内窥镜:从明火到 AI

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内窥镜检查最有名的可能是两件事:结肠镜检查或“下消化道”和“上消化道”,通过口腔检查食道和胃。内窥镜检查领域现在涵盖了人体的每一个解剖入口,以及那些使用微小切口来创建入口的人。除了食道、胃和结肠外,通过内窥镜还可以看到耳朵、鼻子、喉咙、关节、心脏和腹部。这个经常被忽视的医学专业是指从外部位置观察和/或与内部解剖相互作用。它不同于所有其他成像技术,因为它是一种直接插入器官或解剖的检查工具。内窥镜满足的医疗需求包括为检查健康状况而进行的筛查(如结肠镜检查)、用于确定病因或疾病甚至是治疗的诊断程序(例如直接将药物输送到内部器官或区域),以及使用光和激光杀死肿瘤细胞的光动力疗法。

内窥镜检查使用柔性或刚性管,配备视觉技术传输到视频监视器,也可能有打印的照片。内窥镜通常还包括一个“通道”,允许工具通过管道插入,以提取组织、细胞样本,甚至移除内部缝线。像许多医学奇迹一样,内窥镜的发展始于对风险的高度容忍。

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历史

第一个照明内窥镜是 1806 年德国的“Lichtleiter”。这个概念使用了一根固定在仪器内部的蜡烛来照明,但发明者的英年早逝导致了他的设计面临同样的命运。下一代器械于 1826 年在法国出现,但由于使用明火蜡烛在患者身边照明,因此它很快就被否决了。最后,在 1853 年(同样是在法国)外科医生 Antonin Desormeaux 设计了一个原型,使用更亮(也更安全)的煤气灯用于他的泌尿外科镜,这一行动使 Desormeaux 内窥镜成为第一款制造的内窥镜医疗器械,而其发明者被称为“内窥镜之父”。

由于没有医学先例,并且很少有“内科医学”,因此早期的内窥镜设计不出所料地集中在阻力最小的路径上——女性泌尿道或任何性别的肠道出口。直到 1868 年,才出现第一个记录胃镜观察胃的原型。在这个例子中,一位德国医生招募了一位专业吞剑者作为他的第一个患者来测试他的 47 厘米长、13 毫米宽的胃镜样本。没有找到进一步的记录。

今天,研发团队可以与那些疯狂的早期努力联系起来。但我们是如何从吞剑者发展到人工智能和纳米摄像头的呢?

摄像机就绪

现代内窥镜在 80 多年后发生了巨大的飞跃,这一次是从日本开始的,日本在 1952 年推出了第一台胃相机内窥镜。这种上消化道成像内窥镜是一位日本外科医生和奥林巴斯相机公司的合作成果。这位外科医生找到奥林巴斯的设计师,寻求一种方法来更多地了解胃癌——他的日本患者中胃癌是一种常见的疾病。因此,奥林匹克 1 型胃内照相机诞生了。

奥林巴斯继续扩大与医疗器械制造商的合作伙伴关系,包括 1985 年首次亮相的内窥镜,它可以将图像传输到电视显示器上,并允许多人同时观看。

从那时起,从娱乐观看和生活记录到难以置信的精确内窥镜功能,高清成像技术的进步改变了一切。例如,目前最小的内窥镜相机来自 Scoutcam®,尺寸为 1 毫米(包括照明)。所有医疗领域小型化的总体趋势继续引导着创新,同时也呼吁以更少的侵入性手段完成更多的工作。

最新动态和后续步骤

毫无疑问,许多不断变化的慢性消化系统疾病都可以利用内窥镜进行诊断和治疗。我们已经看到了在短短 200 年里发生的进步,而且没有放缓的迹象。

2023 年 5 月,FDA 批准在美国使用奥林巴斯 EVIS X1 内窥镜系统——这是一种新型上消化道内窥镜和新一代下消化道内窥镜。这些新系统包括 LED 光组合功能、增强成像、暗区校正以及窄带成像 (NBI™) 技术。

Medtronic 和 NVIDIA 今年合作开发了深度学习人工智能内窥镜解决方案,这将进一步改变内窥镜护理。一次性使用范围是另一个显示出巨大潜力的领域。可吞咽的“药丸相机”也在继续缩小,但它们的数据收集能力在增强。

所有这一切都证明,只要我们梦想、设计、包装和制造,创新的产品就能诞生。内窥镜虽然很少被报道,但它也不例外。最后,医学创新的未来是无法遏制的。这是一种冒险,一种挑战,一种责任。

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