Endoskopie
Endoskopie Metoda umožňující prohlédnutí vnitřních tělesných dutin nebo dutých orgánů Zavádění do pacienta: přirozenými otvory (např. ústy, konečníkem, močovou trubicí) otvory uměle vytvořenými (např. laparoskopie, mediastinoskopie) Kromě pohledu umožňuje též odběr vzorků (biopsie) k dalšímu vyšetření 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 2
Historie První pokusy - počátek 19.stol. Zdroj světla - svíčka nebo směs alkoholu a terpentýnu První gastroskop - 1868 (Kussmaul) inspirace výkony polykačů mečů Květen 1957 - na schůzi Americké gastroskopické společnosti byl představen Basil I. (Hirschowitz) K vedení světla použita vláknitá optika 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 3
Endoskopie dnes Diagnostická metoda číslo jedna pro: onemocnění žaludku tlustého střeva Pozn.: po neinvazivní sonografii i u nemocí žlučových cest a pankreatu Stala se nejúčinnější metodou: ve stavění krvácení z varixů i jiných zdrojů v odstraňování cizích těles, polypů trávicí trubice a konkrementů ze žlučovodu 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 4
Endoskopy Osvětlení: přímé (proximální nebo distální) nepřímé - kdy osvětlovací zdroj je samostatný Podle použitých principů můžeme endoskopy rozdělit do tří skupin: endoskopická zrcátka rigidní endoskopy (tubusové) flexibilní endoskopy Flexibilní či tubusové endoskopy musí mít vodotěsnou konstrukci, která umožňuje snadnou dezinfekci. 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 5
Endoskopická zrcátka 1/2 Laryngoskopické zrcátko plošné zrcátko kulatého tvaru se sklonem k držáku asi 60 ; používá se k nepřímé laryngoskopii (otočené dolů) nebo k zadní laryngoskopii (otočené nahoru) Ušní zrcátko kovová nálevka, asi 3cm dlouhá, uvnitř pochromovaná, požívá se k vyšetření bubínku Nosní zrcátko kleště s nálevkovými zrcadlovými plochami, slouží k přední rinoskopii 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 6
Endoskopická zrcátka 2/2 Oční zrcátka rovinné nebo konkávní s otvorem uprostřed Oftalmoskop používá se k vyšetření očního pozadí a k zjišťování refrakčních vad Má vlastní světelný zdroj Kolposkop jsou dvě lžíce pohyblivě spojené používá se zejména k vyšetření děložního čípku (tyto endoskopy jsou ve většině případů nahrazovány endoskopy tubusovými) 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 7
Endoskopy tubusové I 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 8
Endoskopy tubusové II Optickým systém tvořen klasickými čočkami Osvětlení proximální nebo distální Na proximálním konci je okulár s CCD čipem Délky 50-400mm; průměr 3-13mm Pro dutiny nacházejících se blízko tělních otvorů nebo dutin k nimž není přístup zkomplikován překážkami nebo záhyby Lze připojit zařízení pro záznam obrazu zpracování dat na PC 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 9
Endoskopy tubusové III 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 10
Flexibilní endoskopy I 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 11
Flexibilní endoskopy II Ohebná trubice Většinou pouze pro diagnózu Většinou dva kanály od světelného zdroje eliminace stínů způsobených nástroji v místě výkonu Jeden zpětný optický kanál přímo do okuláru Dražší endoskopy - distální konec osazen CCD Kanálky pro oplach resp. odsávání pro zavádění chirurgických nástrojů k distálnímu konci 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 12
Flexibilní endoskopy III Řiditelný distální konec v délce 50 mm je řiditelný pomocí tažných lanek a koleček (točítek) na hlavě endoskopu Řiditelný konec nahoru, dolu, vpravo, vlevo v rozsahu 0-90 a více Např. Při vyšetření žaludku je třeba natočit distální konec o 180 nahoru, aby bylo vidět čelo žaludku a žaludeční dno 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 13
