光學技術提高內窺鏡診斷水平的主要途徑之壹是提高分辨率。熟悉攝影的人都知道分辨率對相機意味著什麽，分辨率對內窺鏡也很重要。同樣內容的數碼圖片，高分辨率可以打印得大壹些，低分辨率只能打印得小壹些。所以婚紗攝影店的圖片分辨率要很高，這樣印成海報才會清晰。如果是普通卡片機拍的，打印成海報大小就會出現馬賽克。如果妳對攝影壹竅不通，那妳壹定是從網上下載的電影吧？幾十千兆的高清電影和視頻網站上所謂的標清電影總有區別吧？其實內鏡診斷更像電影，因為內鏡診斷是在實時動態觀察中獲得的，存儲的圖像只是視頻截圖，更多的是用來寫文章或者開會演講。
內窺鏡的分辨率越高，可以顯示的細節就越多。細節在胃腸疾病診斷中有什麽用？太有用了。關註過之前早期胃癌診斷文章的朋友應該已經知道，胃鏡檢查的壹個重要意義就是發現無癥狀的早期胃癌。而早期胃癌的面積比晚期胃癌小，表面基本與周圍正常黏膜平行，既不是明顯隆起，也不是明顯凹陷。但如果妳仔細觀察，妳會發現這個地方和它周圍的環境並不壹樣。有什麽不同？是胃裏的壹個小坑。從胃鏡上看，胃黏膜是很光滑的，但是放大了，或者分辨率足夠高的時候，會發現其實壹點都不光滑，有很多規則排列的凹洞或者突起的鵝卵石樣結構，這是正常的胃小凹。但是，早期胃癌的中央凹因為癌細胞的入侵而變得不規則，甚至完全消失。如果用分辨率低的老式胃鏡，可能發現不了這麽細微的變化。而新的高分辨率胃鏡，再加上壹個大顯示屏，顯示的是胃裏的坑。這樣的變化自然更容易被發現。第壹次用高清內窺鏡，就像第壹次看高清壓抑的王者歸來，發現每個動物戰士脖子上都圍著惡心的圍巾。之前在普通DVD上看了很多遍也沒註意。
放大內窺鏡是在高分辨率內窺鏡的基礎上發展起來的。但也有部分配備了高分辨率的內窺鏡，但大部分都沒有。高分辨率內窺鏡是自動聚焦的，隨著目標和透鏡之間的距離而保持圖像清晰。要想看更清晰的細節，就得靠得更近，但是靠得太近就無法實現自動對焦，所以需要固定壹個焦距。當放大內窺鏡距離很近時，會啟動另壹個固定焦距，這個焦距不能自動調節，所以往往需要加壹個透明帽，使其壓在胃黏膜上時，黏膜與鏡頭保持固定距離。
提高分辨率的方法主要靠鏡頭的改進。隨著數碼相機像素值的快速增加，內窺鏡頭的像素值也在不斷增加。從最初的幾十萬到今天的幾百萬像素。但是還有壹種方法可以提高內窺鏡的分辨率，那就是光源。要觀察人體的內部，妳必須提供足夠的光源，否則會很暗，更不用說診斷出這種疾病，妳甚至進不去。內窺鏡的光源是適當強度的紅、綠、藍光源混合得到的白光，胃黏膜各層的吸收率和反射率不同，從而形成圖像。人體黏膜組織本質上是無色的，它之所以有顏色是因為血液中有血紅素。這三種顏色中，紅光波長最長，穿透力最強，藍光波長最短，穿透力最弱。波長越短，像素點越小，單位面積內的像素越多，即分辨率越高。基於這壹原理，奧林巴斯率先發明了窄帶成像技術。當內窺鏡註入光源後，可以從白光切換到單色藍光，即光譜的帶寬被限制在壹個很窄的範圍內。這樣雖然降低了亮度，但是提高了分辨率。
但窄帶成像的意義還不止於此，這涉及到光學的另壹個方面，即對比度。什麽是對比？有什麽意義？比如下面兩張圖，每張圖都有壹百分。如果我問妳第壹張圖有多少個紅藍，可能壹時難以回答，只好仔細數了。但如果是第二張圖，我們很容易知道有50個紅色和50個藍色。這是因為將點排序排列整齊後，混亂的排列變得有層次感，消除了它們之間的幹擾。使用白光可以獲得與自然狀態壹致的圖像，但由於各種顏色的光穿透力不同，深淺信息混雜在壹起，可能會掩蓋壹些細節。入射光源光譜變窄後，光線只能到達淺層，使淺層的細節更清晰地顯示出來，不會產生深層幹擾。胃凹的變化在淺層。
進入21世紀後，內窺技術首次使用激光作為入射光源。其實這也不是什麽新鮮事，只是實驗室裏常用的壹種顯微鏡，叫做激光聚焦顯微鏡，已經微型化，和內窺鏡融為壹體了。為什麽要用激光？我們首先要知道激光的特性。第壹，與普通光相比，激光可以更準確地到達投射部位，發散很小。其次，激光光譜的頻率更加單壹，壹次激發的激光顏色更加純凈，可以獲得更小的像素點。根據第壹個特征，可以對觀察到的粘膜組織進行逐層掃描，掃描厚度可以達到只有幾微米。這樣做有什麽意義？意義與病理檢查相同。因為人體組織是不透明的，所以只能分塊看到表面。需要對內部進行分析，將其切成薄片，將三維組織轉換成二維圖像進行觀察。並且依靠第二特性，分辨率可以提高到更高的高度。放大內窺鏡只能放大到100倍以上，才會出現馬賽克，而* * *聚焦顯微鏡內窺鏡最多可以放大到500到1000倍，已經達到甚至超過普通顯微鏡檢查的放大倍數。別說胃小凹了，就連細胞和微血管都可以清晰顯示。現有的高速掃描探針式聚焦顯微鏡內窺鏡甚至可以顯示紅細胞在微血管中滾動的動態視頻。這種情況以前只在科教片裏見過。雖然* * *聚焦顯微內窺鏡的臨床功能還存在疑問，但它無疑是當前光學技術在內窺鏡檢查中的極致展現。
如果說鏡頭和光源的技術為胃病的診斷提供了彈藥，那麽現代光纖傳輸技術就是發射這些彈藥的工具。我之前說過，胃腸道是黑暗的，要想看清楚，必須有光源。在光纖技術之前，攝入的光和反射的光都只能直線傳播，所以內窺鏡只能是直的。做胃鏡就像江湖表演裏吞劍壹樣，讓病人的頭痛苦地後仰，不太安全。結腸鏡檢查？想都不敢想。隨著光纖技術的應用，光線可以沿著曲面鏡體無損耗傳播，軟管內窺鏡可以成為現實。此外還有消化內鏡、支氣管鏡、膀胱鏡等。也受益於光纖技術。
當然，光學技術只是作為壹種工具。診斷疾病，必須依靠醫生的主觀判斷。比如表面微結構的變化，無論是胃小凹還是結腸隱窩，從正常、炎癥、癌前病變到癌變都是有規律的。這些規律是在了解病理學的基礎上，通過專業人員的長期觀察總結出來的，然後通過學術會議、培訓、發表論文等方式，被世界各地的內鏡醫師學習和掌握，並在實踐中得到驗證。當人們發現這些規律真的可行時，它們就成了教科書和指南中的文字。如果不可行，不管打擊有多大，有多少高官支持，拿了國家獎，還是會被大多數臨床醫生拋棄。
(作者:lw56102，健康中國人民網主編，科普作者)