關(guān)節(jié)鏡基本知識(shí)

關(guān)節(jié)鏡是骨科微創(chuàng)手術(shù)的典型，其高度的臨床準(zhǔn)確性和較低的損傷性鼓舞人們用它輔助診斷、判斷預(yù)后并提供有效地治療方法，越來越多的醫(yī)生和患者接受了這種方法。關(guān)節(jié)鏡手術(shù)畢竟不同于傳統(tǒng)手術(shù)，對(duì)于想從事關(guān)節(jié)鏡外科的醫(yī)生，必須了解關(guān)節(jié)鏡的基本構(gòu)造、基本配置，熟悉關(guān)節(jié)鏡的基本知識(shí)，只有這樣才能夠縮短學(xué)習(xí)曲線，快速掌握關(guān)節(jié)鏡技術(shù)。

關(guān)節(jié)鏡歷史——

關(guān)節(jié)鏡（Arthroscopy）名字的來源是希臘文的關(guān)節(jié)（arthros）和看（scopein）。1912年丹麥醫(yī)生Dr. Severin Nordentoft在柏林舉行的41屆德國(guó)外科學(xué)術(shù)會(huì)上介紹了用一個(gè)5毫米直徑的鏡子觀察膝關(guān)節(jié)內(nèi)部，并首次使用了Arthroscopy這個(gè)單詞，他被認(rèn)為是第一個(gè)關(guān)節(jié)鏡醫(yī)生。而高木憲次（Kenji Takagi）教授被公認(rèn)為"關(guān)節(jié)鏡之父"。高木教授于1918年用膀胱鏡觀察了膝關(guān)節(jié)標(biāo)本內(nèi)部。早期他發(fā)明了7.3毫米直徑的關(guān)節(jié)鏡，1931年高木教授發(fā)明了3.5毫米直徑的高木1號(hào)關(guān)節(jié)鏡，現(xiàn)在的關(guān)節(jié)鏡基本是以這個(gè)為藍(lán)圖，同時(shí)他探討了在膝關(guān)節(jié)充盈生理鹽水來提升關(guān)節(jié)腔的視野。同時(shí)期在西方，瑞士醫(yī)生Eugen Bircher于1921年用類似于Nordentoft的腹腔鏡做了關(guān)節(jié)鏡手術(shù)， Bircher醫(yī)生發(fā)表了他的第一篇膝關(guān)節(jié)鏡文章，Bircher的技術(shù)是往關(guān)節(jié)腔內(nèi)充盈氮?dú)夂脱鯕?，在關(guān)節(jié)切開手術(shù)前觀察診斷關(guān)節(jié)內(nèi)部，他也被稱為"關(guān)節(jié)鏡之父"。

關(guān)節(jié)鏡基本構(gòu)造——

關(guān)節(jié)鏡鏡頭、攝像頭、攝像主機(jī)、光源、光源線、顯示器、圖像儲(chǔ)存設(shè)備等。此外還應(yīng)該有刨削系統(tǒng)、等離子系統(tǒng)以及藍(lán)鉗等一些基本的器械。

鏡頭構(gòu)造：物鏡系統(tǒng)、透鏡、導(dǎo)光纖維、導(dǎo)光束連接部、目鏡系統(tǒng)。

工作原理：1、光通過光纖傳送到關(guān)節(jié)腔，2、物鏡系統(tǒng)采集圖像及調(diào)整角度，3、柱狀透鏡組通過目鏡接口傳回圖像。

鏡頭的導(dǎo)光束連接部：有2個(gè)組件，可以與任何一根光源線連接。

光學(xué)系統(tǒng)：1.傳統(tǒng)的薄透鏡系統(tǒng)，2.Hopkins設(shè)計(jì)的桿形透鏡系統(tǒng)，3.分度指數(shù)（GRIN）透鏡系統(tǒng)。

光學(xué)纖維關(guān)節(jié)鏡一般包括由多個(gè)光導(dǎo)玻璃纖維圍繞的一個(gè)桿狀透鏡系統(tǒng)，兩個(gè)系統(tǒng)被封閉在一個(gè)特殊處理的固定的金屬鞘中。

新的關(guān)節(jié)鏡：Optec endoscopy Systems Gmbh采用新一代的OPTEC材料使關(guān)節(jié)鏡具有一定的柔韌性，降低維修成本。

關(guān)節(jié)鏡的光學(xué)性能

1.直徑：關(guān)節(jié)鏡的直徑是從1.7～7mm不等，4mm最常用。

2.傾斜角度：傾斜角是指關(guān)節(jié)鏡的軸與垂直于透鏡表面的線間形成的角度。傾斜角度為0－120 °，25°和30°角的關(guān)節(jié)鏡最常用，70°和90°角的關(guān)節(jié)鏡適用于觀察周圍的角落，但難于定位。

