Endoskop

Zeichnung eines Endoskops für den fetalen Nachweis oder "Fetoskop"

Ein Endoskop ist ein Inspektionsinstrument, das aus Bildsensor, optischer Linse, Lichtquelle und mechanischer Gerät besteht, das verwendet wird, um durch Öffnungen wie Mund oder Anus tief in den Körper zu schauen. Ein typisches Endoskop wendet mehrere moderne Technologien an, einschließlich Optik, Ergonomie, Präzisionsmechanik, Elektronik, und Softwareentwicklung. Mit einem Endoskop ist es möglich, Läsionen zu beobachten, die nicht nachgewiesen werden können Röntgen, was es nützlich macht in medizinische Diagnose. Endoskope verwenden Röhrchen, die nur wenige Millimeter dick sind, um die Beleuchtung in eine Richtung und hochauflösende Bilder in Echtzeit in die andere Richtung zu übertragen, was zu minimalinvasiven Operationen führt.[1] "Endo" ist griechisch für "innen", während "Scope" aus dem griechischen Wort "Skopos" stammt, was bedeutet, abzielen oder auszusehen. Es wird verwendet, um die inneren Organe wie den Hals zu untersuchen oder Speiseröhre. Spezialisierte Instrumente sind nach ihrem Zielorgan benannt. Beispiele sind die Zystoskop (Blase), Nephroskop (Niere), Bronchoskop (Bronchus), Arthroskop (Gelenke) und Koloskop (Dickdarm) und Laparoskop (Abdomen oder Becken).[2] Sie können verwendet werden, um visuell und diagnostizieren oder bei der Operation wie einem helfen Arthroskopie.

Geschichte

Zeichnungen von Bozzinis "Lichtleiter", einem frühen Endoskop

Das erste Endoskop wurde 1806 von Deutsch entwickelt Arzt Philipp Bozzini mit seiner Einführung eines "Lichtleiter" (leichter Dirigenten) "für die Untersuchungen der Kanäle und Hohlräume des menschlichen Körpers".[3] Allerdings die College of Physicians in Wien missbilligte solche Neugier.[4] Das erste effektive Open-Tube-Endoskop wurde vom französischen Arzt entwickelt Antonin Jean Desormeaux.[5] Er war auch der erste, der in einem erfolgreichen Betrieb ein Endoskop verwendete.[6]

Nach der Erfindung von Thomas EdisonDie Verwendung von elektrischem Licht war ein wichtiger Schritt bei der Verbesserung des Endoskops. Die ersten derartigen Lichter waren äußerlich, obwohl sie ausreichend in der Lage waren, Zystoskopie, Hysteroskopie und Sigmoidoskopie sowie Untersuchung der nasalen (und späteren Brust-) Hohlräume zu ermöglichen Sir Francis Cruise (mit seinem eigenen im Handel erhältlichen Endoskop) bis 1865 in der Mater Misericordiae Hospital in Dublin, Irland.[7] Später wurden kleinere Glühbirnen zur Verfügung gestellt, um internes Licht möglich zu machen, zum Beispiel in a Hysteroskop von Charles David im Jahr 1908.[8]

Hans Christian Jacobaeus wurde für die erste große veröffentlichte Reihe endoskopischer Erkundungen des Bauches und des Thorax mit Anerkennung erhalten Laparoskop (1912) und Thorakoskop (1910)[9] Obwohl die erste berichtete thorakoskopische Untersuchung bei einem Menschen auch von Cruise war.[10]

Laparoskop wurde bei der Diagnose von verwendet Leber und Gallenblase Krankheit von Heinz Kalk in den 1930er Jahren.[11] Hope wurde 1937 über die Verwendung von Laparoskopie zur Diagnose berichtet Eileiterschwangerschaft.[12] 1944, Raoul Palmer platzierte seine Patienten in die Trendelenburg -Position Nach gasförmiger Distentierung des Bauches und somit in der Lage war, zuverlässig durchzuführen gynäkologisch Laparoskop.[13]

Georg Wolf, ein 1906 gegründeter Hersteller von Berliner starrer Endoskope, produzierte 1911 das flexible Gastroskop von Sussmann.[14] Karl Storz begann, Instrumente für zu produzieren Enthülle Spezialisten im Jahr 1945 durch seine Firma, Karl Storz GmbH.[15]

Glasfaseroptik

Eine Storz -Endoskopie -Einheit für verwendet für Laryngoskopie Prüfungen der Gesangsfalten und die Glottis

Basil Hirschowitz und Larry Curtiss erfand 1957 das erste Glasfaserendoskop.[16] Anfang der 1950er Jahre Harold Hopkins hatte ein "Fibroskop" entworfen, das aus einem Bündel flexibler Glasfasern bestand, die in der Lage waren, ein Bild kohärent zu übertragen. Dies erwies sich sowohl medizinisch als auch industriell als nützlich, und anschließende Untersuchungen führten zu weiteren Verbesserungen der Bildqualität.

