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(guān)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(guān)節(jié)鏡不僅僅是輔助關(guān)節(jié)檢查手段，還是關(guān)節(jié)外科和運動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域主要治療手段。關(guān)節(jié)鏡下手術(shù)及關(guān)節(jié)鏡輔助的切開手術(shù)不僅成功地用于大多數(shù)膝關(guān)節(jié)傷病診治，也越來越多地應(yīng)用于肩、肘、腕、髖、踝等關(guān)節(jié)。在現(xiàn)代骨科中，關(guān)節(jié)鏡手術(shù)已經(jīng)成為不可或缺的日常手術(shù)。當(dāng)應(yīng)用關(guān)節(jié)鏡技術(shù)諸多好處的同時，不應(yīng)忘記曾經(jīng)對該技術(shù)的創(chuàng)新、推廣和應(yīng)用作出過巨大貢獻的現(xiàn)代矯形外科先驅(qū)們。

一、體腔窺鏡應(yīng)用階段

Arthroscopy(關(guān)節(jié)鏡)一詞來源于希臘語，是由“Arthro”(關(guān)節(jié))和“scopy”(檢視)組成[1]。關(guān)節(jié)鏡是現(xiàn)代應(yīng)用極為普遍的窺鏡。窺鏡演變經(jīng)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(jì)和14世紀(jì)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(zhì)陰道鏡[4-5](圖6)。上述考古發(fā)現(xiàn)是目前所知人類探索體腔內(nèi)部最早的證據(jù)。

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(cè)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(xué)研究院Philipp Bozzini設(shè)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(jīng)一根管子反射進入患者膀胱[6]，但當(dāng)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(jīng)鏡面反射進入膀胱[7]，并通過此管道觀察膀胱內(nèi)部(圖8，9)。1876年，Maximilian Nitze發(fā)明了現(xiàn)代膀胱鏡(圖10)，用電加熱鵝毛內(nèi)包裹的白金環(huán)(水冷卻)充當(dāng)膀胱內(nèi)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(nèi)鏡科學(xué)發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。繼膀胱鏡發(fā)展之后，“關(guān)節(jié)內(nèi)鏡”或“關(guān)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(shè)計的膀胱鏡

圖9 Désormaux設(shè)計的膀胱鏡操作示意

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

三、關(guān)節(jié)鏡階段

1912年4月，德國柏林第41屆外科醫(yī)師學(xué)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(guān)于用Jacobaeus內(nèi)鏡觀察膝關(guān)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(guān)節(jié)檢查的“套管”(圖12)。利用此套系統(tǒng)可觀察膝關(guān)節(jié)前部結(jié)構(gòu)，包括髕上囊、髕骨下表面、滑膜組織、滑膜皺襞、半月板前部結(jié)構(gòu)，后來稱為“Arthoscopia Genu(膝關(guān)節(jié)鏡)”。至此，迎來了關(guān)節(jié)鏡微創(chuàng)手術(shù)時代，關(guān)節(jié)鏡手術(shù)和關(guān)節(jié)置換術(shù)并列成為20世紀(jì)骨科領(lǐng)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(guān)節(jié)檢查“套管”

1918年日本東京大學(xué)Kenji Takagi教授(圖13)用膀胱鏡為一膝關(guān)節(jié)結(jié)核患者進行檢查[10]，清晰地觀察到關(guān)節(jié)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。受此啟發(fā)于1920年研制出第一臺關(guān)節(jié)鏡，但鏡管過粗，使用不便。后經(jīng)多次改進，于1931年制造了一臺直徑3.5 mm的關(guān)節(jié)鏡，可檢查經(jīng)生理鹽水?dāng)U張后的小關(guān)節(jié)[11-12]。Takagi先后設(shè)計了12款不同視角、不同直徑和不同聚焦的關(guān)節(jié)鏡，并發(fā)明了關(guān)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(guān)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(guān)節(jié)內(nèi)鏡”。1921-1922年發(fā)表了關(guān)節(jié)鏡診斷創(chuàng)傷性關(guān)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(guān)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(guān)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(guān)節(jié)鏡。1930年，紐約關(guān)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(guān)節(jié)鏡用于類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎和100例尸體關(guān)節(jié)檢查的經(jīng)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(guān)節(jié)鏡的發(fā)展，戰(zhàn)爭結(jié)束后，Kenji Takagi教授的學(xué)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(guān)節(jié)鏡理論和技術(shù)，改進和設(shè)計關(guān)節(jié)鏡及操作系統(tǒng)。當(dāng)時研制的21號關(guān)節(jié)鏡被認為是專門用于關(guān)節(jié)檢查的內(nèi)鏡系統(tǒng)，開啟了關(guān)節(jié)鏡下施行手術(shù)時代，Watanabe成為關(guān)節(jié)鏡外科發(fā)展史中最重要的人物之一。1955年，Watanabe在關(guān)節(jié)鏡下實施滑膜黃色巨細胞瘤(xanthomatous giant cell tumor)切除術(shù)，1962年與Ikeuchi完成首例關(guān)節(jié)鏡下半月板切除術(shù)。1957年，出版了第一部關(guān)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(guān)節(jié)鏡手術(shù)影片，引起與會者極大關(guān)注。由于Watanabe的杰出貢獻，被譽為“現(xiàn)代關(guān)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(guān)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(xué)跟隨Watanabe學(xué)習(xí)，學(xué)成后將關(guān)節(jié)鏡技術(shù)帶到北美。從此，北美地區(qū)的關(guān)節(jié)鏡技術(shù)得到迅速發(fā)展，并涌現(xiàn)出一批關(guān)節(jié)鏡外科先驅(qū)，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(xué)跟隨Watanabe學(xué)習(xí)(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(dǎo)(圖22)，國際關(guān)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(guān)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(dān)任。IAA的主要任務(wù)是通過組織培訓(xùn)和舉辦學(xué)術(shù)會議，傳播、交流關(guān)節(jié)鏡外科技術(shù)，極大地推動了關(guān)節(jié)鏡外科技術(shù)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(chǔ)上領(lǐng)導(dǎo)組建了北美關(guān)節(jié)鏡協(xié)會(Arthroscopy Association of North America，AANA)，AANA與IAA保持著最密切的聯(lián)系與合作，始終活躍在關(guān)節(jié)鏡外科領(lǐng)域的最前沿，使北美關(guān)節(jié)鏡外科的發(fā)展水平能夠代表國際關(guān)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(jì)70年代中期，隨著光學(xué)、電子學(xué)和圖像技術(shù)的發(fā)展，關(guān)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(shù)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(shù)操作，促進了關(guān)節(jié)鏡外科水平的提高，而手術(shù)技術(shù)的提高又促進了關(guān)節(jié)鏡器械的改進和發(fā)展，現(xiàn)在關(guān)節(jié)鏡技術(shù)應(yīng)用范圍越來越廣泛[21]。

