Endoskopie

9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 2

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 3

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 4

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 5

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 6

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 7

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 8

Endoskopy tubusové I

9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 9

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 10

Endoskopy tubusové III

9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 11

Flexibilní endoskopy I

9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 12

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 13

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 14

Flexibilní endoskopy IV

Dutina se plní “vzduchem”, CO2,NO2 , 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 15

Flexibilní endoskopy V

9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 16

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 17

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 18

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 19

Dezinfekce a sterilizace endoskopické techniky II

dezinfekční pračka

(Olympus)

ultrazvuková čistička (Olympus

9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 20

CCD senzory

Převod osvetlení =>náboj

Hromazení nábojů generované dopadem fotonu

9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 21

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 22

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 23

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 24

Barevné CCD snímače

Pozn.:Toto vše je zapouzdřeno v jediném IO.

9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 25

Optická vlákna

Fresnelův odraz: způsobuje odraz části světelného paprsku pod

úhlem α2 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 n1sinα = n2sinβ sinβ/sinα = v2/v1

9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 26

Optická vlákna – mezní úhel

9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 27

Numerická apertura

je definovaná jako sinus maximálního možného dopadu na optické vlákno sinα1=√ n12 – n22=NA

9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 28

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 29

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 30

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 31

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 32

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 33

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:

100)()(100

)1(

)1(2

12

212

2

1

2

2

1

2

⋅−

=⋅+

−=

+ nnnn

nnnn

R

9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 34

Difúzní odraz

Část paprsků dopadá pod úhly větším, než určuje numerická apertura

9.11.2011 TALP I/II - Endoskopická technika 35

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 36

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 37

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 38

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 39

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 40

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 41

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 42

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 43

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 44

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 45

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 46

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.

EndoskopieEndoskopieHistorieEndoskopie dnesEndoskopyEndoskopická zrcátka 1/2Endoskopická zrcátka 2/2Endoskopy tubusové IEndoskopy tubusové IIEndoskopy tubusové IIIFlexibilní endoskopy IFlexibilní endoskopy IIFlexibilní endoskopy IIIFlexibilní endoskopy IVFlexibilní endoskopy VZdroj světlaSnímací prvekDezinfekce a sterilizace endoskopické techniky IDezinfekce a sterilizace endoskopické techniky IICCD senzoryCCD senzory – blokové schemaPřesun nábojePlošné CCDBarevné CCD snímačeOptická vláknaOptická vlákna – mezní úhelNumerická aperturaÚprava optického vláknaRozdělení přenosových ztrát �v optickém vláknu Ztráty absorpcíZtráty disperzíRayleighův rozptylFresnelův odrazDifúzní odrazZtráty v optických spojíchEndoskopické metody IEndoskopické metody IIEndoskopické metody IIIEndoskopické metody IVEndoskopické metody VEndoskopické metody VIEndoskopické metody VIIEndoskopické metody VIIIEkonomický pohled IEkonomický pohled IIBudoucnost Endoskopie?