医用内窥镜介绍

医用内窥镜介绍（一）
内窥镜起源于100年前，主要经历了4个发展阶段，每个阶段都以当时所用器械的主要特征为标志。

硬式内镜阶段（1806～1932）：硬式内镜由德国人Philipp Bozzini首创，由一花瓶状光源、蜡烛和一系列镜片组成，主要用于膀胱和尿道检查。

1895年Rosenhein研制的硬式内镜由3根管子呈同心圆状设置，中心管为光学结构，第二层管腔内装上铂丝圈制的灯泡和水冷结构，外层壁上刻有刻度反应进镜深度。

1911年Elsner对Rosenhein式胃窥镜作了改进，在前端加上橡皮头做引导之用，但透镜脏污后便无法观察成为主要缺陷，尽管如此，Elsner式胃镜1932年以前仍处于统帅地位。

半屈式内镜阶段（1932～1957）：Schindler从1928年与优秀的器械制作师Georg Wolf 合作研制胃镜，最终在1932年获得成功，定名为Wolf-Schinder式胃镜。

之后，许多人对其进行了改造，使之功能更为齐全，更为实用。

光导纤维内镜阶段（1957年至今）：1954年，英国的Hopkins和Kapany发明了光导纤维技术。

1957年，Hirschowitz及助手在美国胃镜学会上展示了自行研制的光导纤维内镜。

60年代初，日本Olympas厂在光导纤维胃镜基础上，加装了活检装置及照相机，有效地显示了胃照相术。

1966年Olympas厂首创前端弯角机构，1967年Machida厂采用外部冷光源，使光量度大增，可发现小病灶，视野进一步扩大，可以观察到十二指肠。

近10年随着附属装置的不断改进，如手术器械、摄影系统的发展，使纤维内镜不但可用于诊断，且可用于手术治疗。

电视内镜时代（1983年以后）：1983年Welch Allyn公司研制成功了电子摄像式内镜。

该镜前端装有高敏感度微型摄像机，将所记录下的图像以电讯号方式传至电视信息处理系统，然后把信号转变成为电视显像机上可看到的图像。

不久日本Olympas厂即推出相应型号胃镜，并占据大部分市场。

影像质量评价
内窥镜在200年里结构发生了4次大的改进，从最初的硬管式内镜、半曲式内镜到纤维内镜，又到如今的电子内镜。

随着科技的进步，影像质量也发生了一次次质的飞跃。

最初Bozzine研制的第一台硬管内镜以烛光为光源，后来改为灯泡作光源，而当今从内镜获得的是彩色相片或彩色电视图像。

这图像不再是组织器官的普通影像，而是如同在显微镜下观察到的微观像，微小病变清晰可辨，可见其影像质量已达到了较高的水平。

医用内窥镜分类
按其发展及成像构造分类：可大体分为3大类：硬管式内镜、光学纤维（软管式）内镜和电子内镜。

按其功能分类：
1、用于消化道的内镜：硬管式食道镜；纤维食道镜；电子食道镜；超声电子食道镜、纤维胃镜、电子胃镜、超声电子胃镜、纤维十二指肠镜、电子十二指肠镜、纤维小肠镜、电子小肠镜、纤维结肠镜、电子结肠镜、纤维乙状结肠镜和直肠镜。

2、用于呼吸系统的内镜：硬管式喉镜、纤维喉镜、电子喉镜、纤维支气管镜、电子支气管镜、胸腔镜和纵隔镜。

3、用于腹膜腔的内镜：有硬管式、光学纤维式、电子手术式腹腔镜。

4、用于胆道的内镜：硬管式胆道镜、纤维胆道镜、电子胆道镜、和子母式胆道镜。

5、用于泌尿系的内镜：（1）膀胱镜：可分为检查用膀胱镜、输尿管插管用膀胱镜、手术用膀胱镜、示教用膀胱镜、摄影用膀胱镜、小儿膀胱镜和女性膀胱镜。

（2）输尿管镜。

（3）肾镜。

6、用于妇科的内镜：阴道镜和宫腔镜。

7、用于血管的内镜：血管内腔镜。

8、用于关节的内镜：关节腔镜。

医用光学内窥镜
自20世纪50年代后期纤维光学应用于临床医学以来，由于光学系统的不断完善和改进，到目前纤维内窥镜已达到图像清晰，观察视野大，内镜镜身细径化，操作方便，品种规格全的程度。

