人類對自己身體的探索從未停止,古希臘名醫(yī),有著醫(yī)學之父之稱的希波克拉底曾描述過一種直腸診視器,該診視器與我們今天所用的器械十分相似。進入20世紀隨著科技的進步,內窺鏡開始了快速的發(fā)展。
與現(xiàn)有內窺鏡成像效果相比,20世紀50年代以前內窺鏡照明采用的是內光源,照明效果較差,圖像色彩扭曲,并有致組織灼傷的危險。為了應對這個問題,荷蘭Heel及美國Brien嘗試在纖維上加一被覆層,解決了纖維間的光絕緣問題。1954年英國Hopkings及Kapany研究了纖維的精密排列,有效地解決了纖維束的圖像傳遞,為纖維光學的實用奠定了基礎。1956年,Wild和Reid最早將機械旋轉超聲探頭應用于經(jīng)直腸腔內超聲診斷前列腺疾患,一些無內鏡視野的腔內超聲探頭在直腸、婦科及泌尿科疾病診斷中得到應用。
1960年10月美國膀胱鏡制造者公司(ACMI)向Hirschowitz提供了第一個商業(yè)纖維內窺鏡,緊接著日本Olympus廠在光導纖維胃鏡基礎上,加裝了活檢裝置及照相機,有效地顯示了胃照相術。Olympus廠首創(chuàng)前端彎角機構,Machida廠采用外部冷光源,使光亮度大增,可發(fā)現(xiàn)小病灶,視野進一步擴大,可以觀察到十二指腸。隨著附屬裝置的不斷改進,如手術器械、攝影系統(tǒng)的發(fā)展,使纖維內鏡不但可用于診斷,且可用于手術治療。
具有內鏡視野的超聲內窺鏡出現(xiàn)于1980年,Dimagno首次成功將電子線陣超聲內鏡用于動物實驗,并首次提出“Ultrasonic endoscope(超聲內窺鏡)”一詞,在超聲內窺鏡的發(fā)展史上具有劃時代的意義。1984-1987年間,相繼報道了超聲內鏡對十二指腸乳頭癌浸潤范圍、食管及胃癌淋巴結轉移、黏膜下腫瘤及胃潰瘍等消化疾病的診斷,以及超聲內鏡對消化道疾病內鏡下治療的療效判斷。
從20世紀90年代初開始,超聲內鏡引導下的介入診斷和治療技術逐步應用于臨床,并取得了蓬勃發(fā)展,成為消化道、膽胰疾病診療不可或缺的技術手段。1990年,日本原田等報道了超聲內鏡下穿刺法的基礎研究,經(jīng)內鏡下食管靜脈穿刺成功地對犬的食管旁淋巴結進行針吸活檢。
1992年Vilmann等首次報道了內鏡超聲引導下胰腺病變的細針吸取細胞學檢查,即通常所說的EUS-FNA(Endoscopic ultrasonography guided fine needle aspiration)。此后,EUS引導下細針穿刺活檢拓展到經(jīng)支氣管針吸活檢。EUS特別是EUS引導下的介入診斷技術在某些方面(如微小病灶診斷,病變性質判定,腫瘤分期準確性等)已展現(xiàn)出CT、MRI、ERCP、MRCP等影像學技術難以比擬的優(yōu)勢,可與現(xiàn)有其他影像技術聯(lián)合提高診斷準確性。
隨著臨床應用的不斷深入,超聲內鏡技術的發(fā)展也日新月異。例如,基于CCD/CMOS圖像傳感器的電子胃腸鏡取代纖維胃腸鏡,使超聲內鏡的光學圖像分辨率也得到了顯著提升;具備更大超聲視野的縱軸掃描超聲內鏡、提供更大鉗道的超聲內鏡的開發(fā),使EUS引導下的介入診療更加便捷;具有三維重建功能、二次諧波成像、造影諧波成像及彈性成像功能的新技術也在超聲內鏡中得到應用。
技術的進步和臨床應用的深入,不斷推動著超聲內窺鏡技術的發(fā)展,使超聲內窺鏡在探頭細徑化、變頻、兼容性及圖像處理自動化方面取得了長足進步。
探頭的細徑化有利于改善操控性,提升患者耐受,同時可以到達普通探頭難以到達的組織區(qū)域,擴展超聲內鏡診療的應用范圍。隨著各種細徑、超細徑導管式探頭(intraductal ultrasound,IDUS),尤其是三維超聲探頭的應用,膽胰管內超聲技術也日趨成熟。
探頭的變頻技術可以實現(xiàn)一次插入獲得多種深度顯示,探頭的頻率范圍越廣,越有利于醫(yī)生對不同深度的組織進行病灶探查。目前Olympus與Fujifilm的電子掃描超聲內窺鏡可在5-12MHz的頻率范圍內多檔可調,Pentax的電子掃描超聲內窺鏡可在5-10MHz的頻率范圍內調節(jié)。在兼容性方面,超聲內窺鏡的超聲圖像處理器能夠支持多種類型和頻率范圍的超聲內鏡鏡體。Olympus的EU-ME2超聲圖像處理器還能夠同時兼容電子掃描超聲內鏡鏡體和機械掃描超聲微探頭,支持的超聲頻率范圍為5-20MHz。
此外,目前超聲內窺鏡的超聲圖像處理器能夠支持普通B超、彩色多普勒超聲成像、二次諧波超聲成像、造影諧波成像、超聲彈性成像、三維超聲成像等多種成像模式。未來超聲內窺鏡還將可能與虛擬導航、共聚焦激光掃描顯微成像、光學相干層析成像、光聲成像等技術結合或深度整合,拓展超聲內窺鏡的臨床應用領域。
目前國外超聲內窺鏡技術的發(fā)展和臨床應用已經(jīng)比較成熟。無論國際或國內,超聲內窺鏡市場基本都被日本三大內窺鏡廠商壟斷。
Olympus是國際上最早開展超聲內窺鏡研發(fā)的公司之一。早在1980年,Olympus即與Aloka合作研制了機械環(huán)掃式超聲探頭。Olympus還推出了世界首臺兼容機械掃描與電子掃描的超聲圖像處理器EUS-ME1。目前,Olympus是擁有規(guī)格最多、種類最全的電子掃描超聲內窺鏡圖像處理器、鏡體及微探頭的廠商。
Fujifilm通過收購Sonosite開始超聲內鏡研發(fā),并推出了具有自己特色的超聲內鏡主機、鏡體及微探頭系列產(chǎn)品。例如,其超聲內鏡圖像處理器SU-8000兼容環(huán)陣和線陣電子超聲內鏡,同時提供獨有的穿刺引導線,保證穿刺的準確性。
Pentax的超聲內窺鏡鏡系統(tǒng)采用Hitachi的超聲換能器及超聲系統(tǒng)HI VISION Preirus,其超聲圖像質量高,但鏡體操控性稍差。
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