Un breve análisis de los endoscopios médicos y su mercado

Los endoscopios flexibles son dispositivos médicos de precisión que integran tecnologías ópticas, mecánicas y electrónicas. Se utilizan ampliamente para la exploración y el tratamiento de cavidades corporales naturales, como el tracto digestivo y el respiratorio. A continuación, se presenta un análisis detallado de los componentes estructurales internos y sus funciones, incluyendo: tubo de inserción, extremo distal, sección de flexión, sección operativa externa, sección operativa interna (frontal), sección operativa interna (posterior), guía de luz, cabezal de la guía de luz, funciones auxiliares y endoscopios ópticos vs. electrónicos (un total de diez secciones).

1. Tubo de inserción

El tubo de inserción contiene cuatro alambres de acero en cuatro direcciones, cada uno protegido por un tubo espiral. En su interior, también se encuentran las líneas CCD, los tubos de agua y aire, los tubos de pinzas y un haz de luz.

Estructura del tubo de inserción: Compuesto por una estructura compuesta multicapa, de exterior a interior, incluye:
Capa exterior: Material de poliuretano (PU) o silicona de grado médico con una superficie lisa y resistente a la corrosión que reduce la fricción durante la inserción y previene la penetración de fluidos corporales. Trenza: Tejida con alambres metálicos (como acero inoxidable), proporciona resistencia radial y resistencia a las torceduras, asegurando que el sitio de inserción pueda doblarse con flexibilidad sin colapsar.
Revestimiento interior: Hecho de politetrafluoroetileno (PTFE) o polietileno (PE), forma un canal liso para proteger las fibras ópticas internas, las guías y los canales de los instrumentos.
Función del tubo de inserción: Sirve como el "canal" principal del endoscopio, por donde pasa el extremo distal para la penetración en el cuerpo humano. Su flexibilidad y diámetro (p. ej., aproximadamente 9-13 mm para un gastroscopio y 11-13 mm para un colonoscopio) determinan la comodidad y la accesibilidad del examen.

II. Extremo distal

Extremo frontal visible: El ojo óptico, el CCD, la boquilla y la abertura de las pinzas.
Sistema de imágenes: Los endoscopios ópticos tradicionales transmiten luz a través de fibras ópticas, transmitiendo una imagen del área observada al ojo humano o a un dispositivo de imágenes.
Los endoscopios electrónicos utilizan un sensor de imagen CCD o CMOS multipropósito. La lente en la parte frontal del extremo proyecta una imagen del objeto sobre el sensor, que convierte la señal óptica en una señal eléctrica o digital. Esta señal es procesada por un procesador de imágenes y transmitida a un monitor. Guía de luz: La guía de luz transmite luz desde una fuente de luz fría al segmento de línea para su iluminación. Algunos modelos de alta gama integran una luz LED en la punta para reducir la pérdida de fibra.
Boquilla: La abertura de la boquilla está orientada hacia el CCD y el otro extremo está conectado a una fuente externa de agua y aire para el suministro de agua y aire. Controlada mediante botones en el panel de control, esta función permite limpiar el campo de visión (para eliminar moco o sangre) o inflar y dilatar cavidades (por ejemplo, durante exámenes gastrointestinales). También permite eliminar el líquido de la superficie del CCD que obstruye el campo de visión. Tubo de pinzas: El canal de trabajo se utiliza para insertar instrumentos como pinzas de biopsia, asas y fibras láser para la toma de muestras o el tratamiento de tejidos.
Puerto de succión: Algunos endoscopios flexibles tienen un puerto de succión en la punta, conectado a una bomba de succión, para eliminar secreciones, sangre o líquido residual, manteniendo un campo de visión despejado.

III. Sección curva

La sección curva consta de una serpiente, malla de acero, caucho y alambre de acero.
Estructura: La capa más interna, conocida en la industria como "serpiente", está compuesta por múltiples juntas metálicas articuladas. La capa exterior es de malla de acero, y la capa más externa, una goma elástica visible, garantiza un sellado hermético y flexibilidad. Internamente, las perillas de control de la unidad operativa están conectadas mediante cables de tracción (generalmente de 2 a 4).
Función: Al pasar los cables a través de las perillas, se permite el doblado activo de la sección de doblado (p. ej., doblado vertical de 180° a 210°, doblado horizontal de 100° a 160°), adaptándose a la curvatura fisiológica de la cavidad oral (p. ej., peristalsis esofágica y pliegues intestinales). Esto permite un control preciso de la dirección de la punta, evitando puntos ciegos y mejorando la eficiencia del examen.

IV. Exterior de la unidad operativa
Las partes visibles de la unidad operativa incluyen la perilla, el receptáculo para botones, el puerto de acceso al instrumento y los botones. Los accesorios incluyen un botón de vapor de agua y un botón de succión.
Perilla de control de ángulo: La perilla grande controla el doblado vertical, mientras que la pequeña controla el doblado horizontal. Estas controlan los cables de doblado mediante un sistema de accionamiento por engranaje o cable.
Botón de agua/aire: Al bloquear el botón sin presionarlo, se permite el suministro de aire; al presionarlo continuamente, se permite el suministro de agua. Botón de succión: Se conecta a la válvula de succión. Al presionarlo, se abre el canal de succión para eliminar el líquido o los restos de tejido de la cavidad. Puerto de acceso al instrumento: Interfaz sellada extraíble para insertar instrumentos como pinzas de biopsia. Incorpora un sello de goma para evitar fugas de aire y líquido.
Botones: Los botones activan funciones como el balance de blancos, la congelación y la grabación de fotos y videos.

