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内镜的演变超级内镜时代

更新:2015年05月25日 阅读次数: 【字体:

弹性软镜在肠腔内或经肠腔手术等多方面有着重要作用。结肠镜目前仍是结肠粘膜检查旳金标准,但自上世纪 60 年代弹性软镜出现后这种情况巳有些微改变。

腺瘤息肉切除术降低了结直肠癌风险,但只有大约 85% 的结肠粘膜可见,而且切除手术在 4%-20% 的病例中会失败,即使内镜培训和操作程序不断在改善提高。几个因素可能导致结肠镜检困难或不彻底,最常见的因素是肠道准备差、憩室病、女性、高龄、既往手术史、低体重指数和操作者经验。

微创手术的进展推动腔内手术(ELS)成为胃肠病的一线治疗。自然孔道内镜经腔手术(NOTES)的发展也促进了传统弹性软镜装置的调整 。

为了提高结肠镜、ELS 和 NOTES,大量新一代内镜正在出现。Nisha Patel 在 Frontline Gastroenterol 杂志上发文对这些超级内镜进行了讨论,这些内镜设计主要为改善结肠镜检质量,能够胜任 ELS 和经腔道手术的要求。

改善结肠粘膜可视性

结肠镜的主要挑战之一就是要增加能够看到的结肠粘膜数量,特别是肝曲、脾曲以及结肠皱裂后,以增加腺瘤检出。结肠息肉漏诊率高达 28%,可通过广角结肠镜降低漏检率。加帽结肠镜能在右侧结肠内后折,也可改善可视性,但由于安全性原因该技术并未广泛采用。为进一步增加可视范围,出现了许多新内镜。

1. 第三只眼全景结肠镜(Third Eye Retroscope)内镜

导管固定的视频芯片用于提高结肠镜诊断率,特别是常规结肠镜难以企及的位置。这种装置穿过标准结肠镜的工作腔道,穿出腔道后预先成形的导管自动回转 180 度成 J 状,与内镜远端相对并锁定(图 1)。这种装置允许内镜医生在内镜回撤时向前、向后同时观察结肠。

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图 1. 第三只眼全景结肠镜

在动物模型和人体研究中显示出能明显改善息肉检出率。TERRACE 研究显示明显改善腺瘤检出率,不论是在诊断内镜还是监测内镜时。

2. PeerScope system 内镜

此系统包括控制单元和广角镜头结肠镜,高分辨可视区域范围达 330°。H 型 PeerScope 内镜系统是已经进入市场的 B 型系统的提高型,主要在视频分辨率和软件上进行了改善。小巧和其使用性检测显示此系统安全有效,在人体试验中充满前景。

治疗性内镜

内镜粘膜切除应用广泛,新出现的技术如内镜粘膜下切除(ESD)和经口内镜肌切开术也开始风行。但弹性软镜进行 ELS 和 NOTES 操作时存在很多问题,包括缺乏稳定性,其保证操作组织充分的三角装置可能会导致精准显微手术的不够精准。这促进了一波新的内镜发展(图 2)。

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图 2. 多任务平台: (A) EndoSamurai; (B) ANUBISCOPE; (C) R-scope; (D) TransPor

1. EndoSamurai(Olympus)

此种装置是传统用于 ELS 和 NOTES 内镜的改进型。包括传统内镜装置,套管和 2 个弹性臂,一旦锁定可以使内镜保持稳定。2 个弹性臂在内镜进入过程中处于平行状态,可以打开,象腹腔镜样的进行操作。通过工作臂通道,弹性装置可以进行操作,另有一附加通道。

此装置在动物研究中进行了大量操作实践,包括腹腔内探查和经胃小肠切除。同双通道内镜(DCE)相比,显示了稳定性、组织可控性和三角装置等方面的改善。

2. ANUBISCOPE

这种新平台用于 ELS 和经腔手术,四通道、有关节、内镜轴直径 16 毫米、长 110 厘米、且有 16 毫米长的垂直弹性部分。18 毫米的远端呈百合状,进入过程中用作套管,阻碍对周围结构造成的损伤。到达需要操作的位置,百合状远端打开,允许二个弹性臂从百合状远端瓣的工作腔道中伸出。

操作通道内还可以更换使用工具,内镜轴中的中心工作通道允许高达三个三角装置工作。百合状远端瓣可以限制装置只在固定的工作区域内操作。因此它可用于食管肌肉切开和经腔操作手术如经胃胆囊切除术和乙状结肠切除术。

