Colonoscopy: History, development and prospects

Olga  Yu.  Trushina; Трушина Ольга Юрьевна; Maria A. Isaikina; Исайкина Мария Алексеевна; Ksenia  A. Vekhova; Вехова Ксения Андреевна; Polina I. Lazareva; Лазарева Полина Игоревна; Renat A. Takhirov; Тахиров Ренат Аснаилович; Viсtor V. Fomin; Фомин Виктор Викторович

doi:10.26442/00403660.2025.04.203156

Colonoscopy: History, development and prospects

Authors: Trushina O.Y.¹, Isaikina M.A.¹, Vekhova K.A.¹, Lazareva P.I.¹, Takhirov R.A.¹, Fomin V.V.¹
Affiliations:
1. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)
Issue: Vol 97, No 4 (2025): Вопросы диагностики
Pages: 393-396
Section: History of medicine
Submitted: 19.10.2024
Accepted: 19.10.2024
Published: 08.05.2025
URL: https://ter-arkhiv.ru/0040-3660/article/view/637244
DOI: https://doi.org/10.26442/00403660.2025.04.203156
ID: 637244

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

The article highlights the stages of formation and development of colonoscopy from simple rectal examinations to modern video endoscopy. The development of imaging technologies has improved the early diagnosis and verification of colorectal cancer and inflammatory bowel disease, screening of colon tumors. Moreover, it was made possible to carry out minimally invasive interventions – taking a biopsy and performing a polypectomy. The prospects of the method and its place in clinical practice are discussed.

Keywords

medical history, colonoscopy, biopsy, screening, diagnosis

Full Text

Список сокращений

ИИ – искусственный интеллект

КРР – колоректальный рак

Введение

Колоноскопия представляет собой эндоскопический лечебно-диагностический метод исследования толстой кишки и дистальных отделов тонкой кишки, позволяющий оценить состояние слизистой оболочки, тонуса кишки, выявить патологические изменения со взятием биопсии.

Эндоскопическое исследование толстой и частично тонкой кишки совершило революцию в диагностике воспалительных заболеваний кишечника и скрининге колоректального рака (КРР). В настоящее время колоноскопия является основным методом ранней диагностики злокачественных новообразований кишечника.

К состояниям, предполагающим проведение колоноскопии, относятся желудочно-кишечные кровотечения, нарушение работы кишечника, диагностика воспалительных заболеваний кишечника и полипов, а также подозрение на злокачественные новообразования. Помимо диагностики, данный метод применяется для малоинвазивных вмешательств, таких как полипэктомия, иссечение ранних форм рака (carcinoma in situ), ликвидация очага кровотечения, удаление инородных тел.

История развития колоноскопии

Первые свидетельства о проведении исследований прямой кишки обнаружены в руинах Помпеи [1]. В арсенале хирургов того времени были очень простые анальные и ректальные зеркала, форма которых, однако, сохранилась вплоть до 1900 г.

Зарождение современной колоноскопии относят к началу XIX в., когда Филипп Боззини (Philipp Bozzini), которого считают отцом эндоскопии, разработал прототип эндоскопа [2]. В 1806 г. он создал устройство для исследования внутренних полостей человеческого тела под названием «лихтляйтер» (нем. Lichtleiter – световод); рис. 1. Оно состояло из двух частей: полой, из которой свет излучался и отражался с помощью неподвижной свечи и зеркала, и механической, предназначенной для адаптации к полостям тела, подлежащим обследованию: к уху, женскому мочевому пузырю, уретре и др. Ф. Боззини также подчеркнул важность прямой визуализации для повышения эффективности и безопасности таких процедур, как удаление полипов прямой кишки или опухолей шейки матки [3].

Позднее, в 1824 г., Джон Фишер (John Fisher) модифицировал лихтляйтер, используя двояковыпуклую линзу для увеличения резкости и широты изображения, а для улучшения освещения – систему зеркал, отражающих свет свечей [5]. После изобретения Томасом Эдисоном (Thomas Edison) в 1879 г. лампы накаливания Максимилиан Нитце (Maximilian Nitze) добавил ее шаровидную миниатюру на кончик своего эндоскопа. Это позволило улучшить освещение, видимость изучаемых областей тела, а также избавиться от необходимости громоздких систем охлаждения в эндоскопах, которые использовались тогда для платиновых петлевых ламп [6].

