消化道内窥镜的发展及趋势

消化道内窥镜的发展及趋势摘要:消化道内窥镜是一种将胃肠道引入人体进行检查、诊断和治疗的光学仪器。介绍了近几年胃肠道内镜检查技术的最新进展，并就今后的发展趋势作了展望。结论：内窥镜是早期胃肠道肿瘤的主要诊断手段。扩大观察视角，提高成像的清晰度和深度，是目前内窥镜技术研究的重点，对于提高肿瘤的早期检出、正确率、提高病人的寿命、减少病死率尤为重要。关键词：消化道；内窥镜；发展趋势随着人类文明的不断发展，医学对于人体构造的研究也越来越迫切，而内窥镜则是观测人体最主要的一种手段。医用内窥镜是用来观测人体无法看到或难以看到的腔体组织及结构，并将其与医学技术相结合，以提高其诊断的准确性。1.消化道内窥镜的发展趋势1.1消化道硬管式内窥镜1988年，贝文用食道镜把异物从食道内取出。德国医生库斯莫尔在观看演员吞刀后受到启发，从而制作出了第一台食管胃镜。过去的内窥镜主要使用蜡烛和煤油灯来进行照明，柏林的外科医师Nitze最早使用电热白金线作为膀胱镜和胃镜的光源。1981年，Mikulicz和Leiter以Nitze的硬管光学系统为基础，研制出了首款可用于临床的胃镜，Mikulicz曾在医院用它对许多病人进行了检查，并获得了许多的诊断。1895年，罗森海因发明了一种硬质三管胃镜，胃镜是由六个导管呈同心圆状排列，中央管是光学系统，在第二个管腔里装有铂丝制成的球形灯泡和一个水冷装置，在最外面的管壁上有一个标尺，用以显示入镜的深度。1911年，埃斯纳在罗森海因式胃镜的基础上进行了改良，在胃镜的前面加了一个橡胶头来进行导向。1.2消化道半可屈式内窥镜由于人体消化道内腔的解剖结构存在一定的生理曲度，因此硬管内窥镜检查很困难。1932年，辛德勒和柏林设备制造者乔治·沃尔夫制作了一种半可弯曲的胃镜，它的上半身由螺旋状的青铜和一层橡胶外壳所保护，它能在不同的角度上弯曲34度而不会造成影像的变形。Wolf-Schindler胃镜的前端采用了平滑的金属球体，使病人在放置过程中不会感到疼痛，同时它的光学系统是48个透镜，具有很高的亮度，能让医生清楚地看到胃粘膜的影像。1.3消化道纤维内窥镜1960年，妇产科医师拉姆发现，当一根数微米的细纤维被整合成一束并被弯曲时，光就会从那里传递出来。1964年，英国Hopkins和Kapany研究了纤维的精密排列，发明了光导纤维技术，有效地解决了纤维束的图像传递问题。1967年，Hirschowitz展示了首款用于胃部和十二指肠的光导纤维内窥镜，该内窥镜是一种利用光学纤维作为导光、图像传输元件，利用外部的低温光源进行照射，并能进行成像，因为导光纤维具有弹性，能够很好地插入消化道，是一种名副其实的消化道软内窥镜。纤维内窥镜能实现更加纤细、诊断和治疗，如消化道止血、消化道息肉切除、激光治疗等。1.4消化道电子内窥镜美国WelchAllyn公司于1983年开发出一种微型影像感应器，它取代了光学纤维，由电子内窥镜产生光电讯号，其优势在于：（1）从而使内窥镜的诊治摆脱了过去的肉眼窥视，实现了多个人同时观看内窥镜所获取的影像；（2）电子内窥镜能够放大原物体的图像，对微小的病变进行更精细的观察；（3）在电子内窥镜中，光纤光纤易断裂、图像中出现黑点等缺陷是无法实现的。管道式消化道内窥镜在消化道疾病的诊治中起到了很好的作用，但它也会造成病人的疼痛，甚至造成擦伤，而常规的电子内窥镜只能看到0.5-1米的肠管，并不能完整的检查7米的肠管。于是，胶囊内窥镜就出现了。2.胶囊内窥镜的技术展望由于内窥镜的发展，胃肠道内窥镜从有线到无线的发展，可以极大地减少病人在检查时的疼痛，这是目前应用最广的光纤内窥镜和有管道的电子内窥镜，由于人体的消化系统对外来物质的排斥力非常敏感，并且具有很强的抵抗力。可见，消化道内窥镜的发展趋势是无线的，但目前在临床上使用的胶囊内窥镜都是被动式的，内窥镜的运动主要依靠消化系统的蠕动，而不能控制消化道的任何一个部位，也不能对具体的疾病进行系统的诊断和外科治疗。从被动到主动，是内窥镜技术发展的必然趋势。2.1胶囊内窥镜的定位要主动操控胶囊内窥镜，必须要了解到它在人体的消化道中的位置，通过内窥镜的无线图像，通过解剖的方式，来确定内窥镜的位置。目前，超声成像、核医学成像、荧光定位等技术在临床上得到了广泛的应用，从非损伤的角度来看，超声成像是唯一可以用于内窥镜定位的技术，但其费用比较高。将多个磁铁嵌入到胶囊内窥镜的多个位置，通过磁性导航系统实现对其的外部控制，并利用磁阻传感器实现内窥镜的位置。通过在内窥镜中添加简单的可调节温区，将其与胃肠道周围的温度相比较，从而实现了对内窥镜的定位。目前存在着多种定位技术，而胶囊内窥镜的定位技术是目前技术进步的一个关键环节。2.2对于内窥镜的主动控制方法通过胶囊内窥镜的定位，可以实时掌握内窥镜在人体消化道的位置和姿势，从而对可疑的病变进行详细的检查，并对其进行有效的治疗。目前已有的有源控制技术包括旋转磁场、尺蠖驱动、触角驱动、电激励、液压驱动、气动驱动和仿生精子驱动等。其中，以电磁场为基础的控制方案是最切实可行的。日本东北大学Sendoh等人，利用三轴亥氏霍兹线圈，建立了一个立体的旋转磁场，通过控制线圈中的电流和方向来调节磁场的大小和方向，从而对内窥镜的内衬永久磁铁施加磁力矩，使其在内窥镜的表面形成螺旋状的旋涡。简小云等人将梯度和均匀场结合起来，通过调节线圈的电流和方向，调节线圈的转动，形成具有均匀梯度、低场强区域的驱动磁场。李弋可等采用计算机模拟软件，对胶囊内窥镜进行超导线圈的磁场导向。胶囊内窥镜是通过自身的引力和各种流体的阻力来实现的，将一个超导线圈安装在胶囊内窥镜上，通过将电流输入到胶囊内窥镜中，通过外部磁场产生的感应电流，利用外部磁场对内窥镜进行内窥镜的控制，是一种积极的驱动方式。结论随着内窥镜技术的不断发展，为临床医师提供了正确的诊断和治疗方法。在内窥镜技术中，主要的研究方向是拓宽视野，增强图像的清晰度和深度。在对各种内镜检查技术的应用类型进行分析后，应当把研究的重点放在肠胃镜检查手段较少的领域，以十二指肠和乙状结肠为重点。在不同的位置进行内窥镜检查，改善早期肿瘤的诊断和正确率，对于病人的意义是无法估计的。参考文献[1]屈众.上消化道内窥镜检查舒适护理干预效果观察[J].养生保健指南,2020