消化内镜的发展史

一、消化内镜的发展历史
    内窥镜的发展阶段分为硬管式内窥镜、半软式内窥镜、纤维与超声内窥镜、电子内窥镜、胶囊内镜等阶段，而消化内镜的发展仅仅只有百年的历史。
    1、硬管式内窥镜
    1806年德国法兰克福的Bozzini制造了一种以蜡烛为光源的器具，由一花瓶状光源、蜡烛和一系列镜片组成，用于观察动物的膀胱与直肠内部结构，虽然未用于人体，Bozzini仍被誉为第一个内窥镜的发明人。1879年柏林泌尿外科医生Nitze制成了第一个含光学系统的内窥镜(即膀胱镜)，其前端含一个棱镜，该内窥镜仅被用于泌尿系统。几年后， 第一个适用于临床的胃镜诞生了，它是一种硬式的胃窥镜，其结构是由3根管子呈同心圆状设置，中心管为光学结构，第二层管腔内装上铂丝圈制的灯泡和水冷结构，外层壁上刻有刻度反映进镜深度。
    2、半软式内窥镜
    随着光学系统的引入，硬管式内窥镜虽然得以不断地完善与发展，但由于消化道及许多器官多存在解剖上的生理弯曲，用硬管式内窥镜难以充分检查，半软式内窥镜应运而生。真正意义上的第一个半可屈式胃窥镜被称为Wolf-Schindler式胃镜，是在1932年创造发明的。Wolf-Schindler式胃镜的创制，开辟了胃镜检查术的新纪元。
    3、纤维与超声内窥镜
    1954年英国的Hopkings及Kapany研究了纤维的精密排列，有效地解决了纤维束的图像传递，为纤维光学的实用性奠定了基础。在1957年由美国人Hirschowitz和他的研究组制成了世界上第一个用于检查胃、十二指肠的光导纤维内镜。在20世纪60年代，胃照相机、外部冷光源的发明，使得当时的内镜与现今使用的纤维内镜十分相近了。为了克服超声波本身对骨性及气体界面不易通过的特性，弥补体表探测时出现盲区及内镜检查的某些局限性，进一步提高深部脏器如胰腺、胆总管下端及肝门部病变的诊断率，20世纪80年代诞生了内镜、超声探测仪联合装置--超声内镜(Endoscopic Ulrtasonography ,EUS)超声内镜主要应用于以下三个方面:(1)诊断消化管粘膜下异常，如诊断粘膜下肿瘤及其浸润的深度等;(2)食管、胃、结直肠、胰腺及胆管癌的术前TNM分期诊断,(3)诊断胰腺内分泌肿瘤及胆管结石。
    4、电子内窥镜
    1983年美国Welch Allyn公司研制并应用微型图像传感器(charge coupled device, CCD)代替了内镜的光导纤维导像术，宣告了电子内镜的诞生--内镜发展史上另一次历史性的突破。1984年在日本的DDW会上，富士公司发布声明，研制出日本国内第一套电子内镜。电子内窥镜主要由内镜(endoscopy)、电视信息系统中心(video information system center)和电视监视器(televisio monitor)三个主要部分组成，另外还配备一些辅助装置，如录像机、照相机、吸引器以及用来输入各种信息的键盘和诊断治疗所用的各种处置器具等。它的成像主要依赖于镜身前端装备的CCD,CCD就象一台微型摄像机将图像经过图像处理器处理后，显示在电视监视器的屏幕上。比普通光导纤维内镜的图像清晰，色泽逼真，分辨率更高，而且可供多人同时观看。世界上生产电子内镜比较著名的公司有美国的雅伦(Welch Allyn)、日本的奥林巴斯(Olympus)、日本的富士能（Fujinon）、潘太克斯（Pentex）等。由于电子内镜的问世，给百余年来内镜的诊断和治疗开创了历史新篇章，在临床、教学和科研中发挥出巨大的优势。
    5、胶囊内镜
    由以色列Given公司在20世纪90年代研制开发出一种新型的内镜——胶囊内镜。胶囊内镜是通过图像无线传导技术，将腔内的图像储存在随身携带的记录器中，然后导入计算机进行图像处理和分析。由于胶囊内镜的体积小（直径10mmX 长30mm的圆柱体），进入腔内时病人无痛苦，而且对小肠疾病的诊断有较大的帮助，已经有不少的医院进行了临床应用。目前因为胶囊内镜图像质量尚欠清晰，且不能取活检和治疗，因此使用时还具有一定的局限性，但是，随着科技的不断发展，胶囊内镜将有可能发展成为无线遥控内镜，通过医生的控制进行更多的诊断和治疗，为内镜的发展带来无限的空间。