Die vorherige Praxis einer kleinen Filamentlampe an der Spitze des Endoskops hatte die Wahl, entweder in einem dunklen rotem Licht zu betrachten oder den leichten Ausgang zu erhöhen - was das Risiko hatte, das Innere des Patienten zu verbrennen. Neben den Fortschritten zur Optik wurde die Fähigkeit, die Spitze zu „steuern“, sowie Innovationen in ferngesteuerten chirurgischen Instrumenten, die im Körper des Endoskops selbst enthalten sind, entwickelt. Dies war der Beginn der "Schlüsselloch-Chirurgie", wie wir es heute kennen.[17]

Stabelbene-Endoskope

Die Bildqualität eines Fibroskops gab es physikalische Grenzen. Ein Bündel von Sagen 50.000 Fasern liefert effektiv nur ein 50.000-Pixel-Bild, und es wird weiterhin Pixel ausgebreitet, wenn sie sich von den Gebrauchsbruchfasern bewegt. Schließlich gehen so viele verloren, dass das gesamte Bündel ersetzt werden muss (auf beträchtliche Kosten). Harold Hopkins erkannte, dass eine weitere optische Verbesserung einen anderen Ansatz erfordern würde. Frühere starre Endoskope litten unter schlechte Lichtübertragung und schlechter Bildqualität. Das chirurgische Anforderungen an die Übergabe von chirurgischen Werkzeugen sowie das Beleuchtungssystem innerhalb des Endoskop -Rohrs, das selbst durch den menschlichen Körper begrenzt ist, hat nur sehr wenig Raum für die Bildgebungsoptik gelassen. Die winzigen Objektive eines herkömmlichen Systems erforderten Unterstützungsringe, die den Großteil des Objektivbereichs verdecken würden. Sie waren auch schwer herzustellen und zu montieren und optisch fast nutzlos.

Die elegante Lösung, die Hopkins erfand, bestand darin, die Lufträume zwischen den „kleinen Objektiven“ mit Glasstangen zu füllen. Diese Stäbe montierten genau das Röhrchen des Endoskops, was sie selbst ausrichtet und keine andere Unterstützung benötigte. Sie waren viel einfacher zu handhaben und nutzten den maximal möglichen Durchmesser.

Mit der entsprechenden Krümmung und Beschichtungen an den Stangenenden und optimalen Auswahlmöglichkeiten von Glassertypen, die alle von Hopkins berechneten und angegeben, wurde die Bildqualität auch mit Röhrchen mit nur 1 mm Durchmesser transformiert. Mit einem qualitativ hochwertigen 'Teleskop' von so kleinem Durchmesser könnten das Werkzeug und das Beleuchtungssystem bequem in einem Außenrohr untergebracht werden. Wieder einmal war Karl Storz, der das erste dieser neuen Endoskope als Teil einer langen und produktiven Partnerschaft zwischen den beiden Männern produzierte.[18]

Während es Regionen des Körpers gibt, in denen immer flexible Endoskope erforderlich sind (hauptsächlich des Magen-Darm-Trakts), haben die Endoskope der starren Stangenlinsen eine solche außergewöhnliche Leistung, dass sie immer noch das bevorzugte Instrument sind und eine moderne Schlüssellochoperation ermöglicht haben. (Harold Hopkins wurde von der medizinischen Gemeinschaft weltweit anerkannt und geehrt. Es war ein großer Teil des Zitats, als er 1984 von der Royal Society mit der Rumford-Medaille ausgezeichnet wurde.)

Komposition

Foto der Einfügungsspitze eines Endoskops

Eine typische Endoskop besteht aus folgenden Teilen zusammen:

  • Ein starrer oder flexibler Röhrchen als Körper.
  • Ein Lichtübertragungssystem, das das zu inppizierte Objekt beleuchtet. Für die Lichtquelle befindet es sich normalerweise außerhalb des Bereichs um den Bereich.
  • Ein Objektivsystem, das das Bild von der überträgt Objektivlinse an den Beobachter, normalerweise a Staffelobjektiv System bei einem starren Endoskop oder einem Bündel optischer Fasern bei a Glasfaser -Endoskop.
  • Ein Okular Dies überträgt das Bild auf den Bildschirm, um es zu erfassen. Jedoch modern Videoskope erfordern kein Okular.
  • Ein zusätzlicher Kanal für Medizinische Instrumente oder Manipulatoren (nur für ein Multifunktions-Endoskop, siehe unten in "Klassifizierung").

Außerdem können Patienten, die sich einem Endoskopieverfahren unterziehen, angeboten werden Beruhigung in Unbehagen zu vermeiden.

Foto einer laparoskopischen Operation

Klinische Anwendung

Foto eines Endoskopieraums in einem Krankenhaus

Endoskope können verwendet werden, um die Symptome in der zu untersuchen Verdauungstrakt einschließlich Brechreiz, Erbrechen, Bauchschmerzen, Schluckbeschwerden, und Magen -Darm -Blutungen.[19] Es wird auch in der Diagnose verwendet, am häufigsten durch eine Biopsie, um nach Bedingungen wie z. Anämie, Blutung, Entzündung, und Krebserkrankungen des Verdauungssystems. Das Verfahren kann auch für die Behandlung verwendet werden, wie z. Kauterisation eines blutenden Gefäßes, der einen schmalen Ösophagus erweitert, einen Polyp abschneidet oder ein Fremdobjekt entfernen.

