Светодиодная технология продвигает эндоскопию

Эндоскопия — это минимально инвазивная медицинская процедура, используемая для просмотра или визуализации внутренних органов человека в хирургических и диагностических целях. Этот метод был впервые использован в 19 веке и получил более широкое распространение сегодня, начиная от внешних органов, таких как ухо, нос и горло, и заканчивая комплексной эндоскопией желудочно-кишечного тракта, дыхательных путей и хирургии позвоночника. Если вы хотите купить осветитель эндоскопический, то компания «Юни-тек» предлагает широкий ассортимент медицинского оборудования и инструментов.

Традиционные эндоскопы состояли из жестких трубок с проходящим светом. Для сбора полученного изображения и направления его в человеческий глаз использовалась оптика. Такая эндоскопия была ограничена небольшими глубинами человеческого тела.

Эндоскопическая технология эволюционировала до использования гибких трубок с появлением волоконной оптики, позволяющей более глубоко проникать в тело с минимальным хирургическим вмешательством. Волоконная оптика также позволила более эффективно передавать свет, обеспечивая точное освещение наблюдаемой анатомии. В конце концов, электронные красные, зеленые и синие (RGB) камеры заменили человеческий глаз в качестве детектора, а источники освещения превратились в использование широкополосных ксеноновых и галогенных ламп.

В последнее время светодиодная технология становится предпочтительным источником света для эндоскопии из-за ее длительного срока службы, стабильности, надежности и простоты интеграции в эндоскопические отделения. В сочетании с быстрым развитием микроэлектроники и оптики светодиодное освещение позволило добиться новых достижений и приложений в этой области.

В течение нескольких десятилетий ксеноновые лампы были золотым стандартом в эндоскопических системах. Яркий, стабильный, широкополосный выходной сигнал и однородность в широком спектре делают ксенон идеальным для многих биомедицинских применений и позволили добиться многочисленных успехов в эндоскопии и хирургическом освещении глубоких полостей. Ксеноновые лампы имеют более длительный срок службы, чем традиционные лампы накаливания, и превосходят по своим характеристикам галогенные лампы.

Ксеноновые лампы также демонстрируют благоприятную коррелированную цветовую температуру, или CCT, и CRI (индекс цветопередачи), который является мерой того, насколько хорошо источник света может воспроизводить цвет наблюдаемых объектов. Более высокий индекс цветопередачи коррелирует с более точной цветопередачей, которую предпочитают медицинские работники, что позволяет им идентифицировать анатомию на основе цветового контраста. Ксенон обеспечивает идеальное освещение для просмотра истинных цветов тканей и сосудов в операционном поле, что способствует повышению точности диагностики и лечения.

Ксенон также обладает преимуществом многолетних инноваций, а также чрезвычайно широким диапазоном выходной мощности — обычно от 80 Вт до более 400 Вт. Основным недостатком ксенона является срок службы источника света или лампы, который обычно составляет от 500 до 1000 часов работы агрегата.

Источники белого света на светодиодах приобрели популярность в эндоскопических системах из-за достижений в области яркости светодиодов и относительно широкополосной длины волны белого света. Светодиодная технология позволяет настраивать CCT во время производства, а также обеспечивать стабильную CCT в течение всего срока службы светодиода. Относительно долгий срок службы устраняет необходимость замены источников ксенона в течение жизненного цикла эндоскопической системы.

Более современные светодиодные системы позволяют активную настройку CCT в полевых условиях. Наличие белого света, состоящего из отдельных лазеров RGB или светодиодов, позволяет пользователю регулировать уровень каждого видимого цвета в соответствии с их комфортным уровнем белого или CCT. Эта переменная функция снижает зрительное напряжение хирурга и оптимизирует контраст морфологии ткани под наблюдением.

Светодиодные системы также могут эффективно сочетаться с современными RGB-камерами, поскольку длина волны RGB может быть точно настроена для достижения оптимального соотношения сигнал, шум. Кроме того, возможность формировать спектр позволяет достигать различных значений CCT и CRI, наиболее подходящих для камеры или глаза. Уровни каждого цвета можно регулировать в течение срока службы прибора, чтобы сбалансировать цвета, поскольку интенсивность каждого цвета снижается с возрастом.

