內(nèi)窺鏡的故事，要從200多年前講起了。

1773年5月，在德國(guó)美因茨，一個(gè)漂亮的小男孩兒降生了，他叫Philipp Bozzini 。

Bozzini 的父親生于意大利的一個(gè)貴族家庭，像那個(gè)時(shí)代的典型貴族一樣，老Bozzini 先生在年輕時(shí)當(dāng)然是又富又二了。于是在一次致命決斗（打架斗毆）之后，老Bozzini 從意大利逃亡到了德國(guó)[1]。

歐洲的貴族血統(tǒng)當(dāng)然是很管用的，Philipp Bozzini 長(zhǎng)成一名俊俏的美男子（還是不要說(shuō)什么小奶狗了），有著歐洲貴族典型的完美鼻梁和歐式雙眼皮（貨真價(jià)實(shí)的歐雙）。

這位少年在18歲的時(shí)候進(jìn)入醫(yī)學(xué)院學(xué)習(xí)，師從德國(guó)著名的解剖學(xué)家，醫(yī)生、人類(lèi)學(xué)家、古生物學(xué)家以及發(fā)明家Samuel Thomas von S?mmerring（大師都是學(xué)霸?。?。

Philipp Bozzini

Bozzini結(jié)束學(xué)業(yè)之后來(lái)到法蘭克福成為一名醫(yī)生。但是Bozzini又不僅僅是一名醫(yī)生，他喜歡思考，并且在數(shù)學(xué)、哲學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域都有充足的知識(shí)。

這樣一個(gè)對(duì)醫(yī)學(xué)充滿(mǎn)熱情的理想主義青年，站在19世紀(jì)初期，遙看當(dāng)時(shí)的醫(yī)學(xué)，首先看到的是：黑暗。

理想主義醫(yī)生與“花瓶式”內(nèi)窺鏡

我們先環(huán)顧一下Bozzini所處的那個(gè)時(shí)代。1861年，在離德國(guó)不遠(yuǎn)的維也納總醫(yī)院，匈牙利籍醫(yī)生賽麥爾維斯出版了一本重要的著作《產(chǎn)褥熱的死因極其預(yù)防》[2]。人們經(jīng)由這本書(shū)才知道，讓產(chǎn)婦致命的產(chǎn)褥熱是因?yàn)橥饪漆t(yī)生沒(méi)有洗手而導(dǎo)致的感染。

事實(shí)上，在19世紀(jì)以前，整個(gè)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)Ω腥径紱](méi)有清晰的認(rèn)知，當(dāng)時(shí)的外科醫(yī)學(xué)還處于邊緣，外科醫(yī)生會(huì)用未經(jīng)任何消毒的器械，以及沾滿(mǎn)微生物的手在病人身上切下去一刀。（想想人類(lèi)真的是很勇敢）

賽麥爾維斯

我們?cè)賹ozzini生活的年代往前推200百年，1609年意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家伽利略把人類(lèi)第一個(gè)望遠(yuǎn)鏡指向了天空，于是他在那臺(tái)簡(jiǎn)陋又神奇的望遠(yuǎn)鏡上看到了月球的山脈和隕石坑[3]。

伽利略和望遠(yuǎn)鏡

如果再往前推100年，我們就會(huì)遇到科學(xué)革命代表人物之一，近代解剖學(xué)創(chuàng)始人安德烈·維薩里。1543年，維薩里《人體構(gòu)造》一書(shū)出版，同年哥白尼的《天體運(yùn)行論》出版，當(dāng)然之后，兩位杰出的科學(xué)家都被宗教迫害致死。

總之，如果在那個(gè)時(shí)代，一位急性腹痛的病人找到Bozzini看病，Bozzini大概會(huì)很為難。雖然根據(jù)解剖學(xué)的知識(shí)，醫(yī)生可以定位疼痛的組織，或許他們會(huì)開(kāi)一些無(wú)關(guān)痛癢的藥，但是如果藥不奏效，情況就很尷尬了：除非醫(yī)生可以看到病人的腹腔內(nèi)部組織究竟發(fā)生了什么，否則他們永遠(yuǎn)不知道到底發(fā)生了什么。

既然人類(lèi)已經(jīng)開(kāi)始把視野伸向了人類(lèi)肉眼遠(yuǎn)不可及的太空，那么我們能不能用一種方法去窺探我們身體的內(nèi)部？Bozzini就想做這件事情。