     二、消化内镜的未来发展
    目前消化内窥镜已发展成一套完整的体系，按其发展及成像构造分类，可大体分为3大类纤维内镜、超声内镜与电子内镜。近年随CCD技术的进步，电子内镜也不断改进，出现了高分辨电子内镜、双气囊内镜、放大电子内镜、经鼻内镜、红外线电子内镜、电子染色内镜、激光共聚焦电子内镜等。纤维内镜技术在不断发展，现已能制成极细的内镜，如胆道子母镜、细径胰腺镜(直径3.1 mm)、极细径胰管镜(直径0.45-0.8mm)。经口推进式及探条式小肠镜也有发展，2003年日本富士能（Fujinon）公司研制的双气囊电子小肠镜，解决了推进式及探条式小肠镜的不足，攻克了消化道最后的盲区。而超声内镜探头频率也发展到7.5-20MHz，可根据不同目标转换使用，镜身也已轻量化，并出现一种集360度环扫与穿刺治疗一体的电子超声内镜系统（Fujinon）。另外，内镜辅助设备(如胆道、食管内支架及治疗出血的硬化剂和粘附剂等)也在不断改进。
    随着光学技术的不断发展，内镜图像的放大效果也在不断进步，过去只能将内镜图像放大到30-40倍，很难对消化道黏膜细胞进行观察，而目前能够放大200倍的放大内镜的诞生，可以清晰地对黏膜腺管形状、细胞核的变异进行判断和分析，对于早期癌症的诊断大大提高。比放大内镜放大倍率更高的是激光共聚焦内镜，其原理是通过激光共聚焦显微镜的原理，在内镜下对细胞进行模拟切片，可以放大1000倍，对细胞核的观察更确切。另外国外已开展有关“智能内镜”和自我推进内镜方面的试验，将来的目标必将会发展成为遥控诊断仪器(即只需吞咽后检查)。另外值得一提的是CT仿真内镜的出现，CT仿真内镜(Virtual Endoscopy, VE)是先进的计算机科学与现代医学影像学结合的一种无创性虚拟现实的检查手段。CTVE利用特殊的计算机软件将螺旋CT容积扫描获得的图像数据进行处理，重建出空腔器官的内表面立体图，从而达到纤维内窥镜检查的效果。自1994年该技术问世以来，国内外已有少量实验及临床应用报道。

    三、消化内镜的分类
   （一）按检查的医学解剖部位划分
    消化道被分为上、下消化道，因此，消化内镜也划分为上消化道内镜和下消化道内镜。上消化道内镜包括食管镜、胃镜、十二指肠镜、胆道子母镜、胰管镜等；下消化道内镜包括乙状结肠镜、结肠镜、小肠镜等。消化内镜在操作功能方面具有鲜明的特点，即镜身可以弯曲，俗称为软性镜，区别与腹腔、胸腔镜等硬性镜。
    （二）按使用功能划分
    通常可分为诊断型内镜、治疗型内镜及特殊内镜等。诊断型内镜并非不能进行治疗，只是在内镜的设计时主要考虑其诊断的便利，通常为镜身较细，钳子管道也较小，如富士能公司生产的超细经鼻内镜，其外径只有5.1mm，钳子管道只有1.2mm，因此病人痛苦很小，却更适合诊断而非治疗；目前许多规模小的医院，开展的胃镜、肠镜项目也是以检查为主，很少开展治疗。治疗型内镜是具有较特殊结构的内镜，如十二指肠镜，主要应用于胰胆管疾病的治疗，而双钳子管道的内镜更适合做黏膜切除。特殊内镜包括放大内镜、超声内镜等。
   （三）按成像原理划分
    可以分为纤维内镜、电子内镜及超声内镜，其图像的成像原理大相径庭。
   （四）按内镜观察方向划分
    可以分为直视镜、斜视镜、侧视镜等，例如常规的胃镜、肠镜、小肠镜都属于直视镜，其观察的方向和内镜插入消化道的方向一致；斜视镜对食管疾病的治疗比较适应，在目前的内镜中较少见，另外，在超声内镜中常采用斜视设计。十二指肠镜是典型的侧视镜，其观察的方向和内镜插入的方向呈90度，由于直视型胃镜的诊断范围不断扩大，已经可以顺利地进行食道、胃及十二指肠等各个部位的观察，因此，食道镜已被替代，而十二指肠镜则专注于逆行胰胆管造影、乳头切开及取石术的应用。