Medical Endoscope Black Technology (1) 4K/8K Ultra HD+3D Imaging

Ang teknolohiya ng imaging ng mga medikal na endoscope ay sumailalim sa isang leapfrog development mula sa standard definition (SD) hanggang sa high definition (HD), at ngayon sa 4K/8K ultra high definition+3D stereoscopic imaging. Ang teknolohikal na rebolusyon na ito ay lubos na nagpabuti sa katumpakan ng operasyon, rate ng pagtuklas ng lesyon, at karanasan sa pagpapatakbo ng doktor. Ang mga sumusunod ay nagbibigay ng komprehensibong panimula sa mga teknikal na prinsipyo, pangunahing bentahe, klinikal na aplikasyon, kinatawan ng mga produkto, at mga uso sa hinaharap.

1. Teknikal na mga prinsipyo

(1) 4K/8K Ultra High Definition Imaging

kapangyarihan sa paglutas:

4K: 3840 × 2160 pixels (humigit-kumulang 8 milyong pixel), na 4 na beses kaysa sa 1080P (Full HD).

8K: 7680 × 4320 pixels (humigit-kumulang 33 milyong pixel), na may 4x na pagtaas sa kalinawan.

Pangunahing Teknolohiya:

High density CMOS sensor: mas malaking photosensitive area, pagpapabuti ng kalidad ng imaging sa mga low light na kapaligiran.

HDR (High Dynamic Range): pinahuhusay ang contrast sa pagitan ng liwanag at madilim, pag-iwas sa overexposure o underexposure.

Engine ng pagpoproseso ng imahe: real-time na pagbabawas ng ingay, pagpapahusay sa gilid (tulad ng "Ultra HD signal processing" ng Olympus VISERA 4K).

(2) 3D Stereoscopic Imaging

Paraan ng pagpapatupad:

Dual lens system: Ginagaya ng dalawang independent camera ang pagkakaiba ng mata ng tao at nag-synthesize ng mga 3D na larawan (gaya ng Stryker1588 AIM).

Polarized light/time-division display: Nakakamit ang stereoscopic vision sa pamamagitan ng mga espesyal na salamin (ilang laparoscopic system).

Mga pangunahing bentahe:

Depth perception: Tumpak na hatulan ang spatial na relasyon sa pagitan ng mga antas ng organisasyon (tulad ng mga ugat at mga daluyan ng dugo).

Bawasan ang visual fatigue: mas malapit sa natural na paningin, bawasan ang error sa "plane operation" ng 2D surgery.

2. Mga pangunahing bentahe (kumpara sa tradisyonal na high-definition na endoscopy)

3. Mga sitwasyong klinikal na aplikasyon

(1) Ang pangunahing aplikasyon ng 4K/8K ultra high definition

Maagang pagsusuri ng mga tumor:

Sa screening ng colorectal cancer, matutukoy ng 4K ang maliliit na polyp<5mm (na madaling makaligtaan ng tradisyonal na endoscopy).

Kasama ng narrowband imaging (NBI), ang maagang pagtuklas ng kanser ay tumaas sa mahigit 90%.

Kumplikadong minimally invasive na operasyon:

Laparoscopic radical prostatectomy: Ang 4K na malinaw na pagpapakita ng mga neurovascular bundle ay nakakabawas sa panganib ng urinary incontinence.

Pag-opera sa thyroid: 8K na resolusyon ng paulit-ulit na laryngeal nerve upang maiwasan ang pinsala.

(2) Ang pangunahing aplikasyon ng 3D stereoscopic imaging

Pagpapatakbo ng makitid na espasyo:

Transnasal pituitary tumor resection: Iwasang hawakan ang panloob na carotid artery na may 3D vision.

Single port laparoscopic surgery (LESS): Pinapabuti ng depth perception ang katumpakan ng pagmamanipula ng instrumento.

Suture at anastomosis:

Gastrointestinal anastomosis: Ang 3D suturing ay mas tumpak at binabawasan ang panganib ng pagtagas.

4. Kumakatawan sa mga tagagawa at produkto

5. Mga teknikal na hamon at solusyon

(1) Ang dami ng data ay tumaas nang husto

Problema: Ang 4K/8K na trapiko ng video ay mataas (4K ay nangangailangan ng ≥ 150Mbps bandwidth), at ang mga tradisyunal na device ay nakakaranas ng transmission latency.

Solusyon:

Fiber optic signal transmission (tulad ng TIPCAM protocol ni Karl Storz).

Compression algorithm (HEVC/H.265 encoding).

(2) 3D na problema sa pagkahilo

Problema: Ang ilang mga doktor ay madaling mapagod kapag gumagamit ng 3D sa mahabang panahon.

Solusyon:

Dynamic na focal length adjustment (gaya ng AIM system ng Stryker, na maaaring lumipat sa pagitan ng 2D at 3D).

Ang teknolohiyang 3D na hubad na mata (pang-eksperimentong yugto, hindi na kailangan ng salamin).

(3) Mataas na gastos

Problema: Ang presyo ng isang 4K endoscope system ay maaaring umabot sa 3 hanggang 5 milyong yuan.

Direksyon ng tagumpay:

Domestic substitution (gaya ng pagbubukas ng mga medikal na 4K endoscope sa presyong 50% lang ng mga imported).

Modular na disenyo (ina-upgrade lang ang camera, pinapanatili ang orihinal na host).

6. Mga Uso sa Pag-unlad sa Hinaharap

8K popularization+AI enhancement:

8K na sinamahan ng AI para sa real-time na pag-label ng lesyon (tulad ng pakikipagtulungan ng Sony sa Olympus para bumuo ng 8K+AI endoscopy).

3D holographic projection:

Intraoperative holographic image navigation (tulad ng Microsoft HoloLens 2 na nagsasama ng endoscopic data).

Wireless 4K/8K transmission:

Sinusuportahan ng 5G network ang malayuang 4K surgical live streaming (bilang piloto ng General Hospital ng People's Liberation Army).

Flexible na 3D endoscope:

Flexible na 3D electronic endoscope (angkop para sa makitid na daanan ng hangin tulad ng bronchi at bile ducts).

buod

Ang 4K/8K+3D endoscopic na teknolohiya ay muling hinuhubog ang pamantayan ng minimally invasive na operasyon:

Sa antas ng diagnostic, ang rate ng pagtuklas ng maagang kanser ay tumaas nang malaki, na binabawasan ang mga napalampas na diagnosis.

Surgical level: Binabawasan ng 3D vision ang kahirapan sa pagpapatakbo at pinaikli ang learning curve.

Sa hinaharap, ang pagsasama sa AI, 5G, at holographic na teknolohiya ay maghahatid sa isang bagong panahon ng "intelligent surgery."