經(jīng)過(guò)幾年的研究和準(zhǔn)備之后，Bozzini做出了人類(lèi)歷史上第一個(gè)內(nèi)窺鏡，它長(zhǎng)這樣：

Philipp Bozzini的內(nèi)窺鏡

今天手持高端內(nèi)窺鏡的醫(yī)生看到這張圖可能有點(diǎn)納悶：兄弟，這究竟是什么鬼？但是如果我們了解了內(nèi)窺鏡發(fā)展的整個(gè)長(zhǎng)河就會(huì)發(fā)現(xiàn)，Bozzini這臺(tái)看似幼稚的設(shè)備已經(jīng)在嘗試解決內(nèi)窺鏡領(lǐng)域幾個(gè)極其重要的問(wèn)題。

首先，這個(gè)長(zhǎng)得像花瓶一樣的黑色物體是用鉛鑄成的，同時(shí)外面還加了皮套。在“花瓶”里面放著一支蠟燭。（為什么用蠟燭？因?yàn)槟莻€(gè)時(shí)候只能點(diǎn)蠟?。。┻@支蠟燭就在充當(dāng)內(nèi)窺鏡的光源，而光源問(wèn)題是內(nèi)窺鏡發(fā)展中一個(gè)非常重要的問(wèn)題。其次，Bozzini的設(shè)備里用兩套反射鏡分別承當(dāng)光線(xiàn)進(jìn)入和反射回路。最后，Bozzini認(rèn)為，不同的器官需要不同的內(nèi)窺鏡頭去探查，所以他做出了一系列的內(nèi)窺鏡探頭。

Philipp Bozzini設(shè)計(jì)的內(nèi)窺鏡探頭

1806年，Bozzini在德國(guó)哈雷向婦產(chǎn)科學(xué)院的教授們展示了這款設(shè)備如何做陰道的探查，現(xiàn)場(chǎng)反響很熱烈。隨后，Bozzini又在法蘭克福和薩爾茨堡展示了設(shè)備，反響同樣強(qiáng)烈，但是毀譽(yù)參半。有人認(rèn)為這款設(shè)備極具創(chuàng)新性，而有人卻認(rèn)為它有些嘩眾取寵，無(wú)用甚至是有害的[4]。

按照Bozzini的性格，他應(yīng)該會(huì)繼續(xù)改進(jìn)這款設(shè)備。但是造化弄人。

1809年，年僅35歲的Bozzini就被傷寒帶走了生命，半年后他的妻子也撒手人寰，他們的三個(gè)孩子被朋友收留。這段創(chuàng)造佳話(huà)就此畫(huà)上了句號(hào)，但是內(nèi)窺鏡的發(fā)展之路才剛剛開(kāi)始。

吞劍者與玩命的剛性?xún)?nèi)鏡

翻看內(nèi)窺鏡的發(fā)展史，你會(huì)感覺(jué)前輩們真的很拼，幾乎可以說(shuō)是玩命！

1826年，法國(guó)醫(yī)生Ségalas 發(fā)明了一款用來(lái)探查膀胱和尿道的內(nèi)窺鏡[5]。這款設(shè)備比Bozzini的內(nèi)窺鏡視野更亮，操作更方便，但同時(shí)也有一個(gè)致命的弱點(diǎn)：就是蠟燭在外面！

Ségalas 發(fā)明的探查膀胱和尿道的內(nèi)窺鏡

我們前面說(shuō)了帥哥Bozzini是把蠟燭裝在鉛制的“花瓶”里的，可以防止外界環(huán)境對(duì)于燭光的干擾。但是浪漫的法國(guó)醫(yī)生Ségalas 把蠟燭放在外面，這樣就很容易燙到睫毛或者其他部位。

還是不好使，咋辦？接著想轍！

1853年，法國(guó)外科醫(yī)生德索爾莫（Antonin Jean Desormeaux）公布了他發(fā)明的泌尿生殖內(nèi)窺鏡。當(dāng)然這個(gè)設(shè)備并不是完全原創(chuàng)之作，德索爾莫站在之前兩位前輩的肩膀上，對(duì)內(nèi)窺鏡做了兩個(gè)重要的改進(jìn)[6]。

