便捷式消化內(nèi)鏡系統(tǒng)在野戰(zhàn)醫(yī)療中的應用

李 陽，劉海峰

消化道疾病是臨床常見病和高發(fā)病。近些年，隨著生活節(jié)奏加快，工作和社會壓力的增加，其發(fā)病率呈上升趨勢。對于特殊人群，特別是部隊官兵，由于經(jīng)常參加軍事和非軍事行動，所處環(huán)境艱苦，衛(wèi)生條件差，消化道疾病的發(fā)生率相對更高。另外，在高原地帶和偏遠地區(qū)，消化道疾病在巡診過程中也占據(jù)相當比例。因此，如何在遂行任務中對消化道疾病進行準確診斷和及時治療成為亟待解決的問題。而疾病早期的準確診斷和及時治療依賴于內(nèi)鏡的應用[1]。為了解決駐訓演習、災害救援及遠程巡診過程中對于消化內(nèi)窺鏡的診療需求，消化內(nèi)窺鏡系統(tǒng)便攜化將成為一個新的發(fā)展方向。

1 特殊環(huán)境中消化道疾病的發(fā)病率高

部隊官兵參加軍事行動具有高強度、高危險、高機動、高應激性的特點，對官兵身體素質(zhì)的挑戰(zhàn)非常大，高強度訓練引發(fā)的應激反應可能誘發(fā)消化道疾病的發(fā)生[2]。胡明冬等[3]回顧性分析了第二次車臣戰(zhàn)爭期間俄軍發(fā)生疾病的資料，發(fā)現(xiàn)急性胃腸炎及消化性潰瘍等各種應激性消化系統(tǒng)疾病的發(fā)病率較高（16.9%）。另外，部隊官兵需要經(jīng)常參加災害救援、處突維穩(wěn)等非戰(zhàn)爭軍事任務，長時間在艱苦環(huán)境中作業(yè)，導致抵抗力和免疫力下降，消化道疾病特別是急性胃腸炎、胃腸功能紊亂、腹瀉及應激性潰瘍的發(fā)病率相對增高，成為部隊官兵非戰(zhàn)斗減員的重要原因之一。且因災區(qū)公共衛(wèi)生設(shè)施和生態(tài)平衡遭到破壞，環(huán)境特別是水體受到污染，很容易導致災區(qū)群眾和官兵發(fā)生以水為媒介的相關(guān)腸道傳染性疾病。2014年云南省昭通市魯?shù)榭h突發(fā)里氏6.5級地震，武警云南總隊醫(yī)院對地震重災區(qū)龍頭山鎮(zhèn)展開醫(yī)學救援活動，楊斌等[4]對醫(yī)療隊收治的1 560名傷員疾病類型進行了分析，發(fā)現(xiàn)消化系統(tǒng)疾病的發(fā)病率較高（16.67%），僅次于損傷性疾病（37.18%）和呼吸系統(tǒng)疾?。?0.51%）。

消化道疾病在高原地帶及偏遠地區(qū)也屬于常見病、多發(fā)病，這與當?shù)鼐用耖L期處于低氧、低壓環(huán)境，導致胃腸壁血流減慢，上皮細胞再生能力減弱，黏液等保護因子分泌減少，黏膜屏障功能降低等有關(guān)[5]。王晨等[6]通過對青藏高原地區(qū)上消化道疾病的發(fā)病情況和臨床特點進行分析，發(fā)現(xiàn)在高原消化道疾病好發(fā)于20～50歲男性，其中炎性疾病最多，其次為消化性潰瘍。

