкой был разработан французским врачом Антоненом Жаном Десормо . [6] Он также был первым, кто применил эндоскоп в успешной операции. [7]
После изобретения Томаса Эдисона использование электрического света стало важным шагом в совершенствовании эндоскопов. Первые такие лампы были внешними, хотя и достаточно способными освещать, чтобы обеспечить возможность цистоскопии, гистероскопии и ректороманоскопии, а также осмотра носовой (а позже и грудной) полости, что регулярно выполнял сэр Фрэнсис Круз у пациентов-людей (с использованием своего собственного коммерчески доступного эндоскопа). ) к 1865 году в больнице Mater Misericordiae в Дублине, Ирландия. [8] Позже стали доступны лампы меньшего размера, что сделало возможным внутреннее освещение, например, в гистероскопе Чарльза Дэвида в 1908 году. [9]
Ганс Христиан Якобеус получил признание за первую крупную опубликованную серию эндоскопических исследований брюшной полости и грудной клетки с помощью лапароскопа (1912 г.) и торакоскопа (1910 г.). [10] хотя первое сообщение о торакоскопическом исследовании человека было также проведено Крузом. [11]
для диагностики заболеваний печени и желчного пузыря в 1930-х годах. Лапароскоп использовался Хайнцом Кальком [12] Хоуп сообщил в 1937 году об использовании лапароскопии для диагностики внематочной беременности . [13] В 1944 году Рауль Палмер помещал своих пациентов в положение Тренделенбурга после газового вздутия живота и, таким образом, мог надежно выполнять гинекологическую лапароскопию. [14]
Георг Вольф, берлинский производитель жестких эндоскопов, основанный в 1906 году, в 1911 году выпустил гибкий гастроскоп Суссмана. [15] [16] Карл Шторц начал производить инструменты для ЛОР- специалистов в 1945 году через свою компанию Karl Storz GmbH . [17]
Волоконная оптика
[ редактировать ]
Бэзил Хиршовиц , Ларри Кертисс и Уилбур Питерс изобрели первый оптоволоконный эндоскоп в 1957 году. [18] Ранее, в 1950-х годах, Гарольд Хопкинс разработал «фиброскоп», состоящий из пучка гибких стеклянных волокон, способных когерентно передавать изображение. Это оказалось полезным как в медицине, так и в промышленности, а последующие исследования привели к дальнейшему улучшению качества изображений.
Предыдущая практика использования небольшой лампы накаливания на кончике эндоскопа оставляла выбор: либо наблюдение при тусклом красном свете, либо увеличение светоотдачи, что влекло за собой риск ожога внутренних органов пациента. Наряду с развитием оптики была разработана возможность «управлять» кончиком, а также появились инновации в хирургических инструментах с дистанционным управлением, содержащихся внутри корпуса самого эндоскопа. Это было началом «хирургии замочной скважины», какой мы ее знаем сегодня. [19]
Эндоскопы со стержневыми линзами
[ редактировать ]Существовали физические ограничения качества изображения фиброскопа. Пучок, скажем, из 50 000 волокон эффективно дает изображение размером только в 50 000 пикселей, а длительное сгибание в результате использования разрушает волокна и, таким образом, постепенно теряет пиксели. В конечном итоге так много теряется, что приходится заменять весь комплект (со значительными затратами). Гарольд Хопкинс понял, что любое дальнейшее оптическое улучшение потребует другого подхода. Предыдущие жесткие эндоскопы имели низкую светопроницаемость и плохое качество изображения. Хирургические требования, связанные с прохождением хирургических инструментов, а также система освещения внутри трубки эндоскопа, размеры которой ограничены человеческим телом, оставляли очень мало места для оптики визуализации. [ нужна ссылка ] Крошечные линзы традиционной системы требовали опорных колец, которые закрывали бы большую часть площади линзы. Их также было сложно изготовить и собрать, а оптически они были почти бесполезны. [ нужна ссылка ]
Элегантное решение, которое придумал Хопкинс, заключалось в заполнении воздушного пространства между «маленькими линзами» стеклянными стержнями. Эти стержни точно подходят к трубке эндоскопа, что делает их самовыравнивающимися и не требующими никакой другой поддержки. [ нужна ссылка ] С ними было намного проще обращаться, и они использовали максимально возможный диаметр.
