支气管镜 （用于做肺叶病变观察的成像器械）

简介

1898年，德国医师Gusta V Killian用食管镜成功将右主支气管内的异物取出，从此开始了支气管镜检查的新时代，被人称为支气管镜之父。1904年美国医师Chevalier Jackson改良并设计支气管镜，奠定了以后各型硬质支气管镜的基础。随着光学和电子技术的发展，1964年日本Olympus公司在改进的胃十二指肠纤维镜基础上增添了照相机，池田（Lkeda）设计并制成标准光导纤维支气管镜，纤维支气管镜被广泛应用于呼吸系统疾病的诊断和治疗，起到了划时代的作用。而后一种新的可曲式支气管镜一一电子支气管镜应运而生，并随着技术的不断改进，使其功能更加完善。

分类

支气管镜是检查气管、支气管和肺部疾病的专用工具。支气管镜可分为硬质支气管镜、纤维支气管镜、电子支气管镜。

硬质支气管镜

最初使用的硬质支气管镜是一不同长短、管径的带有照明光源的硬质金属管，可应用于儿童和成年人。随着光学和电子技术的发展，硬质支气管镜进行很多改进，影像可以转换成电子信号在屏幕上显示，图像更加清晰，可进行放大，并可录制进行保存。

应用硬质支气管镜时需全身麻醉，且无法调整镜头方向，支气管的可视范围有限需要一定操作经验，临床应用范围受到限制。但是，由于硬质支气管镜具有质硬、工作孔内径大的优点，便于观察耙目标和取出较大异物；也能保持气道通畅，有侧孔与呼吸机相连进行机械通气；还能允许纤维支气管镜或其他手术器械经其腔道进入气道，故硬质支气管镜仍是临床上特别是气道腔内介入治疗的重要工具。

纤维支气管镜

纤维支气管镜是（fiberoptic bron-choscope，FOB）是按光学原理将玻璃纤维有规则地排列成束制成的支气管镜，简称纤支镜，是当前解决困难气管插管和判断导管位置最有效的工具。手柄处有目镜可直视，镜身柔软，尖端角度可调，能直接引导插管，临床应用损伤小、成功率高，且方便教学，使极度困难的气管插管成为可能。

虽然纤支镜的分辨率低于硬质支气管镜，但由于成本相对较低，具有可弯曲性，便于学习、操作、患者耐受性佳，以及允许在局部麻醉下使用等优点，在临床上应用广泛。生产的纤支镜有多种型号，可适应新生儿到成年人的检查要求。但与硬质支气管镜比较，纤支镜的工作孔内径较小，吸引分泌物或使用活检钳等附件受到一定限制也无法用其摘除一些较大的异物或做某些介入性治疗操作，主要用于观察气道管腔及吸痰、辅助气管插管等。

电子支气管镜

安装于内镜头端的微型电荷耦合器（CCD）可以将收集的光信号直接转换成电信号经导线传至外部主机，信号经处理后转换成图像显示在电子屏幕上，称为电子支气管镜或电视支气管镜。由于技术的不断改进，电子支气管镜所采用的微型CCD，转换出的视频图像已具备较高的图像分辨率、饱满的色彩及足够的亮度，可以准确地展现细微的黏膜颜色变化，有助于发现微小的病变以辅助诊断。其辅助操作系统还具有控制释放、静止、光圈、缩放与录像等功能。与硬质支气管镜相比，电子支气管镜更脆弱，操作不当时更易受损。

结构原理

结构

硬质支气管镜

硬质支气管镜主要由四部分构成，分别是主机系统、观察系统（直视式内镜）、镜管及器械。

主机系统

主机系统包括摄像系统及光源。摄像系统为单晶片电荷-耦合器件（CCD）数字化摄像系统，带有自动曝光控制功能，使亮度自动适应腔体大小，不会导致亮度过高或过暗，同时带有白平衡自动记忆功能。光源为第三代高亮度氙灯光源，低瓦数、高亮度、色温高达6000K，灯泡寿命超过500小时并有使用寿命预警装置。

观察系统（直视式内镜）

观察系统（直视式内镜），0°和30°角的HOPKINS Ⅱ内镜透光性更好，成像无变化，视野范围大、达110°超广角；该镜体可经高温高压消毒灭菌使用。0°角硬质内镜是最常用的，尤其在插入时，另外30°角硬质内镜经常用于观察侧前方的病变。对于更远端以及弯曲度大的上叶支气管等病变则需要应用软性支气管镜插入硬镜来观察，但无法同时插入硬质手术器械。