2 災害救援、野戰(zhàn)環(huán)境及偏遠地區(qū)對消化內(nèi)窺鏡的需求

內(nèi)鏡檢查是目前診斷消化道疾病的金標準，可實現(xiàn)病變的直視觀察，明確病變的部位、大小、性質(zhì)、嚴重程度及有無并發(fā)癥等，同時還可對病變部位取活體組織做病理檢查，進而有效地指導臨床藥物治療。內(nèi)鏡技術(shù)在治療領(lǐng)域也得到了很大發(fā)展和應用，具有安全、微創(chuàng)、痛苦少、恢復快等優(yōu)點，使很多患者免除了外科手術(shù)的痛苦[7]。但是，目前的消化內(nèi)鏡系統(tǒng)體積較大，不易搬運與攜帶，因而難以實現(xiàn)在遂行軍事任務中對消化系統(tǒng)疾病的即時診斷與快速救治。醫(yī)師只能從癥狀角度去診斷疾病，給予經(jīng)驗性治療，這一方面打破了原有的典型癥狀，另一方面為正規(guī)治療設(shè)置了障礙[8]。因此，如何實現(xiàn)軍事遂行中通過內(nèi)窺鏡準確診斷和及時治療消化道疾病成為亟待解決的問題。

3 醫(yī)用便攜式內(nèi)窺鏡的發(fā)展現(xiàn)狀

便攜式內(nèi)窺鏡最早出現(xiàn)并應用于工業(yè)領(lǐng)域，如材料內(nèi)部檢查和工業(yè)探傷[8]。受到工業(yè)用便攜式內(nèi)窺鏡的啟發(fā)，人們研制了醫(yī)用便攜式內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，將內(nèi)窺鏡、冷光源系統(tǒng)、視頻采集、圖文處理系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)及大型臺車等一體化設(shè)計，實現(xiàn)了內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的便攜化、微型化與智能化，以滿足結(jié)構(gòu)精簡、可以單人攜帶、不依賴市電、功耗低及續(xù)航時間長等特殊要求，并在普通門診檢查、院外急診搶救及軍隊野戰(zhàn)衛(wèi)勤中發(fā)揮了重要作用，大大提升了醫(yī)療質(zhì)量[7]。但醫(yī)用便攜式內(nèi)窺鏡系統(tǒng)目前主要應用于眼科、耳鼻喉科、口腔科等科室的門、急診檢查和微創(chuàng)手術(shù)，尚無關(guān)于消化內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的相關(guān)報道。雖然傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡系統(tǒng)具備的成熟技術(shù)能在醫(yī)用便攜式內(nèi)窺鏡中得到應用，但一些關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)仍需進一步研究。

3.1 光源的優(yōu)化 傳統(tǒng)的冷光源系統(tǒng)采用氙燈或紅綠藍三基色與發(fā)光二極管（light emitting diode，LED）混合成白光的方式，具有體積大、耗能高、產(chǎn)熱多、易破碎及電路復雜等缺點，因此不適合便攜設(shè)備中應用[9，10]。

3.1.1 LED光源后置照明 隨著技術(shù)的進步，LED光源的輸出光通量和顯色性也逐步提高[11]。研究者改進了LED貼片器件，通過光纖束導光的方式實現(xiàn)光源后置照明。楊天領(lǐng)[9]采用LED作為發(fā)光元件，設(shè)計了一款醫(yī)用高性能白光源，結(jié)果證實該光源可滿足電子內(nèi)窺鏡對顯色性、色溫及光照度的要求。周文光等[12,13]采用特殊封裝技術(shù)LED作為冷光源而設(shè)計了一款便攜式內(nèi)窺鏡的冷光源系統(tǒng)，以外接的方式連接與便攜式內(nèi)窺鏡為其提供高質(zhì)量的照明，配合金屬外延技術(shù)的散熱系統(tǒng)，其照明顯色指數(shù)高，散熱效果好，適合便攜式內(nèi)窺鏡設(shè)備的照明應用。宋志欣等[14]將前端插入部分、中部光學部分、后端觀察部分、LED光源、內(nèi)窺鏡配套接口、電池等組件進行組裝，研制了一款便攜式內(nèi)窺鏡。內(nèi)窺鏡中部光學部分設(shè)置外部連接口，用于與便攜電源的內(nèi)窺鏡配套接口相連。該系統(tǒng)采用外置便攜電源，可滿足醫(yī)師查房及臨時停電時的內(nèi)窺鏡診療需求。