Автофлуоресценция была методом, разработанным в конце 1990-х годов для выделения областей интереса или контраста путем возбуждения собственной флуоресценции клеток и тканей. Существует разница в спектре излучения между нормальными и раковыми тканями, возбуждаемыми синим светом, которая, как полагают, вызвана изменением химического состава в физиологии из-за болезни.

В начале 2000-х годов появилась хромоэндоскопия, метод, в котором используются традиционные гистологические красители для окрашивания интересующих областей во время эндоскопической процедуры. Обычно используются такие красители, как метиленовый синий, толуидиновый синий и кристаллический фиолетовый. Каждый из них способен окрашивать определенный тип клеток, что упрощает идентификацию структур в слизистой оболочке и ткани.

И хромоэндоскопия, и аутофлуоресцентная эндоскопия помогают дифференцировать морфологию по сравнению с обычными методами эндоскопии. Хотя они более чувствительны, чем традиционная широкопольная эндоскопия, они также неспецифичны, что приводит к увеличению количества ложноположительных диагнозов.

Флуоресцентные биомаркеры становятся все более популярными для различения морфологии или распознавания пораженной ткани в хирургических условиях. Один из таких маркеров, известный как ICG (индоцианиновый зеленый), был одобрен FDA для хирургического использования.

ICG окрашивает белки плазмы. Он нацеливается на лимфатические узлы и кровеносные сосуды, в том числе те, которые прорастают в опухоли, помогая хирургу выполнить резекцию пораженной ткани, которая в противном случае была бы затруднительна при обычном видимом свете. Флуоресценция ICG возбуждается инфракрасным светом, который имеет более глубокое проникновение, чем видимый свет, что позволяет визуализировать глубокие ткани и слои сетчатки.

Другое соединение, известное как ALA (аминолевулиновая кислота), недавно было одобрено FDA для хирургического применения. ALA представляет собой соединение, встречающееся в природе в клетках. Экзогенное введение АЛК приводит к накоплению метаболита АЛК PpIX в опухолевых клетках, особенно в глиомах.

PpIX флуоресцирует при возбуждении светом с длиной волны от 400 до 410 нм, испуская красную флуоресценцию. Затем повышенная флуоресценция PpIX может быть использована для того, чтобы помочь хирургу отличить опухолевую ткань (красный цвет) от нормальной ткани (синий цвет) и обеспечить точную и полную резекцию опухоли.

Технология флуоресценции требует определенных длин волн для возбуждения рассматриваемых биомаркеров флуоресценции. Последние достижения позволяют узким длинам волн, обеспечиваемым светодиодами или лазерами, следовать по тому же оптическому пути, что и белое или визуальное освещение. Это позволяет хирургу просмотреть как видимую, так и невидимую информацию о флуоресценции.

Использование видимого света позволяет хирургу визуализировать интересующие анатомические области с последующим возбуждением флуоресцентных биомаркеров, чтобы помочь в идентификации или резекции ткани. Имея как видимые, так и флуоресцентные возможности, доступные в одном устройстве, хирурги могут использовать несколько технологий для более точной диагностики и улучшения результатов лечения пациентов.

Технологии и контрастные вещества развивались с годами, снабжая хирургов и врачей инструментами, помогающими им в сложных диагностических и медицинских процедурах. Контрастные агенты могут включать красители белого света, внутреннюю автофлуоресценцию или флуоресцентные маркеры. Проблема в разработке этих маркеров заключается в десятилетиях, потраченных на клинические испытания для обеспечения минимальной токсичности.

Флуоресцентные технологии развиваются так же быстро, как светодиодные и лазерные технологии. Продолжаются исследования по выявлению молекул, которые будут нацеливаться на конкретную ткань и обеспечивать достаточную флуоресценцию для количественной, а не качественной диагностики и лечения. Совместное использование этих технологий является ключом к обеспечению точности операций и уменьшению травматизма окружающих тканей, что позволяет сократить время восстановления пациентов.