• 行業(yè)新聞
• 企業(yè)新聞
• 顯微百科
• 內鏡百科


成貫儀器客服郵箱

info@tengrant.com



成貫儀器貼心服務(wù)

021-54286005

內窺鏡是外科手術(shù)和診斷中用于觀(guān)察人體內部的一種幾乎無(wú)創(chuàng )的醫學(xué)設備（如圖1所示）。這種方法最早出現在19世紀，如今有了更多的應用，從耳鼻喉等外部器官檢查到復雜的胃腸道、呼吸道和脊椎手術(shù)。

傳統內窺鏡使用硬管子導光，通過(guò)光學(xué)元件成像用于人眼觀(guān)察。這種內窺技術(shù)在人體內的插入深度有限。

隨著(zhù)光纖的出現，內窺鏡開(kāi)始使用柔性導管，能夠更深地插入身體中，幾乎不影響手術(shù)。光纖的光收集效率也更高，能夠精密照明并觀(guān)察解剖進(jìn)展。而紅綠藍電子相機也取代人眼用作探測器，而光源則變成了寬帶氙燈和鹵素燈。

近年來(lái)，LED技術(shù)正在成為內窺鏡的首選光源，因為其壽命長(cháng)、穩定性高、而且更容易集成在內窺系統中。結合高速發(fā)展的微電子學(xué)和光學(xué)，LED照明為該領(lǐng)域帶來(lái)了各種新的發(fā)展和應用。

過(guò)去幾十年中，氙燈曾是內窺鏡系統的黃金標準。氙燈具有寬光譜范圍，提供高亮、穩定的寬帶輸出和均勻照明，不僅是很多生物醫學(xué)應用的理想選擇，更是極大地改進(jìn)了內窺鏡技術(shù)和深度腔內手術(shù)照明。氙燈比傳統白熾燈的壽命更長(cháng)，性能比鹵素燈更優(yōu)越。

氙燈也具有更理想的相關(guān)色溫（CCT，如圖2所示）和顯色指數（CRI）。CRI用于表征光源還原被觀(guān)察物體顏色的好壞。CRI越高，越能準確地還原物體顏色（如圖3所示）。這一點(diǎn)對于醫學(xué)專(zhuān)家很重要，因為他們能夠根據色差識別解剖情況。氙燈是觀(guān)察組織真實(shí)顏色的理想照明光源，幫助提高診斷和治療的準確度。

氙燈得益于多年的創(chuàng )新，它們具有很寬的輸出功率范圍——一般從80瓦到400瓦以上。氙燈的主要缺點(diǎn)是壽命不長(cháng)，一般從500到1000小時(shí)。

因為L(cháng)ED光學(xué)引擎在亮度和寬波長(cháng)范圍的不斷改善，所以越來(lái)越受到內窺鏡系統的青睞。生產(chǎn)LED時(shí)能夠定制相關(guān)色溫，而且LED在整個(gè)壽命期間提供穩定的相關(guān)色溫。LED壽命長(cháng)，所以不用在內窺鏡系統中頻繁更換。

更先進(jìn)的LED系統現場(chǎng)使用時(shí)可以主動(dòng)調節相關(guān)色溫。如果白光是各個(gè)RGB LED的合成，那么用戶(hù)能夠調節每種可見(jiàn)光顏色，得到舒服的白光或相關(guān)色溫�？烧{特性能緩解手術(shù)時(shí)的眼睛疲勞，提高組織形態(tài)的對比度，更有利于觀(guān)察。

LED系統還能高效地與RGB相機耦合，因為RGB波長(cháng)都可以精密調諧，從而獲得最佳信噪比（如圖4所示）。LED還能整形輸出光譜，從而調節到最適合相機或人眼CCT和CRI值。在儀器使用中，可以調節每種顏色強度達到平衡，因為每種顏色強度都會(huì )隨時(shí)間時(shí)間減弱。

自發(fā)熒光技術(shù)是1990年代末期出現的一種方法，它通過(guò)激發(fā)細胞或組織的內源熒光來(lái)研究感興趣的區域2,3。正常組織和癌變組織的發(fā)射光譜不同，生理學(xué)中認為這是疾病改變了化學(xué)成分。

2000年代初期出現了色素內窺鏡檢查法4，這種技術(shù)在內窺檢查時(shí)使用生物染料染色感興趣區域。常用的染料有亞甲藍、甲苯胺藍和結晶紫。每種染料都能用于特定類(lèi)型的細胞染色，方便識別粘膜和組織的結構。

相比傳統的內窺技術(shù)，色素內窺鏡和自發(fā)熒光內窺鏡都能提高形態(tài)分辨率。盡管它們比傳統內窺鏡更靈敏，它們也是非特異性的，增加假陽(yáng)性診斷5。

手術(shù)中越來(lái)越多地使用熒光生物標記來(lái)區分形態(tài)或識別病變組織。ICG（吲哚菁綠）就是其中著(zhù)名的一種，FDA已批準手術(shù)使用。

ICG使血漿蛋白染色。其目標靶區是淋巴結和血管，引導手術(shù)切除病變組織，這個(gè)手術(shù)在一般可見(jiàn)光下是很難做到的6。ICG熒光是被比可見(jiàn)光穿透深度更大的紅外光激發(fā)的，允許觀(guān)察深度組織和視網(wǎng)膜層級結構。

FDA近期批準的另一種化合物是ALA（氨基乙酰丙酸）5。ALA細胞中天然產(chǎn)生的一種化合物。外部控制ALA能夠使ALA代謝物PpIX積聚在腫瘤細胞中，特別是神經(jīng)膠質(zhì)瘤。

PpIX在400到410納米光激發(fā)下發(fā)射紅色熒光。增強的PpIX熒光能夠用于手術(shù)區分腫瘤組織（紅色）和正常組織（藍色），確保精確完整地切除腫瘤7。

熒光生物標記需要特定波長(cháng)才能激發(fā)�，F在，LED或激光器提供的窄帶波長(cháng)光能夠與觀(guān)察用照明光使用同一光路（如圖5所示）。這樣方便手術(shù)時(shí)更準確地觀(guān)察組織。

可見(jiàn)光方便手術(shù)觀(guān)察需要解剖的區域，激發(fā)生物標記的熒光用于辨識或切除組織。一個(gè)裝置同時(shí)提供可見(jiàn)光和熒光激發(fā)，賦予手術(shù)多重技術(shù)，從而更好地診斷和改善病患的治療成效。

技術(shù)和對比試劑不斷發(fā)展，讓醫生擁有更好的工具完成復雜診斷和醫學(xué)流程。對比試劑包括白光燃料、內源自發(fā)熒光或熒光標記物。開(kāi)發(fā)這些標記物的挑戰是臨床試驗中確保幾乎沒(méi)有毒性。

熒光技術(shù)的發(fā)展和LED和激光技術(shù)發(fā)展一樣快�？茖W(xué)家正在開(kāi)發(fā)更好的燃料，從而標記特定組織，為定量而不是定性診斷和治療提供充足的熒光。聯(lián)合使用這些技術(shù)是保證精準手術(shù)和減少周?chē)�組織創(chuàng )傷的關(guān)鍵，讓病人更快康復。