德索爾莫發(fā)明的泌尿生殖內(nèi)窺鏡

首先，把蠟燭變成了煤油燈，這樣能夠讓進(jìn)入的光線(xiàn)更亮。當(dāng)然你細(xì)想這事兒還是挺怪誕的，醫(yī)生在病人的生殖器旁邊放著一個(gè)裝有煤油燈的檢查設(shè)備！患者會(huì)不會(huì)被嚇尿呢？第二個(gè)改進(jìn)是，德索爾莫在光學(xué)組件中加入了一個(gè)聚光原件，能夠讓煤油燈的光線(xiàn)更聚焦，這樣得到的觀察視野會(huì)更加明亮。

上面我們說(shuō)過(guò)，不管是蠟燭還是煤油燈，把他們放到設(shè)備里面都是非常危險(xiǎn)的，弄不好就會(huì)把醫(yī)生的眼睫毛燙彎了。能不能把光源和設(shè)備分開(kāi)呢？

1873年，來(lái)自維也納的皮膚科醫(yī)生約瑟夫·格林菲爾德（Josef Grünfeld ）就干了這件事情。他的設(shè)備如下圖所示，分離的光源再通過(guò)醫(yī)生帶的反射鏡反射進(jìn)入窺鏡。格林菲爾德還為尿道鏡和膀胱鏡設(shè)計(jì)了幾種內(nèi)窺鏡，他被稱(chēng)為現(xiàn)代尿道鏡的創(chuàng)始人之一。

約瑟夫·格林菲爾德檢查病人

到這里你可能會(huì)問(wèn)，為什么內(nèi)鏡早期的發(fā)展大都集中在泌尿生殖領(lǐng)域呢？

因?yàn)檫@些組織的腔體比較短啊，而且沒(méi)有彎曲的角度。想想如果是要做食管或者胃部的探查，就必須要克服由口腔的水平軸和咽和食管的垂直軸所形成的角度問(wèn)題。首先嘗試進(jìn)行食管鏡檢查的是德國(guó)醫(yī)生阿道夫·庫(kù)斯莫爾（Adolf Kussmaul ）。

這位醫(yī)生現(xiàn)在看來(lái)也是一位奇人。

他之所以認(rèn)為用當(dāng)時(shí)的窺鏡去做食管檢查可行，不是因?yàn)樗麑?duì)設(shè)備做了重大的改進(jìn)，而是因?yàn)樗划?dāng)時(shí)的江湖吞劍雜耍給震懾了：既然有人可以吞劍，那把一根硬質(zhì)的窺鏡管子從口腔插入胃部應(yīng)該也可行，只要能夠正確固定患者頭部和頸部的位置！（默默為這個(gè)大膽的想法捏一把汗）再加上庫(kù)斯莫爾醫(yī)生曾經(jīng)用一根軟管將患者胃里的東西抽出來(lái)過(guò)，所以他認(rèn)為胃鏡檢查值得一試。

庫(kù)斯莫爾對(duì)吞劍者進(jìn)行胃鏡檢查

這可以說(shuō)是藝高人膽大了。1868年，庫(kù)斯莫爾找來(lái)吞劍者幫忙進(jìn)行胃鏡檢查演示，演示中庫(kù)斯莫爾成功地將硬質(zhì)管的胃鏡伸到了實(shí)驗(yàn)者的胃部[7]。這也沒(méi)什么可說(shuō)的，人家劍都能吞進(jìn)去，一個(gè)硬管子算什么呢。但是估計(jì)吞劍這哥們當(dāng)時(shí)心情很復(fù)雜：這是要號(hào)召人民群眾都搶我飯碗的意思？

吞劍演示在現(xiàn)場(chǎng)激起了不少反響，畢竟很刺激嘛。但是由于這次試驗(yàn)結(jié)果并沒(méi)有發(fā)表，而且受光源，以及胃部復(fù)雜環(huán)境的限制，重要的是，受這種變態(tài)檢查體驗(yàn)的限制，這種檢查方式基本上以失敗告終。（想想人得多惜命才愿意活吞一根柱子呢?。?/p>

