Twoja wyszukiwarka

PAWEŁ WERNICKI
NA WŁASNE OCZY
Wiedza i Życie nr 6/1999
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 6/1999

ŻADNA METODA DIAGNOSTYCZNA NIE WYPARŁA BEZPOŚREDNIEJ OBSERWACJI NARZĄDÓW WEWNĘTRZNYCH.

Fot. Krzysztof Ciesielski

Bezpośrednia obserwacja powierzchni narządów z samej zasady przewyższa inne techniki. Tkanki są widoczne jak przez lupę, można rozpoznać chorobę po wyglądzie obserwowanych zmian i pobierać próbki do dalszej diagnostyki. Dzięki endoskopom najnowszej generacji ogląda się nawet najbardziej niedostępne zakamarki ciała, a coraz częściej także leczy chorych, którzy wymagali klasycznej operacji chirurgicznej.

Pierwsze próby skonstruowania endoskopu na początku ubiegłego stulecia nie wróżyły większej kariery tej metodzie diagnostycznej. Przyrząd, przez który rzeczywiście było coś widać, udało się zbudować dopiero pół wieku później, w 1853 roku, ale lampa alkoholowo-terpentynowa, którą zastosował Antonin J. Desormeaux, uważany za ojca endoskopii, była zbyt słaba, żeby przyrząd mógł pomóc lekarzom w codziennej praktyce. Problem rozwiązał Max Nitze, który jako źródło światła zastosował osłoniętą i chłodzoną wodą spiralę platynową, a potem miniaturową żarówkę typu Edisona. Od tego przyrządu biorą swój początek tzw. endoskopy sztywne - metalowe rurki z obiektywem, okularem i szeregiem soczewek w środku.

Mimo bardzo dobrej jakości obrazu, rozpowszechnianie endoskopii hamowały inne jej niedoskonałości - badania żołądka czy płuc za pomocą długiej i sztywnej metalowej rury były nie tylko trudne technicznie i przykre dla pacjenta, ale również nie dość dokładne, ponieważ nie pozwalały na dotarcie do mniej dostępnych zakamarków ciała. Przez długie lata techniki endoskopowe były więc domeną laryngologów i urologów - ci pierwsi korzystali z przyrządów optycznych głównie po to, by lokalizować i usuwać rybie ości czy inne dziwne przedmioty z dróg oddechowych i przełyku, ci drudzy natomiast oczyszczali układ moczowy z kamieni, oszczędzając pacjentowi operacji. Wziernikiem posługiwali się też interniści przy badaniu przewodu pokarmowego, ale z przyczyn technicznych obejrzenie całej powierzchni żołądka było niemożliwe.

Przełom zaczął się wraz z nową koncepcją endoskopii - przy użyciu giętkiego fiberoskopu. Wiązka włókien optycznych - światłowodów - została wykorzystana do przekazywania obrazu w 1928 roku przez Anglika Johna Logie Bairda, współtwórcę telewizji, a do kliniki wprowadził je po raz pierwszy Basil Hirschowitz w 1957 roku. Jednak prawdziwy rozkwit tej metody przyniosły dopiero lata siedemdziesiąte.

W fiberoskopie wiązka idealnie równoległych światłowodów dzieli obraz obiektu na tyle punktów o zróżnicowanej barwie i jasności, ile jest włókien optycznych - a więc im są one cieńsze i jest ich więcej, tym lepiej. Obecnie stosowane fiberoskopy zawierają dziesiątki tysięcy (zwykle poniżej 40 tys.) światłowodów o średnicy 8-11 mikrometrów. Choć ziarnistość obrazu i ograniczona rozdzielczość utrudniają badanie, nie zmienia to jednak faktu, że giętki fiberoskop jest niezwykle użyteczny, ponieważ lepiej znoszą go pacjenci; może sięgać tam, dokąd klasyczny sztywny endoskop nigdy by nie dotarł i pozwala na rozmaite manipulacje.

Fiberoskopy wyposażone są w kanały do narzędzi, przewody umożliwiające wypełnienie badanej przestrzeni powietrzem, co zapewnia swobodę manewrowania i dysze do przepłukiwania przedniej soczewki, które działają podobnie jak samochodowy spryskiwacz przedniej szyby. Zestaw możliwych do zastosowania narzędzi jest doprawdy imponujący. Próbki tkanek można pobrać za pomocą odpowiednich kleszczyków, wymazy dzięki nylonowym szczoteczkom. Pogłębia to możliwości diagnostyczne, gdyż metody mikroskopowe pozwalają dokładnie określić ewentualną patologię komórek czy tkanek. Szczypce, koszyczki druciane i chwytaki magnetyczne pozwalają wyciągać z różnych zakamarków ciała obce. Mininożyczki, pętle diatermiczne i elektrody do koagulacji dają możliwość przeprowadzania operacji. Są także strzykawki, termometry, miarki centymetrowe, rurki płuczące... Końcówka przyrządu odgina się w każdą stronę dzięki sterowanym przez badającego cięgnom. Zewnętrzny oświetlacz z żarówką halogenową lub ksenonową dużej mocy dostarcza zimnego światła za pośrednictwem oddzielnego światłowodu, zastępując dawniej używane wewnętrzne żarówki i przewody elektryczne. Dodatkowo można użyć lampy błyskowej, by wykonać zdjęcie fotograficzne podłączonym do okularu aparatem.

