內(nèi)窺鏡發(fā)展史

1、內(nèi)窺鏡的發(fā)展史人類探索自身體內(nèi)奧秘的興趣絲毫不亞于探索周圍環(huán)境奧秘的興趣， 內(nèi)窺鏡 就是人類窺視自身體內(nèi)器官的重要工具。 古希臘名醫(yī)， 有著醫(yī)藥之父之稱的希波 克拉底 （Hippocrates ，約公元前 460-前 370） 曾描述過一種直腸診視器，該診視 器與我們今天所用的器械十分相似。類似的診視器還發(fā)現(xiàn)于龐培遺跡 （Pompeii ， 意大利古都，公元 79年火山爆發(fā)，全城淹沒） ，這些診視器曾被用于窺視陰道與 子宮頸，檢查直腸，并用于檢視耳、鼻內(nèi)。當時進行這些檢查時利用的是自然光 線。 內(nèi)窺鏡的真正發(fā)展還是起于近代， 一般可將其發(fā)展階段分為 : 硬管式窺鏡、 半可屈式內(nèi)窺鏡、纖維內(nèi)窺鏡

2、、超聲與電子內(nèi)窺鏡等階段。一、硬管式內(nèi)窺鏡 硬管式內(nèi)窺鏡的發(fā)展經(jīng)歷了兩個階段 : 即開放式硬管內(nèi) 窺鏡階段與含有光學(xué)系統(tǒng)的硬管內(nèi)窺鏡階段。 1. 開放式硬管內(nèi)窺鏡 1806 年 德國法蘭克福的 Bozzini 制造了一種以蠟燭為光源的用于觀察膀胱與直腸內(nèi)部 的器械，由一花瓶狀光源、 蠟燭和一系列鏡片組成， 他將其稱為 "LICHTLEITER"， 雖然“LICHTLEITER',從沒用于人體，Bozzini仍被譽為第一個內(nèi)窺鏡的發(fā)明人。 但當時的人們并不理解這種檢查方法， Bozzini 也因他的“好奇心”受到維也納 醫(yī)學(xué)院的處罰。第一次將"LICHTLE

3、ITER”運用于人體的是法國外科醫(yī)生 Desormeaux因此他被許多人譽為“內(nèi)窺鏡之父”，他的“ LICHTLEITER是以燒 煤油和松節(jié)油的燈為光源， 燈的上方帶有煙囪， 并用透鏡將光線聚集以增加亮度， 可想而知灼傷是進行這種檢查時的主要并發(fā)癥。 雖然這種內(nèi)窺鏡可以到達胃， 但 光線太暗，所以“ LICHTLEITER主要用于檢查泌尿系方面的疾病。1868年，Desormeaux和 Segelar第一次在一篇文章中使用 “內(nèi)窺鏡” 一詞。 也是在1868 年， Bevan 用食管鏡取出食管異物。次年 Pantaleoni 借助子宮鏡在一老婦人子 宮內(nèi)發(fā)現(xiàn)一息肉并用化學(xué)試劑進行燒灼。受演藝者

4、吞劍的啟發(fā)，Kussmaul于1870 年將一直的金屬管放入一演藝者的胃內(nèi)來觀察胃腔， 這樣第一臺食管胃鏡就問世 了。 1867 年，來自 Breslau 的牙醫(yī) Bruck 以電流使鉑絲環(huán)過熱發(fā)光并以之作為 光源來觀察患者的口腔，他可以稱得上是使用內(nèi)光源的第一人， Bruck 后來又發(fā) 展了一種水冷裝置以避免過熱的鉑絲灼傷組織。 2. 含有光學(xué)系統(tǒng)的硬管內(nèi)窺鏡 1879年柏林泌尿外科醫(yī)生 Nitze 制成了第一個含光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)窺鏡 （即膀胱鏡）， 其前端含一個棱鏡，該內(nèi)窺鏡借用的是Bruck的照明方式，同"LICHTLEITER'一樣，該內(nèi)窺鏡僅被用于泌尿系統(tǒng)。 Nitze

5、 在膀胱內(nèi)循環(huán)冰水以避免熱灼傷，由于 該內(nèi)窺鏡能獲得較清晰的圖像， Nitze 還利用它拍攝照片。后來 Nitze 在他的膀 胱鏡中引入了操作管道，通過該管道可以插入輸尿管探針進行操作。1880 年著名科學(xué)家愛迪生發(fā)明了白熾燈，三年后格拉斯哥的Newman!小型白熾燈替換了原膀胱鏡中照明所用的電熱絲，1887年Dittell將燈泡置于膀胱鏡的最前端， 這種照明系統(tǒng)成為那一時期內(nèi)窺鏡所采用的標準方式。 Boisseau du Rocher 于 1889 年介紹了一種目鏡可與外殼分開的內(nèi)窺鏡，通過外殼還可使用不同的透鏡 系統(tǒng)。 內(nèi)窺鏡在泌尿生殖系統(tǒng)的成功應(yīng)用， 促使人們將其應(yīng)用于人體的其他部 位。

