L'industria dei dispositivi medici endoscopici è un'industria high-tech multidisciplinare ad alta conoscenza. I prodotti coinvolgono molti settori come medicina, ingegneria biologica, ottica, fabbricazione di precisione, elaborazione di immagini, materiali medici e informazioni elettromeccaniche, pertanto i prodotti presentano solitamente barriere tecniche elevate. Inoltre, diverse malattie e metodi di diagnosi / trattamento richiedono serie e specifiche dei prodotti diverse. Pertanto, richiede capacità tecniche proprietarie e capacità di ricerca e sviluppo per soddisfare i requisiti di diagnosi e trattamento delle istituzioni cliniche.
Tecnologia ottica
Le lenti ottiche sono i componenti principali degli endoscopi. Gli obiettivi ottici di fascia alta possono offrire un campo visivo più ampio e profondo e ridurre la distorsione e la distorsione dell'immagine. Inoltre, la tecnologia dello zoom ottico può migliorare ulteriormente il livello di osservazione e diagnosi delle lesioni fini. Diversi tipi di endoscopi hanno requisiti diversi per le lenti ottiche. L'angolo del campo visivo degli endoscopi domestici può generalmente raggiungere 140 °, mentre l'angolo del campo visivo del colonscopio Olympus EVIS 290 può raggiungere 170 °; il design ottico del laparoscopio di Karl Storz ha una distorsione pressoché nulla, che beneficia dell'accumulo di elaborazione ottica e tecnologia di progettazione in Giappone e Germania. Al momento, la Cina ha già posseduto le capacità di design high-end e micro-ottico. Lo sviluppo della lavorazione ottica a freddo, dello stampaggio a iniezione e della tecnologia di stampa 3 D ha inoltre fornito una base di sviluppo per la lavorazione di obiettivi per endoscopi ottici domestici.
Inoltre, la sorgente luminosa utilizzata negli endoscopi è passata da lampade alogene a lampade allo xeno. Le lampade allo xeno possono fornire un'illuminazione ad alta luminosità e spettro completo e sono state ampiamente accettate nelle cliniche. L'illuminazione a LED ad alta luminosità sta attualmente sostituendo ulteriormente le lampade allo xeno e le lampade alogene grazie ai suoi vantaggi come l'elevata luminosità e la bassa efficienza energetica. Con lo sviluppo della tecnologia, l'illuminazione laser è diventata una nuova tendenza di sviluppo e il sistema di illuminazione laser introdotto da Fujifilm ha una durata superiore rispetto all'illuminazione a LED.
La tecnologia di imaging endoscopico progetta anche una varietà di tecnologie di imaging ottico, come la tecnologia di autofluorescenza, la tecnologia di imaging spettrale a banda stretta e la tecnologia di imaging a fluorescenza, che sono state ampiamente utilizzate nella diagnosi clinica e nella guida chirurgica. Prendendo ad esempio la tecnologia di imaging spettrale a banda stretta, attraverso la speciale illuminazione a luce blu a lunghezza d'onda, può migliorare l'imaging microvascolare dello strato mucoso, migliorare la capacità di distinguere la morfologia della lesione in condizioni di non colorazione e aiutare a diagnosticare precocemente cancro del tratto digestivo.
La tecnologia di imaging endoscopico progetta anche una varietà di tecnologie di imaging ottico, come la tecnologia di autofluorescenza, la tecnologia di imaging spettrale a banda stretta e la tecnologia di imaging a fluorescenza, che sono state ampiamente utilizzate nella diagnosi clinica e nella guida chirurgica. Prendendo ad esempio la tecnologia di imaging spettrale a banda stretta, attraverso la speciale illuminazione a luce blu a lunghezza d'onda, può migliorare l'imaging microvascolare dello strato mucoso, migliorare la capacità di distinguere la morfologia della lesione in condizioni di non colorazione e aiutare a diagnosticare precocemente cancro del tratto digestivo.
Elettronica hardware ed elaborazione delle immagini
Il chip del sensore di immagine è un altro componente fondamentale del sistema endoscopico. L'endoscopio ha requisiti elevati sul sensore di immagine in termini di prestazioni fotosensibili, sensibilità, consumo energetico, volume, ecc. Gli endoscopi domestici sono sempre stati limitati alla tecnologia dei chip del sensore di immagine di fascia alta e in termini di qualità dell'immagine sono stati molto indietro rispetto agli stranieri marchi per un lungo periodo di tempo. Un motivo importante è che non è possibile ottenere sensori di immagine CCD ad alte prestazioni. Attualmente Olympus EVIS 290 è il prodotto di fascia alta sul mercato; i suoi 2 megapixel presentano evidenti vantaggi nella risoluzione delle immagini e nella gamma dinamica. Grazie allo sviluppo congiunto di un sensore di immagine ad alte prestazioni con Sony, Olympus ha anche introdotto il sistema laparoscopico ad alta definizione 4 K. Allo stato attuale, con il rapido sviluppo della tecnologia di rilevamento delle immagini CMOS, il divario tra la qualità dell'immagine ottenuta e il sensore di immagine CCD si è gradualmente ridotto e presenta i vantaggi di una facile produzione e elaborazione, basso consumo energetico, ecc. Questa restrizione è gradualmente rotto e accelererà anche il rapido sviluppo domestico dell'industria degli endoscopi.
In termini di elaborazione delle immagini, algoritmi avanzati possono migliorare la qualità delle immagini degli endoscopi, enfatizzare le caratteristiche delle lesioni e migliorare ulteriormente la tecnologia di diagnosi e la qualità delle lesioni endoscopiche. Al momento, l'elaborazione delle immagini domestiche e l'intelligenza artificiale sono in pieno svolgimento, il che rappresenta un'opportunità per l'industria endoscopica domestica.
Materiali e processi
L'endoscopio è uno strumento molto preciso. Il corpo dell'obiettivo contiene spesso centinaia di parti precise e minuscole, che coinvolgono parti ottiche e meccaniche e la tecnologia di elaborazione è estremamente difficile. Finora, il divario tra i processi di lavorazione domestici e quelli stranieri si sta gradualmente riducendo, e le parti di precisione di alta qualità possono già essere prodotte a livello nazionale. La rotazione del gastroscopio spesso deve soddisfare la piegatura superiore 210 °, inferiore 90 °, sinistra e destra 100 ° e l'enteroscopia deve raggiungere su e giù 180 ° , a destra e a sinistra 100 ° flessione. Le prestazioni degli strumenti nazionali e importati sono sostanzialmente le stesse. I fattori che determinano le prestazioni dei prodotti endoscopici comprendono anche il processo di assemblaggio e le caratteristiche del materiale. La durata degli endoscopi domestici è inferiore rispetto agli endoscopi importati; ciò richiede un ulteriore miglioramento dei materiali e l'ottimizzazione del design per ridurre il divario.