第一章 内镜外科发展史

第一章内镜外科发展史

近十余年来，随着内镜手术技术的发展，外科学领域发生了巨大的变化。微小创伤和美观成为当代外科疾病治疗的发展方向。内镜外科技术已经渗透到外科学领域几乎所有盼分支学科。然而，任何科学技术的发展都是无数学者长期锲而不舍地努力的结果。守镜外科的发展同样经历了漫长的过程，从原始的古代内镜发展到能进行各种手术操作、具有电子摄像装置的现代内镜手术系统。

第一节内镜发展的早期阶段

一、古代原始的内镜

最早用于窥视深部器官的器械是肛门镜。希波克拉底在有关瘘管的论述中提到了最原始的内镜，肛门镜的应用。要想清楚地看到深部器官，必须要有导光系统。德国的Philipp Bozzini最早发明了将烛光导引至深部器官的设备。他将蜡烛放在一个小室中，一端是目镜，另一端连接不同尺寸的镜管。在这套设备中还安装有反光镜，可以用于观察诸如口腔、声带和肛门等管腔。蜡烛燃烧时会产热，同时会产生黑烟。在光源室的上方还要有通气孔。尽管 Bozzini的发明有很大的局限性，但是他毕竟是第一个照亮和观察深部器官的人。Pierre Segalas发明了一系列类似的实验仪器用于观察膀胱。1853年，Desormeaux介绍了检查生殖泌尿系统的内镜系统。其光源是酒精和松节油的混合物。光束由反射镜反射后进人镜管。他是第一个用带有反射镜的透镜来增加光照强度的学者。l860年牙科医师Julius Bruck将炽热的白金丝放在水封套中，从而实现了远距离照明系统，这也是第一只用电流来照明的内镜。这个装置可以被看作爱迪生所发明的白炽灯泡的前驱。其后Kussmul利用反射的日光取出食管异物。Bevan用反射的烛光取出食管异物，并对食管狭窄进行了描述。

二、具有放大作用的内镜

毫无疑问，用照明不良和仅具有钥匙孔样视野的内镜来观察深部器官具有极大的局限性。Max Nitze认识到要想方便、相对安全，并且疼痛较轻的导入内镜，检查者需要把眼放在内镜的目镜上，同时这支内镜需要远距离光源；目标区需要适当放大。当他在清洁显微镜时，用手拿着镜头向窗外看去。这时发现对面的教堂非常清晰地展现在他的视野中。Nitze 立刻找到了仪器制造者和光学专家，制造了第一只膀胱镜。

这种早期的内镜是将白金丝放在玻璃套中，并用水进行冷却。灯丝用电池烧热、点亮用于照明。当然，这种内镜十分笨重、使用不便。爱迪生发明了灯丝灯泡后，这种状况得到了改观。Nitze把爱迪生式的灯泡做得很小，足以放进膀胱镜的头端。Johann von Mikulicz 后来设计了直管胃镜。这支胃镜长650mm，直径13mm，其远端呈角，并有一个灯泡用于照明，中间有一个通道用于注入空气。毫无疑问，接受这种胃镜检查的病人是非常不舒服的。

三、上消化道内镜

由于硬性内窥镜使用起来十分不舒服，病人非常痛苦，限制了其实际应用。 Kellin9于1898年发明了一种新型的胃镜。这种胃镜下三分之一可以弯曲45。，物镜窗可以旋转360。。微型灯泡和棱镜做在一起，顶端可以在一个平面向两侧弯曲l35°Albright根据尸体胃的形态作了大量的模型，终于在19世纪末完成了这件光学和机械学的杰作。Schindler被称之为胃镜之父之一。1936年他介绍了由光学物理学家Wolf设计的可部分弯曲的胃镜。这种胃镜在工作端有一橡胶头，便于插入胃内。其可曲部分的直径为l2mm，用电灯泡进行照明。整个系统由48个透镜组成，并可提供侧面的视野。尽管这种胃镜已经十分精确，技术上已