6、 1881 年 Mikulicz 和 Leiter 采用 Nitze 的硬管光學(xué)系統(tǒng)成功地制成了第一 個適用于臨床的胃鏡， Mikulicz 在維也納 Billroth 外科門診部用該胃鏡對許多 病人進行了檢查并獲得診斷結(jié)果。 1895年 Rosenhein 研制的硬式胃窺鏡由 3 根 管子呈同心圓狀設(shè)置， 中心管為光學(xué)結(jié)構(gòu)， 第二層管腔內(nèi)裝上鉑絲圈制的燈泡和 水冷結(jié)構(gòu)，外層壁上刻有刻度反映進鏡深度。 1911 年 Elsner 對 Rosenhein 式胃 窺鏡作了改進， 在前端加上橡皮頭做引導(dǎo)之用， 但透鏡臟污后便無法觀察成為主 要缺陷，盡管如此，Elsner式胃鏡1932年以前仍處于主導(dǎo)

7、地位。1898年Killian 制成并成功使用了第一個支氣管鏡。 1901 年德國德累斯頓外科醫(yī)生 Kelling 為 了觀察氣腹對狗腹腔內(nèi)器官的影響， 他用 Nitze 發(fā)明的膀胱鏡直接通過腹壁插入 腹腔進行觀察，并稱其為“ koelioskopie" ，即體腔鏡檢查，這就是現(xiàn)代腹腔鏡 的前身，但第一次在人身上使用這種方法的卻是瑞典內(nèi)科醫(yī)生 Jacobaeus ,1911 年 Jacobaeus 在他發(fā)表的文章中描述了對人體腹膜腔、 胸腔及心包腔的檢查， 他 還第一次提到“腹胸腔鏡”這個詞。二、半可屈式內(nèi)窺鏡 隨著光學(xué)系統(tǒng)的引入， 硬管式內(nèi)窺鏡雖然得以不斷地完善與發(fā)展， 但由于內(nèi)臟

8、器官多存在解剖上的生理彎曲， 用硬管式內(nèi)窺鏡難以充 分檢查，半可屈式內(nèi)窺鏡應(yīng)運而生。早在1881年Mikulicz就曾發(fā)展出前端三分之一處可成 30 度角的內(nèi)窺鏡， Kelling 也曾設(shè)計了一種近端為硬質(zhì)部分而遠 端為軟質(zhì)部分的用于動物試驗的胃窺鏡。 而真正意義上的第一個半可屈式胃窺鏡 是由Schindler從1928年起與優(yōu)秀的器械制作師 Wolf合作開始研制的，并最終 在1932年獲得成功，定名為 Wolf-Schindler 式胃鏡，該胃鏡直徑為12mm長 為77cm光學(xué)系統(tǒng)由48個透鏡組成，其特點是前端可屈性，即在胃內(nèi)有一定范 圍的彎曲，使術(shù)者能清晰地觀察胃粘膜圖像， 該胃鏡前端有一

9、光滑金屬球， 插入 較方便，燈泡光亮度較強， 有空氣通道用以注氣， 近端為硬管部，有接目鏡調(diào)焦。 Wolf-Schindler 式胃鏡的創(chuàng)制， 開辟了胃鏡檢查術(shù)的新紀元。 這之后，武井勝、 Benedict 及 Schindler 本人等對該式胃鏡進行了改造，使之功能更為齊全，更 為實用。三、纖維內(nèi)窺鏡 20 世紀 50年代以前，內(nèi)窺鏡照明采用的是內(nèi)光源，照明效果較差，圖像色彩扭曲，并有致組織灼傷的危險。早在1899年Smith就曾描述應(yīng)用玻璃棒將外光源導(dǎo)入觀察腔，Thompson也有類似的描述，他采用的是石 英棒。1930年德國Lamm®出可以用細的玻璃纖維束在一起傳導(dǎo)光源，并設(shè)想