Благодаря соответствующей кривизне и покрытию концов стержня, а также оптимальному выбору типов стекла, рассчитанным и заданным Хопкинсом, качество изображения было изменено даже при использовании трубок диаметром всего 1 мм. Благодаря высококачественному «телескопу» такого маленького диаметра инструменты и система освещения могли удобно разместиться внутри внешней трубы. И снова именно Карл Шторц изготовил первый из этих новых эндоскопов в рамках длительного и продуктивного партнерства между двумя мужчинами. [20]
Хотя существуют области тела, для которых всегда потребуются гибкие эндоскопы (в основном желудочно-кишечный тракт), эндоскопы с жесткими стержневыми линзами обладают такими исключительными характеристиками, что они по-прежнему являются предпочтительным инструментом и позволяют проводить современную хирургию замочной скважины. [ нужна ссылка ] (Гарольд Хопкинс был признан и почитаем медицинским сообществом во всем мире за развитие медицинской оптики. Это стало основной частью цитирования, когда в 1984 году Королевское общество наградило его медалью Рамфорда.)
Состав
[ редактировать ]
Типичный эндоскоп состоит из следующих частей:
- Жесткая или гибкая трубка в качестве тела.
- Система светопропускания, освещающая обследуемый объект. Источник света обычно расположен вне корпуса прицела.
- Система линз, передающая изображение от объектива наблюдателю, обычно система релейных линз в случае жесткого эндоскопа или пучок оптических волокон в случае оптоволоконного эндоскопа .
- Окуляр , передающий изображение на экран для его захвата. Однако современные видеоскопы не требуют окуляра.
- Дополнительный канал для медицинских инструментов или манипуляторов (только для многофункционального эндоскопа, см. ниже в разделе «Классификация»). [ нужна ссылка ]
Кроме того, пациентам, проходящим процедуру эндоскопии, может быть предложена седация , чтобы избежать дискомфорта.
Клиническое применение
[ редактировать ]
Эндоскопы могут использоваться для исследования симптомов пищеварительной системы, включая тошноту , рвоту , боли в животе , затруднения при глотании и желудочно-кишечные кровотечения . [21] Он также используется в диагностике, чаще всего путем проведения биопсии для проверки таких состояний, как анемия , кровотечение, воспаление и рак пищеварительной системы . Процедуру также можно использовать для лечения, такого как прижигание кровоточащего сосуда, расширение узкого пищевода, удаление полипа или удаление инородного предмета. [ нужна ссылка ]
Медицинские работники могут использовать эндоскопы для осмотра следующих частей тела:
- Желудочно -кишечный тракт :
- Пищевод : хронический эзофагит , варикозное расширение вен пищевода , грыжа пищеводного отверстия диафрагмы , лейомиома пищевода , рак пищевода , рак сердца и т. д.
- Желудок и двенадцатиперстная кишка : хронический гастрит , язвенная болезнь желудка , доброкачественная опухоль желудка , рак желудка , язвенная болезнь двенадцатиперстной кишки , опухоль двенадцатиперстной кишки .
- Тонкая кишка тонкой кишки : новообразования , гладкомышечные опухоли, саркомы , полипы , лимфомы , воспаления и т. д.
- Толстая кишка : неспецифический язвенный колит , болезнь Крона , хронический колит , полипы толстой кишки , колоректальный рак и др.
- и Поджелудочная железа желчевыводящие пути :
- Лапароскопия :
- заболевания печени , желчевыводящих путей и т. д.