经非常成熟，但仍有看不到的盲区。

1952年Fourestier介绍了一种具有新的光线传导系统的胃镜。其光导系统是由直径1．5mm的刚性石英丝组成，这种石英丝可以插入一个高度抛光的不锈钢管道内，然后放入硬性内镜中。在镜子的近端，棱镜与一个l5W的灯泡和带有反射镜的透镜系统相连。这种光源的亮度甚至可以和现在的胃镜照明系统的光照强度和色温相媲美。但是这种光源系统十分笨拙、易碎、复杂，且难以维护。然而，由于这种石英柱系统光照强烈，可以得到高质量的内镜照片。

内镜医师都认识到保留有兴趣或少见的内镜照片以进行学术交流的重要性。20世纪初，Nitze明了一种在其末端有一个照相装置的膀胱镜，拍摄了许多膀胱病理改变的照片。l938年Henning和Keilhack用Schindler胃镜拍摄了第一张胃的彩色照片。之后芝加哥的Hollinger和Brubaker用高亮度光源和16mm摄像机拍摄了第一套高质量的气管树、喉和食管的电影胶片。

(朱江帆) 第二节 20世纪后半叶以来内镜系统的发展

一、内镜系统的突破性进步

1954年英国物理学家Hopkins发明了一种新型内镜光学系统：柱状透镜系统。Hopkin。系统的主要优点是：①光线传导显著增强；检查者可以很容易地辨别被检查器官细微的变化。

②视角明显增宽；在同样视野下检查者可以看到被检查器官更多的部分。③系统包含了几项改进了的光学指标及自然色再现、边缘图像质量增强技术、高解析度等。④Hopkins内镜直径较细；这样仪器可以做得更小，进入体腔更容易、更安全。⑤由于图像明亮、光传导增强，检查者可以用照相机、摄像机以及后来的电视系统捕捉图像和视频。1966年被称为内窥镜之父的Karl Storz与Hopkins合作生产出第一套Hopkin。内镜，从而开创了硬性内镜的新纪元。如果Hopkins没有发明这个系统，腹腔镜外科的发展是不可能的。

现代内镜外科的发展是与一位充满创造热情的巨匠Karl Storz的名字不可分割的。Karl Storz一生中对内镜外科设备的发展做出了许多革命性的贡献。l956年他发明了体外电子闪光装置；l960年发明了冷光源；l966年与Hop kins合作制造出Hopkins杆状透镜系统；1970年发明了泌尿系统的超声碎石机。Storz公司生产的腹腔镜设备和器械，以其精湛的制作工艺和良好的性能，赢得了广大外科医师的信任和好评。为此美国胃肠内镜外科医师学会授予他“内镜检查技术先驱”奖。

Hopkins和荷兰物理学家van Heel都在《自然》杂志发表了可弯曲的光学系统的文章，标志着内镜技术的另一个重要突破。l958年Hirschowitz发明了第一只可弯曲的胃镜，于是在胃肠病学领域产生了完全新型的诊断和治疗手段。内镜医师和制造者们一直在为改善内镜的照明系统而进行着不懈的努力。l930年妇产科医师Lamm发现把几微米直径的纤维丝集合成束并弯曲时，光线照样能够从中传导。直到l950年这个发现才引起人们的重视。而现在人们都知道光纤是每一只可弯曲内镜的标准组成部分。没有很好的排列整齐的光纤只能用于传导光线；只要在其两端都排列整齐，就可以用来传递图像。 Lamm发表这篇报告不久，Hopkins就在荷兰的一次学术会议上展示了第一只可弯曲的胃镜。

1960年Karl Storz发明了远距离冷光源，即通过纤维光缆将光线送到要检查的部位。这项新技术使内镜检查技术得以更新，避免了以往白炽灯泡光源过高的热量对组织的损伤，增强了照明部位的亮度。淘汰了置于内镜末端的易碎而且放热的白炽灯泡。同时Karl Storz 还发明了第一架体外电子闪光仪，通过这种远距离电子闪光设备，内镜医师能够很方便地经内镜进行体腔内摄影，获得前所未有的高质量图像资料。

