Видеоэндоскопия, что это?

Этапы достижения максимальной объективности эндоскопического изображения.

Эндоскоп – важнейший инструмент для постановки диагноза в гастроэнтерологии. Без него этот диагноз остается визуально неподтвержденным.

Развитие гибкой гастроинтестинальной эндоскопии проходило в две стадии. Первую стадию можно охарактеризовать как этап, на котором усилия были сконцентрированы на увеличении эндоскопического поля зрения. Этот этап был завершен с момента появления фиброволоконного пучка, с помощью которого осуществляется передача изображения и света. Фиброволоконные эндоскопы дают возможность исследовать весь желудочно-кишечный тракт, включая тонкую кишку. Однако, разрешающая способность оптических эндоскопов ограничена количеством световых волокон в пучке. Увеличение количества волокон приводит к улучшению качества изображения, но при этом становится больше диаметр эндоскопа.

На втором этапе усилия были направлены на увеличение разрешающей способности, появились первые эндоскопы с электронной передачей изображения.

Видеоэндоскопия возникла как побочный продукт технического прогресса в микроэлектронике в конце 60-х годов. В видеоэндоскопе нет фиброволоконного пучка и линз, их функцию выполняет электронный датчик или CCD-чип, находящийся на дистальном конце эндоскопа. Число пикселей в CCD-чипе, характеризующих качество передаваемого изображения, может быть увеличено значительно проще, чем количество световых волокон в ограниченном пространстве оптического эндоскопа. Это устройство посредством потока электронов передает изображение в видеопроцессор, а затем картинка проецируется на телевизионный монитор. CCD-чип создан фирмой Bell и ее учеными Willard S.Boyle и George E. Smith в 1969 году и был представлен широкой общественности весной 1970 года. В течение десятилетия CCD-чип стал применяться в большом количестве электронных устройств, таких как: астрономические детекторы, факсы, фотокопировальные машины, устройства считывания штрих-кода, видеокамеры.

Первая попытка создать видеоэндоскоп была сделана в 1979 - 1980 годах фирмой Welch Allyn Inc. of Skaneateles (Нью-Йорк), длительное время выпускавшей различное диагностическое оборудование. Не имея опыта в производстве инструментов для исследований ЖКТ, инженеры Welch Allyn Inc. привлекли к работе над созданием первого видеоэндоскопа Michael Sivak и специалистов из Cleveland Clinic Foundation. Sivak и Fleischer провели первые клинические испытания прототипа видеоэндоскопа и опубликовали свой положительный отзыв на страницах журнала Gastrointesninal Endoscopy в 1983 и 1984 годах.

Было отмечено, что управление видеоэндоскопом осуществляется также как и фиброскопом. Это стало возможным благодаря использованию традиционного блокирующего механизма и системы управления дистальным концом в несколько измененном виде. Врачи, впервые пользовавшиеся видеоэндоскопом, отметили существенные отличия. Отпала необходимость в удерживании эндоскопа на уровне глаз. Появилась возможность осуществлять управление дистальным концом в положении, удобном для эндоскописта, а наблюдение за эндоскопическим изображением вести по телевизионному монитору. Сама конструкция видеоэндоскопов предполагает более высокую их надежность по сравнению с оптическими эндоскопами, где для передачи изображения служат фиброволокна, которые достаточно ломкие и значительно усложняют конструкцию эндоскопа. Выводы о первых результатах применения видеоэндоскопа звучали так: «инструмент может быть использован во всех случаях диагностической и лечебной колоноскопии». На основании проведенных в Европе клинических испытаний были получены схожие результаты. Вскоре фирмы Fujinon и Olympus приступили к выпуску видеоэндоскопов, существенно опередив Welch Allyn Inc. в производстве этого оборудования.

Будет ли внедрение видеоэндоскопии сигналом к началу новой эпохи в гастроинтестинальной эндоскопии? Будет ли видеоэндоскоп таким же революционным открытием как полужесткий эндоскоп Шиндлера в 30-х и оптический эндоскоп в 60-х? С момента появления видеоэндоскопии ответами на эти вопросы были и «да» и «нет» в зависимости от того, кто на них отвечал. Приверженцы новой технологии утверждали, что это лишь вопрос времени - когда видеоэндоскопия докажет свое убедительное превосходство. Консервативная точка зрения состояла в том, что традиционные эндоскопы вполне удовлетворяют потребности и дешевле в обслуживании, чем видеоэндоскопы. Многие сходились во мнении, что эти две технологии будут существовать какое-то время вместе, и что опыт применения традиционных эндоскопов будет полезен для специалистов, работающих с видеоэндоскопами. Однако, с 90-х годов, с момента появления видеоэндоскопов с высокой разрешающей способностью (high-resolution endoscopes), видеоэндоскопия стала развиваться как доминирующая технология.

В 1989 году, спустя шесть лет с момента создания первого видеоэндоскопа, было предсказано, что общее количество пикселей в CCD-чипе достигнет (4*10)5 , а размер его не будет превышать 5,6 мм на 3,5 мм. При этом станет возможным создание эндоскопа с диаметром около 9 мм и высочайшей разрешающей способностью. По сравнению с системой передачи телевизионного изображения NTSC, это число пикселей в CCD-чипе является верхним пределом их эффективного количества. Поэтому видеоэндоскоп с 400.000 пикселей в CCD-чипе был мечтой для производителей эндоскопического оборудования, а воплощение этой мечты в реальность стало исторической вехой в развитии эндоскопической техники. За период с 1993 по 1997 фирмы Fujinon, Toshiba, Pentax выпустили видеоэндоскопические системы с разрешающей способностью более 400.000 пикселей.

Следующим этапом станет появление hi-vision эндоскопов, использующих на порядок больше пикселей со значительным улучшением качества изображения, получаемого с помощью последних моделей видеоэндоскопов. В 2000 году фирмой Fujinon выпущен первый в мире видеоэндоскоп с 850.000 пикселей в CCD-чипе, что явилось первым шагом в этом направлении.

Высокая разрешающая способность современных видеоэндоскопов позволяет правильно и точно диагностировать заболевания, особенно в начальной стадии, когда, например опухоль еще настолько мала, что ее практически невозможно различить через оптический эндоскоп. Японские врачи, приступив к широкому использованию видеоэндоскопов с начала 90-ых годов, добились того, что более 50% случаев опухолей ЖКТ диагностируется в ранней стадии.Фирма Olympus первая в мире создала видеоэндоскоп с увеличением 150 крат, что прижизненно позволяет проводить морфологическое исследование внутренних органов.