便捷式消化内镜系统在野战医疗中的应用

李 阳，刘海峰

消化道疾病是临床常见病和高发病。近些年，随着生活节奏加快，工作和社会压力的增加，其发病率呈上升趋势。对于特殊人群，特别是部队官兵，由于经常参加军事和非军事行动，所处环境艰苦，卫生条件差，消化道疾病的发生率相对更高。另外，在高原地带和偏远地区，消化道疾病在巡诊过程中也占据相当比例。因此，如何在遂行任务中对消化道疾病进行准确诊断和及时治疗成为亟待解决的问题。而疾病早期的准确诊断和及时治疗依赖于内镜的应用[1]。为了解决驻训演习、灾害救援及远程巡诊过程中对于消化内窥镜的诊疗需求，消化内窥镜系统便携化将成为一个新的发展方向。

1 特殊环境中消化道疾病的发病率高

部队官兵参加军事行动具有高强度、高危险、高机动、高应激性的特点，对官兵身体素质的挑战非常大，高强度训练引发的应激反应可能诱发消化道疾病的发生[2]。胡明冬等[3]回顾性分析了第二次车臣战争期间俄军发生疾病的资料，发现急性胃肠炎及消化性溃疡等各种应激性消化系统疾病的发病率较高（16.9%）。另外，部队官兵需要经常参加灾害救援、处突维稳等非战争军事任务，长时间在艰苦环境中作业，导致抵抗力和免疫力下降，消化道疾病特别是急性胃肠炎、胃肠功能紊乱、腹泻及应激性溃疡的发病率相对增高，成为部队官兵非战斗减员的重要原因之一。且因灾区公共卫生设施和生态平衡遭到破坏，环境特别是水体受到污染，很容易导致灾区群众和官兵发生以水为媒介的相关肠道传染性疾病。2014年云南省昭通市鲁甸县突发里氏6.5级地震，武警云南总队医院对地震重灾区龙头山镇展开医学救援活动，杨斌等[4]对医疗队收治的1 560名伤员疾病类型进行了分析，发现消化系统疾病的发病率较高（16.67%），仅次于损伤性疾病（37.18%）和呼吸系统疾病（20.51%）。

消化道疾病在高原地带及偏远地区也属于常见病、多发病，这与当地居民长期处于低氧、低压环境，导致胃肠壁血流减慢，上皮细胞再生能力减弱，黏液等保护因子分泌减少，黏膜屏障功能降低等有关[5]。王晨等[6]通过对青藏高原地区上消化道疾病的发病情况和临床特点进行分析，发现在高原消化道疾病好发于20～50岁男性，其中炎性疾病最多，其次为消化性溃疡。

2 灾害救援、野战环境及偏远地区对消化内窥镜的需求

内镜检查是目前诊断消化道疾病的金标准，可实现病变的直视观察，明确病变的部位、大小、性质、严重程度及有无并发症等，同时还可对病变部位取活体组织做病理检查，进而有效地指导临床药物治疗。内镜技术在治疗领域也得到了很大发展和应用，具有安全、微创、痛苦少、恢复快等优点，使很多患者免除了外科手术的痛苦[7]。但是，目前的消化内镜系统体积较大，不易搬运与携带，因而难以实现在遂行军事任务中对消化系统疾病的即时诊断与快速救治。医师只能从症状角度去诊断疾病，给予经验性治疗，这一方面打破了原有的典型症状，另一方面为正规治疗设置了障碍[8]。因此，如何实现军事遂行中通过内窥镜准确诊断和及时治疗消化道疾病成为亟待解决的问题。

3 医用便携式内窥镜的发展现状

便携式内窥镜最早出现并应用于工业领域，如材料内部检查和工业探伤[8]。受到工业用便携式内窥镜的启发，人们研制了医用便携式内窥镜系统，将内窥镜、冷光源系统、视频采集、图文处理系统、显示系统及大型台车等一体化设计，实现了内窥镜系统的便携化、微型化与智能化，以满足结构精简、可以单人携带、不依赖市电、功耗低及续航时间长等特殊要求，并在普通门诊检查、院外急诊抢救及军队野战卫勤中发挥了重要作用，大大提升了医疗质量[7]。但医用便携式内窥镜系统目前主要应用于眼科、耳鼻喉科、口腔科等科室的门、急诊检查和微创手术，尚无关于消化内窥镜系统的相关报道。虽然传统内窥镜系统具备的成熟技术能在医用便携式内窥镜中得到应用，但一些关键技术参数仍需进一步研究。