3. R-scope

此弹性内镜初始设计用于解决 DCE 中遇到的问题如稳定性和用于 ESD 中的三角装置。该装置直径 13.5 毫米,有二个有关节的 2.8 毫米的工作通道,并有垂直和水平的提拉式门。通道置于右角以保证能同时在垂直面进行独立运动,也允许偏离轴向的运动,改善组织的可操控性,增加经腔手术中的使用潜能。

在某些胃的位置中进行胃 ESD 时,该装置优于 DCE,减少操作时间,改善组织的可操作性。它已成功用于执行经胃胆囊切除术、全层结肠和胃切除术。

4. 无切口操作平台

这是一种多腔工作平台,克服了许多 NOTES 带来的挑战。包括有 TransPort 装置(弹性、有鞘、直径 18 毫米、长 110 厘米)和组织靠近、缝合、操作工具,拥有四通道弹性端和传统内镜控制系统。

弹性内镜如 Olympus N-scope 可以插入 6 毫米的工作通道,使得装置具有可调节视水平。共有 4 个工作通道,一个 7 毫米的冲洗通道、6 毫米的光学通道和 2 个 4 毫米的可互换装置通道,用于电切。

ShapeLock 外鞘锁定装置使得平台稳定性改善,由导线连接的钛环构成了鞘,当在某处锁定时可以缩紧以改善上抬和扭转的能力。除了腹腔镜/NOTES 手术如经胃胆囊切除术和阑尾切除术外,IOP 已用于执行大量腔外手术如胃底折叠术和胃限制手术。最近研究显示其在腔内肥胖手术(POSE)中的安全性和有效性。

5. 直接驱动内镜系统

直接驱动内镜系统(DDES)是同时有三个工作通道的弹性可控鞘。一个通道内是直径小于 6 毫米的光导纤维内镜,另二个通道是直径 4 毫米有关节的弹性装置,由仿生装置控制,用于组织操作。由于操作装置少以及系统先天缺陷,影响了对纤维光源的操作。

此系统采用轨道系统固定于操作台上,反复校正会产生干扰。鞘使得装置更稳定,适合用于复杂手术操作,但 55 厘米的长度限制了结肠镜检的完整性。动物研究中已成功应用,显示优于其它平台系统,减少操作时间,改善了双手操作的协调性。

6. NeoGuide

这种革新装置,采用计算机辅助结肠镜,包括 16 个关节节段。位置感应器位于远端,在基底外部,能提供内镜前端的实时三维图像。内镜轴关节活动根据远端感受器的回馈进行调节,自动控制内镜轴减少折叠及病人的不舒适感。此平台允许内镜医生精确捕捉远端位置,内镜轴结构和肠道内所见。

同传统结肠镜相比,它能减少折叠,减少侧向力传递,可行性研究中显示成功的插入 10 个病人的盲肠中。进一步人类研究中需进一步改善平台以适应 NOTES 手术要求。

疼痛

即使有经验的内镜医生不能到达盲肠的几率也可高达 10%,这是多因素造成的,结果造成随访缺失或进入其它检查程序。ScopeGuide 对内镜具有引导作用,并增加镇静作用,减少不舒适感。影像学操作如虚拟内镜、MRI 及增强可以采用,但目前仅是诊断性研究。儿科结肠镜、刚度可调节内镜、胃镜和上消化道内镜都可以采用,下面会讨论一些发展中的内镜(图 3)。

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图 3. (A) Aer-O-Scope;(B) Invendoscope SC40; (C) Invendoscope SC40 构成和推进装置。A 为执行所有内镜和软件功能的手动装置。B 是驱动装置,具有 8 个轮子,能使内镜进出结肠。C 是反向套筒,保证内镜头延长和缩回。D 是内镜鞘的内部。E 是反向套筒的内层。F 是工作通道。G 电动液压可转向头,可在 180 度范围内任一方向转头。H 是高分辨率相机。(D) E-worm;(E) 运动方式;(F) ColonoSight; (G) ColonoSight,力量推动结肠镜前端向绿色箭头方向前进。

1. 气囊内镜

双气囊肠道内镜用于检查小肠,长 200 厘米,有 145 厘米长的外鞘保证硬度。可用于完成 95% 既往不能行结肠镜检病人的结肠镜检。软气囊位于内镜远端,外鞘可以通过踏板反复膨胀、回缩以前进。气囊提供牵引力确保向前运动,外鞘使得操作有效安全地完成。

