Wenn ich mit anderen über meine Arbeit spreche, sage ich immer: „Ein Blick auf den Leoparden durch die Röhre kann einen Teil davon enthüllen“ (Teil 1)

Produziert von: Science Popularization China

Autor: Xue Yadi (Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology, Chinesische Akademie der Wissenschaften) Ran Yue (Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Hersteller: China Science Expo

Anmerkung des Herausgebers: Um das Geheimnis der wissenschaftlichen und technologischen Arbeit zu lüften, hat Chinas Spitzentechnologieprojekt eine Artikelserie mit dem Titel „Ich und meine Forschung“ gestartet und Wissenschaftler dazu eingeladen, eigene Artikel zu schreiben, ihre wissenschaftlichen Forschungserfahrungen zu teilen und eine wissenschaftliche Welt zu schaffen. Folgen wir den Entdeckern an der Spitze von Wissenschaft und Technologie und begeben wir uns auf eine Reise voller Leidenschaft, Herausforderungen und Überraschungen.

In der Welt der minimalinvasiven Chirurgie sind medizinische Endoskope die unangefochtenen Stars. Mit seinem kleinen Körper kann es problemlos durch unsere komplexe Körperstruktur gleiten und bietet Ärzten ein beispielloses Sichtfeld, das nicht nur Operationen präziser macht, sondern auch die Schmerzen der Patienten erheblich lindert.

Haben Sie sich jemals gefragt, wie Ärzte innere Organe untersuchten, bevor das Endoskop erfunden wurde? Wie kann ein Endoskop den Ärzten in dem engen und lichtlosen Körper dabei helfen, das Ziel klar zu erkennen und sogar Operationen präzise zu leiten?

Zu diesem Zweck haben wir speziell eine Serie zu medizinischen Endoskopen geplant, die in zwei Artikel unterteilt ist, um Ihnen die Vergangenheit und Gegenwart medizinischer Endoskope näherzubringen und die wissenschaftlichen Prinzipien und erstaunlichen Errungenschaften zu erkunden, die ihnen zugrunde liegen. Dies ist der erste Artikel der Reihe.

Vom Beobachten, Zuhören, Fragen und Abtasten zur klinischen Medizin

Die Ärzte der Antike verfügten nicht über fortschrittliche Diagnosegeräte. Wie haben sie die Symptome ihrer Patienten diagnostiziert?

Die Traditionelle Chinesische Medizin, vertreten durch die chinesische Medizin, versucht, durch die äußeren Erscheinungsformen des Patienten einen Blick auf die Geheimnisse des menschlichen Körpers zu werfen. Dies lässt sich im Wesentlichen in den vier wichtigsten Diagnosemethoden „Beobachtung, Auskultation, Befragung und Palpation“ zusammenfassen: Beobachtung bedeutet, die Körperform, den Geisteszustand, die Gesichtsfarbe, die Zunge, die Ausscheidungen usw. des Patienten mit den Augen zu beobachten; Zur Auskultation gehört das Abhören von Geräuschen und Gerüchen sowie die Diagnose der Atmung, der Stimme, des Hustens, der Darmgeräusche und anderer Geräusche des Patienten. Fragen stellen bedeutet, sich anzuhören, wie der Patient sein Unbehagen selbst beschreibt. Bei der Palpation werden mit den Fingern Veränderungen des Pulses ertastet und die Funktionen der inneren Organe festgestellt.

Tumore sind eines der schwierigsten Probleme der modernen Medizin, und der Beruf des „Geschwürarztes“ wurde in „Zhou Li“ in der Vor-Qin-Zeit erwähnt. Mit dem sogenannten „Geschwürarzt“ sind die Ärzte der Antike gemeint, die sich auf die Behandlung verschiedener Erkrankungen, darunter auch Tumore, spezialisiert haben.

Mit der Zeit und der Weiterentwicklung der Medizintechnik suchen die Menschen nach intuitiveren und genaueren Möglichkeiten, um zu beobachten, was im Körper eines Patienten vor sich geht. So entstand das Endoskop. Es ist wie ein magischer Schlüssel, der die Tür zum Inneren des menschlichen Körpers öffnet und es Ärzten ermöglicht, die unter der Haut verborgenen Geheimnisse mit eigenen Augen zu sehen.