（左图为：光学纤维胃镜）
基本结构：
以目前使用比较普遍的光学纤维胃镜为例，它由①内镜先端部、②弯曲部、③导像管、④操作部、⑤导光管和⑥导光管接头组成。

成像原理：
纤维内镜成像原理是将冷光源的光，传入导光束，在导光束的头端（内镜的先端部）装有凹透镜，导光束传入的光通过凹透镜，照射于脏器内腔的粘膜面上，这些照射到脏器内腔粘膜面上的光即被反射，这些反射光即成像光线。

这些反射光再反射如观察系统，按照先后顺序经过直角屋脊棱镜、成像物镜、玻璃纤维导像束、目镜等一系列的光学反应，便能在目镜上观察到被检查脏器内腔粘膜的图像。

医用电子内窥镜
电子内窥镜是继第一代硬式胃镜和第二代光导纤维内镜之后的第三代内窥镜。

电子内窥镜主要由内镜（endoscopy）、电视信息系统中心（video information system center）和电视监
视器（televisio monitor）三个主要部分组成。

它的成像主要依赖于镜身前端装备的微型图像传感器（charge coupled device, CCD），CCD就象一台微型摄像机将图像经过图像处理器处理后，显示在电视监视器的屏幕上。

比普通光导纤维内镜的图像清晰，色泽逼真，分辨率更高，而且可供多人同时观看。

（左图为：电子内窥镜）
电子内镜的第一代产品自1983年应用于临床以来，到目前已生产出第三代电子内镜应用于临床。

世界上生产电子内镜比较著名的公司由美国的雅伦（WelchAllyn）和日本的奥林巴斯（Olympas）等。

由于电子内镜的问世，给百余年来内镜的诊断和治疗开创了历史新篇章，相信电子内镜将会在临床、教学和科研中发挥出它巨大的作用。

基本结构：
电子内镜的构成除了内镜、电视信息系统中心和电视监视器三个主要部分外，还配备一些辅助装置，如录像机、照相机、吸引器以及用来输入各种信息的键盘和诊断治疗所用的各种处置器具等。

电子内窥镜的成像原理：
电子内窥镜的成像原理是利用电视信息中心装备的光源所发出的光，经内镜内的导光纤维将光导入受检体腔内，CCD图像传感器接受到体腔内粘膜面反射来的光，将此光转换成电信号，再通过导线将信号输送到电视信息中心，再经过电视信息中心将这些电信号经过贮存和处理，最后传输到电视监视器中在屏幕上显示出受检脏器的彩色粘膜图像。

目前世界上使用的CCD图像传感器有两种，其具体的形成彩色图像的方式略有不同。

电子内窥镜在临床应用上的优点：
1、操作简单、灵活、方便
由于电子技术的应用，在诊断和治疗疾病时，操作者和助手以及其他工作人员，都能在监视器的直视下进行各种操作，使各方面的操作者都能配合默契且安全。