二、电视监视系统

在过去的50年中，电视技术的发明和广泛应用使我们的生活发生了巨大的变化，同时也对内镜的发展产生重大的影响。毫无疑问，从内镜的小小目镜观察病变十分易于疲劳。不同检查者对病变的描述会有很大不同。用电视监视器显示内镜观察的图像，检查者可以用双眼在适宜的距离观察放大了的图像，能够发现细微的解剖异常和病理改变。l司时一组医生可以同时观察电视图像，有利于共同协作进行复杂的操作。电视图像可以录在录像带上留作资料，事后进行分析、交流。因此电视监视器已成为内镜会诊、教学和学术交流的重要工具。 1956年Soulas首先报告了电视支气管镜检查的黑白录像资料。当时的摄像机还非常笨拙，操作十分不便。1960年澳大利亚墨尔本的一家医院制造了世界上第一台内镜用微型电视摄像机，这架摄像机宽45mm，长l20mm，仅重350g，可以很方便地和内镜的目镜连接。但是因为这种摄像装置仅能显示黑白图像，所以未得到广泛应用。藕电(CCD)图象传感器的引入使内镜图像显示技术发生了重大突破。1985年有人在胆管探查手术中使用了连接有CCD 芯片摄像机的胆道镜。Berci于1986年报告了使用微型摄像机进行电视腹腔镜检查的资料。从此电子图像系统不断改进，已成为内镜操作中不可分割的重要部分。

三、软镜的发展

随着光纤传导技术和电子图像系统的不断成熟，软镜领域也发生了巨大的变化。微型芯片被插入了内镜的工作端，器官内的图像可以清晰地显示在显示屏上，而且图像质量有了明显改善。现已成为直径较大的软镜(8mm～12mm)的标准配置。计算机数据系统的引入使得这一系统更有实用价值。

随着内镜导光系统的不断完善，以及内镜技术与电子显像技术的结合，使其应用范围不断拓宽。电子纤维胃镜、结肠镜、胆道镜、十二指肠镜和纤维胆道子母镜相继问世。利用纤维胃镜和结肠镜，不仅可以诊断胃和结、直肠疾病，还可以切除息肉、取出异物、进行食管静脉曲张的套扎等治疗。纤维胆道镜已经成为现代胆道外科必不可少的工具，已被广泛用于术中肝胆管病变的探查、结石的取出，以及术后胆道残余结石的处理。利用纤维十二指肠镜进行逆行胰胆管造影，可以在术前获得清晰的胰胆管树的图像，可以切取活检诊断乏特壶腹部的肿瘤，也可以进行Oddi括约肌切开，取出胆管内结石，或放置胆道支架，以缓解阻塞性黄疸。应用胆道子母镜可以在括约肌切开后，将较细的子镜插入肝内胆管，进一步明确肝内胆管疾病的诊断。总之，内镜技术已成为普通外科领域疾病诊断和治疗必不可少的手段。

(朱江帆) 第三节腹腔镜外科的历史

19世纪末，德国外科医生Kelling描述了称之为腹腔镜检查的操作。他首先进行了动物实验：建立了气腹，置入了一个穿刺套管，然后在腹腔插入Nitze膀胱镜。在开展腹腔镜检查的初始阶段，建立气腹时所用的气腹针是十分危险的，很容易损伤肠管。而且建立气腹后不容易维持，注入腹腔的气体很容易逸出。1918年德国的0tto Goetze报告了用于诊断性放射学检查的气腹针，并建议在作腹腔镜检查时用这种针建立气腹。1938年匈牙利的Janos Veress发明了带有弹簧的穿刺针，用于引流胸腔的脓肿、积液和气体。Veress针在穿过筋膜等较硬的组织时，弹簧会退回，以利于锋利的针尖穿透组织。当遇到较软的组织时，由于弹簧芯的作用，针尖变钝，不会损伤肠管等软组织。Veress当时并没有推荐在腹腔镜检查时应用这种穿刺针。但后来Veress针得到了广泛的应用。直到现在用这种针建气腹仍然是腹腔镜操作的标准技术。1924年瑞士的 Richard Zollikofer发表文章，推荐使用C02建立气腹，以取代滤过空气或氮气。C02具有易于吸收、不易燃的特点，是最适合现代腹腔