Eine große Vielfalt an Endoskopen mit unterschiedlichen Eigenschaften

Ein Endoskop ist ein Instrument, das tief in den menschlichen Körper eindringen kann, um Ärzten zu helfen, zu beobachten, was im Körper vor sich geht. Ursprünglich wurde es erfunden, um Ärzten die direkte Beobachtung der inneren Organe eines Patienten zu ermöglichen, ohne dass sie dazu auf eine Operation zum Öffnen des Körpers des Patienten angewiesen wären. Diese Technologie hat den medizinischen Bereich revolutioniert, insbesondere bei der Diagnose von Erkrankungen der inneren Organe, wo Endoskope den Ärzten eine große Hilfe sind.

Im Alltag haben viele Menschen wahrscheinlich schon einmal von der Endoskopie gehört. Zu den häufigsten Anwendungsszenarien gehört die gastrointestinale Endoskopie.

Viele Menschen gehen beispielsweise wegen anhaltender Magenschmerzen, Sodbrennen oder Verdauungsstörungen zur Untersuchung ins Krankenhaus. Ärzte empfehlen normalerweise eine Gastroskopie, eine Art Endoskopie. Mit diesem kleinen, flexiblen Glasfasergerät kann ein Arzt ein Endoskop vom Mund in den Magen einführen, um den Zustand der Magenschleimhaut zu untersuchen und festzustellen, ob Geschwüre, Entzündungen oder andere Probleme vorliegen.

Ähnlich verhält es sich bei einer Koloskopie, bei der der Darm durch den Anus eingeführt wird, um den Gesundheitszustand des Dickdarms zu beobachten und nach Problemen wie Dickdarmkrebs und Polypen zu suchen. Darüber hinaus gibt es Prüfgeräte für weitere Körperteile wie Ohren, Nase und Rachen. Beispielsweise müssen sich Patienten mit Rhinitis häufig einer Nasenspiegelung unterziehen, um die Entzündung in der Nasenhöhle zu beobachten.

Insgesamt ermöglicht die Endoskopie den Ärzten eine schnelle und nicht-invasive bzw. minimal-invasive Untersuchung zahlreicher Erkrankungen, wodurch die Risiken herkömmlicher chirurgischer Eingriffe erheblich reduziert werden.

Vom Gastroskop bis zum Arthroskop verfügt jedes Endoskop über seine eigenen einzigartigen Kanäle und Eigenschaften, die zusammen ein wichtiges Mittel zur Diagnose und Behandlung in der modernen Medizin darstellen. Es gibt viele Möglichkeiten, wie ein Endoskop in den menschlichen Körper eindringen kann. Beispielsweise wird ein Gastroskop durch den Mund in die Speiseröhre eingeführt und gelangt direkt in den Magen; ein Koloskop gelangt durch den Anus in den Dickdarm; ein Zystoskop erreicht die Blase durch die Harnröhre; ein Hysteroskop gelangt durch die Vagina in die Gebärmutterhöhle; und ein Laparoskop, Thorakoskop usw. muss durch einen kleinen Einschnitt in der Bauch- oder Brustwand in die entsprechende Körperhöhle eingeführt werden.

Die Auswahl dieser Kanäle richtet sich nach dem Einsatzzweck des Endoskops und den Untersuchungs- und Behandlungserfordernissen.

Laparoskopische klinische Chirurgie

(Fotoquelle: Veer Gallery)

Verschiedene „Kanäle“ haben ihre eigenen einzigartigen Eigenschaften. Durch die Verwendung natürlicher Körperöffnungen wie Mund, Anus und Harnröhre wird die Invasivität des Körpers verringert und die Erholungsphase ist relativ kurz. Allerdings sind diese Kanäle in der Regel eng, was höhere Anforderungen an die Größe und Form des Endoskops stellt. Kleine Schnitte in der Bauch- oder Brustwand sind etwas invasiver, bieten jedoch mehr Operationsraum und eignen sich für komplexere Operationen.