藝高人膽大的庫(kù)斯莫爾醫(yī)生隨后也轉(zhuǎn)向了食管鏡的研究，畢竟食管鏡比胃鏡面臨的問(wèn)題要少多了。

柔性之光與現(xiàn)代內(nèi)鏡

歷史的巧合與必然在某一刻相會(huì)，新的征程就開(kāi)始了。

首先是，有電了！

1879年，柏林泌尿外科醫(yī)生尼采（Maximillian Nitze）和維也納領(lǐng)先的設(shè)備制造商Josef Leiter合作推出了一款膀胱鏡，這款膀胱鏡因?yàn)檫h(yuǎn)優(yōu)于同時(shí)代其他產(chǎn)品，所以廣受追捧。而 Nitze和Leiter這兩個(gè)人也因?yàn)閷?zhuān)利之爭(zhēng)導(dǎo)致分道揚(yáng)鑣。

Nitze-Leiter膀胱鏡

Nitze-Leiter膀胱鏡最大的改進(jìn)就在于光源。

大家知道那個(gè)時(shí)代人們已經(jīng)開(kāi)始嘗試用電！但是白熾燈還在愛(ài)迪生的肚子里并沒(méi)有生出來(lái)，所以 Nitze-Leiter膀胱鏡用的是一種能發(fā)光的鉑絲線(xiàn)圈，由于這種燈功耗極大有燙傷風(fēng)險(xiǎn)，所以這款膀胱鏡還設(shè)計(jì)了一個(gè)水冷系統(tǒng)。同時(shí)， Nitze-Leiter膀胱鏡還包含多個(gè)棱鏡組，整體光學(xué)傳輸性能更好。

雖然 Nitze-Leiter膀胱鏡很成功，但是這款設(shè)備還是沒(méi)有顯示出能夠向胃腸鏡發(fā)展的潛質(zhì)。

隨后，與 Nitze醫(yī)生分道揚(yáng)鑣的設(shè)備制造商Leiter和一位名叫Johann von Mikulicz的外科醫(yī)生在Nitze-Leiter膀胱鏡基礎(chǔ)上改進(jìn)了一款胃腸鏡，這款設(shè)備在末端三分之一處有一個(gè)30度的彎角，便于適合人體組織的角度[8]。

這款設(shè)備總體說(shuō)是失敗的，但是Mikulicz醫(yī)生做了一件非常重要的事情，他將愛(ài)迪生1879年發(fā)明的白熾燈引入了內(nèi)窺鏡，1886年，Mikulicz用白熾燈代替了原來(lái)的發(fā)光鉑絲線(xiàn)圈，做成了第一款真正可用的食管鏡。

Mikulicz用白熾燈進(jìn)行內(nèi)窺鏡檢查

這個(gè)時(shí)候胃腸鏡應(yīng)該要出山了吧？沒(méi)錯(cuò)，改變游戲的人是德國(guó)醫(yī)生魯?shù)婪颉ば恋吕眨≧udolf Schindler ）。1928年至1932年，辛德勒與柏林設(shè)備制造商Georg Wolf合作開(kāi)發(fā)了第一臺(tái)半柔性胃鏡，這款胃鏡成為后續(xù)二十多年胃鏡領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。

魯?shù)婪颉ば恋吕?/p>

魯?shù)婪颉ば恋吕赵O(shè)計(jì)的半揉式內(nèi)窺鏡

辛德勒不僅在研發(fā)和改造胃鏡方面做出了很高的成就，他本人也是歷史上最活躍的胃鏡推廣者之一，他出版的《胃鏡檢查教科書(shū)和圖譜》（”Lehrbuch und Atlas der Gastroskopie”）首次報(bào)告了超過(guò)四百例無(wú)并發(fā)癥的胃鏡檢查，為胃鏡的推廣應(yīng)用做出了杰出的貢獻(xiàn)[9]。

辛德勒還是那個(gè)時(shí)代充滿(mǎn)人格魅力的多面手，他持之以恒地推廣他的產(chǎn)品，同時(shí)又是一位受人尊敬的老師和醫(yī)生，而且他本人在音樂(lè)演奏方面也具有超高的造詣，可以說(shuō)是人生贏家了[10]。

雖然辛德勒的胃鏡取得了巨大的成功，但是這款產(chǎn)品仍然有兩個(gè)知名的弱點(diǎn)：首先白熾燈是一種熱光源，這對(duì)于人體檢查是非常不友好的；其次，這種半柔性?xún)?nèi)鏡雖然比剛性?xún)?nèi)鏡體驗(yàn)好一些，但是真心來(lái)說(shuō)，還是好的有限。