Czasami endoskop pozwala na użycie lasera w celu przeprowadzenia zabiegu badanego narządu. Są też konstrukcje łączące endoskop z głowicą aparatu USG - pozwala to nie tylko oglądać powierzchnię badanego narządu, ale ocenić jego wewnętrzną strukturę, co jest ważne na przykład przy raku żołądka.

Najnowszym rozwiązaniem technicznym jest wideoendoskopia - zamiast wiązki światłowodów używa się umieszczonej na końcu przewodu miniaturowej kamery telewizyjnej. Metoda ta ma szansę pobić obecne wzierniki jakością obrazu - już dziś uzyskano rozdzielczość rzędu kilkuset tysięcy punktów - kilka razy więcej niż dla światłowodów, które z przyczyn fizycznych i konstrukcyjnych raczej nie staną się już dużo cieńsze. Ponadto urządzenie, dzięki większej odporności mechanicznej, ma szansę być trwalsze. Na razie przeszkodą w rozpowszechnieniu jest wysoka cena, ale elektronika tanieje... Natomiast codziennością stały się kamery montowane na zewnątrz ciała pacjenta, przy okularze endoskopu - umożliwiają wygodną obserwację obrazu wielu osobom, rejestrację badania lub zabiegu na taśmie magnetowidu, obróbkę obrazu na komputerze czy wreszcie transmisję do innego ośrodka celem konsultacji.

GDZIE BY TU ZAJRZEĆ?

Endoskopia rozwija się tak szybko, że w organizmie człowieka zostało już niewiele miejsc, których nie dałoby się obejrzeć. Przełyk, krtań, tchawica i oskrzela, żołądek i dwunastnica, jelito grube, nerki, pęcherz moczowy, drogi rodne, rozwijający się płód, serce, stawy, kanał kręgowy, komory mózgu... trudno wymienić wszystko, co endoskop odkrywa przed lekarzem. W zależności od przeznaczenia endoskopy noszą różne nazwy, ale najważniejsze jest to, w jakich sytuacjach warto poddać się temu badaniu.

Bronchoskopia pozwala ocenić stan tchawicy i oskrzeli. Im cieńszy bronchofiberoskop, tym mniejsze rozgałęzienia drzewa oskrzelowego pozwala obejrzeć. W czasie badania możliwe są nie tylko biopsja, ale także płukanie oskrzeli i pęcherzyków płucnych. To ostatnie polega na wpuszczeniu znanej objętości roztworu fizjologicznego do danego oskrzela, a następnie odessaniu płynu i badaniu wypłukanych substancji i komórek. Nową techniką, stosowaną do wykrywania nowotworów oskrzeli, jest endoskopia fluorescencyjna, która wykorzystuje laser helowo-kadmowy oświetlający obserwowane miejsce światłem o długości fali 442.1 nm (nieco dłuższej niż ultrafiolet). W takich warunkach zdrowe tkanki samoistnie świecą (fluoryzują) zielonkawym światłem, natomiast zmiany patologiczne - dysplazje i nowotwory - wyraźnie odcinają się na ich tle. Dzięki temu dużo łatwiej niż w świetle białym wykryć tkanki chorobowo zmienione, nawet jeśli zmiana jest bardzo mała.

W badaniach jelita grubego - kolonoskopii, sigmoidoskopii, rektoskopii - używa się fiberoskopów długości od 70 cm do prawie 2 m. Manewrowanie takim długim fiberoskopem, sięgającym aż do granicy jelita grubego i cienkiego, jest trudne, wymaga często kontrolnego zdjęcia rentgenowskiego, ale pozwala dokładnie zbadać całą długość przewodu pokarmowego. Nową tendencją jest elektromagnetyczna lokalizacja endoskopu i uwidacznianie jego położenia w ciele pacjenta na monitorze komputera dzięki trójwymiarowej rekonstrukcji, po to, żeby precyzyjnie ustalić, gdzie zlokalizowana jest zmiana.

