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【医学探索家】内窥镜新技术大探秘!

2015-06-22 张老湿 医学探索家 医学探索家

  有位著名的普外科专家说过:“内窥镜的发展,就是把禁忌症变成适应症的过程”。从1989年美国史赛克公司发明第一台三晶片摄像主机开始,内窥镜由传统诊断设备一跃化身为微创技术的先锋,逐渐替代传统开放手术成为各类术式的金标准。

  今时今日,内窥镜设备的发展迎来了十字路口。伴随着摄像技术的高速发展,各大进口厂家在基础影像参数上都已达到高标准,新技术层面逐渐涌现出不同的研发方向。小编在此与各位看官共同揭开这些新技术的神秘面纱。


1. 三晶片CMOS传感器技术

  光学传感器是摄像设备的核心部件,直接决定了画面的清晰度。过去所说的三晶片是将3个CCD(光电耦合器)传感器共同应用,CCD凭借其成像方面的优势最初是摄像系统的首选。21世纪伊始,另一项传感器技术——CMOS(互补金属氧化物半导体)随着佳能降噪技术的引入逐渐发展起来,今时今日市面上所有单反相机基本都已采用CMOS传感器,其清晰度、光敏度以及读取速度都超越了CCD传感器,这些优势也应用于全画幅照相机、夜景摄像机与工业高速摄像机等等。

  在医用内窥镜领域,三晶片CMOS技术拥有更重要的临床意义。现在市场上的内窥镜系统即使在参数达到高清,临床医生们还是会抱怨组织细节不清、血管神经无法分辨、画面整体偏暗等等问题,这是因为过往CCD传感器在影像链传输过程中因模拟信号产生衰减而导致最终画面损失。三晶片CMOS具有将光信号直接转换为衰减极小的数字信号这一技术特点,使最终成像的画面细节显著提升,达到最符合手术要求的高清画面。


2. 3D技术

  对机器人手术,业界看法不一,但不可否认的是,达芬奇机器人在全球范围掀起的机器人手术热潮已经形成。3D画面加上机械臂手术,操作简便、立体感强、器械灵活,在一些术式上起到了革命性的变化。但在国内,购买达芬奇机器人每家医院是有限额的,其不菲的价格也是一大阻力。取而代之的是,3D内窥镜设备逐渐进入人们的视野,拥有达芬奇的立体视觉效果,由术者自己来执刀,而价格远低于达芬奇机器人,这一概念逐渐受到中国大夫的追捧。

  3D技术在内窥镜领域其实尚属起步阶段,其标志就是未达到裸眼3D,术者依然需要佩戴眼镜做手术。3D内窥镜主要用于需要明显组织层次感的高难度手术,这些手术普遍耗时4个小时以上。长时间在3D画面下手术会对术者带来严重的视疲劳,产生眩晕感从而影响手术安全性。在这方面,3D技术还有很长一段路要走。


3. 4K技术

  说完3D必须说4K,这俩的关系就像曾经彩电行业里的背投和液晶,厂家们各执一词,最后市场淘汰了背投,全情投入研发液晶的三星成了行业翘楚。

  4K超清技术,相当于将分辨率提升到1080P的4倍。也就是说,如果一个32寸电视机您看的非常清楚的话,把它换成128寸的大屏幕也会同样清楚,而不是把32寸的画面拉伸4倍从而降低清晰度。

  4K技术在内窥镜领域的应用目前不太被看好,因为常规用于手术的显示器都是26寸的,在实际手术中并没有要换成4倍大显示器的需要,除非是经常需要手术转播到大屏幕上开展教学任务的医院,其他需求并不大。目前,尚没有任何厂家在国内引进4K技术。


4. 辅助诊断技术

  内窥镜发展至今,除了在清晰度方面的提升外,各大厂家也在寻求术中的画面预处理技术,从而将病灶、血管、神经等重要组织更好地去发现和确认。在这个领域,各个厂家的研发方向截然不同,方式有色彩预处理、透视技术、红外技术、使用着色类药物显色等等。

  辅助诊断技术发展的瓶颈是无法提供强有力的临床循证去支持这些技术能够帮助到实际手术,只能作为一个工具或手段,而不能作为像“手术导航系统”这样作为手术的依据。也许不久的将来,这些技术也会进入中国大夫的科研课题。



*所有图片均来自于网络


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