0°的鏡頭顯示器中的圖像是純圓形，有角度的鏡頭圖像會(huì)有個(gè)小三角。小三角的位置一般代表有角度鏡頭的指向，但有少部分品牌的關(guān)節(jié)鏡剛好相反，手術(shù)前必須加以注意。

目前已經(jīng)有鏡頭是能夠調(diào)節(jié)角度的，手術(shù)醫(yī)生可以根據(jù)自己的愛好以及手術(shù)的要求自行調(diào)節(jié)。

3.視野：視野是指透鏡所包括的視角，且隨關(guān)節(jié)鏡的類型而變化。晶狀體透鏡向柱透鏡的轉(zhuǎn)變使視角增加了一倍。0 °鏡頭無(wú)法通過旋轉(zhuǎn)擴(kuò)大視野，有角度的鏡頭可以。1.9mm鏡有65°視野，2.7mm鏡為90°視野，4.0mm鏡視野是115°。

較大的視角使觀察者易于定位，旋轉(zhuǎn)有前傾角（25°和30°）的關(guān)節(jié)鏡可使觀察范圍增大。旋轉(zhuǎn)70°和90°的關(guān)節(jié)鏡可看到更大的范圍，但它可產(chǎn)生鏡的前方中央盲區(qū)（視野的正前方不在視野之中），容易造成損傷。

視野的兩個(gè)重要參數(shù)：1、視野方向（DOV， Direction of View），2、視野范圍（FOV，F(xiàn)ield of View）。

關(guān)節(jié)鏡鞘管：鞘管必須與同品牌的鏡頭共用，有單通道與雙通道之分，雙通道常用，一側(cè)進(jìn)水，另一側(cè)出水；如果選用單通道鞘管必須另外建立進(jìn)水通道或出水通道。

關(guān)節(jié)腔內(nèi)有較多游離組織時(shí)，鞘管也可作為引流管使用。

閉孔器：名稱很多，如頓頭、穿刺錐等，與同品牌的鞘管共用。一般選用中間那種圓錐狀的，既方便穿刺，也不容易誤傷組織。

照明系統(tǒng)——

冷光源、光纜、鏡頭內(nèi)光導(dǎo)纖維。

起初光源是由150瓦的白熾燈泡組成可滿足經(jīng)關(guān)節(jié)鏡直視。電視系統(tǒng)引入關(guān)節(jié)鏡需要300～350瓦的鎢燈、鹵燈和氙燈，目前更常用的是LED光源。纖維光纜是由一束包在保護(hù)性套管中的特制的玻璃纖維組成。光纜的一端連在遠(yuǎn)離手術(shù)區(qū)的光源上，通常有高或低強(qiáng)度的輸出。另一端連在關(guān)節(jié)鏡上，有光導(dǎo)纖維的纖絲包繞。玻璃纖維很易碎，應(yīng)小心操作光纜。光纜的長(zhǎng)度對(duì)光的傳導(dǎo)有影響，光纜每英尺長(zhǎng)減少光傳導(dǎo)8％。最新設(shè)計(jì)的系統(tǒng)增加了導(dǎo)光能力，并且液體性光導(dǎo)（甘油）克服了纖維光纜撕裂的問題。

電視攝像機(jī) ——

McGinty 和 Johnson首先將電視攝像機(jī)引入關(guān)節(jié)鏡。電視攝像的優(yōu)點(diǎn)包括手術(shù)醫(yī)生操作體位較為舒適、避免術(shù)者面部對(duì)術(shù)野的污染及手術(shù)小組的其他人參與手術(shù)。攝像系統(tǒng)的改進(jìn)包括彩色系統(tǒng)和靈敏度的改善（RGB和VHS），使顏色和分辨度得以改進(jìn)。

攝像頭：連接關(guān)節(jié)鏡與攝像系統(tǒng)主機(jī)，耦合器保證了攝像頭與任何一個(gè)鏡頭連接，微調(diào)旋鈕可以將圖像調(diào)節(jié)至最清晰，上方有對(duì)白等按鈕，品牌不一樣功能不一樣。

攝像頭的功能是將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)，并傳輸給攝像主機(jī)。如何實(shí)現(xiàn)？——核心：CCD

CCD（Charge-coupled Device）：中文全稱電荷耦合元件，可以稱為CCD圖像傳感器。CCD上植入的微小光敏物質(zhì)稱作像素（Pixel），一塊CCD上包含的像素?cái)?shù)越多，其提供的畫面分辨率也就越高。主要功能是將光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。CCD上有許多排列整齊的電容，能感應(yīng)光線，并將影像轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)。

幾個(gè)概念——

單晶片：單CCD，直接把光的三原色 – 紅綠藍(lán)(RGB)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)，亮度信號(hào)與色度信號(hào)同一通道，Resolution > 500 Lines。

三晶片： 3CCD多一組分色棱鏡，將白光分為紅，綠，藍(lán)三束光束，分別投射到3個(gè)獨(dú)立的CCD晶片上，色彩分辨率高， High resolution > 800 Lines。