Do oceny dróg żółciowych służy badanie łączące w sobie endoskopię i radiologię - endoskopowa cholangiopankreatografia wsteczna (ta nazwa sprawia trudności także wielu lekarzom, stąd dla ułatwienia stosuje się skróty ERCP lub ECPW). Zaczyna się od wprowadzenia do dwunastnicy endoskopu "patrzącego w bok", z którego wysuwa się cienki teflonowy lub polietylenowy cewnik. Wchodzi on do brodawki większej dwunastnicy - wspólnego ujścia dróg żółciowych oraz przewodu trzustkowego - a służy do podania środka cieniującego. Umożliwia to uwidocznienie na zdjęciach rentgenowskich ewentualnych schorzeń dróg żółciowych i przewodów trzustkowych, a także kamieni w ich obrębie. Do płynu cieniującego dodawany jest antybiotyk, aby zapobiec zakażeniu. Możliwe jest także obejrzenie wnętrza dróg żółciowych, ale do tego potrzebny jest bardzo cienki endoskop "córka" wyprowadzony z endoskopu "matki". Łagodne zwężenia dróg żółciowych można rozszerzyć, a w przypadku nowotworu umieścić tam rurkę - protezę. Jeśli w ujściu brodawki dwunastnicy utkwi kamień żółciowy, może pomóc przecięcie tejże brodawki.

Szeroko rozpowszechnione jest zastosowanie endoskopii w urologii. Rozbijanie kamieni moczowych to jedno z najważniejszych jej zadań. W tym celu wprowadzano przez cewkę moczową najróżniejsze narzędzia "kamieniarskie" - kleszczyki i koszyczki z drutu, laser, elektrody i ultradźwiękowe "młotki". Japoński urolog Hiroki Watanabe zastosował nawet w latach osiemdziesiątych mikroładunki wybuchowe, instalowane pod kontrolą wzroku na powierzchni kamienia lub w wywierconych otworach. Mimo podobno dobrych rezultatów metoda się nie przyjęła. Obecnie najczęściej do kruszenia kamieni używa się zewnętrznego generatora zogniskowanych fal uderzeniowych, a w pozostałych przypadkach aparatury endoskopowej wprowadzanej do pęcherza lub przez skórę do miedniczki nerkowej i moczowodów.

Endoskopowo można także dokonywać resekcji, czyli usunięcia nerki lub prostaty, usuwać guzy pęcherza i zapobiegać cofaniu się moczu z pęcherza do moczowodów poprzez wprowadzanie w okolice ich ujść pasty teflonowej. A najbardziej rozpowszechniona jest bezpośrednia obserwacja pęcherza moczowego przez cystoskop. Dożylne podanie barwnika - indygokarminu - pozwala obserwować wydalanie moczu poprzez moczowody, gdy substancja zostanie wydalona przez nerki. Oczywiście, można też badać pęcherz za pomocą ultrasonografu. Jest to badanie łatwiejsze od endoskopii, ale mniej dokładne.

Wprowadzając przez skórę artroskop, można badać jamę stawową. Najczęściej bada się w ten sposób staw kolanowy - duży i łatwo dostępny. Jednak w niektórych ośrodkach diagnozuje się nawet niewielkie stawy żuchwy czy palców, używając sztywnych przyrządów o średnicy zaledwie 1.2 mm. Oprócz oglądania powierzchni stawu można także wprowadzić do niego narzędzia, aby usunąć ciało obce, wyciąć uszkodzoną łękotkę czy nawet przeszczepić nową chrząstkę stawową w miejsce zniszczonej (to ostatnie w fazie prób). Badanie jest bardzo dokładne, znacznie przewyższa nie tylko zdjęcie rentgenowskie, na którym nie widać chrząstki stawowej, ale nawet pod pewnymi względami jest lepsze niż rezonans magnetyczny, pozwala bowiem pobrać próbki tkanek.

Prawdziwym szczytem techniki endoskopowej było przez pewien czas badanie naczyń krwionośnych. Co można zobaczyć wewnątrz naczynia? Wydawałoby się, że nic poza krwistą czerwienią. Jednak gdy poda się roztwór soli fizjologicznej przez cewnik lub kanał wewnątrz przyrządu, pole widzenia oczyszcza się i można obejrzeć ściany naczyń - stan nabłonka, zwężenia, zakrzepy, blaszki miażdżycowe... Niektóre ośrodki stosowały taką technikę do obserwacji wnętrza serca oraz naczyń wieńcowych a także ich udrożnienia. Obecnie angioskopy nie są wytwarzane - były zbyt kosztowne, a ze względu na delikatność - także mało trwałe. Wygrały techniki radiologiczne.