2. CathCam

是一种新型细弹性导丝引导的结肠镜,减少结肠镜检中的痛苦。此装置目的是克服标准结肠镜在插入中的挑战,主要是在肠腔狭窄或是各种转折处,以减少折叠带来的疼痛。

这是一个可抛弃的直径 11 毫米多腔导管,0.6 毫米的导丝可以通过导管放入装置中,在插入过程中作为引导。对以往盲肠插入失败患者其插入率可达 90%,通过进一步调节还可用于困难的或是已失败的病例。

3. Aer-O-Scope

这是一种自我推进、自我导航、可抛弃结肠镜,其应用前景在于减少结肠镜检中的疼痛。

包括一 19 毫米硅胶直肠诱导子和用于锚定、封堵肛门的气囊,胶囊相机和固定在气囊上的 LEDs 使图像分辨率高。内镜通过中空的直肠诱导子插入,并与提供光源、抽吸、空气和水的导管相联。以 PC 为基础的工作站用于控制进入目标位置的装置,通过弹性臂伸拉。

压力感受器位于内部,分别位于气囊前后,能保证计算机程序生成的压力梯度沿球囊分布,使装置可以运动。球囊有一个预设的最大直径,使其适应结肠壁形状变化,确保不超过最大的结肠压力 80?mBar。体外研究后,体内研究中 12 个病人有 10 人实现了装置插入盲肠部,显示了其可行性前景,但需进一步试验确证。

4. Invendoscope

这是一种新型单用途自动装置,具有内镜鞘、高分辨率相机、3.2 毫米工作通道和电动液压可转向头,后者可在 180 度范围内任一方向转头。

通过相应按钮装置既可向前也可向后,因为按钮活化了马达驱动的 8 轮驱动装置。反向套筒使得装置头端可以伸缩,使得作用于结肠的力量最小。驱动装置的轮与反向套筒的内表面相互咬合确保其移动。

现在有二种装置已在体内进行过试验,工作长度 170-200 厘米,验证研究共检测了 34 名自愿者,盲肠插入率 72%,82% 病例无疼痛体验。自我推进装置和光学的技术缺陷导致几个病例中没有完成操作,进一步用于人体检测前需要改正。

5. Endotics Colonoscopy system

这是一种新型机器人自我推进装置,具有可抛弃式的弹性探针,探针上有一直径 7.5 毫米的可转向探头 (E-worm),这种探头可以按照结肠改变其形状。E-worm 的头包括一个光源、相机、水和空气通道。工作站能保证操作者对 E-worm 进行各个方向的 180 度转向,通过手控装置完成。

这种装置会象蠕虫一样移动,是通过其内的近端和远端定位器实现的。采用真空和机械钳抓,近端定位器与结肠粘膜粘附,手动延伸中心探针,远端定位器自动粘附于粘膜,近端定位器松开使中心探针缩回,近端定位器再次粘附粘膜上,然后远端定位器松开,如此往复循环。

体外试验和前瞻性开放式临床试验显示 E-worm 的力比传统结肠镜低 90%,具有更好的耐受性,改善了诊断的精确性。

6. Sightline ColonoSight

该系统包括 EndoSight,是远端有 LED 的结肠镜。由压缩的可抛弃式多腔鞘 (ColonoSleeve) 覆盖,其作用是作为屏障减少消毒。装置的动力为电充气装置,可以产生向前的拉力,减少插入装置时的向前推力,此动力系统可以在远端产生 0.5?kg 的有效拉力。多中心试验显示 90% 的盲肠插入率,平均用时 11.2±6.5?分钟,活检没有合并症产生,显示了优于标准结肠镜的潜能。

结论

相对于传统弹性内镜,现在有了许多激动人心的进步。改善可视范围的内镜、减少病人不舒适感的内镜,对改善腺瘤检出率和促进结肠镜检应用都非常有帮助,这对于结直肠癌的检查和预防是关键的一步。

因为 ELS 和 NOTES 而对内镜进行的调整特别有意义,这是因为 NOTES 的发展和 ELS 世界范围内的增长势头。改善装置的稳定性、三角固定装置以改善组织可操作性和脏层闭合技术是至关重要的。

目前还有许多蛇样机器装置如 MASTER 机器人也在发展中,以进一步改善切除的精准性、组织的可操作性及平台稳定性,使其在限定工作空间内更好的进行微创手术。这些目前仍处于研究和发展阶段,虽然也有一些平台成功用于 ESD 操作。

由消化医生进行更多的微创 ELS 手术,这需要弹性内镜通过调整适应这一改变。由于胃肠消化领域内进步而对弹性内镜进行改变,使得产生了现在的超级内镜和智能内镜。这是否意味着在不断增加的有创胃肠道治疗领域,内镜再次获得了新生呢?

关键词:演变 超级 时代
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