Flexibilní endoskopy IV Dutina se plní vzduchem, CO 2,NO 2, kvůli volnému pohybu endoskopu a nástrojů Délky 500-2000 mm (laryngofibroskopy, duodenoskopy, koloskopy a další) Vnější průměr 5-13 mm Videoendoskopy, ultrazvukové endoskopy 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 14
Flexibilní endoskopy V 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 15
Zdroj světla Používají se halogenové nebo xenonové zdroje světla s výkonem okolo 150W xenonový zdroj světla o výkonu 180W od firmy ATMOS 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 16
Snímací prvek Dnes se snad ve všech systémech používají CCD čipy jeden nebo tři Velikost čipu se pohybuje okolo 1/3, u videoendoskopů to bývá 1/4 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 17
Dezinfekce a sterilizace endoskopické techniky I Rostoucí požadavky na dezinfekci a sterilizaci výrazné zvýšení finanční náročnosti Příslušenství k jednorázovému použití vysoké ceny Desinfekce endoskopických přístrojů bude bezesporu i nadále podléhat stále se zpřísňujícím požadavkům Dezinfekční vozíky budou brzy patřit minulosti a veškerá technika bude dezinfikována ve speciálních pračkách 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 18
Dezinfekce a sterilizace endoskopické techniky II dezinfekční pračka (Olympus) ultrazvuková čistička (Olympus 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 19
CCD senzory Převod osvetlení =>náboj Hromazení nábojů generované dopadem fotonu 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 20
CCD senzory blokové schema Tři základní operace probíhající v každém senzoru tohoto typu: převod světelného toku na náboj přesun náboje na výstup Realizován přesouváním potenciálových minim připojením synchronizačních impulsů vhodné fáze a šířky na přenosové elektrody převod náboje na napětí 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 21
Přesun náboje a) uspořádání elektrod, b) řídící signály, c) připojení řídících signálů na elektrody, d) výstupní část struktury CCD Pozn.: Účinnost přenosu z elektrody na elektrodu je cca 0,998. 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 22
Plošné CCD Matice as desítkami milionů fotocitlivých elementů U endoskopů je tento počet řádově stovky tisíců Používá se přenosu: a) meziřádkového b) snímkového 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 23
Barevné CCD snímače Pozn.:Toto vše je zapouzdřeno v jediném IO. 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 24
Optická vlákna Fresnelův odraz: způsobuje odraz části světelného paprsku pod úhlem α 2 zbylá část světelného toku se lomí do hustšího prostředí (skla) pod úhlem β Schnellův zákon: vzájemná závislost rychlosti šíření v obou prostředí a úhlů dopadu i lomu n 1 sinα = n 2 sinβ sinβ/sinα = v 2 /v 1 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 25
Optická vlákna mezní úhel 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 26
Numerická apertura je definovaná jako sinus maximálního možného dopadu na optické vlákno sinα 1 = n 1 2 n 22 =NA 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 27
Úprava optického vlákna Optické vlákno: má malý průměr lehce se mechanicky poškodí Řešení: Umístnění pláště, jehož index lomu musí být nižší než index lomu optického vlákna 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 28
Rozdělení přenosových ztrát v optickém vláknu Základní přenosové ztráty jsou: Absorbce Disperze Rayleighuv rozptyl Fresnelův odraz Difúzní odraz Ztráty v optických spojích 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 29
Ztráty absorpcí Čistota skla 99,9999%. Zbývající nečistoty pohlcují přenášený světelný tok typický útlum bývá v mezích 1 až 1000 db/km. Hlavní tři faktory přispívající ke ztrátám absorbcí jsou: ultrafialová absorbce infračervená absorbce absorbce iontovou rezonancí 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 30
