Ogni volta che parlo con gli altri del mio lavoro, dico sempre "uno sguardo al leopardo attraverso il tubo può rivelarne una parte" (Parte 1)

Prodotto da: Science Popularization China

Autore: Xue Yadi (Istituto di ingegneria e tecnologia biomedica di Suzhou, Accademia cinese delle scienze) Ran Yue (Istituto di ingegneria e tecnologia biomedica di Suzhou, Accademia cinese delle scienze)

Produttore: China Science Expo

Nota dell'editore: per svelare il mistero del lavoro scientifico e tecnologico, il progetto tecnologico d'avanguardia cinese ha lanciato una serie di articoli intitolata "Io e la mia ricerca", invitando gli scienziati a scrivere i propri articoli, condividere le proprie esperienze di ricerca scientifica e creare un mondo scientifico. Seguiamo gli esploratori all'avanguardia della scienza e della tecnologia e intraprendiamo un viaggio pieno di passione, sfide e sorprese.

Nel mondo della chirurgia mininvasiva, gli endoscopi medici sono i protagonisti indiscussi. Grazie alle sue dimensioni ridotte, può muoversi facilmente nella complessa struttura del nostro corpo, offrendo ai medici un campo visivo senza precedenti, che non solo rende gli interventi chirurgici più precisi, ma riduce anche notevolmente il dolore dei pazienti.

Ti sei mai chiesto come i medici esaminavano gli organi interni prima dell'invenzione dell'endoscopio? In un corpo stretto e senza luce, in che modo un endoscopio aiuta i medici a vedere chiaramente il bersaglio e persino a guidare con precisione l'intervento chirurgico?

A tal fine, abbiamo appositamente pianificato una serie di articoli sugli endoscopi medici, divisa in due articoli per accompagnarvi a comprendere il passato e il presente degli endoscopi medici e ad esplorare i principi scientifici e gli straordinari risultati che li hanno generati. Questo è il primo articolo della serie.

Dall'osservazione, all'ascolto, all'interrogazione e alla palpazione alla medicina clinica

Gli antichi medici non disponevano di strumenti diagnostici avanzati. Come diagnosticavano i sintomi dei loro pazienti?

La medicina tradizionale cinese, rappresentata dalla medicina cinese, tenta di scrutare i misteri del corpo umano attraverso le manifestazioni esterne del paziente, che possono essere riassunte principalmente nei quattro principali metodi diagnostici di "osservazione, auscultazione, interrogatorio e palpazione": l'osservazione consiste nell'osservare la forma del corpo del paziente, lo stato mentale, la carnagione, la lingua, le escrezioni, ecc. con gli occhi; l'auscultazione comprende l'ascolto di suoni e odori, la diagnosi della respirazione del paziente, della voce, della tosse, dei rumori intestinali e di altri suoni; interrogare significa ascoltare la descrizione del disagio da parte del paziente; la palpazione consiste nell'utilizzare le dita per percepire i cambiamenti del polso e identificare le funzioni degli organi interni.

I tumori rappresentano uno dei problemi più difficili della medicina moderna e la professione di "dottore dell'ulcera" è stata registrata da "Zhou Li" nel periodo precedente alla dinastia Qin. Con il termine "dottore dell'ulcera" ci si riferisce ai medici dell'antichità specializzati nella cura di varie malattie, tra cui i tumori.

Con il passare del tempo e il continuo sviluppo della tecnologia medica, le persone stanno iniziando a cercare modi più intuitivi e precisi per osservare cosa accade all'interno del corpo di un paziente. Così nacque l'endoscopio. È come una chiave magica che apre la porta verso l'interno del corpo umano, consentendo ai medici di vedere con i propri occhi i segreti nascosti sotto la pelle.

Un'ampia varietà di endoscopi con caratteristiche diverse

Un endoscopio è uno strumento che può penetrare in profondità nel corpo umano per aiutare i medici a osservare cosa accade al suo interno. Fu inventata originariamente per consentire ai medici di osservare direttamente gli organi interni di un paziente senza dover ricorrere alla chirurgia per aprire il corpo del paziente. Questa tecnologia ha rivoluzionato il campo medico, soprattutto nella diagnosi delle malattie degli organi interni, dove gli endoscopi hanno fornito un grande aiuto ai medici.

Nella vita quotidiana, molte persone potrebbero aver sentito parlare di endoscopia. Gli scenari applicativi più comuni includono l'endoscopia gastrointestinale.

Ad esempio, molte persone si recano in ospedale per farsi visitare a causa di dolori di stomaco cronici, reflusso acido o indigestione. Solitamente i medici raccomandano la gastroscopia, che è un tipo di endoscopia. Utilizzando questo piccolo e flessibile dispositivo in fibra ottica, il medico può inserire un endoscopio dalla bocca allo stomaco per osservare le condizioni della mucosa gastrica e rilevare la presenza di ulcere, infiammazioni o altri problemi.

Allo stesso modo, la colonscopia viene eseguita tramite un esame che avviene attraverso l'ano per osservare la salute dell'intestino crasso e per verificare la presenza di problemi come il cancro al colon e i polipi. Esistono inoltre apparecchiature di ispezione per altre parti del corpo, come orecchie, naso e gola. Ad esempio, i pazienti affetti da rinite devono spesso sottoporsi a un'endoscopia nasale per osservare l'infiammazione all'interno della cavità nasale.

