私は自分の仕事について他の人に話すときはいつも、「チューブを通してヒョウを一目見れば、その一部が明らかになる」と言います（パート1）

制作：中国科学普及協会

著者: 薛 ヤディ (中国科学院蘇州バイオメディカル工学技術研究所) 然 悦 (中国科学院蘇州バイオメディカル工学技術研究所)

プロデューサー: 中国科学博覧会

編集者注：科学技術の仕事の謎を解明するために、中国の最先端技術プロジェクトは「私と私の研究」と題する一連の記事を立ち上げ、科学者に独自の記事を書いて科学研究の経験を共有し、科学の世界を創造するよう呼びかけました。科学技術の最前線に立つ探検家たちと一緒に、情熱、挑戦、驚きに満ちた旅に出ましょう。

低侵襲手術の世界では、医療用内視鏡が間違いなく主役です。小型ボディで複雑な人体構造を簡単に通り抜けることができ、医師に前例のない視野を提供します。これにより、手術の精度が向上するだけでなく、患者の痛みも大幅に軽減されます。

内視鏡が発明される前、医師はどのようにして内臓を検査していたのか疑問に思ったことはありませんか?狭く光が少ない体内で、内視鏡はどのようにして医師がターゲットをはっきりと確認し、手術を正確に導くのに役立つのでしょうか?

この目的のために、私たちは医療用内視鏡に関するシリーズを特別に企画しました。このシリーズは 2 つの記事に分かれており、医療用内視鏡の過去と現在を理解し、その背後にある科学的原理と驚くべき成果を探ることができます。これはシリーズの最初の記事です。

観察、聴取、問診、触診から臨床医学まで

古代の医師は高度な診断機器を持っていませんでした。彼らは患者の症状をどのように診断したのでしょうか?

中医学に代表される伝統的な中国医学は、患者の外部症状を通じて人体の神秘を覗き見ようとするもので、主に「観察、聴診、問診、触診」の4大診断方法にまとめられます。観察とは、患者の体型、精神状態、顔色、舌、排泄物などを目で観察することです。聴診には、音や匂いを聞き、患者の呼吸、声、咳、腸音などの音を診断することが含まれます。質問とは、患者自身の不快感の説明を聞くことです。触診とは、指を使って脈の変化を感じ取り、内臓の機能を確認することです。

腫瘍は現代医学の難題の一つであり、秦以前の時代の『周礼』には「潰瘍医」という職業が記録されている。いわゆる「潰瘍医」とは、腫瘍を含むさまざまな病気の治療を専門とした古代の医師を指します。

時が経ち、医療技術が発展するにつれ、人々は患者の体内で何が起こっているかを観察するためのより直感的で正確な方法を探し始めています。こうして内視鏡が誕生したのです。それは人体の内部への扉を開く魔法の鍵のようなもので、医師は皮膚の下に隠された秘密を自分の目で見ることができます。

さまざまな特徴を持つ多種多様な内視鏡

内視鏡は人体の奥深くまで入り込み、医師が体内で何が起こっているかを観察するのに役立つ器具です。もともとは、手術に頼って患者の体を開くことなく、医師が患者の内臓を直接観察できるようにするために発明されました。この技術は医療分野に革命をもたらし、特に内臓疾患の診断において内視鏡は医師に大きな助けとなりました。

日常生活の中で、内視鏡検査という言葉を聞いたことがある人も多いのではないでしょうか。最も一般的な応用シナリオには、胃腸内視鏡検査が含まれます。

例えば、長期にわたる胃の痛み、胃酸の逆流、消化不良などのため、多くの人が病院で検査を受けに行きます。医師は通常、内視鏡検査の一種である胃カメラ検査を推奨します。この小型で柔軟な光ファイバー装置を使用すると、医師は口から胃に内視鏡を挿入して胃粘膜の状態を観察し、潰瘍や炎症などの問題があるかどうかを検出できます。

同様に、大腸内視鏡検査は肛門から挿入して大腸の健康状態を観察し、大腸がんやポリープなどの問題がないか調べるために行われます。また、耳、鼻、喉などの他の部位の検査機器もございます。例えば、鼻炎の患者は、鼻腔内の炎症を観察するために鼻内視鏡検査を受ける必要があることがよくあります。