5. Unidad de control interna (parte frontal)
La parte frontal del mango de operación alberga principalmente los componentes de control del ángulo. Estos incluyen la rueda dentada, la cadena, el limitador de ángulo, el conector de cadena-alambre, el alambre y el tubo espiral. El engranaje se conecta a la perilla externa. Al girar la perilla, se acciona el engranaje interno, que a su vez impulsa la cadena. El extremo de la cadena se conecta al alambre, tirando de él y doblando la punta. El limitador de ángulo evita que los ángulos excesivos dañen otros componentes.

6. Unidad de control interna (parte posterior)
La parte posterior del mango de operación alberga numerosos sistemas de tuberías. Los componentes clave incluyen el conector del botón de agua y gas, el conector de la tubería de agua y gas, y el tubo de succión. Esta área también alberga algunos de los cables del botón, lo que proporciona el acceso principal para su reparación.

7. Guía de Luz
De igual manera, el interior de la guía de luz es relativamente simple en comparación con el tubo de inserción y no se detallará. Un corte transversal de la guía de luz revela el tubo de succión, el cable del CCD, el cable de la llave, los tubos de agua y aire, y el haz de luz.

8. Cabezal de la Guía de Luz
Chip de Memoria: Se utiliza para almacenar información básica del endoscopio, como la hora.
Puerto para Botella de Agua: Se conecta a una botella de agua.
Puerto de Succión: Se conecta a una fuente externa de presión negativa.
Puerto para Tubo de Succión y Puerto para Tubo de Agua y Aire: Los canales de vapor de agua, que sirven como conexiones internas a la guía de luz, son invisibles a simple vista.
Soporte del CCD: Se conecta a la fuente de alimentación.
Entrada de Luz y Entrada de Aire: Se conectan al puerto de la fuente de luz fría en la misma orientación.

9. Funciones Auxiliares
Estructura del Canal del Instrumento: Un canal hueco que recorre la sección de inserción, con un interior liso para reducir la fricción.
Función:
Diagnóstico: Inserta pinzas de biopsia (de aproximadamente 1 a 2 mm de diámetro) para extraer tejido o un cepillo de citología para recolectar células exfoliadas. Tratamiento: Inserción de clips hemostáticos, asas eléctricas, empujadores de stents, etc. para lograr hemostasia, polipectomía y dilatación de estenosis.

Cuanto mayor sea el diámetro (p. ej., los endoscopios terapéuticos pueden alcanzar hasta 4,2 mm), más complejos serán los instrumentos que se utilizan.

Sistema de Suministro de Aire/Agua

Fuente de Aire y Agua: Cilindros externos de aire comprimido médico o dióxido de carbono (para reducir la distensión abdominal y las molestias); la fuente de agua es agua estéril. El flujo de aire/agua se activa mediante un botón en el panel de control y se libera a través de la boquilla en el extremo distal. La presión se puede ajustar desde la unidad principal.

Sistema de succión: Fuente de presión negativa: Una bomba de succión eléctrica o un sistema de vacío central, generalmente con una presión negativa de -200 a -400 mmHg. Se utiliza para eliminar sangrado, mucosidad, cuerpos extraños o para aspirar tejido durante el tratamiento.

10. Endoscopio óptico vs. Endoscopio electrónico

Endoscopio óptico (tradicional)

Haz de fibras guía de imagen: Consiste en decenas de miles de fibras ópticas de tamaño micrométrico (vidrio de cuarzo o plástico), cada fibra alineada en extremos opuestos, que transmiten imágenes por reflexión interna total. Desventajas: La rotura de las fibras puede producir fácilmente "puntos negros" y la resolución es limitada (aproximadamente 3000-5000 píxeles). Se utiliza una fuente de luz independiente del haz guía de imagen para transmitir la luz y evitar la transferencia de calor a la punta (tecnología de fuente de luz fría).

Centralizado en la punta de un endoscopio electrónico moderno, el sensor de imagen (CCD/CMOS) puede alcanzar millones de píxeles (p. ej., 1920×1080 píxeles para endoscopios de alta definición), ofreciendo una resolución muy superior a la de la fibra óptica. Convierte directamente las señales ópticas en señales eléctricas, que se transmiten por cable a un ordenador central para su procesamiento digital. Admite la mejora de la imagen (como la imagen de banda estrecha NBI) y la magnificación electrónica.

Como se desprende del análisis anterior, cada componente de un endoscopio flexible está diseñado según los principios de "imagen precisa, control flexible y funcionalidad integrada". Su complejidad y precisión determinan directamente la eficacia del diagnóstico y el tratamiento clínico. En la práctica, los médicos deben dominar el funcionamiento de cada componente, teniendo en cuenta la anatomía del paciente y las características de la lesión, para obtener resultados óptimos en el examen.