镜管

镜管实际上是一种具有不同长度及直径的不锈钢管，自古斯塔夫·凯伦时代以来没有显著的改变。成人镜管一般长约40cm、直径9.0~13.5mm，管壁厚度约2~3mm。通常直径10~12mm的镜管适合大多数的成人气道。

镜管近端由中央孔道和四个侧孔构成，中央最粗的孔道是工作孔道，用于硬质内镜导引气管内视频图像及活检钳等手术器械的进出，可用于异物和肿瘤手术，接口可密闭，防止漏气或痰液、出血、异物等喷出；侧面最粗的孔道用于连接喷射通气，这个孔道也是标准接口，可直接连接呼吸机或麻醉机，而不需要转换接头；其对侧稍细一点的孔道用于连接光源及视频，除了通过从工作孔道插入硬质内镜来提供光源和引出视频图像外，从这个侧孔也可提供光源和引出图像，但由于其与气管的距离较远因此图像很小，不如硬质内镜引出的图像大而清晰；与通气侧孔交叉的斜向孔道一般用于插入吸引管进行吸引；与工作孔道及侧孔垂直的一个类似注射器针头末端的侧孔是用于监测呼气末二氧化碳浓度的，其通过镜管外的一根细管一直通向镜管的远端并进入镜管腔内，此孔也是标准接口，可直接与呼气末二氧化碳浓度监测仪相接。

镜管分为两种：分别用于气管和支气管，用于气管者较短、粗，远端无侧孔，用于支气管者远端的管壁上开有一些裂孔以便通气更好的弥散到对侧肺。

器械

硬质支气管镜的附属器械主要包括各种各样的活检钳及其他附属器械，如硬质吸引管、抽吸针、球囊扩张器以及各种支架推送器等。最常用的是光学钳，有各种形状、粗细达30多种，其特点是钳体中空，可以插入硬质内镜在直视下进行稳定、安全的镜下活检，组织取出等，使用安全简单，反复使用，力度更大，一次取出组织较多。其他各种抓钳、异物钳及剪刀等多达40 多种，可用于各种病变及异物等的治疗。

纤维支气管镜

纤维支气管镜，其设备通常包括：前端部、弯曲部、插入部、目镜部及导光软管和导光连接部组成。

纤维支气管镜是利用由几万根透光度很高的玻璃或丙烯树脂拉成很细的纤维所组成的导光束，来诊断支气管疾病。它的管腔很小，柔软可弯曲，导光能力强，亮度大，视野清晰，可以轻巧地由口腔或鼻腔进入气管直至各支气管段口，医生可在直视下观察气管、左右各叶支气管开口及黏膜情况，还可用很小的毛刷在可疑的黏膜处轻轻压刷几次，刷检物可以作涂片染色及培养检查；或注入少量生理盐水冲洗并抽取作涂片及培养检查。如有肉芽肿样病变需与肺癌相鉴别时可做活检病理检查。

电子支气管镜

电子支气管镜包括：结构与纤支镜相似的支气管镜、视频处理系统、监视器及电子计算机存储装置。

操作部，有角度控制钮、吸引控制阀、活检工作孔道入口及内镜控制开关。CCD内置于操作部，无纤维支气管镜的目镜部，使操作更加简便、轻松。操作部的重量仅为纤维支气管镜加上OVC-200总重量的一半。内镜轻巧易于操作，以最大程度的减轻操作者的疲劳。

插入部为镜身部分，内有电缆线、CCD、吸引和活检管等组成，全长约50cm左右。提高内镜插入性的关键是缩小内镜前部的外径以及缩短硬部的长度，因此采用何种CCD的尺寸和形状对其影响很大。不同型号的内镜其外径和内径均不同。CCD安装在与摄像镜头光轴垂直的平面上，直接从镜头接收内镜的图像信号，前提之一是选用超小型的CCD，把图像的光信号变成电信号在显示器上显示。此外，几乎所有的电子内镜都采用最短的硬部。

原理

硬质支气管镜

由于支气管镜介入技术的发展，特别是电视辅助硬质支气管镜的广泛应用，硬质支气管镜插入孔不但有侧孔与呼吸机相连，还有粗大的介入通道允许软性支气管镜及其他器械进入气道内，大大拓宽了其应用范围，可在直视下进行支架释放、激光消融、氩等离子体凝固术（argon plasmacoagulation，APC）和冷冻等操作。