10、用 玻璃纖維束制作柔軟胃鏡， 曾與 Schindler 合作試制， 因纖維間光絕緣沒解決而 未獲成功。荷蘭 Heel 及美國 Brien 在纖維上加一被覆層，解決了纖維間的光絕 緣問題。1954年英國Hopkings及Kapany研究了纖維的精密排列，有效地解決 了纖維束的圖像傳遞， 為纖維光學(xué)的實用奠定了基礎(chǔ)。 內(nèi)窺鏡發(fā)展史上的歷史 性突破終于水到渠成， 1957 年 Hirschowitz 和他的研究組制成了世界上第一個 用于檢查胃、十二指腸的光導(dǎo)纖維內(nèi)鏡原型并在美國胃鏡學(xué)會上展示了自行研制 的光導(dǎo)纖維內(nèi)鏡。 后來 Hirschowitz 發(fā)表了一系列有關(guān)胃、 十二指腸纖維內(nèi)窺鏡 檢查、纖

11、維食管鏡發(fā)展、 纖維鏡照相術(shù)、 上部胃腸道出血的纖維內(nèi)窺鏡檢查術(shù)等 文章，為纖維內(nèi)窺鏡的發(fā)展拉開了帷幕。 1960 年1 0月美國膀胱鏡制造者公司 (ACMI)向Hirschowitz提供了第一個商業(yè)纖維內(nèi)窺鏡，緊接著日本Olympas廠在 光導(dǎo)纖維胃鏡基礎(chǔ)上， 加裝了活檢裝置及照相機， 有效地顯示了胃照相術(shù)。 1966 年Olympas廠首創(chuàng)前端彎角機構(gòu)，1967年Machida廠采用外部冷光源，使光亮 度大增，可發(fā)現(xiàn)小病灶，視野進一步擴大，可以觀察到十二指腸。隨著附屬裝置 的不斷改進，如手術(shù)器械、攝影系統(tǒng)的發(fā)展，使纖維內(nèi)鏡不但可用于診斷，且可 用于手術(shù)治療。如 :上消化道止血、在食管賁門腫

12、瘤狹窄處放置內(nèi)支架或通過激 光治療、胃及空腸造口以便行營養(yǎng)支持、 逆行膽道顯影、十二指腸乳頭切開取石、 在膽管系統(tǒng)惡性狹窄處放置內(nèi)支架、結(jié)腸息肉摘除等。 1987 年法國里昂醫(yī)生 Mouret 在一位婦女身上完成了世界上第一例電視腹腔鏡膽囊切除術(shù)，從而在世 界范圍掀起了一場腹腔鏡外科的革命。 另外在美容整形外科， 目前已開展了內(nèi)窺 鏡除皺術(shù)。四、超聲與電子內(nèi)窺鏡 為了克服超聲波本身對骨性及氣體界面不易通過的 特性，彌補體表探測時出現(xiàn)盲區(qū)及內(nèi)鏡檢查的某些局限性， 進一步提高深部臟器 如胰腺、總膽管下部及肝門部病變的診斷率， 內(nèi)鏡、超聲探測儀聯(lián)合裝置 - 超聲 內(nèi)鏡(Endoscopic Ulrt

13、asonography ,EUS) 開始登上歷史舞臺。 1977年日本學(xué) 者久永光道等人開創(chuàng)了在前端裝有超聲探頭的內(nèi)鏡，經(jīng)食管探測心臟， 1980 年 在漢堡召開的第四屆歐洲胃、十二指腸內(nèi)窺鏡大會上，西德 Strohm 等報告了應(yīng) 用超聲內(nèi)鏡檢查 18 例病人并獲得胰腺及小胰癌超聲圖像的論文，他們采用的是 將日本Aloka廠的超聲探頭緊密結(jié)合在 Olympus廠的GF-B3型側(cè)視內(nèi)鏡的頭端所 構(gòu)成的超聲內(nèi)鏡，這是一種放射狀扇型超聲內(nèi)鏡的原型，而來自美國的 Dimago 等介紹了一種線型超聲內(nèi)鏡的原型。隨后 Jsuyoshi 等人及 Olympus ,Aloka , 町 田、東芝等廠家對超聲內(nèi)鏡

14、又進行了一系列的改進， 從此超聲內(nèi)鏡主要應(yīng)用于以 下三個方面 :(1) 診斷消化管粘膜下異常，如診斷粘膜下腫瘤及其浸潤的深度 等;(2)食管、胃、結(jié)直腸、胰腺及膽管癌的術(shù)前TNM分期診斷,(3)診斷胰腺內(nèi)分泌腫瘤及膽管結(jié)石。 1983 年美國 Welch Allyn 公司研制并應(yīng)用微型圖像傳 感器(charge coupled device, CCD代替了內(nèi)鏡的光導(dǎo)纖維導(dǎo)像術(shù)，宣告了電子 內(nèi)鏡的誕生 - 內(nèi)鏡發(fā)展史上另一次歷史性的突破。電子內(nèi)窺鏡主要由內(nèi)鏡 (endoscopy) 、電視信息系統(tǒng)中心 (video information system center) 和電視監(jiān) 視器 (tele