Das Design des Endoskops muss auf diese Eigenschaften abgestimmt und angepasst werden. Endoskope, die durch natürliche Körperöffnungen eingeführt werden, sind normalerweise kleiner und schlanker geformt, um ein flexibles Arbeiten in engen Passagen zu ermöglichen. Gleichzeitig wird die Oberfläche dieser Endoskope üblicherweise speziell behandelt, um sie glatter zu machen und so die Beschwerden des Patienten zu verringern. Bei Endoskopen, die durch kleine Einschnitte eingeführt werden müssen, kann die Größe etwas größer sein, um eine bessere Sicht und mehr Platz zum Operieren zu bieten. Darüber hinaus müssen diese Endoskope über gute Beleuchtungs- und Bildgebungssysteme verfügen, damit die Ärzte klar erkennen können, was im Körperinneren vor sich geht.

Von einfachen Leuchtröhren bis zur mikroskopischen Beobachtung auf Zellebene

**Die Geschichte der Endoskope lässt sich bis ins 19. Jahrhundert zurückverfolgen. Die ersten Endoskope waren eigentlich nur dünne Metallröhren mit einer Lichtquelle, mit denen man in den Körper blicken konnte. **Dieses frühe Endoskop hatte viele Probleme, wie z. B. unzureichendes Licht, verschwommene Bilder und eine schlechte Patientenerfahrung. Außerdem ist die Anwendung für Ärzte unbequem. Oftmals können sie nur verschwommene Bilder sehen und sind nicht in der Lage, in komplexere Organe einzudringen. Sie ähneln eher einem „Spionagewerkzeug“ als einem echten medizinischen Instrument.

Laryngoskopie

(Fotoquelle: Veer Gallery)

Endoskope haben im Laufe der Zeit viele Entwicklungen durchlaufen. Die Einführung der Glasfasertechnologie Mitte des 20. Jahrhunderts brachte revolutionäre Veränderungen mit sich. Dieser neue Endoskoptyp verwendet Glasfaser zur Bildübertragung, sodass Ärzte klarere und hellere Bilder im Körperinneren sehen können. Allerdings unterliegen faseroptische Endoskope immer noch gewissen Einschränkungen. So ist beispielsweise die Bildqualität durch die Anzahl und Anordnung der optischen Fasern begrenzt und es können keine komplexen chirurgischen Eingriffe durchgeführt werden.

Mit der Einführung elektronischer Endoskope im späten 20. Jahrhundert änderte sich diese Situation völlig. Dieses Endoskop verwendet fortschrittliche CCD- oder CMOS-Sensoren, um hochauflösende Bilder aufzunehmen und sie über digitale Signale an den Bildschirm zu übertragen. Ärzte können nicht nur deutlich sehen, was im Körper vor sich geht, sondern auch präzise chirurgische Eingriffe durchführen.

Gastrointestinale Untersuchung mittels flexibler Endoskopie

(Fotoquelle: Veer Gallery)

Die endoskopische Technologie ist wie ein gemeinsames Abenteuer von Wissenschaft und Medizin. Vom anfänglich einfachen Peep-Gerät bis zum heutigen minimalinvasiven Instrument hat die Endoskopietechnologie eine rasante „Evolutionsreise“ durchlaufen.

Heutige Endoskope sind nicht mehr nur die „Spionagewerkzeuge“ der Anfangszeit, sondern haben sich zu hochentwickelten „Spähern“ entwickelt, die auf vielfältige Weise tief in den menschlichen Körper eindringen und Läsionen aufdecken können, die mit bloßem Auge nur schwer zu erkennen sind. Von hochauflösenden Bildern bis hin zu mikroskopischen Beobachtungen auf Gewebe- und Zellebene hat die endoskopische Technologie die medizinische Diagnose und Behandlung in eine neue Ära geführt.

Im nächsten Artikel erfahren Sie mehr über die verschiedenen fortschrittlichen Bildgebungstechnologien hinter Endoskopen!