Ztráty disperzí Ztráty disperzí můžeme rozdělit na: ztráty chromatické nebo vlnovou disperzí jsou způsobeny závislostí indexu lomu na vlnové délce každá vlnová délka má jiný index lomu a tím má i jinou rychlost šíření ztráty módovou (vidová) disperzí paprsky dopadající na optické vlákno pod různými úhly různá dráha => různé zpoždění 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 31
Rayleighův rozptyl Během procesu tažení skloviny na tenké vlákno je sklovina v plastickém stavu Při chladnutí vznikají mikroskopické nehomogenní částečky Jestliže paprsek dopadne na nehomogenitu, láme se podle indexů lomu a může opustit jádro optického vlákna Tento rozptyl světelného toku je závislý na vlnové délce 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 32
Fresnelův odraz Na výstupu vlákna se opět část světelného toku odráží spět do vlákna. Pro malé úhly (kdy x=sinx) lze napsat vztah pro ztráty Fresnelovým odrazem ve tvaru: R = n2 ( n 1) 1 n2 ( + 1) n1 2 2 100 = ( n2 n1) ( n2 + n1) 2 2 100 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 33
Difúzní odraz Část paprsků dopadá pod úhly větším, než určuje numerická apertura 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 34
Ztráty v optických spojích Ztráty v optické přenosové cestě mohou být způsobené kromě ztrát již dříve uvedených ještě: ve spoji s různými průřezy vláken nesouosostí vláken v optickém spoji úhlovou odchylkou v optickém spoji oddálením konců optických vláken znečištěním konektoru ohybem 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 35
Endoskopické metody I Artroskopie - endoskopické vyšetření umožňující prohlédnutí vnitřku kloubu, odběr vzorků, popř. i provedení některých operačních výkonů Bronchoskopie - endoskopická metoda umožňující pohled do průdušek a odběr materiálu k dalšímu vyšetření. Používá se většinou ohebného bronchoskopu, který se po místním znecitlivění hltanu a hrtanu zavádí ústy do průdušnice a průdušek. Vyšetření se provádí u opakovaných zánětů dýchacích cest, při podezření na nádor, krvácení z dýchacích cest (hemoptýze) aj. 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 36
Endoskopické metody II Cystoskopie - endoskopické vyšetření, které umožní pozorovat vzhled vnitřku močových cest (močového měchýře, močovodů). Cystoskop se zavádí močovou trubicí do močového měchýře. Umožňuje i některé léčebné výkony (např. při polypech močového měchýře nebo močových kamenech) Duodenoskopie - endoskopie umožňující pohled do dvanáctníku. (např. při ERCP) 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 37
Endoskopické metody III ERCP - zkr. endoskopická retrográdní cholangiopankreatikografie. Vyšetřovací i léčebná metoda, která spočívá v zavedení ohebného fibroskopu ústy až do dvanáctníku, prohlédnutí dané oblasti a v nástřiku kontrastní látky do žlučovodu a vývodu slinivky břišní s následným rentgenovým snímkováním. Vyšetření umožní zobrazit pankreatické vývody a žlučové cesty, odhalit jejich zúžení (stenózu) či přítomnost kamenů ve žlučovodu (choledocholitáza). Lze též protnout ústí žlučových cest do dvanáctníku (papilotomie) a umožnit tak odchod kaménků bez nutnosti operativního odstranění. Některé kaménky lze pomocí dalšího zařízení ze žlučovodů vyjmout. Metoda má velkou výhodu v kvalitě zobrazení žlučových cest a v možnosti ambulantního použití. Proti chirurgickému zákroku podstatně zkracuje dobu léčby a zotavení a navíc nevyžaduje narkózu. 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 38