纤维支气管镜

纤维支气管镜的手柄在设计上便于单手把持，拇指控制角度，示指控制吸引，操作者可用另一只手控制镜身，手柄上装有可视目镜或集成摄像机，便于直视下操作。插入部是套有气管导管插入患者体内的部分，内有光导束、图像传导束、吸引通道和弯曲牵引钢丝，由不锈钢网包绕，外裹防水外膜，过度弯曲会损坏光导纤维束。

纤维支气镜通过光导束和检视束的玻璃纤维束相结合来传导图像。光导束将外部光源传导至被检物体，起照明作用；而检视束含有几千根直径约10m的玻璃纤维被检视物体的反射光沿纤维长轴内部反复折射进行传导，最后通过调节整合，将采集的图像在目镜中准确地反应出来。

电子支气管镜

电子内镜装置的原理是在电子内镜装置前端装载了被称为“电子眼”的电荷-合器装置（CCD，charge-coupled device）它可将光镜摄取的影像进行转换，也就是说将内镜的图像信号转换为数字电子信号并传输到用于观察的显示屏幕上。同时应用计算机模拟人的视觉处理分析过程对图像信息进行处理，包括对图像进行分析识别和理解，从图像信息中得到非图像信息，以及对图像信息进行分析（如增强、变换、复原），得到新的增强图像。至今流行的内镜制作画面摄像方式分为：图像依次合成方式（或称图像顺序方式）和直接观察方式（又称同时进行方式）两种。图像依次合成方式以其画质清晰、粗细摄像镜头兼备的特点，在以日本为主的国家较为普及；而直接观察方式内镜的使用主要集中在欧美国家。

医疗用途

适应证

诊断方面

• 疑有气管支气管肿瘤者，如肺门肿大、肺部原因不明的肿块。

• 有支气管阻塞表现，如局限性哮鸣音、局限性肺气肿、支气管阻断影像、阻塞性肺炎或任何肺不张等。

• 原因不明的咯血或慢性刺激性咳嗽。

• 痰中发现癌细胞或找到结核分枝杆菌，而胸片未找到病变者。

• 原因不明的喉返神经或隔神经麻痹。

• 肺部肿瘤术前TNM分期和确定手术切除范围。

• 肺部弥散性病变需行肺活检、刷检或灌洗进行细胞学或细菌学检查，以明确诊断者。

• 胸片有原因不明的浸润性病变。

• 收集下呼吸道分泌物进行细菌学检查。

• 疑有支气管异物、结石者。

• 气管插管或切开后长期留置套管的患者，了解其气管有无损伤及坏死。

治疗方面

• 取出支气管异物。

• 气道内病变的毁损治疗（冷冻、微波、电切、氯气刀、激光及光动力治疗）。

• 支气管肺癌局部抗肿瘤药物注射，放射性粒子置入。

• 气道狭窄的局部治疗（高压球囊导管扩张术、支架植入术）气管食管痿也可以置入覆膜支架。

• 气道内异常分泌物的引流和清除。

• 经支气管镜喷洒或注射药物，如抗结核药物、止血药物。

• 经支气管镜肺减容术、支气管胸膜痿封堵术。

• 经支气管镜热成形术治疗哮喘。

• 经支气管引导下气管插管。

临床应用

支气管镜在诊断方面的临床应用主要包括肺癌、肺结核、下呼吸道感染、咯血、胸膜疾病及肺部弥漫性间质性疾病等疾病的诊断，还应用于经支气管镜选择性支气管造影、治疗后观察等。在治疗方面的应用主要包括为危重患者建立人工气道、摘取异物、肺泡灌洗或冲洗治疗、治疗气管-支气管肿瘤及其他肉芽肿性病变、治疗气道狭窄、减容术以及腔内近距离放射治疗等。

