圖說關節鏡發展簡史

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·

圖說關節鏡發展簡史

吳克儉1王曉寧1吳韜光1張殿英2付中國2

關節鏡不僅僅是輔助關節檢查手段，還是關節外科和運動醫學領域主要治療手段。關節鏡下手術及關節鏡輔助的切開手術不僅成功地用于大多數膝關節傷病診治，也越來越多地應用于肩、肘、腕、髖、踝等關節。在現代骨科中，關節鏡手術已經成為不可或缺的日常手術。當應用關節鏡技術諸多好處的同時，不應忘記曾經對該技術的創新、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(關節鏡)一詞來源于希臘語，是由“Arthro”(關節)和“scopy”(檢視)組成[1]。關節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師Galenus(圖1)描述過陰道窺器[2]，Soranus(圖2)在專著章節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 古希臘醫師Aelius Galenus (AD 129-216)

圖2 古希臘醫師Soranus (AD 98-138)

圖3 阿拉伯醫師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發明了現代膀胱鏡(圖10)，用電加熱鵝毛內包裹的白金環(水冷卻)充當膀胱內部的光源[8]。1880年，Edison發明了白熾燈，解決了窺鏡的照明問題，為內鏡科學發展奠定了堅實基礎。繼膀胱鏡發展之后，“關節內鏡”或“關節腔探測器”也有了長足的進步。

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

圖8 法國醫師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 德國醫師Maximilian Nitze(1848-1906)與設計的膀胱鏡

三、關節鏡階段

1912年4月，德國柏林第41屆外科醫師學會會議上，丹麥奧爾胡斯外科醫師Severin Nordentoft(圖11)報道了第一篇關于用Jacobaeus內鏡觀察膝關節的論文[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檢查的“套管”(圖12)。利用此套系統可觀察膝關節前部結構，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(膝關節鏡)”。至此，迎來了關節鏡微創手術時代，關節鏡手術和關節置換術并列成為20世紀骨科領域重大發明之一。

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

圖12 用于膝關節檢查“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結核患者進行檢查[10]，清晰地觀察到關節內部結構。受此啟發于1920年研制出第一臺關節鏡，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的關節鏡，可檢查經生理鹽水擴張后的小關節[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鏡，并發明了關節鏡專用活檢鉗和燒灼器。與此同時，Eugen Bircher教授[13](圖14)將膝關節充氣(一氧化碳)后用Jacobaeus(圖15)腹腔鏡進行檢查[14]，并稱為“關節內鏡”。1921-1922年發表了關節鏡診斷創傷性關節炎和急性半月板損傷論文[15-16]。

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

圖14 瑞士醫師Eugen Bircher (1882-1956)

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

1925年，Kreuscher(圖16)在Illinois Medical Journal雜志上發表使用關節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鏡。1930年，紐約關節病醫院的Michael Burman醫師(圖17)與他的同事Mayer、Finkelstein及Sutro等發表了三篇關節鏡用于類風濕關節炎和100例尸體關節檢查的經典文章[18-19]。

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

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

第二次世界大戰影響了關節鏡的發展，戰爭結束后，Kenji Takagi教授的學生Masaki Watanabe(圖18)繼承了他的研究工作，在東京Teishin醫院發展關節鏡理論和技術，改進和設計關節鏡及操作系統。當時研制的21號關節鏡被認為是專門用于關節檢查的內鏡系統，開啟了關節鏡下施行手術時代，Watanabe成為關節鏡外科發展史中最重要的人物之一。1955年，Watanabe在關節鏡下實施滑膜黃色巨細胞瘤(xanthomatous giant cell tumor)切除術，1962年與Ikeuchi完成首例關節鏡下半月板切除術。1957年，出版了第一部關節鏡圖譜[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“現代關節鏡之父”。

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

加拿大醫師Robert W Jackson(圖19，20)和美國醫師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，學成后將關節鏡技術帶到北美。從此，北美地區的關節鏡技術得到迅速發展，并涌現出一批關節鏡外科先驅，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 美國醫師Richard L O′Connor(1933-1980)

1974年John Joyce Ⅲ醫師倡導(圖22)，國際關節鏡協會(International Arthroscopy Association，IAA)在美國費城成立，Watanabe因其在改進和完善關節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、交流關節鏡外科技術，極大地推動了關節鏡外科技術在全世界的發展和普及。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鏡協會(Arthroscopy Association of North America，AANA)，AANA與IAA保持著最密切的聯系與合作，始終活躍在關節鏡外科領域的最前沿，使北美關節鏡外科的發展水平能夠代表國際關節鏡外科的最高水平。

圖22 美國醫師John J Joyce(1914-1991)

圖23 美國醫師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展，關節鏡及其操作系統不斷得到改進，尤其是攝像系統的微型化，使術者擺脫了肉眼觀察、操作困難的局面，電視監視器視野清晰，利于手術操作，促進了關節鏡外科水平的提高，而手術技術的提高又促進了關節鏡器械的改進和發展，現在關節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.圖說關節鏡發展簡史[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

衛生公益性行業科研專項(201002014、201302007)；教育部創新團隊(IRT1201)

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

王曉寧，Email：Wxn@126.com

2014-11-15)