镜手术用的气体。1963年Semm设计了气腹机用于维持气腹。随着技术上的不断改进，现代全自动气腹机成为腹腔镜手术中维持良好视野的必须设备。

1937年美国内科医生Ruddock报告了500例腹腔镜检查的资料。另一位美国内科医生Zoeckler在1958年报告了l 000例腹腔镜检查的病例，死亡率0．03％。德国胃肠病医师Kalk介绍了双套管技术，并用侧视镜进行腹腔镜检查。他采用局麻+镇静剂的方法作肝活检，并进行了创面止血。Palmer、Semm等妇产科医生用腹腔镜技术在妇产科疾病诊断方面做了大量工作，于1972年建立了美国妇产科腹腔镜医师学会。现在40％～50％的妇产科手术都可以用腹腔镜技术来完成。Berce于1986年发表了《实用腹腔镜学》的专著。刚开始这本书并没有引起外科医生的关注。直到腹腔镜胆囊切除术的出现，才使外科医生对腹腔镜技术产生了兴趣。

1986年德国外科医生Muhe使用一种专门设计、称之为Galloscope的镜子完成了世界上首例腹腔镜胆囊切除术。这种镜子类似于带有照明和放大装置的直肠镜。他在建立气腹后，在镜子引导下切除了胆囊。Muhe发表了他的手术报告后，学术界舆论哗然，大家对他用腹腔镜技术切除胆囊的尝试不屑一顾，群起而攻之。然而十年后，德国外科医师学会则授予他一枚奖章，以表彰他开腹腔镜手术之先河的杰出贡献。l987年法国里昂的PhilliD Mouret 完成了腹腔镜胆囊切除术，但没有发表。l989年巴黎的Dubois发表了首例腹腔镜胆囊切除的论文。美国的Reddick和Olsen于1989年发表了腹腔镜激光胆囊切除的报告。英国的Cuschieri是诊断性腹腔镜检查的积极倡导者。l988年他在德国海德堡举行的第一届外科内镜学术会议上报告了腹腔镜胆囊切除的动物实验资料，并于1991年同Berci共同发表了腹腔镜胆囊切除的专著。在短时问内有这么多作者同时完成了腹腔镜手术的初步尝试，也确实难以判定究竟谁是第一。一开始外科学界确实很难推广这一被称之为外科学历史上未经核准的最伟大的手术技术。美国胃肠内镜外科医师学会(SAGES)首先注意到这个问题及其在外科学这个新的领域中的潜在发展趋势。早在1990年SAGES就发布了对外科医师和医院管理委员会实施这项手术的指导大纲。毫无疑问，微刨外科技术使许多外科疾病的治疗发生了革命性的变化。由于其具有住院时间短、术后疼痛轻以及恢复日常生活快等特点，腹腔镜手术很快得到了患者和外科医师的广泛接受。

随着腹腔镜胆囊切除术的开展，很快又出现了腹腔镜胆管探查、抗食管返流手术、结肠切除、脾切除、肾上腺切除、胆道转流、肝切除等手术。近年许多腹腔镜外科医师开始探讨内镜甲状腺、甲状旁腺切除以及内镜下肢静脉曲张的手术。腹腔镜外科的概念已经难以涵盖目前已经开展的内镜外科手术。90年代中期出现了机器人腹腔镜手术系统。该系统可以代替助手进行扶持腹腔镜、拉钩等枯燥的工作，使术者在舒适的体位下进行复杂的精细操作。机器人腹腔镜手术系统的出现，也使远距离手术成为可能。在发达国家，几乎所有普通外科手术都可以用内镜技术或内镜辅助的技术来完成。几乎所有的大医院都建立了微创外科中心，出现了一大批专门从事腹腔镜外科工作的专家。

1990年Berci在香港召开的第12届国际肝胆胰学术年会上作了腹腔镜胆囊切除术的学术报告。同年10月夏穗生教授在国内的学术会议上向国内的外科医生介绍了这项新技术。l991年1月香港威尔士亲王医院的钟尚志医师在广州医学院附一院作了我国首例腹腔镜胆囊切除术手术表演。同年2月云南曲靖第二人民医院苟祖武医师独立完成了我国大陆首例腹腔镜胆囊切除术。随之腹腔镜外科在我国迅速发展。目前中国的腹腔镜外科医生已能完成国外同行已经完成的几乎所有腹腔镜手术。腹腔镜手术设备已经普及到许多县级医院。腹腔镜胆囊切除的例数已达世界之最。我国的腹腔镜外科技术已在世界上占有重要地位。

(朱江帆)