光學技術幫助腸胃診斷？

影像技術和內鏡技術都是將人的肉眼無法直接看到的東西，通過X射線、超聲波或者光纖技術展現到醫生跟前，使醫生不再需要隔著肚皮猜瓜。診斷的精確度是傳統的問病史和查體無法相比的。現代醫學對胃腸病診斷水平的提高，離不開光學技術的進步。

光學技術提高內鏡診斷水平的主要途徑之一是提高分辨率。熟悉攝影的都知道分辨率對照相機意味著什么，對內鏡來說分辨率也是至關重要。同一幅內容的數碼圖片，分辨率高的就可以打印的更大一些，而分辨率低的則只能打印的小一點。所以婚紗攝影店的圖片分辨率都要很高，這樣印成海報大小的時候還會很清晰，如果是普通卡片機拍的，打印成海報大小就會出現馬賽克。如果對攝影一竅不通，總還從網上下過電影吧？動輒數十G的高清電影，和視頻網站上所謂的標清電影總能分出不同來吧？其實內鏡診斷和電影更像，因為內鏡診斷都是在實時動態觀察中得出的，存儲下來的圖像只是視頻截圖，更多是用來寫文章或者開會演講用的。

內鏡分辨率越高，就能夠展現更多的細節，細節對胃腸病的診斷有什么用呢？用處太大了。關注過前面關于早期胃癌診斷方面文章的朋友，應該已經知道：做胃鏡的一個重要意義是發現還沒有癥狀的早期胃癌。而早期胃癌相對進展期的胃癌，面積更小，表面和周圍正常粘膜基本平行，既不明顯隆起也不明顯凹陷。但是如果仔細看，就會發現這個地方和周圍不太一樣。怎么不一樣？是胃小凹不一樣。從胃鏡下看，胃粘膜是非常光滑的，但放大了看，或者分辨率足夠高的時候，就會發現其實一點也不光滑，有很多規則排列的凹陷的小孔，或者突起的像鵝卵石一樣的結構，這就是正常的胃小凹。而早期胃癌的胃小凹因為癌細胞的侵犯，胃小凹變得很不規則，甚至完全消失。如果用老式的胃鏡，分辨率比較低，就可能發現不了這樣細微的變化。而新式的高分辨率的胃鏡，再配上一個大的顯示屏，胃小凹分毫畢現。這樣的變化自然更容易發現。第一次用高分辨率內鏡的感覺，就像我第一次看高清壓制的《王者歸來》，居然發現每個獸兵脖子上都系著一條惡心的領巾，之前看過多次普通DVD壓制的都沒有注意。

放大內鏡則是在高分辨率內鏡基礎上發展起來的。不過有的高分辨率內鏡裝備了，大部分卻沒有裝備。高分辨率內鏡是自動對焦的，隨著目標和鏡頭的遠近自動調焦，保持影像清晰。想看到更清晰的細節就得靠的近些，但靠的過近，自動調焦就無法實現了，就需要固定一個焦距。放大內鏡在靠的很近時會啟動另外一個固定焦距，這個焦距是不能自動調節的，所以往往需要加一個透明帽，頂到胃粘膜上時，使粘膜和鏡頭保持一個固定的距離。

提高分辨率的方法，主要是依靠的鏡頭的改進。和數碼相機像素值的飛速提高一起，內鏡鏡頭的像素值也是一再提高。已經從最初的幾十萬，到如今的數百萬像素。但內鏡提高分辨率還有一個途徑，就是光源。要觀察人體內部，必須提供足夠的光源，要不然漆黑一片，別說診斷疾病，連進都進不去。內鏡的光源由適當強度的紅、綠、藍三色光源混合得到的白光，胃粘膜各層對三色光的吸收率和反射率不同，就形成了圖像。人體粘膜組織本質上是無色的，有顏色是因為血液里血紅素的原因。這三種色光里，紅色光的波長最長，穿透力最強，藍色波長最短，穿透力最弱。波長越短，產生的像素點越小，單位面積內像素數量越多，也就是分辨率越高。基于這樣的原理，奧林巴斯公司率先發明了窄帶成像技術。在內鏡射入光源時，可以由白光切換成單色的藍光，也就是把光譜的帶寬限定在一個較窄的范圍內。這樣一來雖然亮度降低了，但卻提高了分辨率。

但是窄帶成像的意義還不僅于此，這就涉及到光學的另一個方面，那就是對比度。什么是對比度？有什么意義？舉個例子，下面兩張圖里，每張都有一百個點。如果問你第一張圖里，各有多少個紅色的和藍色的，可能一時難以回答，得仔細去數。但如果是第二張，我們很容易就知道紅藍各有一半，各是50個。這因為將小點分類整齊排列之后，把混亂排列變成分層，消除了彼此之間的干擾。使用白光可以獲得與自然狀態下相一致的影像，但因為各種色光的光穿透力不同，深層和淺層的信息混合在一起，可能掩蓋一些細節。將入射光源光譜縮窄之后，光線僅能達到淺層，這樣淺層的細節沒有了深層的干擾，就更加清晰的展現出來。而胃小凹的改變就在淺層。

發表于 2014-04-01 00:00
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