- Дыхательные пути :
- рак легких , трансбронхоскопическая биопсия легких , селективная бронхография и др.
- пути Мочевыводящие :
- цистит , мочевого пузыря конъюгация , опухоль мочевого пузыря , туберкулез почек , камни в почках , опухоли почек , врожденные пороки развития мочеточника , камни мочеточника , опухоли мочеточника и т.д.
- Ухо , нос и горло :
- Ухо: тимпанит , деформация внутреннего уха и т. д.
- Нос: ринит , полип в носу и т. д.
- Горло: заглоточный абсцесс , специфическая инфекция и т. д.
Классификация
[ редактировать ]
Существует множество различных типов эндоскопов для медицинского обследования, как и методы их классификации. Вообще говоря, наиболее распространены следующие три классификации:
- По функциям эндоскопа:
- однофункциональный эндоскоп: однофункциональный эндоскоп представляет собой зеркало для наблюдения, в котором есть только оптическая система.
- многофункциональный эндоскоп: многофункциональный эндоскоп, помимо функции наблюдения, также имеет по крайней мере один рабочий канал, такой как освещение, хирургия, промывание и другие функции.
- По зонам обнаружения, достигаемым эндоскопом:
- По жесткости эндоскопа:
- жесткий эндоскоп: жесткий эндоскоп представляет собой призматическую оптическую систему с преимуществами четкого изображения, несколькими рабочими каналами и несколькими точками обзора.
- гибкий эндоскоп: Гибкий эндоскоп представляет собой систему на основе оптического волокна . Примечательные особенности гибкого эндоскопа включают в себя то, что оператор может манипулировать линзой, меняя направление, но качество изображения не такое хорошее, как у жесткого эндоскопа.
Последние события
[ редактировать ]
С развитием и применением роботизированных систем, особенно хирургической робототехники , была внедрена дистанционная хирургия , при которой хирург мог находиться вдали от пациента. Первая дистанционная операция получила название « Операция Линдберга» . [22] А беспроводные устройства для измерения pH в пищеводе теперь можно устанавливать эндоскопически, чтобы удаленно регистрировать тенденции pH в определенной области. [23]
- VR-симуляторы эндоскопии
виртуальной реальности для обучения врачей различным навыкам эндоскопии. Разрабатываются симуляторы [24]
- Одноразовая эндоскопия
Одноразовая эндоскопия — новая категория эндоскопических инструментов. Последние события [25] позволили производить достаточно недорогие эндоскопы, чтобы их можно было использовать только у одного пациента. Он удовлетворяет растущий спрос на снижение риска перекрестного заражения и внутрибольничных заболеваний. Европейский консорциум малых и средних предприятий работает над проектом DUET (инструмент одноразового использования для эндоскопии) по созданию одноразового эндоскопа. [26]
- Капсульная эндоскопия
Капсульные эндоскопы представляют собой устройства визуализации размером с таблетку, которые пациент проглатывает, а затем записывает изображения желудочно-кишечного тракта по мере их естественного прохождения. Изображения обычно извлекаются посредством беспроводной передачи данных на внешний приемник. [27]
Эндоскопические изображения можно комбинировать с другими источниками изображений, чтобы предоставить хирургу дополнительную информацию. положение анатомической структуры или опухоли. Например, на эндоскопическом видео может быть показано [28]
- Улучшение изображения
Новые эндоскопические технологии позволяют измерять дополнительные свойства света, такие как оптическая поляризация, [29] оптическая фаза, [30] и дополнительные длины волн света для улучшения контраста. [31]
Немедицинское использование
[ редактировать ]- промышленного эндоскопического неразрушающего контроля Технология
Вышесказанное в основном касается применения эндоскопов в медицинском осмотре. Фактически, эндоскопы также широко используются в промышленной сфере, особенно при неразрушающем контроле и исследовании отверстий. Если предстоит внутренний визуальный осмотр труб, котлов, цилиндров, двигателей, реакторов, теплообменников, турбин и других изделий с узкими, труднодоступными полостями и/или каналами, то эндоскоп является важным, если не незаменимым инструментом. [32]
См. также
[ редактировать ]- Медицинское оборудование
- Эндоскопия
- Операция
- Анестезия
- Минимально инвазивная процедура
- Роботизированная хирургия
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Зюптиц, Венко; Хаймс, Софи (15 мая 2016 г.). Фотоника: технические применения света . дои : 10.1117/3.2507083 . ISBN 9781510622678 .
