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(duì)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(yuǎn)地區(qū)，消化道疾病在巡診過程中也占據(jù)相當(dāng)比例。因此，如何在遂行任務(wù)中對消化道疾病進(jìn)行準(zhǔn)確診斷和及時治療成為亟待解決的問題。而疾病早期的準(zhǔn)確診斷和及時治療依賴于內(nèi)鏡的應(yīng)用[1]。為了解決駐訓(xùn)演習(xí)、災(zāi)害救援及遠(yuǎn)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(duì)官兵參加軍事行動具有高強(qiáng)度、高危險、高機(jī)動、高應(yīng)激性的特點(diǎn)，對官兵身體素質(zhì)的挑戰(zhàn)非常大，高強(qiáng)度訓(xùn)練引發(fā)的應(yīng)激反應(yīng)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(yīng)激性消化系統(tǒng)疾病的發(fā)病率較高（16.9%）。另外，部隊(duì)官兵需要經(jīng)常參加災(zāi)害救援、處突維穩(wěn)等非戰(zhàn)爭軍事任務(wù)，長時間在艱苦環(huán)境中作業(yè)，導(dǎo)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(yīng)激性潰瘍的發(fā)病率相對增高，成為部隊(duì)官兵非戰(zhàn)斗減員的重要原因之一。且因?yàn)?zāi)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(dǎo)致災(zāi)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(duì)醫(yī)院對地震重災(zāi)區(qū)龍頭山鎮(zhèn)展開醫(yī)學(xué)救援活動，楊斌等[4]對醫(yī)療隊(duì)收治的1 560名傷員疾病類型進(jìn)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(yuǎn)地區(qū)也屬于常見病、多發(fā)病，這與當(dāng)?shù)鼐用耖L期處于低氧、低壓環(huán)境，導(dǎo)致胃腸壁血流減慢，上皮細(xì)胞再生能力減弱，黏液等保護(hù)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(diǎn)進(jìn)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(zāi)害救援、野戰(zhàn)環(huán)境及偏遠(yuǎn)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(biāo)準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)病變的直視觀察，明確病變的部位、大小、性質(zhì)、嚴(yán)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(jìn)而有效地指導(dǎo)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(yīng)用，具有安全、微創(chuàng)、痛苦少、恢復(fù)快等優(yōu)點(diǎn)，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(yùn)與攜帶，因而難以實(shí)現(xiàn)在遂行軍事任務(wù)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(yàn)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(shí)現(xiàn)軍事遂行中通過內(nèi)窺鏡準(zhǔn)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(yīng)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(jì)，實(shí)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(duì)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(yīng)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(yīng)用，但一些關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)仍需進(jìn)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(lán)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(fù)雜等缺點(diǎn)，因此不適合便攜設(shè)備中應(yīng)用[9，10]。

3.1.1 LED光源后置照明 隨著技術(shù)的進(jìn)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(jìn)了LED貼片器件，通過光纖束導(dǎo)光的方式實(shí)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(jì)了一款醫(yī)用高性能白光源，結(jié)果證實(shí)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(jì)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(yīng)用。宋志欣等[14]將前端插入部分、中部光學(xué)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(jìn)行組裝，研制了一款便攜式內(nèi)窺鏡。內(nèi)窺鏡中部光學(xué)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(diǎn)是需要采用透鏡組對LED芯片發(fā)出的光線進(jìn)行傳導(dǎo)，多重透鏡會大大削弱光線強(qiáng)度，導(dǎo)致傳導(dǎo)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(jì)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(jìn)行傳導(dǎo)，光錐將發(fā)散的光線匯聚成小角度的光束，光線傳導(dǎo)效率更高。該光導(dǎo)結(jié)構(gòu)有效提高了內(nèi)窺鏡的照明亮度。薛春榮等[16]進(jìn)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(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，LED發(fā)熱若得不到有效散發(fā)，會導(dǎo)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(jìn)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(jì)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(jī)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(dǎo)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(hù)套解決內(nèi)窺鏡的消毒問題。張衛(wèi)民等[24]自行設(shè)計(jì)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(yīng)性強(qiáng)的便攜式消化內(nèi)鏡系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)遂行軍事及災(zāi)害救援任務(wù)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(jī)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(duì)醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)在戰(zhàn)爭和災(zāi)害現(xiàn)場診療的便捷性和準(zhǔn)確性，同時還可應(yīng)用于遠(yuǎn)距離醫(yī)療巡診工作，改善國內(nèi)偏遠(yuǎn)欠發(fā)達(dá)地區(qū)基礎(chǔ)醫(yī)療條件落后的現(xiàn)狀，帶來更為深遠(yuǎn)的軍事和社會效益。相信隨著科技的不斷進(jìn)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。

[1]張 震, 牛偉新. 內(nèi)鏡在消化系統(tǒng)疾病治療中的作用及新進(jìn)展[J].世界華人消化雜志，2017，25（26）: 2341-2352. DOI: 10.11569/wcjd.v25.i26.2341.

[2]李青鳳, 吳永亮, 陳 曉, 等. 某部醫(yī)院住院部疾病譜特點(diǎn)分析[J]. 醫(yī)學(xué)動物防制, 2017（2）: 154-156. DOI:10.7629/yxdwfz201702012.

[3]胡明冬. 第二次車臣戰(zhàn)爭俄軍病員和傷員內(nèi)科疾病特點(diǎn)及救護(hù)組織的研究[D]. 重慶: 第三軍醫(yī)大學(xué), 2008.