電子鏡：把單晶片攝像頭中的一個(gè)CCD放到鏡子的前面，做成聯(lián)體鏡。

HD：高清晰度相比標(biāo)準(zhǔn)清晰度能提供5倍的更多信息或者5倍以上的分辨率。因?yàn)樾盘?hào)經(jīng)過線纜再進(jìn)行轉(zhuǎn)換會(huì)帶來更多的噪點(diǎn)，因此只有在攝像頭內(nèi)直接進(jìn)行數(shù)碼采集，才能獲得真正的高清信號(hào)。

4K：4K的名稱得自其橫向分辨率約為4000像素(pixel)，指3840×2160像素分辨率的顯示器，它是高清電視分辨率密度的4倍，屬于超高清分辨率。

基本器械——

探針、剪刀、籃鉗、抓取鉗等基本器械，探針是關(guān)節(jié)鏡最常用和最重要的診斷器械，被稱為“關(guān)節(jié)鏡醫(yī)生手指的延伸” ，是練習(xí)“三角技術(shù)”最安全的器械。關(guān)節(jié)鏡剪的直徑是3～4mm，并且有不同尺寸，剪的齒板分直的和鉤狀的，鉤狀的較好。標(biāo)準(zhǔn)的籃鉗底部是開口的，有3～5mm大小，有直的或弧形的體部，每一次咬除半月板等組織時(shí)要小以防止對(duì)關(guān)節(jié)產(chǎn)生過大的壓力，同時(shí)防止籃鉗上軸銷負(fù)荷過大及避免斷裂。

電動(dòng)刨削系統(tǒng)——

關(guān)節(jié)鏡手術(shù)必備的設(shè)備，可以快速的對(duì)關(guān)節(jié)內(nèi)滑膜等組織進(jìn)行刨削清除，并對(duì)增生的骨質(zhì)進(jìn)行打磨等。

低溫等離子手術(shù)系統(tǒng)——

一種不依賴熱能的革命性微創(chuàng)外科技術(shù)，它在刀頭前產(chǎn)生低溫等離子體，并利用等離子體中高速運(yùn)動(dòng)的離子的動(dòng)能打斷靶組織的分子鍵，工作溫度40-70℃，所以不但手術(shù)精度極高，而其熱損傷深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)電外科設(shè)備和激光設(shè)備。由于刀頭采用了專利雙極結(jié)構(gòu)，電場(chǎng)不進(jìn)入病人體內(nèi)，而且對(duì)組織的汽化作用被精確控制在刀頭前端極薄的等離子層內(nèi)，所以等離子刀的切割精度可以達(dá)到微米數(shù)量級(jí)。等離子刀在汽化切割的同時(shí)即對(duì)小血管進(jìn)行凝血，所以創(chuàng)面基本無(wú)血。

灌注系統(tǒng)——

關(guān)節(jié)的灌注和擴(kuò)張?jiān)谡麄€(gè)關(guān)節(jié)鏡操作過程中是必需的。適當(dāng)?shù)臄U(kuò)張可推開滑膜皺折和視野內(nèi)的其它軟組織，擴(kuò)大關(guān)節(jié)內(nèi)的容積，提高關(guān)節(jié)鏡的操作性。灌注有空氣和液體之分。空氣成像效果好，關(guān)節(jié)擴(kuò)張快。但氣體更容易溢出而導(dǎo)致關(guān)節(jié)塌陷，關(guān)節(jié)內(nèi)造成氣泡影響觀察，有皮下氣腫及氣體靜脈栓塞的可能，極少使用。液體要求無(wú)菌、對(duì)滑液無(wú)刺激、通視性能好、能夠在其中進(jìn)行基本操作、無(wú)全身及局部副作用，常用生理鹽液或乳酸林格氏液。灌注可直接經(jīng)關(guān)節(jié)鏡鞘或經(jīng)髕上囊插入套管使用單獨(dú)的入口。高位灌注需要將液體袋放在關(guān)節(jié)平面以上1.5米的高度。如果使用壓力灌注系統(tǒng)，膝關(guān)節(jié)的擴(kuò)張壓力在60～80mmHg，肩關(guān)節(jié)的觀察和止血最佳擴(kuò)張壓力應(yīng)維持在收縮壓以下30mmHg。

關(guān)節(jié)鏡系統(tǒng)的使用——

首先要將鏡頭、光源線、攝像頭連接好，開啟光源、攝像系統(tǒng)及顯示器；其次要調(diào)節(jié)微調(diào)，將圖像調(diào)節(jié)至最清楚；最后要用白紗布對(duì)白，使其色彩自然。

期望——

關(guān)節(jié)鏡的未來必定向更加可靠、更加簡(jiǎn)捷、更加靈活發(fā)展，這些更人性化的設(shè)計(jì)在方便醫(yī)生的同時(shí)更造福了廣大的關(guān)節(jié)傷病患者！