Mitarbeiter des Gesundheitswesens können Endoskope verwenden, um die folgenden Körperteile zu überprüfen:

Einstufung

Foto eines starren Endoskops
Foto eines flexiblen Endoskops

Es gibt viele verschiedene Arten von Endoskopen für die medizinische Untersuchung, ebenso wie ihre Klassifizierungsmethoden. Im Allgemeinen sind die folgenden drei Klassifikationen häufiger:

  • Nach Funktionen des Endoskops:
    • Einfunktionsendoskop: Ein einzelnes Endoskop bezieht sich auf einen Beobachtungsspiegel, der nur ein optisches System hat.
    • Multifunktions-Endoskop: Für ein multifunktionales Endoskop hat es zusätzlich zur Funktion der Beobachtung auch mindestens einen Arbeitskanal wie Beleuchtung, Operation, Spülung und andere Funktionen.
  • Nach Starrheit des Endoskops:
    • starres Endoskop: Ein starres Endoskop ist a prismatisch Optisches System mit Vorteilen der klaren Bildgebung, mehreren Arbeitskanälen und mehreren Standpunkten.
    • flexibles Endoskop: Ein flexibles Endoskop ist ein Glasfaser-Basierte Stsyem. Bemerkenswerte Merkmale eines flexiblen Endoskops umfassen, dass die Linse vom Operator so manipuliert werden kann, um die Richtung zu ändern, aber die Bildgebungsqualität ist nicht so gut wie ein starrer.

Kürzliche Entwicklungen

Foto eines Kapselendoskops

Insbesondere mit der Entwicklung und Anwendung von Robotersystemen chirurgische Robotik, Fernoperation wurde eingeführt, in dem der Chirurg an einem Ort weit vom Patienten entfernt sein könnte. Die erste entfernte Operation wurde die genannt Lindbergh Operation.[20] Und ein drahtloses Spitze -pH -Messgeräte kann jetzt endoskopisch platziert werden, um pH -Trends in einem Bereich aus der Ferne aufzuzeichnen.[21]

  • Endoskopie -VR -Simulatoren

Virtuelle Realität Simulatoren werden entwickelt, um Ärzte in verschiedenen Endoskopiefähigkeiten auszubilden.[22]

  • Einweg -Endoskopie

Die Einweg -Endoskopie ist eine aufkommende Kategorie endoskopischer Instrumente. Kürzliche Entwicklungen[23] haben die Herstellung von Endoskopen ermöglicht, die kostengünstig genug sind, um nur für einen einzelnen Patienten verwendet zu werden. Es geht um eine wachsende Nachfrage, um das Risiko einer Kreuzkontamination und im Krankenhaus erworbenen Krankheiten zu verringern. Ein europäisches Konsortium der KMU Arbeitet am Projekt des Duetts (Einwegnutzung des Endoskopie -Tools), um ein Einweg -Endoskop zu erstellen.[24]

  • Kapselendoskopie

Kapselendoskope sind pillengroße Bildgebungsgeräte, die von einem Patienten verschluckt werden und dann Bilder des Magen-Darm-Trakts aufzeichnen, wenn sie auf natürliche Weise durchlaufen. Die Bilder werden typischerweise über drahtlose Datenübertragung auf einen externen Empfänger abgerufen.[25]

Die endoskopischen Bilder können mit anderen Bildquellen kombiniert werden, um dem Chirurgen zusätzliche Informationen bereitzustellen. Zum Beispiel die Position eines anatomisch Struktur oder Tumor können im endoskopischen Video gezeigt werden.[26]

  • Bildverbesserung

Emerging Endoscope -Technologien messen zusätzliche Lichteigenschaften wie optische Polarisation,[27] optische Phase,[28] und zusätzliche Lichtwellenlängen, um den Kontrast zu verbessern.[29]

Foto eines kostengünstigen wasserdichten USB-Endoskops für den nicht medizinischen Gebrauch.

Nicht medizinische Verwendung

In der oben genannten Bearbeitung geht es hauptsächlich um die Anwendung von Endoskopen bei der medizinischen Inspektion. Tatsächlich werden Endoskope auch im industriellen Bereich weit verbreitet, insbesondere in nicht zerstörerischen Tests und Lochforschungen. Wenn die interne Sichtprüfung von Rohren, Kesseln, Zylinder, Motoren, Reaktoren, Wärmetauschern, Turbinen und anderen Produkten mit schmalen, unzugänglichen Hohlräumen und/oder Kanälen durchgeführt werden soll, ist das Endoskop ein wichtiges, wenn nicht ein unverzichtbares Instrument.[30]

Siehe auch

Verweise

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