[4]楊 斌, 陳華勇, 徐國梅,等. 魯?shù)榈卣鹁仍袀T疾病譜分析[J]. 中華災(zāi)害救援醫(yī)學(xué), 2014, 2（10）:547-549. DOI: 10.13919/j.issn.2095-6274.2014.10.002.

[5]李素芝, 高鈺琪, 劉厚東. 高原疾病學(xué)[M]. 北京: 人民衛(wèi)生出版社, 2006: 121.

[6]王 晨, 文軍寶, 姚小軍,等. 高原地區(qū)上消化道疾病胃鏡分析13944例[J]. 世界華人消化雜志, 2012, 20（26）: 2506-2510.

[7]尤若寧, 周文光. 便攜式醫(yī)用內(nèi)窺鏡關(guān)鍵技術(shù)的研究[C]// 中華醫(yī)學(xué)會醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會第十五次全國學(xué)術(shù)年會論文匯編, 2015.

[8]陳月存. 新型工業(yè)內(nèi)窺鏡的研究[D]. 長春: 長春理工大學(xué)，2009.

[9]楊天領(lǐng). 醫(yī)學(xué)內(nèi)窺鏡高性能 LED 冷光源研究[D]. 杭州:浙江大學(xué)，2013.

[10]李景艷, 劉德森, 劉 剛,等. 醫(yī)用內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J]. 醫(yī)療裝備, 2005, 18（7）: 9-12.DOI: 10.3969/j.issn.1002-2376.2005.07.009.

[11]Davis W, Ohno Y. Color quality scale [J]. Opt Eng, 2010,49（49）: 033602-033602-16. DOI: 10.1117/1.3360335.

[12]蘭維永, 魏宇林. 醫(yī)用內(nèi)窺鏡校準(zhǔn)方法探討[J]. 計(jì)量與測試技術(shù) , 2012, 39（1）: 34. DOI： 10.3969/j.issn.1004-6941.2012.01.020.

[13]周文光, 孔 悅, 王春飛, 等. 便攜式內(nèi)窺鏡冷光源系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 中國醫(yī)學(xué)裝備, 2015（1）: 38-40. DOI:10.3969/J.ISSN.1672-8270.2015.01.012.

[14]宋志欣, 王 磊. 一種便攜式內(nèi)窺鏡：CN103445747A[P]. 2013-12-18.

[15]陳錦棋. 新型醫(yī)用內(nèi)窺鏡LED冷光源裝置： CN20476 5541U[P]. 2015-11-18.

[16]薛春榮, 侯海虹. 錐形光纖的結(jié)構(gòu)與特性[J]. 激光與紅外 , 2007, 37（9）: 882-884. DOI: 10.3969/j.issn.1001-5078.2007.09.025.

[17]袁 野, 魏麗瑤, 劉小華, 等. 新式單鏡管結(jié)構(gòu)硬管內(nèi)窺鏡LED貼片前置照明方式可行性探討[J]. 中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志, 2016, 33（5）: 456-462. DOI: 10.3969/j.issn.1005-202X.2016.05.006.

[18]陸小建, 楊 琰, 濮 悅. 內(nèi)窺鏡照明方式的選擇[J].無損檢測, 2013, 35（3）: 60-61. DOI: 1000-6656(2013)03-0060-02.

[19]周文光, 王春飛, 毛坤劍, 等. 基于 LED的醫(yī)用內(nèi)窺鏡照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備, 2015, 36（8）: 26-28. DOI: 10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.08.026.

[20]譚俊廷. LED光源設(shè)計(jì)及其在生物醫(yī)學(xué)工程中的應(yīng)用研究[D].石家莊: 河北科技大學(xué), 2010.

[21]趙承奇, 雷晴峰, 張 煒, 等. 便攜式野戰(zhàn)外科內(nèi)窺鏡系統(tǒng)——LED前置光源在便攜式野戰(zhàn)外科內(nèi)窺鏡中的應(yīng)用與設(shè)計(jì)[J]. 中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志, 2014, 31（6）:5295-5300. DOI: 10.3969/j.issn.1005-202X.2014.06.017.

[22]劉 珊, 高 勇, 鄭文鋒,等. 一種便攜式智能醫(yī)用內(nèi)窺鏡: CN104127164A[P]. 2015-10-21.

[23]雷晴峰, 陳燕芯, 趙承奇,等. 便攜式內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的研制報告 [J]. 醫(yī)學(xué)信息 , 2014（21）: 584-585. DOI:10.3969/j.issn.1006-1959.2014.21.770.

[24]張衛(wèi)民, 賈 瑋, 劉 釗, 等. 野戰(zhàn)便攜式消化內(nèi)鏡診療洗消系統(tǒng)的研制[J]. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備, 2012, 33（8）:30-31.

[25]尤若寧, 許海樹, 張明旭,等. 醫(yī)用便攜式內(nèi)窺鏡關(guān)鍵技術(shù)及未來發(fā)展方向[J]. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備, 2017, 38（3）:123-126. DOI: 10.7687/J.ISSN1003-8868.2017.03.123.

[26]陳 慶. 醫(yī)用內(nèi)窺鏡關(guān)鍵技術(shù)的研究[J]. 中國醫(yī)療設(shè)備, 2015, 30（4）: 68-70. DOI: 10.3969/j.issn.1674-1633.2015.04.020.