全体的に、内視鏡検査により、医師は多くの病状を迅速かつ非侵襲的または低侵襲的に検査することができ、従来の外科手術のリスクを大幅に軽減できます。

胃カメラから関節鏡まで、それぞれの内視鏡には独自の経路と特徴があり、現代医学における診断と治療の重要な手段を構成しています。内視鏡が人体に入る方法は数多くあります。例えば、胃カメラは口から食道に挿入され、直接胃に到達します。大腸内視鏡は肛門から大腸に入ります。膀胱鏡は尿道を通って膀胱に到達します。子宮鏡は膣を通して子宮腔に入ります。腹腔鏡や胸腔鏡などは、腹部または胸壁の小さな切開部から対応する体腔内に進入する必要があります。

これらのチャネルの選択は、内視鏡の目的と検査および治療のニーズに応じて異なります。

腹腔鏡下臨床手術

（写真提供：Veer Gallery）

さまざまな「チャネル」にはそれぞれ独自の特徴があります。口、肛門、尿道などの自然の開口部を利用するため、身体への侵襲性が低く、回復期間も比較的短くなります。ただし、これらのチャネルは通常狭いため、内視鏡のサイズと形状に対する要求が高くなります。腹部または胸壁の小さな切開は、やや侵襲性は高くなりますが、手術のためのスペースが広くなり、より複雑な手術に適しています。

内視鏡の設計は、これらの特性と組み合わせて調整する必要があります。自然な開口部から挿入する内視鏡は、通常、狭い通路でも柔軟に操作できるように、サイズが小さく、形状も細くなっています。同時に、患者の不快感を軽減するために、これらの内視鏡の表面は通常、より滑らかになるように特別な処理が施されています。小さな切開部から挿入する必要がある内視鏡の場合、より広い視野と操作スペースを確保するために、内視鏡のサイズを若干大きくすることができます。さらに、これらの内視鏡には、医師が体内で何が起こっているかをはっきりと確認できるように、優れた照明と画像システムが必要です。

シンプルな照明管から細胞レベルの顕微鏡観察まで

**内視鏡の歴史は19世紀にまで遡ります。最も初期の内視鏡は、実際には体内を覗くための光源を備えた細い金属管に過ぎませんでした。 **この初期の内視鏡には、光量が不十分、画像がぼやけている、患者の体験が悪いなど、多くの問題がありました。医師にとっても使い勝手が悪いです。多くの場合、ぼやけた画像しか見えず、より複雑な臓器まで到達することができません。これらは、真の医療機器というよりは、「スパイツール」に近いものです。

喉頭鏡検査

（写真提供：Veer Gallery）

内視鏡は長い時間をかけて何度も改良されてきました。 20 世紀半ばに光ファイバー技術が導入されたことで、革命的な変化がもたらされました。この新しいタイプの内視鏡は光ファイバーを使用して画像を送信し、医師が体内のより鮮明で明るい画像を見ることを可能にします。しかし、光ファイバー内視鏡には、光ファイバーの数や配置によって画質が制限されたり、複雑な外科手術が行えなかったりするなどの限界がまだあります。

20 世紀後半、電子内視鏡の登場により、この状況は一変しました。この内視鏡は、高度な CCD または CMOS センサーを使用して高解像度の画像をキャプチャし、デジタル信号を介して表示画面に送信します。医師は体内で何が起こっているかをはっきりと見ることができるだけでなく、精密な外科手術を行うこともできます。

軟性内視鏡による消化管検査

（写真提供：Veer Gallery）

内視鏡技術は科学と医学の共同の冒険のようなものです。最初のシンプルなのぞき見装置から今日の低侵襲機器まで、内視鏡技術は急速な「進化の旅」を経てきました。

今日の内視鏡は、もはや初期の「スパイツール」ではなく、さまざまな方法で人体の奥深くまで入り込み、肉眼では検出が難しい病変を明らかにすることができる洗練された「偵察機」へと進化しました。高解像度の画像から組織や細胞レベルでの顕微鏡観察まで、内視鏡技術は医療診断と治療を新たな時代へと導きました。

次の記事では、内視鏡の背後にあるさまざまな高度な画像技術について学びましょう。