內(nèi)窺鏡的發(fā)展史.doc

1、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、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

2、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“l(fā)ichtleiter，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)學院的處罰。第一次將lichtleiter”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“l(fā)ichtleiter是以燒煤油和松節(jié)

3、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“l(fā)ichtleiter”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)一息肉并用化學試劑進行燒灼。受演藝者吞劍的啟發(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

4、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年著名科學家愛迪生發(fā)明了白熾燈，三年后格拉斯哥的

5、newman用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)的成功應用，促使人們將其應用于人體的其他部位。1881年mikulicz和leiter采用nitze的硬管光學系統(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

6、狀設置，中心管為光學結(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jacob

7、aeus ,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，

8、定名為wolf-schindler式胃鏡，該胃鏡直徑為12mm，長為77cm，光學系統(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，使術者能清晰地觀察胃粘膜圖像，該胃鏡前端有一光滑金屬球，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

9、就曾描述應用玻璃棒將外光源導入觀察腔，thompson也有類似的描述，他采用的是石英棒。1930年德國lamm提出可以用細的玻璃纖維束在一起傳導光源，并設想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，為纖維光學的實用奠定了基礎。 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、十二指腸的光導纖維內(nèi)鏡原型并在美國胃鏡學

10、會上展示了自行研制的光導纖維內(nèi)鏡。后來hirschowitz發(fā)表了一系列有關胃、十二指腸纖維內(nèi)窺鏡檢查、纖維食管鏡發(fā)展、纖維鏡照相術、上部胃腸道出血的纖維內(nèi)窺鏡檢查術等文章，為纖維內(nèi)窺鏡的發(fā)展拉開了帷幕。 1960年10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廠在光導纖維胃鏡基礎上，加裝了活檢裝置及照相機，有效地顯示了胃照相術。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，如手術器械、攝影系統(tǒng)的發(fā)展

11、，使纖維內(nèi)鏡不但可用于診斷，且可用于手術治療。如:上消化道止血、在食管賁門腫瘤狹窄處放置內(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，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。 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

12、-超聲內(nèi)鏡(endoscopic ulrtasonography ,eus)開始登上歷史舞臺。 1977年日本學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)

13、鏡又進行了一系列的改進，從此超聲內(nèi)鏡主要應用于以下三個方面:(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公司研制并應用微型圖像傳感器(charge coupled device, ccd)代替了內(nèi)鏡的光導纖維導像術，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(televisio monitor)三

14、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,ccd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、教學和科研中發(fā)揮出它巨大的優(yōu)勢。 五、展望 目前內(nèi)窺鏡已發(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

15、分為3大類:硬管式內(nèi)鏡、光學纖維(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、關節(jié)腔的內(nèi)窺鏡。 近年隨ccd技術的進步，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)、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

16、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，美國麻省理工學院與哈佛大學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)窺鏡手術的質(zhì)量得到很大的提高。另外國外已開展有關“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與現(xiàn)代醫(yī)學影像學結(jié)合的一種無創(chuàng)性虛擬現(xiàn)實的檢查手段。ctve利用特殊的計算機軟件將螺旋c