Прогресс в колоноскопии шел рука об руку с развитием ректороманоскопии и инновациями в инструментах для эндоскопии верхних отделов желудочно-кишечного тракта. Первую ректороманоскопию провели в 1884 г. с использованием простой отражающей лампы. Позже создали оптоволоконное освещение для улучшения визуализации, а затем гибкий ректороманоскоп [7]. Эти жесткие сигмоидоскопы могли доходить до селезеночного изгиба, однако применялись сравнительно редко из-за болезненности процедуры для пациентов [8].

Рудольф Шиндлер (Rudolf Schindler) в 1930-х годах провел серию экспериментов и разработал первый полужесткий гастроскоп [3]. Используя аналогичную технологию, Лучано Провенцале (Luciano Provenzale) и Антонио Ревиньяс (Antonio Revignas) провели первую полную колоноскопию на Сардинии, Италия. Они попросили пациента проглотить кусок виниловой трубки, которая прошла через весь желудочно-кишечный тракт и вышла из заднего прохода, а затем провели через нее гастроскоп, который достиг слепой кишки [9].

В 1950–70-х годах обследование толстой кишки в основном ограничивалось рентгенографическими исследованиями с барием, анализом кала и проведением жесткой ректороманоскопии [10].

Первоначально процедура считалась технически сложной, подобной одновременно разработанной методике эндоскопической ретроградной холангиопанкреатографии желчевыводящих путей и поджелудочной железы. Из-за отсутствия полного понимания внутрипросветной анатомии толстой кишки ранние попытки использования колоноскопии часто требовали помощи рентгеноскопии. В связи с этим широкое признание колоноскопии как диагностической, а впоследствии и терапевтической процедуры пришло позже [11].

В 1969 г. в нью-йоркском медицинском центре Бет-Изрейел (Beth Israel Medical Center) доктор Уильям Вольф (William Wolff) и доктор Хироми Шинья (Hiromi Shinya) провели одну из первых современных колоноскопий. Они использовали колоноскоп, разработанный в Токио доктором Niwa и доктором Цунео Ямагата (Tsuneo Yamagata) по принципу волоконной оптики. У. Вольф и Х. Шинья описывали, что на начальных этапах применение оптоволоконных колоноскопов требовало дополнительной поддержки в виде рентгеноскопии для улучшения визуализации. Однако по мере накопления опыта исследователи поняли, что дистальные отделы толстой кишки, т.е. ее левая половина, хорошо визуализируются у большинства пациентов без необходимости рентгеноскопии [11].

Кроме того, доктор Х. Шинья разработал устройство для прижигания полипов проволочной петлей, продетой через тонкий пластиковый катетер, которое позволяло одномоментно удалять полипы, устраняя необходимость в повторной процедуре [12]. Это произвело революцию: колоноскопия приобрела не только диагностическое, но и лечебное значение в терапии новообразований толстой кишки на ранних этапах. В период с июня 1969 по июнь 1972 г. выполнили более 1600 диагностических процедур с использованием специально разработанного гибкого оптоволоконного инструмента, что позволило предотвратить развитие КРР у большинства пациентов [13]. С тех пор колоноскопия является «золотым стандартом» диагностики злокачественных новообразований толстой кишки.

В Советском Союзе внедрение эндоскопических исследований в клиническую практику началось во второй половине 1960-х годов. Пионерами нового метода исследования и лечения стали такие известные специалисты, как академик РАН и РАМН В.С. Савельев [14], профессора В.П. Стрекаловский [15], В.М. Буянов, В.Н. Сотников [16].

В 1982 г. доктор Лоуренс Каплан (Lawrence Kaplan) из Aspen Medical Group в Сент-Поле, штат Миннесота, США, сообщил о серии из 100 последовательных колоноскопий и верхних эндоскопий, выполненных в отдельно стоящей клинике в нескольких милях от ближайшей больницы, продемонстрировав таким образом безопасность и экономическую эффективность этих процедур [17].

Развитие технологий и аппаратуры для проведения колоноскопии продолжалось быстрыми темпами. Одна из важнейших модификаций произошла в 1983 г., когда компания Welch Allyn® Inc. изобрела первый видеоэндоскоп, позволивший врачам видеть ход исследования на экране [17]. Ранее визуализация толстой кишки осуществлялась лишь через небольшой окуляр на конце эндоскопа. К 1990-м годам видеоколоноскопия благодаря разработкам Olympus®, Pentax® и Fujinon® в значительной степени заменила фиброоптическую колоноскопию, что внесло большой вклад в обучение специалистов [18].