Nel complesso, l'endoscopia consente ai medici di esaminare rapidamente e in modo non invasivo o minimamente invasivo numerose patologie, riducendo notevolmente i rischi della chirurgia tradizionale.

Dai gastroscopi agli artroscopi, ogni endoscopio ha i suoi canali e le sue caratteristiche uniche, che insieme costituiscono un importante mezzo di diagnosi e trattamento nella medicina moderna. Esistono molti modi in cui un endoscopio può penetrare nel corpo umano. Ad esempio, un gastroscopio viene inserito nell'esofago attraverso la bocca e raggiunge direttamente lo stomaco; un colonscopio entra nell'intestino crasso attraverso l'ano; un cistoscopio raggiunge la vescica attraverso l'uretra; un isteroscopio entra nella cavità uterina attraverso la vagina; e un laparoscopio, un toracoscopio, ecc. devono entrare nella cavità corporea corrispondente attraverso una piccola incisione nell'addome o nella parete toracica.

La scelta di questi canali dipende dallo scopo dell'endoscopio e dalle esigenze di esame e trattamento.

Chirurgia clinica laparoscopica

(Fonte foto: Veer Gallery)

Ogni "canale" ha le sue caratteristiche uniche. L'uso di orifizi naturali come la bocca, l'ano e l'uretra riduce l'invasività dell'intervento sul corpo e il periodo di recupero è relativamente breve. Tuttavia, questi canali sono solitamente stretti, il che richiede requisiti più elevati per quanto riguarda le dimensioni e la forma dell'endoscopio. Le piccole incisioni nell'addome o nella parete toracica sono leggermente più invasive, ma offrono più spazio per l'operazione e sono adatte per interventi più complessi.

La progettazione dell'endoscopio deve essere combinata e adattata a queste caratteristiche. Gli endoscopi che entrano attraverso orifizi naturali sono solitamente più piccoli e hanno una forma più sottile, per facilitare l'uso flessibile in passaggi stretti. Allo stesso tempo, per ridurre il disagio del paziente, la superficie di questi endoscopi viene solitamente trattata in modo speciale per renderla più liscia. Nel caso degli endoscopi che devono essere inseriti attraverso piccole incisioni, le dimensioni possono essere leggermente più grandi per garantire una migliore visione e uno spazio operativo migliore. Inoltre, questi endoscopi devono essere dotati di buoni sistemi di illuminazione e di imaging per garantire che i medici possano vedere chiaramente cosa accade all'interno del corpo.

Dai semplici tubi di illuminazione all'osservazione microscopica a livello cellulare

**La storia degli endoscopi può essere fatta risalire al XIX secolo. I primi endoscopi erano in realtà solo un sottile tubo di metallo dotato di una fonte luminosa, utilizzato per osservare l'interno del corpo. **Questo primo endoscopio presentava molti problemi, come luce insufficiente, immagini sfocate e scarsa esperienza da parte del paziente. Inoltre, è scomodo da utilizzare per i medici. Spesso riescono a vedere solo immagini sfocate e non sono in grado di penetrare negli organi più complessi. Sono più simili a uno "strumento di spionaggio" che a un vero e proprio strumento medico.

Laringoscopia

(Fonte foto: Veer Gallery)

Nel corso del tempo, gli endoscopi hanno subito numerose modifiche. L'introduzione della tecnologia in fibra ottica a metà del XX secolo ha portato cambiamenti rivoluzionari. Questo nuovo tipo di endoscopio utilizza la fibra ottica per trasmettere le immagini, consentendo ai medici di vedere immagini più nitide e luminose all'interno del corpo. Tuttavia, gli endoscopi a fibre ottiche presentano ancora alcune limitazioni, ad esempio la qualità dell'immagine è limitata dal numero e dalla disposizione delle fibre ottiche e non consentono di eseguire interventi chirurgici complessi.

Verso la fine del XX secolo, l'avvento degli endoscopi elettronici cambiò completamente questa situazione. Questo endoscopio utilizza sensori CCD o CMOS avanzati per catturare immagini ad alta definizione e trasmetterle allo schermo di visualizzazione tramite segnali digitali. I medici non solo possono vedere chiaramente cosa accade all'interno del corpo, ma possono anche eseguire interventi chirurgici precisi.

Esame gastrointestinale in endoscopia flessibile

(Fonte foto: Veer Gallery)

La tecnologia endoscopica è come un'avventura congiunta di scienza e medicina. Dal semplice dispositivo PEEP iniziale all'attuale strumento minimamente invasivo, la tecnologia endoscopica ha attraversato un rapido "viaggio evolutivo".

Gli endoscopi odierni non sono più solo gli "strumenti di spionaggio" dei primi tempi, ma si sono evoluti in sofisticati "esploratori" in grado di penetrare in profondità nel corpo umano in vari modi, per rivelare lesioni difficili da rilevare a occhio nudo. Dalle immagini ad alta definizione alle osservazioni microscopiche a livello di tessuti e cellule, la tecnologia endoscopica ha inaugurato una nuova era nella diagnosi e nel trattamento medico.

Nel prossimo articolo scopriremo le diverse tecnologie di imaging avanzate alla base degli endoscopi!