圖說關節(jié)鏡發(fā)展簡史

吳克儉 王曉寧 吳韜光 張殿英 付中國

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·國際肩肘之窗·

圖說關節(jié)鏡發(fā)展簡史

吳克儉1王曉寧1吳韜光1張殿英2付中國2

關節(jié)鏡不僅僅是輔助關節(jié)檢查手段，還是關節(jié)外科和運動醫(yī)學領域主要治療手段。關節(jié)鏡下手術及關節(jié)鏡輔助的切開手術不僅成功地用于大多數膝關節(jié)傷病診治，也越來越多地應用于肩、肘、腕、髖、踝等關節(jié)。在現代骨科中，關節(jié)鏡手術已經成為不可或缺的日常手術。當應用關節(jié)鏡技術諸多好處的同時，不應忘記曾經對該技術的創(chuàng)新、推廣和應用作出過巨大貢獻的現代矯形外科先驅們。

一、體腔窺鏡應用階段

Arthroscopy(關節(jié)鏡)一詞來源于希臘語，是由“Arthro”(關節(jié))和“scopy”(檢視)組成[1]。關節(jié)鏡是現代應用極為普遍的窺鏡。窺鏡演變經歷了漫長歷史過程，早在古羅馬時代希臘醫(yī)師Galenus(圖1)描述過陰道窺器[2]，Soranus(圖2)在專著章節(jié)中詳細介紹了陰道窺器使用方法[2]，直到10世紀和14世紀Al-Zahrawi的文獻中[3]才見到窺器圖示(圖3)，而實物是1818年龐貝古城出土的直腸鏡(圖4，5)和1993年出土的的銅質陰道鏡[4-5](圖6)。上述考古發(fā)現是目前所知人類探索體腔內部最早的證據。

圖1 古希臘醫(yī)師Aelius Galenus (AD 129-216)

圖2 古希臘醫(yī)師Soranus (AD 98-138)

圖3 阿拉伯醫(yī)師Abu al-Qasim Khalaf ibn al-Abbas Al-Zahrawi(936-1013)與其文獻描繪的陰道鏡(箭頭所指)

圖4 龐貝古城遺址(意大利POMPEII)

圖5 龐貝古城遺址出土的直腸鏡(A.正面；B.側面)

圖6 龐貝古城遺址出土的陰道鏡

二、膀胱鏡階段

1806年，維也納Joseph外科醫(yī)學研究院Philipp Bozzini設計了最早的膀胱鏡，是由兩根簡單管子組成，用蠟燭作光源。燭光經一根管子反射進入患者膀胱[6]，但當時并未得到認可(圖7)。1853年，Désormaux將松節(jié)油和乙醇混合燃燒做光源，光通過一根較粗大的管子經鏡面反射進入膀胱[7]，并通過此管道觀察膀胱內部(圖8，9)。1876年，Maximilian Nitze發(fā)明了現代膀胱鏡(圖10)，用電加熱鵝毛內包裹的白金環(huán)(水冷卻)充當膀胱內部的光源[8]。1880年，Edison發(fā)明了白熾燈，解決了窺鏡的照明問題，為內鏡科學發(fā)展奠定了堅實基礎。繼膀胱鏡發(fā)展之后，“關節(jié)內鏡”或“關節(jié)腔探測器”也有了長足的進步。

圖7 德國醫(yī)師Philipp Bozzini(1773-1809)與最早的膀胱鏡

圖8 法國醫(yī)師Antonin Jean Désormaux(1815-1882)與設計的膀胱鏡

圖9 Désormaux設計的膀胱鏡操作示意

圖10 德國醫(yī)師Maximilian Nitze(1848-1906)與設計的膀胱鏡

三、關節(jié)鏡階段

1912年4月，德國柏林第41屆外科醫(yī)師學會會議上，丹麥奧爾胡斯外科醫(yī)師Severin Nordentoft(圖11)報道了第一篇關于用Jacobaeus內鏡觀察膝關節(jié)的論文[9]—“Endoscopy of Closed Cavities by the Means of My Trokart-Endoscope”，并展示了他自己制作的用于膝關節(jié)檢查的“套管”(圖12)。利用此套系統(tǒng)可觀察膝關節(jié)前部結構，包括髕上囊、髕骨下表面、滑膜組織、滑膜皺襞、半月板前部結構，后來稱為“Arthoscopia Genu(膝關節(jié)鏡)”。至此，迎來了關節(jié)鏡微創(chuàng)手術時代，關節(jié)鏡手術和關節(jié)置換術并列成為20世紀骨科領域重大發(fā)明之一。

圖11 丹麥醫(yī)師Severin Nordentoft (1866-1922)使用的Jacobaeus腹腔鏡

圖12 用于膝關節(jié)檢查“套管”

1918年日本東京大學Kenji Takagi教授(圖13)用膀胱鏡為一膝關節(jié)結核患者進行檢查[10]，清晰地觀察到關節(jié)內部結構。受此啟發(fā)于1920年研制出第一臺關節(jié)鏡，但鏡管過粗，使用不便。后經多次改進，于1931年制造了一臺直徑3.5 mm的關節(jié)鏡，可檢查經生理鹽水擴張后的小關節(jié)[11-12]。Takagi先后設計了12款不同視角、不同直徑和不同聚焦的關節(jié)鏡，并發(fā)明了關節(jié)鏡專用活檢鉗和燒灼器。與此同時，Eugen Bircher教授[13](圖14)將膝關節(jié)充氣(一氧化碳)后用Jacobaeus(圖15)腹腔鏡進行檢查[14]，并稱為“關節(jié)內鏡”。1921-1922年發(fā)表了關節(jié)鏡診斷創(chuàng)傷性關節(jié)炎和急性半月板損傷論文[15-16]。