直到1952年，一道歷史性的冷光出現(xiàn)在內(nèi)窺鏡發(fā)展歷程中。法國(guó)科學(xué)家Fourestier，Gladu和Valmiere制造出了冷光源玻璃纖維照明裝置，使腹腔鏡的安全性提高，消除了內(nèi)光源引起的腹腔內(nèi)燒傷和電氣故障的危險(xiǎn)，為隨后柔性纖維儀器的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)[11]。

下一個(gè)接棒者是來(lái)自南非的Hirschowitz醫(yī)生。Hirschowitz完成大學(xué)學(xué)業(yè)之后來(lái)到密歇根大學(xué)，在那里他用辛德勒的半柔性胃鏡做了上百臺(tái)病例，然后他感覺(jué)：用半柔性胃鏡做檢查，病人某種程度上也是吞劍者！

好在更好的解決方案已經(jīng)在像人類(lèi)招手。

1954年，Hirschowitz在《自然》雜志上讀到了一篇關(guān)于用玻璃光纖傳輸光線(xiàn)的論文，他頓時(shí)覺(jué)得新的世界在向他打開(kāi)。Hirschowitz隨后找來(lái)兩位物理學(xué)家朋友幫忙，并在1957年做出了第一臺(tái)柔性纖維胃鏡。

1957年5月，Hirschowitz在科羅拉多斯普林斯的美國(guó)胃鏡學(xué)會(huì)年會(huì)上首次推出了他的柔性纖維胃鏡，并且展示了其在十二指腸檢查領(lǐng)域的可能性[11]。

Hirschowitz醫(yī)生

柔性之光至此照進(jìn)了內(nèi)鏡。

1959，英國(guó)的Hopkins發(fā)明了柱狀透鏡，但是在當(dāng)時(shí)的英國(guó)和美國(guó)沒(méi)有受到重視。時(shí)隔6年之后，生產(chǎn)耳鼻喉科醫(yī)療器械公司的創(chuàng)始人卡爾·史托斯在展覽上看到了柱狀透鏡深受啟發(fā)。

憑著對(duì)技術(shù)工藝的準(zhǔn)確直覺(jué)和發(fā)明家的大膽設(shè)想，他站在巨人的肩膀上，將柱狀透鏡和Hirschowitz的纖維內(nèi)窺鏡聯(lián)系起來(lái)，與Hopkins合作研發(fā)了HOPKINS柱狀透鏡技術(shù)，利用柔性纖維將外部冷光源通過(guò)光線(xiàn)導(dǎo)入到病人體內(nèi)[12]。其柱狀光學(xué)系統(tǒng)是在光軸內(nèi)用玻璃棒代替小透鏡，改善亮度的同時(shí)拓寬了視角。

穿越了兩百多年，我們終于抵達(dá)了現(xiàn)代內(nèi)鏡的大門(mén)。我們當(dāng)然要帶領(lǐng)大家勇敢地踏進(jìn)折扇大門(mén)，欣賞內(nèi)鏡給現(xiàn)代醫(yī)學(xué)帶來(lái)的神奇巨變，暢想這項(xiàng)技術(shù)在未來(lái)的無(wú)限可能。

參考文獻(xiàn)

[1].http://history./biographies/bozzini-philipp/

[2].蘇上豪.開(kāi)膛史[M].北京:中信出版社,2014.

[3].https://www./audience/forstudents/9-12/features/telescope_feature_912.html

[4].http://history./history-of-urology/diagnosis/looking-into-the-body/bozzini-and-the-lichtleiter/

[5].http://history./history-of-urology/diagnosis/looking-into-the-body/segalass-speculum/

[6].http://history./history-of-urology/diagnosis/looking-into-the-body/desormeauxs-endoscope/

[7].James M E.History of the instruments for gastrointestinal endoscopy[J].Gastrointestinal Endoscopy , 1991 , 37(2) :S27-S56 .

[8].http:///the-history-flexible-endoscopy-devices/

[9].Sch?fer P K.Rudolf Schindler and the Gastroscopy[J]. zeitschrift fur gastroenterologie, 2014 ,52 (1) :22.

[10].Ian S C, Joel D. H, el at. Visceral Vistas: Basil Hirschowitz and the Birth of Fiberoptic Endoscopy[J]. Annals of Internal Medicine , 2016 , 165 (3) :214 .

[11].Gomella L G, Kozminski M, Wingield H N. Laparoscopic Urologie Surgery[M]. New York: Raven, 1994.

[12].https://www./cn/zh/history.htm

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