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超聲電子內(nèi)窺鏡發(fā)展史

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超聲電子內(nèi)窺鏡發(fā)展史

發(fā)布日期:2020-07-04 作者: 點擊:

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(xué)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,電子內(nèi)窺鏡開始了快速的發(fā)展。




50年代內(nèi)窺鏡初具雛形




與現(xiàn)有內(nèi)窺鏡成像效果相比,20世紀50年代以前內(nèi)窺鏡照明采用的是內(nèi)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(yīng)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(xué)的實用奠定了基礎(chǔ)。

1956年,Wild和Reid最早將機械旋轉(zhuǎn)超聲探頭應(yīng)用于經(jīng)直腸腔內(nèi)超聲診斷前列腺疾患,一些無內(nèi)鏡視野的腔內(nèi)超聲探頭在直腸、婦科及泌尿科疾病診斷中得到應(yīng)用。

60年代內(nèi)窺鏡逐漸發(fā)展成型




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(nèi)窺鏡,緊接著日本Olympus廠在光導(dǎo)纖維胃鏡基礎(chǔ)上,加裝了活檢裝置及照相機,有效地顯示了胃照相術(shù)。

Olympus廠首創(chuàng)前端彎角機構(gòu),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(shù)器械、攝影系統(tǒng)的發(fā)展,使纖維內(nèi)鏡不但可用于診斷,且可用于手術(shù)治療。

80年代的超聲內(nèi)窺鏡迎來復(fù)合成像時代




具有內(nèi)鏡視野的超聲內(nèi)窺鏡出現(xiàn)于1980年,Dimagno首次成功將電子線陣超聲內(nèi)鏡用于動物實驗,并首次提出“Ultrasonic endoscope(超聲內(nèi)窺鏡)”一詞,在超聲內(nèi)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(nèi)鏡對十二指腸乳頭癌浸潤范圍、食管及胃癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、黏膜下腫瘤及胃潰瘍等消化疾病的診斷,以及超聲內(nèi)鏡對消化道疾病內(nèi)鏡下治療的療效判斷。

90年代復(fù)合成像趨于成熟





從20世紀90年代初開始,超聲內(nèi)鏡引導(dǎo)下的介入診斷和治療技術(shù)逐步應(yīng)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(shù)手段。1990年,日本原田等報道了超聲內(nèi)鏡下穿刺法的基礎(chǔ)研究,經(jīng)內(nèi)鏡下食管靜脈穿刺成功地對犬的食管旁淋巴結(jié)進行針吸活檢。


1992年Vilmann等首次報道了內(nèi)鏡超聲引導(dǎo)下胰腺病變的細針吸取細胞學(xué)檢查,即通常所說的EUS-FNA(Endoscopic ultrasonography guided fine needle aspiration)。此后,EUS引導(dǎo)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(dǎo)下的介入診斷技術(shù)在某些方面(如微小病灶診斷,病變性質(zhì)判定,腫瘤分期準確性等)已展現(xiàn)出CT、MRI、ERCP、MRCP等影像學(xué)技術(shù)難以比擬的優(yōu)勢,可與現(xiàn)有其他影像技術(shù)聯(lián)合提高診斷準確性。


隨著臨床應(yīng)用的不斷深入,超聲內(nèi)鏡技術(shù)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(nèi)鏡的光學(xué)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(nèi)鏡、提供更大鉗道的超聲內(nèi)鏡的開發(fā),使EUS引導(dǎo)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(shù)也在超聲內(nèi)鏡中得到應(yīng)用。


現(xiàn)今的超聲內(nèi)窺鏡




技術(shù)的進步和臨床應(yīng)用的深入,不斷推動著超聲內(nèi)窺鏡技術(shù)的發(fā)展,使超聲內(nèi)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(nèi)鏡診療的應(yīng)用范圍。隨著各種細徑、超細徑導(dǎo)管式探頭(intraductal ultrasound,IDUS),尤其是三維超聲探頭的應(yīng)用,膽胰管內(nèi)超聲技術(shù)也日趨成熟。



探頭的變頻技術(shù)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(nèi)窺鏡可在5-12MHz的頻率范圍內(nèi)多檔可調(diào),Pentax的電子掃描超聲內(nèi)窺鏡可在5-10MHz的頻率范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。



在兼容性方面,超聲內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)窺鏡還將可能與虛擬導(dǎo)航、共聚焦激光掃描顯微成像、光學(xué)相干層析成像、光聲成像等技術(shù)結(jié)合或深度整合,拓展超聲內(nèi)窺鏡的臨床應(yīng)用領(lǐng)域。


目前市場主流內(nèi)窺鏡廠家


目前國外超聲內(nèi)窺鏡技術(shù)的發(fā)展和臨床應(yīng)用已經(jīng)比較成熟。無論國際或國內(nèi),超聲內(nèi)窺鏡市場基本都被日本三大內(nèi)窺鏡廠商壟斷。




Olympus是國際上最早開展超聲內(nèi)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(nèi)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(nèi)鏡研發(fā),并推出了具有自己特色的超聲內(nèi)鏡主機、鏡體及微探頭系列產(chǎn)品。例如,其超聲內(nèi)鏡圖像處理器SU-8000兼容環(huán)陣和線陣電子超聲內(nèi)鏡,同時提供獨有的穿刺引導(dǎo)線,保證穿刺的準確性。




Pentax的超聲內(nèi)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(zhì)量高,但鏡體操控性稍差。


開立醫(yī)療2017年推出了國產(chǎn)首臺電子環(huán)掃超聲內(nèi)窺鏡EG-UR5樣機,現(xiàn)已取得CE認證,使開立醫(yī)療成為繼日本三大內(nèi)鏡廠商之后國內(nèi)首家、世界第四家掌握超聲內(nèi)鏡關(guān)鍵核心技術(shù)的醫(yī)療器械企業(yè)。


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