- ^ «Медицинское определение эндоскопа» . Medicinenet.com . Проверено 11 августа 2017 г.
- ^ «эндоскоп» . Оксфордский словарь английского языка . Оксфорд Пресс.
- ^ Боззини, Филипп (1806). «Световод, изобретение для исследования внутренних частей и заболеваний вместе с иллюстрациями» [Световод, изобретение для исследования внутренних частей и заболеваний вместе с иллюстрациями]. Журнал практической медицины и Wundarzneykunst (на немецком языке). 24 : 107–24.
- ^ Ямада Т (22 января 2009 г.). Атлас гастроэнтерологии . Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-1-4443-0342-1 .
- ^ «Десормо, Антонен Жан» . Европейский музей урологии ЕАУ . Проверено 29 июня 2022 г.
- ^ Янссен, Дидерик Ф (17 мая 2021 г.). «Кто назвал и изготовил эндоскоп Désormeaux? Случай непризнанных оптиков Шарля и Артура Шевалье» . Журнал медицинской биографии . 29 (3): 176–179. дои : 10.1177/09677720211018975 . ISSN 0967-7720 . ПМИД 33998906 . S2CID 234747817 .
- ^ Каниджа А., Нути Р., Лор Ф., Мартини Дж., Турчетти В., Риги Дж. (апрель 1990 г.). «Длительное лечение кальцитриолом при постменопаузальном остеопорозе» . Метаболизм . 39 (4 Приложение 1): 43–9. дои : 10.1136/bmj.1.223.345 . JSTOR 25204557 . ПМЦ 2325571 . ПМИД 2325571 .
- ^ Шавки О., Дешмук С., Пачеко Л.А. (2017). Освоение техники гистероскопии . Медицинское издательство братьев Джейпи. стр. 13–. ISBN 978-93-86150-49-3 .
- ^ Литынский Г.С. (январь–март 1997 г.). «Лапароскопия — первые попытки: в центре внимания Георга Келлинга и Ганса Христиана Якобеуса» . JSLS . 1 (1): 83–5. ПМК 3015224 . ПМИД 9876654 .
- ^ Гордон С. (2014). «Статья VIII. Клинические отчеты о редких случаях, произошедших в больницах Уитворт и Хардвик» . Дублинский ежеквартальный журнал медицинских наук . 41 (1): 83–99. дои : 10.1007/BF02946459 .
- ^ Уайлдхирт Э., Калк Х.О. (1977). Новая немецкая биография (NDB). Том 11 . Берлин: Данкер и Хамблот. п. 60. ИСБН 978-3-428-00192-7 .
- ^ Бален А.Х., Крейтон С.М., Дэвис М.К., МакДугалл Дж., Стэнхоуп Р. (1 апреля 2004 г.). Детская и подростковая гинекология: мультидисциплинарный подход . Издательство Кембриджского университета. стр. 131–. ISBN 978-1-107-32018-5 .
- ^ Литинский Г.С. (июль – сентябрь 1997 г.). «Рауль Палмер, Вторая мировая война и трансабдоминальная целиоскопия. Лапароскопия распространяется и на гинекологию» . Журнал Общества лапароэндоскопических хирургов . 1 (3): 289–92. ПМК 3016739 . ПМИД 9876691 .
