光学技术帮助肠胃诊断？
影像技术和内镜技术都是将人的肉眼无法直接看到的东西，通过X射线、超声波或者光纤技术展现到医生跟前，使医生不再需要隔着肚皮猜瓜。诊断的精确度是传统的问病史和查体无法相比的。现代医学对胃肠病诊断水平的提高，离不开光学技术的进步。
光学技术提高内镜诊断水平的主要途径之一是提高分辨率。熟悉摄影的都知道分辨率对照相机意味着什么，对内镜来说分辨率也是至关重要。同一幅内容的数码图片，分辨率高的就可以打印的更大一些，而分辨率低的则只能打印的小一点。所以婚纱摄影店的图片分辨率都要很高，这样印成海报大小的时候还会很清晰，如果是普通卡片机拍的，打印成海报大小就会出现马赛克。如果对摄影一窍不通，总还从网上下过电影吧？动辄数十G的高清电影，和视频网站上所谓的标清电影总能分出不同来吧？其实内镜诊断和电影更像，因为内镜诊断都是在实时动态观察中得出的，存储下来的图像只是视频截图，更多是用来写文章或者开会演讲用的。
内镜分辨率越高，就能够展现更多的细节，细节对胃肠病的诊断有什么用呢？用处太大了。关注过前面关于早期胃癌诊断方面文章的朋友，应该已经知道：做胃镜的一个重要意义是发现还没有症状的早期胃癌。而早期胃癌相对进展期的胃癌，面积更小，表面和周围正常粘膜基本平行，既不明显隆起也不明显凹陷。但是如果仔细看，就会发现这个地方和周围不太一样。怎么不一样？是胃小凹不一样。从胃镜下看，胃粘膜是非常光滑的，但放大了看，或者分辨率足够高的时候，就会发现其实一点也不光滑，有很多规则排列的凹陷的小孔，或者突起的像鹅卵石一样的结构，这就是正常的胃小凹。而早期胃癌的胃小凹因为癌细胞的侵犯，胃小凹变得很不规则，甚至完全消失。如果用老式的胃镜，分辨率比较低，就可能发现不了这样细微的变化。而新式的高分辨率的胃镜，再配上一个大的显示屏，胃小凹分毫毕现。这样的变化自然更容易发现。第一次用高分辨率内镜的感觉，就像我第一次看高清压制的《王者归来》，居然发现每个兽兵脖子上都系着一条恶心的领巾，之前看过多次普通DVD压制的都没有注意。
放大内镜则是在高分辨率内镜基础上发展起来的。不过有的高分辨率内镜装备了，大部分却没有装备。高分辨率内镜是自动对焦的，随着目标和镜头的远近自动调焦，保持影像清晰。想看到更清晰的细节就得靠的近些，但靠的过近，自动调焦就无法实现了，就需要固定一个焦距。放大内镜在靠的很近时会启动另外一个固定焦距，这个焦距是不能自动调节的，所以往往需要加一个透明帽，顶到胃粘膜上时，使粘膜和镜头保持一个固定的距离。
提高分辨率的方法，主要是依靠的镜头的改进。和数码相机像素值的飞速提高一起，内镜镜头的像素值也是一再提高。已经从最初的几十万，到如今的数百万像素。但内镜提高分辨率还有一个途径，就是光源。要观察人体内部，必须提供足够的光源，要不然漆黑一片，别说诊断疾病，连进都进不去。内镜的光源由适当强度的红、绿、蓝三色光源混合得到的白光，胃粘膜各层对三色光的吸收率和反射率不同，就形成了图像。人体粘膜组织本质上是无色的，有颜色是因为血液里血红素的原因。这三种色光里，红色光的波长最长，穿透力最强，蓝色波长最短，穿透力最弱。波长越短，产生的像素点越小，单位面积内像素数量越多，也就是分辨率越高。基于这样的原理，奥林巴斯公司率先发明了窄带成像技术。在内镜射入光源时，可以由白光切换成单色的蓝光，也就是把光谱的带宽限定在一个较窄的范围内。这样一来虽然亮度降低了，但却提高了分辨率。
但是窄带成像的意义还不仅于此，这就涉及到光学的另一个方面，那就是对比度。什么是对比度？有什么意义？举个例子，下面两张图里，每张都有一百个点。如果问你第一张图里，各有多少个红色的和蓝色的，可能一时难以回答，得仔细去数。但如果是第二张，我们很容易就知道红蓝各有一半，各是50个。这因为将小点分类整齐排列之后，把混乱排列变成分层，消除了彼此之间的干扰。使用白光可以获得与自然状态下相一致的影像，但因为各种色光的光穿透力不同，深层和浅层的信息混合在一起，可能掩盖一些细节。将入射光源光谱缩窄之后，光线仅能达到浅层，这样浅层的细节没有了深层的干扰，就更加清晰的展现出来。而胃小凹的改变就在浅层。
- 发表于 2014-04-01 00:00
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