圖13 日本骨科醫(yī)師高木憲次(Kenji Takagi 1888-1963)3.5 mm關節(jié)鏡

圖14 瑞士醫(yī)師Eugen Bircher (1882-1956)

圖15 瑞典醫(yī)師Hans Christian Jacobaeus (1879-1937)

1925年，Kreuscher(圖16)在Illinois Medical Journal雜志上發(fā)表使用關節(jié)鏡早期診斷和治療半月板損傷的論文[17]，但并未說明是何種類型的關節(jié)鏡。1930年，紐約關節(jié)病醫(yī)院的Michael Burman醫(yī)師(圖17)與他的同事Mayer、Finkelstein及Sutro等發(fā)表了三篇關節(jié)鏡用于類風濕關節(jié)炎和100例尸體關節(jié)檢查的經典文章[18-19]。

圖16 美國醫(yī)師Phillip H Kreuscher(1884-1943)

圖17 美國醫(yī)師Michael Samuel Burman (1901-1975)

第二次世界大戰(zhàn)影響了關節(jié)鏡的發(fā)展，戰(zhàn)爭結束后，Kenji Takagi教授的學生Masaki Watanabe(圖18)繼承了他的研究工作，在東京Teishin醫(yī)院發(fā)展關節(jié)鏡理論和技術，改進和設計關節(jié)鏡及操作系統(tǒng)。當時研制的21號關節(jié)鏡被認為是專門用于關節(jié)檢查的內鏡系統(tǒng)，開啟了關節(jié)鏡下施行手術時代，Watanabe成為關節(jié)鏡外科發(fā)展史中最重要的人物之一。1955年，Watanabe在關節(jié)鏡下實施滑膜黃色巨細胞瘤(xanthomatous giant cell tumor)切除術，1962年與Ikeuchi完成首例關節(jié)鏡下半月板切除術。1957年，出版了第一部關節(jié)鏡圖譜[20]，1969修訂再版，同年在墨西哥城SICOT上放映了21號關節(jié)鏡手術影片，引起與會者極大關注。由于Watanabe的杰出貢獻，被譽為“現代關節(jié)鏡之父”。

圖18 日本醫(yī)師渡邊正義(Masaki Watanabe 1911-1994)研制的21號關節(jié)鏡

加拿大醫(yī)師Robert W Jackson(圖19，20)和美國醫(yī)師Richard L O′Conner(圖21)分別于1964年和1969年赴日本東京大學跟隨Watanabe學習，學成后將關節(jié)鏡技術帶到北美。從此，北美地區(qū)的關節(jié)鏡技術得到迅速發(fā)展，并涌現出一批關節(jié)鏡外科先驅，代表性人物有Ward Casscells、John McGinty、Lanny Johnson、John Joyce Ⅲ、Ken DeHaven、Ralph Lidge、Isao Abe、David Dandy等。

圖19 加拿大醫(yī)師Robert W Jackson(1932-2010)

圖20 Jackson(左二)東京大學跟隨Watanabe學習(右一)

圖21 美國醫(yī)師Richard L O′Connor(1933-1980)

1974年John Joyce Ⅲ醫(yī)師倡導(圖22)，國際關節(jié)鏡協(xié)會(International Arthroscopy Association，IAA)在美國費城成立，Watanabe因其在改進和完善關節(jié)鏡方面作出的杰出貢獻被推舉為第一任主席，第二任主席由Robert Jackson擔任。IAA的主要任務是通過組織培訓和舉辦學術會議，傳播、交流關節(jié)鏡外科技術，極大地推動了關節(jié)鏡外科技術在全世界的發(fā)展和普及。1982年，John B McGinty(圖23)在IAA北美分會的基礎上領導組建了北美關節(jié)鏡協(xié)會(Arthroscopy Association of North America，AANA)，AANA與IAA保持著最密切的聯系與合作，始終活躍在關節(jié)鏡外科領域的最前沿，使北美關節(jié)鏡外科的發(fā)展水平能夠代表國際關節(jié)鏡外科的最高水平。

圖22 美國醫(yī)師John J Joyce(1914-1991)

圖23 美國醫(yī)師John B McGinty(1940-2014)

20世紀70年代中期，隨著光學、電子學和圖像技術的發(fā)展，關節(jié)鏡及其操作系統(tǒng)不斷得到改進，尤其是攝像系統(tǒng)的微型化，使術者擺脫了肉眼觀察、操作困難的局面，電視監(jiān)視器視野清晰，利于手術操作，促進了關節(jié)鏡外科水平的提高，而手術技術的提高又促進了關節(jié)鏡器械的改進和發(fā)展，現在關節(jié)鏡技術應用范圍越來越廣泛[21]。

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(本文編輯：李靜)

吳克儉,王曉寧,吳韜光,等.圖說關節(jié)鏡發(fā)展簡史[J/CD].中華肩肘外科電子雜志，2015，3(1):53-58.

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衛(wèi)生公益性行業(yè)科研專項(201002014、201302007)；教育部創(chuàng)新團隊(IRT1201)

100048北京，解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院創(chuàng)傷骨科1；100044北京大學人民醫(yī)院創(chuàng)傷骨科2

王曉寧，Email：Wxn@126.com

2014-11-15)