安全风险

禁忌证

• 肺功能严重减退者或呼吸衰竭者。

• 心脏功能严重减退，有心力衰竭者严重心律失常有心房、心室颤动及扑动，III度及以上房室传导阻滞者。

• 高热患者：持续高热而又需要行支气管镜术者，可用退热药物控制体温在38.5C以下再行手术，以防高热惊厥。

• 活动性大咯血者：严重的出血性疾病，如凝血功能严重障碍；严重的肺动脉高压，活检时可能发生严重的出血。

• 严重营养不良，一般情况太衰弱。

并发症

支气管镜的使用可能发生的并发症有：有麻醉药物过敏、发热、喉部痉挛、声音嘶哑、出血、支气管痉挛、低氧血症、气胸等。

• 麻醉药物过敏。一般用1%地卡因或2%利多卡因，毒性很小，也有个别报道死亡者。过敏者往往初次喷雾后即有胸闷、脉速而弱、面色苍白、血压降低甚至呼吸困难。

• 出血为最常见并发症，可表现为鼻出血或痰中带血，一般量少，都能自动止血。出血量大于50ml的出血须高度重视，要积极采取措施。

• 发热。感染性肺疾患患者及BAL后的患者发生率高。除了与组织损伤等因素有关外，尚可能有感染因素参与。治疗除适当使用解热镇痛药外，应酌情应用抗生素。

• 喉头水肿。经过声门强行进入，支气管镜过粗，或技术不熟练反复粗暴抽插支气管镜均可造成喉头水肿、喉痉挛。应立即吸氧，给予抗组胺药，或静脉给予糖皮质激素。严重者出现喉痉挛，应立即用复苏器经口鼻加压给氧，进行急救。

• 支气管痉挛。可由麻醉药物、BAL、操作不当和患者过敏体质等多种因素引发。术前应用阿托品可有效预防。

• 发绀或缺氧。支气管镜检能降低动脉血分压10~20mmHg，对静息动血分压小于60~70mmHg者进行支气管镜检查，可能有一定危险，术后应继续给予吸氧并进行监护。

• 室息。Ⅱ型结核肿大淋巴结破溃，大量干酪物质注入气管内引起窒息。在做一侧全肺不张检查时，另一侧并发狭窄或检查后出血或气管痉挛引起窒息。

• 气胸、纵隔气肿多发生于支气管、肺活检后或肺内病变严重的患者。对于高压性或交通性气胸，应及时行胸腔闭式引流术。

注意事项

• 术中：使用毛刷及活检操作时，对于一些血供丰富的病变，即使凝血功能正常者，也应预防出血及气胸的发生。

• 局麻患者术后2小时、局麻+镇静麻醉患者术后4小时内勿进食水，因麻醉后功能尚未恢复，以免呛咳引发吸入性感染。

• 检查后应尽量避免用力咳嗽，以免引起刷检或活检部位的出血。

• 检查后患者应留诊观察15~30分钟。除常规一般生命体征外主要观察患者有无咯血声音嘶哑以及呼吸音情况。有出血者，尤其取活检的患者，观察时间不能少于30分钟，并做好相关健康教育，消除紧张情绪。多量出血者相应处理，待病情稳定后，护士应护送患者回病房或门诊留观室，并与临床医师交代病情。

• 使用局麻+镇静麻醉患者检查后，需要一定的时间恢复直到镇静作用消失。至少8小时之内不允许驾驶或参加危险的运动。

• 建议每个支气管镜检查的患者能有一名家属陪同，以便发现检查后的并发症等不适时及时通知医师。

• 遵守保护性诊疗措施。

管理类别

在国家药品监督管理局《医疗器械分类目录》中，支气管镜属于医用内窥镜，产品类别为“06 医用成像器械”，详情见下表：

表格参考资料来源：

发展历史

硬质支气管镜

1898年，被人称为支气管镜之父的德国医师Gusta V Killian首次使用Kirstein喉镜近距离观察远端气管和主支气管，并未发生出血及其他并发症。同年，Killian会诊了一位63岁的农民，由于误食猪骨后出现严重的咳嗽、呼吸困难、并有出血的症状。Killian用Kirstein喉镜检查后确定为约3.5cm长的硬物误入在右主支气管内，Killian用Mikulicz-Rosenheim食管镜成功将此异物取出，从此开始了支气管镜检查的新时代。

1904年美国医师Chevalier Jackson改良并设计了带吸引管及前端照明的支气管镜，并引进了异物钳等装置，使其应用得到了更大的发展，不仅可以取异物，还可用来诊断和治疗其他支气管和肺部疾病，并由此奠定了以后各型硬质支气管镜的基础。在那之后的近70年时间里硬质支气管镜成为诊治肺部疾病的标准操作。但由于硬质支气管镜操作难度较大，且诊治范围仅局限于气管和主支气管或位于中下叶及其各段和亚段支气管的范围内，而无法进一步到达远端下级支气管，且操作过程患者耐受性较差，缺乏合适的麻醉方法，检查时患者较为痛苦，常有患者难以配合而拒绝检查，因此其应用及发展受到一定局限性。