[1] Doral MN.Sports injuries-prevention,diagnosis,treatment,and rehabilitation[M].Heidelberg:Springer-Verlag,2012:5-6.

[2] Cianfrani T.A short history of obstetrics and gynecology[M].USA:C.C.Thomas,1960:331.

[3] Hehmeyer I,Khan A.Islam′s forgotten contributions to medical science[J].Can Med Assoc J,2007,176(10):1467.

[4] Bouzakis KD,Pantermalis D,Efstathiou K,et al.Design and manufacturing aspects of a vaginal speculum of antiquity,as investigated by computer tomographies[J].J Archaeol Sci,2008,35(3):633-642.

[5] Sutton C,Jones KD,Adamson D.David Adamson.Modern Management of Endometriosis[M].United Kingdom:Taylor & Francis,2006:6-8.

[6] Bozzini P.Lichtleiter,eine Erfindung zur Anschauung innerer Teile und Krankheiten,nebst der Abbildung[J].Jour d piart Arznk u Wundarznk,1806,24:107-124.

[7] Désormeaux MAS.De l′endoscope,instrment propere a éclairer certaines cavités intérieures de l′économie[J].Compt rend Acad d sci,1855,40:692.

[8] Nitze M.Beobachtung und untersuchungsmethode fur hanohre,harnblase und rectum[J].Wien Med Wochenschr,1879,(29):649-652.

[9] Kieser CW,Jackson RW.Severin nordentoft:the first arthroscopist[J].Arthroscopy,2001,17(5):532-535.

[10] Fontes D.Historical developments of upper limp arthroscopy[J].Chir Main,2006,25 Suppl:S4-S7.

[11] Takagi K.The classic.Arthroscope.Kenji Takagi.J.Jap.Orthop.Assoc.,1939[J].Clin Orthop Relat Res,1982(167):6-8.

[12] Takagi K.The arthroscope:the second report[J].Nippon Seikeigeka Gakkai Zasshi,1939,14:441.

[13] Kieser CW,Jackson RW.Eugen Bircher (1882-1956) the first knee surgeon to use diagnostic arthroscopy[J].Arthroscopy,2003,19(7):771-776.

[14] Hatzinger M,H?cker A,Langbein S,et al.[Hans-Christian Jacobaeus (1879-1937):The inventor of human laparoscopy and thoracoscopy][J].Urologe A，2006,45(9):1184-1186.

[15] Bircher E.Die Arthroendoskopie[J].Zentralbl Chir,1921,48:1460-1461.

[16] Bircher E.Beitrag zur Pathologie (Arthritis deformans) und Diagnose der Meniscus-Verletzungen (Arthroendoskopie)[J].Beitr Klin Chir，1922,127:239-250.

[17] Kreusher P.Semilunar cartilage disease,a plea for early recognition by means of the arthroscope and early treatment of this condition[J].Ill Med J，1925,47:290-292.

[18] Burman MS.Arthroscopy or direct visualization of joints:An experimental cadaver study[J].J Bone Joint Surg,1931，(13):669-695.

[19] Burman MS,Sutro CJ.A study of the degenerative changes of the menisci of the knee joint,and the clinical significance thereof[J].J Bone Joint Surg,1933,15:834-861.

[20] Watanabe M,Takeda S,Ikeuchi H.Atlas of arthroscopy[M].Tokyo:Igaku-Shoin,1957.

[21] Byrd JWT.Thomas Byrd.Operative Hip Arthroscopy[M].Third Edition.New York:Springer,2013:1-6.

(本文編輯：李靜)

吳克儉,王曉寧,吳韜光,等.圖說關(guān)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.

10.3877/cma.j.issn.2095-5790.2015.01.010

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(xué)人民醫(yī)院創(chuàng)傷骨科2

王曉寧，Email：Wxn@126.com

2014-11-15)