因此操作起来灵活、方便，易于掌握。

2、病人不适感降到了最低程度
由于内镜镜身的细径化，在镜身插入体腔时，使患者的不适感降到了最低程度。

3、大大提高了诊断能力
由于CCD的应用，使像素比纤维内镜大大增加，图像更加清晰逼真，且有放大功能。

因此，它具有很高的分辨能力，它可以观察到胃粘膜的微细结构，也就是说能观察到胃粘膜的最小解剖单位---胃小区、胃小沟。

故可以发现微小病变，达到早期发现、早期诊断、早期治疗的最终目的。

除此之外，由于电子内镜的视野宽阔，内镜前端的弯曲角度大，避免了盲区，因此，这也是遗稿诊断能力，避免漏诊的主要因素之一。

4、便于教学及临床病例讨论
由于是在监视器屏幕上观察图像，可以供更多人员共同观察学习，进行病例讨论，同时，也为提高诊断水平提供了良好的条件。

5、便于患者的密切配合
由于在监视器上观察图像，因此患者本人也可以直接参与观察，这对消除患者的紧张情绪、提高患者的检查兴趣和信心起到了积极的作用。

6、为教学、科研提供可靠的资料
由于电子内镜可以对检查过程进行录像、照相，所以为今后的教学、科研提供真实、可靠的第一手资料。

7、电子内镜功能在临床应用中的开发
电子内镜是继往开来内镜功能最全、最有开发前景的临床内腔镜检查设备。

除了由于电子技术的应用使图像更加清晰、逼真外，单就CCD的开发潜力还相当巨大，到目前CCD 已可达50万像素，据资料可知最高可达200万像素，可想而知电子内镜在今后的不断发展和完善过程中，它的图像分辨力将会提高多少倍，将会把发现早期病变带入一个崭新的世界。

8、另外，还可利用电视信息中心调整红、蓝、绿，调整不同颜色去观察不同的组织结构，从而达到各种组织结构的最佳分辨能力。

目前电子内镜除了能观察到胃粘膜的最小解剖单位（胃小区、胃小沟）外，还可以观察到粘膜的肠上皮化生的绒毛状改变、溃疡周围的再生上皮、新生血管、粘膜下血管等显微镜下组织结构，因此，它对观察和诊断疾病的能力已达到了一个颠峰。

9、人们把图像分析技术用于电子内镜检查，可以得到胃的血流图，可以对病变进行定
量分析，可以进行温度测定，还可以将超声探头装在内镜前端进行腔内超声探察。

此外，还可以利用通信线路将电子内镜图像传至远方，进行临床疾病的会诊。

总之，多功能的电子内镜在临床疾病的诊断、治疗和研究疾病的发病机制以及病理变化过程中，将会越来越多地发挥出它的巨大贡献。

内窥镜影像临床诊断应用
一、胃肠道疾病的检查
（１）食道：慢性食道炎、食道静脉曲张、食管道孔疝、食道平滑肌瘤、食道癌及贲门癌等。

（２）胃及十二指肠：慢性胃炎、胃溃疡、胃良性肿瘤、胃癌十二指肠溃疡、十二指肠肿瘤。

（３）小肠：小肠肿瘤、平滑肌肿瘤、肉瘤、息肉、淋巴瘤、炎症等。

（４）大肠：非特异性溃疡性结肠炎、Crohn病、慢性结肠炎、结肠息肉、大肠癌等。

二、胰腺、胆道疾病的检查：胰腺癌、胆管炎、胆管癌等。

三、腹腔镜检查：肝脏疾病、胆系疾病等。

四、呼吸道疾病的检查：肺癌、经支气管镜的肺活检及刷检、选择性支气管造影等。

五、泌尿道检查：膀胱炎、膀胱结合、膀胱肿瘤、肾结核、肾结石、肾肿瘤、输尿管先天性畸形、输尿管结石、输尿管肿瘤等。

技术展望
医用内窥镜在不同的时期都促进了医学事业的不断发展。

今后随着电子技术及其他科学技术的不断进步，相信其技术会有更广更深的发展。

它非但能完成当今所完成的任何一项工作，还会加用特殊光谱的CCD提供新的诊疗图像信息，还可用图像处理技术获得病变组织的特殊图像，并能用图像分析技术实现对病变的定量分析和定量诊断，还可通过电讯手段进行远程会诊。

多功能的电子内镜已经问世，它不但能获得组织器官形态学的诊断信息，而且也能对组织器官各种生理机能进行测定。

医用内窥镜技术发展到今天，已经显示出它的强大生命力，相信明天会做出更辉煌的贡献。