15、visio monitor) 三個主要部分組成，另外還配備一些輔助裝置，如錄 像機、照相機、吸引器以及用來輸入各種信息的鍵盤和診斷治療所用的各種處置 器具等。它的成像主要依賴于鏡身前端裝備的 CCD,CC就象一臺微型攝像機將圖 像經(jīng)過圖像處理器處理后， 顯示在電視監(jiān)視器的屏幕上。 比普通光導(dǎo)纖維內(nèi)鏡的 圖像清晰，色澤逼真，分辨率更高，而且可供多人同時觀看。世界上生產(chǎn)電子內(nèi) 鏡比較著名的公司有美國的雅倫(Welch Allyn)和日本的奧林巴斯(Olympas)等。 由于電子內(nèi)鏡的問世， 給百余年來內(nèi)鏡的診斷和治療開創(chuàng)了歷史新篇章， 在臨床、 教學(xué)和科研中發(fā)揮出它巨大的優(yōu)勢。五、展望 目前內(nèi)窺鏡

16、已發(fā)展成一完整的體系，按其發(fā)展及成像構(gòu)造分類， 可大體分為 3 大類:硬管式內(nèi)鏡、光學(xué)纖維 (軟管式)內(nèi)鏡、超聲與電子內(nèi)鏡。按 其功能分類 :有分別用于消化道、 呼吸系統(tǒng)、腹膜腔(即腹腔鏡)、膽道、泌尿系、 婦科、血管、關(guān)節(jié)腔的內(nèi)窺鏡。近年隨CCD技術(shù)的進步，電子內(nèi)鏡也不斷改進，出現(xiàn)了高分辨電子內(nèi)鏡、 放大電子內(nèi)鏡、 紅外線電子內(nèi)鏡等。 目前超聲內(nèi)鏡探頭 頻率為7.5-12MHZ,可根據(jù)不同目標轉(zhuǎn)換使用，鏡身也已輕量化，并出現(xiàn)一種可 通過活檢管插入腔內(nèi)進行局部掃描的微型超聲探頭 (直徑為 2mm。) 纖維內(nèi)鏡技術(shù) 也在不斷發(fā)展，現(xiàn)已能制成極細的內(nèi)鏡， 如膽道子母鏡、細徑胰腺鏡(直徑3.1 mm

17、、) 極細徑胰管鏡 (直徑 0.45-0.8mm) 。經(jīng)口推進式及探條式小腸鏡也有發(fā)展，并已 出現(xiàn)經(jīng)口電子小腸鏡。 輕量化的纖維內(nèi)鏡攝像接頭已廣泛應(yīng)用， 為內(nèi)鏡治療的進 一步開展創(chuàng)造了條件。另外，內(nèi)鏡輔助設(shè)備 (如膽道、食管內(nèi)支架及治療出血的 硬化劑和粘附劑等 )也在不斷改進。 據(jù)大地2001年第 14期報道，為了提 高普通的內(nèi)窺鏡探頭的靈敏度， 美國麻省理工學(xué)院與哈佛大學(xué)的研究人員把一種 表面布滿小點的乳膠泡沫涂在普通的內(nèi)窺鏡探頭上， 當這種特殊的探頭進入人體 后，碰到人體內(nèi)的腫塊或其他器官組織時乳膠泡沫就會變形， 從而使其表面上小 點的位置發(fā)生改變， 這時與探頭相連的微型攝像機會把乳膠泡沫上小點位置的變 化情況記錄下來， 并通過電腦在顯示屏上準確地反映出人體內(nèi)血管的搏動和一些 不易發(fā)現(xiàn)的腫塊的情況， 使內(nèi)窺鏡手術(shù)的質(zhì)量得到很大的提高。 另外國外已開展 有關(guān)“智能內(nèi)鏡”和自我推進內(nèi)鏡方面的試驗， 將來的目標必將會發(fā)展成為遙控 診斷儀器（即只需吞咽后檢查）。 另外值得一提的是CT仿真內(nèi)鏡的出現(xiàn)，CT仿 真內(nèi)鏡 （Virtual Endoscopy, VE） 是先進的計算機科學(xué)與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)結(jié)合的 一種無創(chuàng)性虛擬現(xiàn)實的檢查手段。CTVE利用特