WIRTUALNA PRZYSZŁOŚĆ

Aparatura endoskopowa staje się coraz bardziej złożona, a w ślad za tym rosną koszty wytwarzania i trudności eksploatacyjne. Endoskopy giętkie są mniej trwałe od sztywnych, wytrzymują przeciętnie kilka tysięcy zabiegów, a przy szczególnej dbałości - najwyżej kilkanaście tysięcy. Później zbyt wiele jest złamanych światłowodów, widocznych jako czarne kropki na obrazie. Co ciekawe, użycie fiberoskopów do badań z zastosowaniem promieni rentgenowskich wyraźnie skraca ich żywot, bowiem pod wpływem promieniowania szkło żółknie. Uderzenie, zbyt ostre wygięcie lub przygryzienie przez pacjenta może doprowadzić do uszkodzenia, którego w zasadzie nie opłaca się naprawiać. A jak umyć i wysterylizować przyrząd optyczny, nie niszcząc go? W przypadku sztywnego endoskopu często myje się go wraz z innymi narzędziami lekarskimi pod kranem, a następnie sterylizuje w autoklawie. Z trudem, ale znosi to surowe traktowanie. Jednak fiberoskop wymaga deli-
katniejszych zabiegów. Służą do tego specjalne automatyczne urządzenia - pewien rodzaj zmywarek, które potrafią także skontrolować jego szczelność.

Na pierwszy rzut oka widać różnicę między polipem (z lewej) a nowotworem struny głosowej (z prawej), ale diagnozę trzeba potwierdzić, pobierając fragmenty tkanki do badania mikroskopowego

Fot. Karl Storz

Oprócz badań ludzkiego ciała techniki endoskopowe znajdują zastosowanie chociażby w weterynarii. Zbadanie żołądka słonia wymaga naprawdę długiego fiberoskopu - trzeba go specjalnie zamawiać u producenta. Często posługują się endoskopią archeolodzy, na przykład gdy chcą zbadać bez otwierania stary grobowiec. Również realizacja zdjęć przyrodniczych wymaga czasem podpatrywania małych i ciemnych przestrzeni nor gryzoni czy termitier. Wszelkie zakamarki maszyn i urządzeń też można ocenić za pomocą odpowiedniego endoskopu sztywnego bądź giętkiego. Ze względu na koszt, korzysta się z tego głównie w takich miejscach, jak reaktory jądrowe, samochody Formuły 1 czy silniki odrzutowe, ale także w warsztatach autobusowych czy w dokładnych testach użytkowych samochodów, organizowanych przez specjalistyczną prasę.

A czego można się spodziewać, jeśli chodzi o zastosowania medyczne? Zapewne wciąż będzie się polepszać jakość obrazu, coraz cieńsze endoskopy pozwolą na badania drobniejszych odgałęzień oskrzeli czy interwencje u małych dzieci. Jeszcze mniejsze będą kamery, także sterowane bezprzewodowo, pojawią się nowe materiały, narzędzia endoskopowe poruszane mikrosilnikami. Czy dzięki temu tradycyjna endoskopia wygra konkurencję z nową metodą obrazowania radiologicznego, nazywaną "wirtualną endoskopią"?

Aby przeprowadzić to nowe badanie, trzeba najpierw wykonać dokładnie tomografię przy użyciu spiralnego tomografu komputerowego, później odpowiednio oprogramowany komputer wylicza z dostarczonych danych przestrzenny obraz badanego narządu, a to pozwala stworzyć trójwymiarowy model przewodu pokarmowego, zatok, pęcherza moczowego czy dużego naczynia krwionośnego. To sztuczne wnętrze prawdziwego człowieka można następnie obejrzeć, co daje złudzenie śledzenia obrazu poruszającej się wewnątrz ciała kamery. Cała procedura przypomina trochę gry komputerowe w rodzaju Forsaken czy Terracide.

Jeśli sprawdzą się obecne przewidywania, być może w niedalekiej przyszłości operacje także będą przypominać grę. Dzięki postępom mikro- i nanotechnologii realne stanie się zbudowanie miniaturowych, samobieżnych pojazdów wyposażonych w kamery, frezy, noże ultra-dźwiękowe, lasery... Pierwszy robot poruszający się wewnątrz jelita i pobierający próbki jest testowany w Japonii. Eksperymentalnie używa się stojących przy stole operacyjnym robotów do wymagających niesłychanej precyzji endoskopowych operacji serca u noworodków. Chirurg w ciekłokrystalicznych, stereoskopowych okularach może sterować nim głosem, za pomocą czegoś w rodzaju joysticka lub dzięki reagującym na dotyk i przemieszczenie rękawicom. Ponieważ odległość nie gra istotnej roli przy dobrej łączności, ceniony specjalista mógłby zdalnie operować na całym świecie.

O podobnych zagadnieniach przeczytasz w artykułach:
(02/98) Operacje bez skalpela