3.1 光源的优化 传统的冷光源系统采用氙灯或红绿蓝三基色与发光二极管（light emitting diode，LED）混合成白光的方式，具有体积大、耗能高、产热多、易破碎及电路复杂等缺点，因此不适合便携设备中应用[9，10]。

3.1.1 LED光源后置照明 随着技术的进步，LED光源的输出光通量和显色性也逐步提高[11]。研究者改进了LED贴片器件，通过光纤束导光的方式实现光源后置照明。杨天领[9]采用LED作为发光元件，设计了一款医用高性能白光源，结果证实该光源可满足电子内窥镜对显色性、色温及光照度的要求。周文光等[12,13]采用特殊封装技术LED作为冷光源而设计了一款便携式内窥镜的冷光源系统，以外接的方式连接与便携式内窥镜为其提供高质量的照明，配合金属外延技术的散热系统，其照明显色指数高，散热效果好，适合便携式内窥镜设备的照明应用。宋志欣等[14]将前端插入部分、中部光学部分、后端观察部分、LED光源、内窥镜配套接口、电池等组件进行组装，研制了一款便携式内窥镜。内窥镜中部光学部分设置外部连接口，用于与便携电源的内窥镜配套接口相连。该系统采用外置便携电源，可满足医师查房及临时停电时的内窥镜诊疗需求。

3.1.2 LED光源前置照明 光源后置照明的缺点是需要采用透镜组对LED芯片发出的光线进行传导，多重透镜会大大削弱光线强度，导致传导至内窥镜前端的亮度不足，影响医师的观察和诊断。陈锦棋[15]设计了一种医用内窥镜新型LED冷光源装置，该装置通过单个光锥对LED 光源发出的光线进行传导，光锥将发散的光线汇聚成小角度的光束，光线传导效率更高。该光导结构有效提高了内窥镜的照明亮度。薛春荣等[16]进一步研究证明，光纤耦合效率与光源和锥形光纤间的距离、尖端半径及锥度等因素有关。

光源后置照明方式另一个问题是功耗大，需要散热装置对其进行温度调节，LED发热若得不到有效散发，会导致光效不均匀，并且影响其使用寿命[17]。用于消化道检查和治疗的电子内窥镜管体较粗，因此，可考虑将LED贴片等形式的低功率发光元件置于内窥镜前端进行光源前置照明[18-20]。赵承奇等[21]利用内窥镜前置光源LED灯代替传统冷光源设计了一种便携式野战外科内窥镜系统，节省了镜身及系统空间，提高了内窥镜体积的易携带性，解决了机动性较差问题，有望在野战医疗及临床使用中得到推广。刘珊等[22]发明了一种结构紧凑的便携式智能医用内窥镜，包括具有手柄功能的液晶屏及可伸缩套管，套管前端有LED冷光源和金属氧化物半导体元件（complementary metal-oxide semiconductor，CMOS）传感器的摄像头，可与图像处理和传输电路板相连。该种内窥镜方便携带，有效地提高了工作效率。

3.2 消毒系统 便携式内窥镜在野战环境下的清洗消毒也是至关重要的问题。雷晴峰等[23]采用前置光源代替传统冷光源系统制备了便携式内窥镜系统，用于巡诊及急诊情况下的检查和治疗操作等，同时自制了内窥镜护套解决内窥镜的消毒问题。张卫民等[24]自行设计制造了一套消化内镜诊疗洗消设备，由2个折叠式携行箱组成，可节省空间和减轻质量，该系统在展开状态可施行各类常规诊疗操作和内镜清洗消毒，用于野战条件下及基层医疗单位的消化内镜诊疗操作。

总之，医用便携式内窥镜的出现迎合了目前医疗设备智能化、集成化、便携化、节能化的发展趋势[25,26]。研制环境适应性强的便携式消化内镜系统，可实现遂行军事及灾害救援任务中对消化系统疾病的即时诊断与快速救治，虽然它无法完全取代现有的光纤内镜及电子内镜，但其在机动医疗中发挥着无可替代的作用，不但能显著提高部队医疗卫生机构在战争和灾害现场诊疗的便捷性和准确性，同时还可应用于远距离医疗巡诊工作，改善国内偏远欠发达地区基础医疗条件落后的现状，带来更为深远的军事和社会效益。相信随着科技的不断进步和技术的不断成熟，便携式消化内镜系统势必将逐渐发展为内窥镜领域的重要分支。

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