Видеоэндоскопия дала многочисленные преимущества: в первую очередь улучшение просмотра увеличенного изображения на экране на удобном расстоянии, просмотр несколькими специалистами одновременно, снижение риска производственных травм для эндоскописта [19]. Кроме того, улучшились не только обзор и качество изображения, но и контрастность, что привело к повышению эффективности обнаружения аденомы и, следовательно, результативности колоноскопии.

Современные тенденции в колоноскопии

В настоящее время эндоскопия высокого разрешения в белом свете (high-definition white-light endoscopy) считается стандартом диагностики [19]. Появилось множество новых методов для дальнейшего расширения поля зрения, что позволяет дополнительно повысить техническую стабильность и диагностическую эффективность исследований. Так, связанная цветная визуализация облегчает морфологическую верификацию полипов за счет усиления цветовых различий слизистой оболочки и ткани полипа и снижает вероятность ошибки при полипэктомии [20].

Помимо визуализации, колоноскопия получила широкое использование в качестве лечебной процедуры. С ее помощью возможны: эндоскопическая остановка кровотечений, расширение стриктур, извлечение инородных предметов, применение радиочастотной аблации, стентирование [21–23]. Более того, современная колоноскопия позволяет выполнить одномоментную аспирацию, инсуффляцию воздуха или воды и взятие биопсии, что делает ее надежным методом скрининга КРР.

Возможными осложнениями колоноскопии являются перфорация толстой кишки и кровотечение. Однако процент их появления остается очень низким (0,005–0,085% для перфораций и 0,001–0,687% для кровотечений), что говорит о высоких технических характеристиках и безопасности метода [24].

Перспективы в области колоноскопии

Научно-медицинские и технические достижения продолжают повышать эффективность и доступность метода колоноскопии. В настоящее время существует несколько перспектив развития эндоскопии толстой кишки: улучшение качества изображения, снижение болевых ощущений и дискомфорта для пациента, использование автоматизированных систем диагностики.

Рис. 1. Лихтляйтер Филиппа Боззини [4].

Fig. 1. Philipp Bozzini's Lichtleiter [4].

Рис. 2. Применение искусственного интеллекта в колоноскопии: a – компьютерное обнаружение колоректальных полипов (computer-aided diagnosis – CADx); b – компьютерная диагностика колоректальных полипов (computer-aided detection – CADe) [27].

Fig. 2. Application of artificial intelligence in colonoscopy: a – computer-aided diagnosis (CADx); b – computer-aided detection (CADe) [27].

Одно из новых и многообещающих направлений развития колоноскопии – применение искусственного интеллекта (ИИ), который позволит облегчить работу специалистов по обнаружению и верификации новообразований толстой кишки и их дифференциальной диагностике [25] (рис. 2). Это в значительной степени снизит вероятность ошибочной постановки диагноза, которая составляет 0,8–1,6% даже у высококвалифицированных специалистов. В настоящий момент использование этих систем ограничено из-за отсутствия клинических и экономических преимуществ, а также единого протокола обучения программ [26].

Результаты метаанализа 2022 г. демонстрируют, что применение компьютерной диагностики на основе сверхточной нейронной сети может существенно увеличить показатель выявленных аденом (adenoma detection rate) при проведении колоноскопии. Дальнейшая интеграция нейронных сетей позволит повысить эффективность и диагностическую точность данного метода исследования [28].

Значительную роль в улучшении показателя выявленных аденом играет разработка технологий эндоскопии с усилением изображения (image-enhanced endoscopy) [29]. Использование их в сочетании с ИИ в колоноскопии может улучшить результаты диагностики и лечения, снизить нагрузку на медицинский персонал и повысить эффективность метода. В настоящее время в этой области проводится больше исследований, способных существенно повлиять на будущее скрининговой и диагностической колоноскопии [30].

Заключение

Колоноскопия имеет богатую историю развития и потому является одним из самых мощных инструментов скрининга, диагностики и терапевтических вмешательств на толстом кишечнике. Адаптация новых технологий в сочетании с ИИ может способствовать дальнейшему снижению ограничений и расширению применения колоноскопии.

Раскрытие интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Disclosure of interest. The authors declare that they have no competing interests.

Вклад авторов. Авторы декларируют соответствие своего авторства международным критериям ICMJE. Все авторы в равной степени участвовали в подготовке публикации: разработка концепции статьи, получение и анализ фактических данных, написание и редактирование текста статьи, проверка и утверждение текста статьи.

Authors’ contribution. The authors declare the compliance of their authorship according to the international ICMJE criteria. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work.

Источник финансирования. Авторы декларируют отсутствие внешнего финансирования для проведения исследования и публикации статьи.

Funding source. The authors declare that there is no external funding for the exploration and analysis work.