纤维支气管镜

纤维光导学兴起于19世纪70年代，直到20世纪60年代才正式应用于医学领域，历经近100年。

在1870年，英国科学家Tvmdall研制成玻璃纤维，能保持透光特性。1930年德国学者Lamm提出利用此种玻璃纤维制造可曲式胃镜，经过20多年的研究，到1950年荷兰的Heel和美国的Brien才相继将玻璃纤维制成束状，并使光线能通过每根纤维向前透射。美国学者Hirschwitz等于1957年首先介绍用作检查胃肠道的胃十二指肠纤维镜，5年后日本的町田（Machida）公司对此种纤维镜进行了改造，1964年日本Olympus公司又对之进一步改进，增添了照相机，池田（Lkeda）设计了进入肺叶各亚段的支气管内镜，制成标准光导纤维支气管镜，使它能直接进入所要检查的病灶部位，获取标本病理组织以做病理学检查。

1967年池田正式将其命名为可曲式纤维支气管镜（flexible bronchofibroscope）。1970年池田又在美国内镜学会上介绍了安装有摄像机的纤维支气管镜，进行气管及支气管镜的动态记录。后来又出现了由摄像机和微电脑控制的电子纤支镜，通过屏幕显示和对有意义的病变作摄影和录像，供进一步研究和资料保存。自1964年以后的30多年来，纤维支气管镜被广泛应用于呼吸系统疾病的诊断和治疗，起到了划时代的作用。

电子支气管镜

随着电子技术的发展，一种新的可曲式支气管镜一一电子支气管镜应运而生，并随着技术的不断改进，使其功能更加完善。1983年，美国的Welch Allyn公司率先将电荷-耦合器（charge-coupled device，CCD）安装在内镜前端，用类似一微型摄像机样装置来代替原来的内镜头，并用电缆代替纤维束传像，而非通过棱镜或导光纤维传导图像。这种CCD装置能将光能转变为电能，再经过视频处理，即对图像进行一系列加工处理并通过各种方式将图像储存和再生，并最终显示在电视屏幕上，因此具有影像清晰，色彩逼真，分辨率高，并兼具放大、拍照、录像、微机处理、资料储存等功能，以及易于操作、更为安全、便于消毒等优点。经过反复技术改进，1987年2月，日本Asahi PENTAX公司率先推出了世界上第一台可弯曲式电子支气管镜。此后，日本的Olympus、Machida公司及德国的Wolf公司也相继推出了自己的电子支气管镜产品。

发展方向

创新性的支气管镜技术可以更微创、更全面、更早期地诊断肺癌。通过内镜图像处理的优化，利用自发荧光（AFB）或者窄带成像（NBI）技术，可以了解黏膜癌变的自然演变过程。通过内镜工艺集成能力的提高，超细支气管镜（UB）的先端直径可以<2.8mm，可以更加深入到微小的支气管腔内了解病情。借助各类媒介支气管镜可以窥探到前所未有的解剖范围：通过超声探查，CP/RP-EBUS可以观察支气管周围的病变情况；通过OCT成像，可以进行支气管壁的光学病理诊断；通过CT数据重建以及电磁感应技术VB以及ENB可以引导鞘管建立起从支气管镜先端部至肺外周深部的工作通道。

以上各种先进的内镜技术不是彼此孤立的诊断工具，相反通过新技术的联合使用，不仅提高了肺癌的诊断效率，同时逐步形成了一个崭新的交叉性学科——介入肺脏病学interventional pulmonology，IP）。IP的出现让呼吸内镜医生不仅仅拘泥于肺部疾病的诊断，而是开展一些经自然腔道途径的内镜下治疗。例如，利用电磁导航支气管镜的精准定位技术，将特殊染色剂注入到亚厘米级的肺外周微小结节周围，方便胸外科医生进行极小范围的针对性亚肺段切除。在保证诊断及疗效的同时，尽最大可能保留健康的肺组织。另外，Minich等报道通过电磁导航支气管镜引导，在病灶周围植入金属定位环。以便为早期肺癌患者进行更为精确的立体定向放射治疗。介入肺脏病学作为一项秉承安全、及时、微创以及准确为目的的肺癌早期诊治手段，在肺部疾病领域迅猛发展。随着各种创新性治疗措施的配合，如SBRT、靶向治疗以及免疫治疗药物的问世，肺癌将不再是肿瘤相关死亡率最高的疾病。

注释

有的资料显示是1897年。