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。