微創外科國際上常通稱為腹腔外科或內鏡外科。傳統的外科手術需要醫生在病人身體上切開一個開口,供醫生觀察。而體現微創外科技術的內窺鏡技術,通過內窺鏡或導液管進入血管、胃腸道或其它人體內部腔道結構部分,利用光導纖維及微型手術器械,操作電凝刀或其它電動器械,即可對病變部位實施手術治療??梢哉f微創外科是傳統外科的一次深刻的技術革命。
實現微創外科治療具有下列優點:減少病人的痛苦縮短手術和恢復的時間,比傳統手術更加安全、可靠;防止一些傳染病的傳播等。當前的硬性內窺鏡,不僅成像質量好,而且可進行彩色圖像的拍攝和記錄,加之內窺鏡手術器件及配套附件的發展,它已廣泛用于醫療領域中。隨著硬性內窺鏡及配套儀器的發展,被當今世界稱為微創傷外科技術的內窺鏡手術,正逐漸取代傳統外科手術,并廣泛應用于各種臨床。
醫用硬性內窺鏡發展過程及現狀
▲ Philipp Bozzini
醫用內窺鏡是對人體內腔進行檢查、診斷和治療的儀器,它的發展已有二百多年歷史。早在1795年,Bozzine就提出了內窺的設想,他以燭光為光源,通過極簡易的直筒內窺鏡觀察了直腸和子宮。
▲ Philipp Bozzini的內窺鏡
實用而高成像質量內窺鏡則在隨后的半個多世紀內逐漸完善,它取決于下列幾個關鍵技術的發展:
1)光學纖維的發明
1957年,美國光學公司研制出光學纖維并于次年開始供應光學纖維制品,這是一種直徑很細的光學纖維束,它可以傳像及傳光。光學纖維的出現不僅促進了柔性內窺鏡的革命性發展,而且也為內窺鏡照明條件的進一步改善打下了基礎。
▲ 纖維內鏡
1967年,日本盯田公司首先采用導光束外接強冷光源技術,使內窺鏡的照明有了根本的改善。由于光學纖維很長,燈泡遠離內窺鏡,給操作者帶來很大方便。而且所用燈泡功率強,顯色性好,使攝影和圖像記錄變得十分容易,這是內窺鏡發展史上的一項重大改革。
2)棒狀鏡的發明
早期的剛性內窺鏡觀察系統由許多小薄鏡片按一定次序排列而成,但是這種系統由于透鏡光軸一致性不易保證,小透鏡間空氣間隙大時難以獲得大孔徑及大視場,高質量小透鏡加工困難等原因造成光線大量損失和視場角變小,內窺鏡不僅可視范圍小,而且圖像變得極其昏暗。
英國的Kopkins H.H教授在二十世紀年代末發明了棒狀鏡,率先在內窺鏡光學系統中引入;棒狀鏡是一種與半徑相比厚度很大的透鏡,它通光口徑大、成像質量高、裝配同軸性好,使硬性內窺鏡成像質量有很大的提高,因此目前的剛性內窺鏡轉像系統均采用棒狀鏡??梢赃@樣評價,棒狀鏡的引入使醫用硬性內窺鏡的成像質量產生另一重大階躍。
3)電荷禍合器件(CCD)的發明
CCD發明后,1983年被Welch Allyn公司引入內窺鏡,由此產生了電子內窺鏡,其功能與電視攝像機相近。它能將待查部位的圖像轉化為數子化的電信號,圖像通過金屬導線傳送,由類似電視接收機的“圖像監視器”顯示。這一技術的應用使圖像的貯存、再現、會診以及計算機管理成為可能。電子內窺鏡與光學纖維內窺鏡相比,其成像質量高、易數字化、無斷絲現象,因此是柔性內窺鏡的主要發展方向。目前剛性光學內窺鏡和纖維內窺鏡也通過光學適配器及CCD、圖像采集卡將圖像顯示在監視器上,并用計算機進行圖像的變換和處理,這就是內窺鏡圖像工作站。CCD的發明使醫用內窺鏡系統的使用更為方便。
綜觀硬性內窺鏡的生產企業,我國醫用內窺鏡工業起步于廿世紀50年代,當時上海生產了我國第一臺由薄透鏡組成、帶末端燈泡照明的剛性膀膚鏡,隨后又開發出腹腔鏡、胸腔鏡、氣管鏡等剛性內窺鏡。七十年代初沈陽也開始生產剛性內窺鏡,而上海則試制成功我國第一臺光學纖維窺鏡。八十年代初,上海從日本引進光學纖維生產線,使纖維窺鏡的質量有很大的提高,品種也開始增多。九十年代以來,除上海、沈陽以外,硬性內窺鏡在杭州、天津、成都、徐州、北京及浙江均有較大的發展,這些廠家能生產很多品種的剛性內窺鏡,在國內市場占有一定量的份額。部分廠商的產品已打入國際市場,但是隨后掘起的一些小規模生產企業由于有較強的技術力量和管理模式,正在扮演越來越重要的角色。
02國內首根——鷹利視準4K內窺鏡
穿越了兩百多年,我們終于抵達了現代內窺鏡的大門。在內窺鏡醫療領域,鷹利視從未停下創新的腳步。將內鏡、光學技術與數字成像技術相結合,研發出了4K內窺鏡攝像系統,并推出了國內首根準4K內窺鏡,開啟醫療4K新時代。
▲ 4K內窺鏡攝像系統
該系統擁有全高清的4倍清晰度,精細顯示手術中的細微血管、細小神經、筋膜層次;精準的色彩還原技術,擁有更寬廣的色域,信噪比更高,畫面清晰逼真,為醫療工作者的臨床手術提供更完美的體驗。
▲ 國內首根鷹利視準4K內窺鏡
作為完全自主研發的國內首根準4K內窺鏡,制作難度很精細,光路的直徑僅6mm,為確保品質保障,該鏡片由瑞士委托加工,鏡體由德國組裝,鷹利視擁有自主的4K專利。
▲ 國內首根鷹利視準4K內窺鏡
鑒于內窺鏡是經手術做的毫米級小切口進入人體內,因此制造內窺鏡需要采用細致且高精度的加工技術。鷹利視準4K內窺鏡采用的激光焊接,一共有三層,每一層的厚度只有0.1mm。頭尾的玻璃由藍寶石制作,鏡頭上的玻璃和不銹鋼體通過黃金焊接技術,因此可以高溫高壓滅菌。鏡子里面由30多片光學玻璃組成,側面小口導入了幾萬根光纖,制作工藝精細。配合采用4K CMOS芯片制作的攝像主機,為微創手術提供了超高清、高還原度的圖像,以及整體的深度解決方案。
▲ 國內首根鷹利視準4K內窺鏡