- ^ «О Рихарде Вольфе Германии» . Медицинские инструменты Ричарда Вольфа.
- ^ «Каналы эндоскопической биопсии» . Медицинские инструменты Ричарда Вольфа.
- ^ Нежат С (2005). «Глава 19. 1960-е годы» . Нежата «История эндоскопии» . Общество лапароэндоскопических хирургов. Архивировано из оригинала 27 июля 2018 г. Проверено 7 января 2016 г.
- ^ Эдмонсон Дж. М. (март 1991 г.). «История инструментов для желудочно-кишечной эндоскопии». Желудочно-кишечная эндоскопия . 37 (2 Приложения): S27–56. дои : 10.1016/S0016-5107(91)70910-3 . ПМИД 2044933 .
- ^ Сунь, Гогин; и др. (январь 2019 г.). «Сравнение эндоскопии замочной скважины и краниотомии в лечении больных с гипертоническим кровоизлиянием в мозг» . Лекарство . 98 (2). Балтимор: e14123. дои : 10.1097/MD.0000000000014123 . ПМК 6336657 . ПМИД 30633227 .
- ^ «История» . Общество Гарольда Хопкинса .
- ^ Персонал (2012). «Верхняя эндоскопия» . Клиника Мэйо . Проверено 24 сентября 2012 г.
- ^ "cooltech.iafrica.com | технические новости Первая в мире трансатлантическая роботизированная хирургия" . 13 октября 2007 г. Архивировано из оригинала 13 октября 2007 г. Проверено 30 июня 2022 г.
- ^ «Тест рН пищевода: медицинский тест MedlinePlus» . medlineplus.gov . Проверено 30 июня 2022 г.
- ^ «Обзор проекта симулятора эндоскопической тактильной техники» . Лаборатория M2D2, Индийский институт науки . Ютуб.
- ^ «Документ не найден» . Архивировано из оригинала 20 июля 2011 г.
- ^ «Разработка одноразового эндоскопического инструмента» . 26 марта 2018 г. Архивировано из оригинала 23 июля 2011 г.
- ^ «Информация о пациенте» . asge.org . Проверено 1 июля 2022 г.
- ^ Дополненная реальность: Путь к краниофарингиоме на YouTube.
- ^ Манхас С., Визе Дж., Деби С., Ванель Х.К., Бойто П., Вердье М., Де Мартино А., Паню Д. (февраль 2015 г.). «Демонстрация полной поляриметрии Мюллера 4 × 4 через оптическое волокно для эндоскопических применений» . Оптика Экспресс . 23 (3): 3047–54. Бибкод : 2015OExpr..23.3047M . дои : 10.1364/OE.23.003047 . ПМИД 25836165 .
- ^ Гордон, GSD; Джозеф, Дж; Алколеа, член парламента; Сойер, Т; Макфаден, Эй Джей; Уильямс, К; Фитцпатрик, CRM; Джонс, PH; ди Пьетро, М; Фицджеральд, Р.К.; Уилкинсон, Т.Д.; Бондик, SE (2018). «Количественная фазовая и поляризационная эндоскопия для выявления раннего опухолевого генеза пищевода» . Журнал биомедицинской оптики . 24 (12): 1–13. arXiv : 1811.03977 . дои : 10.1117/1.JBO.24.12.126004 . ПМК 7006047 . ПМИД 31840442 .
- ^ Кестер Р.Т., Бедард Н., Гао Л., Ткачик Т.С. (май 2011 г.). «Эндоскоп гиперспектральной визуализации снимков в реальном времени» . Журнал биомедицинской оптики . 16 (5): 056005–056005–12. Бибкод : 2011JBO....16e6005K . дои : 10.1117/1.3574756 . ПМК 3107836 . ПМИД 21639573 .
- ^ «Неразрушающий контроль: эндоскопия :: Статья Total Materia» . www.totalmateria.com . Проверено 2 июля 2022 г.