Endoskopické metody IV Enteroskopie - endoskopie sloužící k prozkoumání střevní sliznice sondou zavedenou ústy do tenkého střeva. Spolu s biopsií umožňuje diagnózu některých onemocnění s poruchou vstřebávání. Fibroskopie - endoskopie s použitím ohebných endoskopů se zdrojem studeného světla a se speciálními vlákny schopnými přenosu optických signálů (skleněná vlákna). 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 39
Endoskopické metody V Gastroskopie - endoskopické vyšetření žaludku, spojené též s vyšetřením jícnu a dvanáctníku. Gastroskop se ústy zavede do žaludku, který se důkladně prohlédne, popř. se odeberou vzorky k histologickému vyšetření. Důležitá metoda k diagnóze peptických vředů, nádorů žaludku, krvácení do zažívacího traktu. Koloskopie (kolonoskopie) - endoskopická metoda k vyšetření tlustého střeva. Koloskop se zavádí konečníkem a umožňuje prohlédnout celou oblast tlustého střeva (přes 1 metr) a event. odebrat vzorky k histologickému vyšetření. Před kterým se pacient musí důkladně vyprázdnit. Užívá se u nádorů, zánětů tlustého střeva a při enteroragii (krvácení ze střeva, zejména tlustého). 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 40
Endoskopické metody VI Laparoskopie - endoskopické vyšetření břišní dutiny. Laparoskop se zavádí břišní stěnou a umožňuje prohlédnutí orgánů dutiny břišní. V některých případech může být spojena s cílenou biopsií. Laryngoskopie - endoskopie umožňující pohled do hrtanu k jeho vyšetření či zavedení hadičky k řízenému dýchání, např. v celkové anestezii při operaci. 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 41
Endoskopické metody VII Mediastinoskopie - endoskopická metoda sloužící k přímému pozorování mezihrudí (mediastina). Mediastinoskop se zavádí kůží u horního okraje hrudní kosti. Rektoskopie - endoskopická metoda k vyšetření konečníku. Provádí se kovovým neohebným rektoskopem, který se pacientovi zavádí do konečníku. Konečník lze prohlédnout a z něj i odebrat vzorky k dalšímu vyšetření. Užívá se u krvácení do stolice (enteroragii), podezření na nádor, zánět aj. 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 42
Endoskopické metody VIII Sigmoidoskopie - endoskopie sloužící k prozkoumání esovité kličky (colon sigmoideum), což je část tlustého střeva v levé jámě kyčelní, ústící do konečníku. 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 43
Ekonomický pohled I Jednoduchý endoskop pouze s okulárem stojí kolem 350 000Kč U videoendoskopů tuto částku musíme ještě vynásobit třemi Chirurgické nástroje (jako jsou různé kleštičky na odebírání vzorků, či smyčky pro odstranění polypů v tlustém střevě atd. ) mají cenu pohybující se od 10 000 do 50 000Kč Dále potřebujeme zdroj světla s nastavitelnou svítivostí, za který zaplatíme kolem 30 000 Kč stejně jako za insulfátor Přístroj na oplachování a odsávání stojí kolem 50 000 Kč 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 44
Ekonomický pohled II Dále se použité přístroje musí čistit ve speciálních pračkách, které mají několik cyklů. (3 000 000 Kč) Kontrola pláště endoskopu Spočívá v nafouknutí vrchní ochranné vrstvy a následném měření tlaku. Porucha na plášti by znamenala při dalších cyklech zničení světlovodných kabelů nebo CCD čipu Dezinfekce kanálků atd. Pro investici hovoří: Krátká rekonvalescence Způsobena menšími zásahy do zdravé tkáně (miniinvazivní chirurgie) Po zákroku není nutný pobyt na jednotce intenzívní péče ani podávání velkého množství léků Většinou je po 24 hodinách pacient propuštěn do domácího léčení 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 45
Budoucnost Endoskopie? Endoskopy se budou dále miniaturizovat Účinnější bude příslušenství (bioptické kleště.) Robotizace a mikroendoskopy V současné době se zkoumají dvě varianty pohybu pomocí stlačeného vzduchu pomocí kovu s pamětí Cíl ovládat endoskop dálkově podobně jako televizi Endoskopii však změní i objevy učiněné mimo ni. 9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 46