3.1.2 LED光源前置照明 光源后置照明的缺點是需要采用透鏡組對LED芯片發(fā)出的光線進行傳導，多重透鏡會大大削弱光線強度，導致傳導至內(nèi)窺鏡前端的亮度不足，影響醫(yī)師的觀察和診斷。陳錦棋[15]設(shè)計了一種醫(yī)用內(nèi)窺鏡新型LED冷光源裝置，該裝置通過單個光錐對LED 光源發(fā)出的光線進行傳導，光錐將發(fā)散的光線匯聚成小角度的光束，光線傳導效率更高。該光導結(jié)構(gòu)有效提高了內(nèi)窺鏡的照明亮度。薛春榮等[16]進一步研究證明，光纖耦合效率與光源和錐形光纖間的距離、尖端半徑及錐度等因素有關(guān)。

光源后置照明方式另一個問題是功耗大，需要散熱裝置對其進行溫度調(diào)節(jié)，LED發(fā)熱若得不到有效散發(fā)，會導致光效不均勻，并且影響其使用壽命[17]。用于消化道檢查和治療的電子內(nèi)窺鏡管體較粗，因此，可考慮將LED貼片等形式的低功率發(fā)光元件置于內(nèi)窺鏡前端進行光源前置照明[18-20]。趙承奇等[21]利用內(nèi)窺鏡前置光源LED燈代替?zhèn)鹘y(tǒng)冷光源設(shè)計了一種便攜式野戰(zhàn)外科內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，節(jié)省了鏡身及系統(tǒng)空間，提高了內(nèi)窺鏡體積的易攜帶性，解決了機動性較差問題，有望在野戰(zhàn)醫(yī)療及臨床使用中得到推廣。劉珊等[22]發(fā)明了一種結(jié)構(gòu)緊湊的便攜式智能醫(yī)用內(nèi)窺鏡，包括具有手柄功能的液晶屏及可伸縮套管，套管前端有LED冷光源和金屬氧化物半導體元件（complementary metal-oxide semiconductor，CMOS）傳感器的攝像頭，可與圖像處理和傳輸電路板相連。該種內(nèi)窺鏡方便攜帶，有效地提高了工作效率。

3.2 消毒系統(tǒng) 便攜式內(nèi)窺鏡在野戰(zhàn)環(huán)境下的清洗消毒也是至關(guān)重要的問題。雷晴峰等[23]采用前置光源代替?zhèn)鹘y(tǒng)冷光源系統(tǒng)制備了便攜式內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，用于巡診及急診情況下的檢查和治療操作等，同時自制了內(nèi)窺鏡護套解決內(nèi)窺鏡的消毒問題。張衛(wèi)民等[24]自行設(shè)計制造了一套消化內(nèi)鏡診療洗消設(shè)備，由2個折疊式攜行箱組成，可節(jié)省空間和減輕質(zhì)量，該系統(tǒng)在展開狀態(tài)可施行各類常規(guī)診療操作和內(nèi)鏡清洗消毒，用于野戰(zhàn)條件下及基層醫(yī)療單位的消化內(nèi)鏡診療操作。

總之，醫(yī)用便攜式內(nèi)窺鏡的出現(xiàn)迎合了目前醫(yī)療設(shè)備智能化、集成化、便攜化、節(jié)能化的發(fā)展趨勢[25,26]。研制環(huán)境適應性強的便攜式消化內(nèi)鏡系統(tǒng)，可實現(xiàn)遂行軍事及災害救援任務中對消化系統(tǒng)疾病的即時診斷與快速救治，雖然它無法完全取代現(xiàn)有的光纖內(nèi)鏡及電子內(nèi)鏡，但其在機動醫(yī)療中發(fā)揮著無可替代的作用，不但能顯著提高部隊醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)在戰(zhàn)爭和災害現(xiàn)場診療的便捷性和準確性，同時還可應用于遠距離醫(yī)療巡診工作，改善國內(nèi)偏遠欠發(fā)達地區(qū)基礎(chǔ)醫(yī)療條件落后的現(xiàn)狀，帶來更為深遠的軍事和社會效益。相信隨著科技的不斷進步和技術(shù)的不斷成熟，便攜式消化內(nèi)鏡系統(tǒng)勢必將逐漸發(fā)展為內(nèi)窺鏡領(lǐng)域的重要分支。

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