图说关节镜发展简史

吴克俭 王晓宁 吴韬光 张殿英 付中国



·国际肩肘之窗·

图说关节镜发展简史

吴克俭1王晓宁1吴韬光1张殿英2付中国2

关节镜不仅仅是辅助关节检查手段，还是关节外科和运动医学领域主要治疗手段。关节镜下手术及关节镜辅助的切开手术不仅成功地用于大多数膝关节伤病诊治，也越来越多地应用于肩、肘、腕、髋、踝等关节。在现代骨科中，关节镜手术已经成为不可或缺的日常手术。当应用关节镜技术诸多好处的同时，不应忘记曾经对该技术的创新、推广和应用作出过巨大贡献的现代矫形外科先驱们。

一、体腔窥镜应用阶段

Arthroscopy(关节镜)一词来源于希腊语，是由“Arthro”(关节)和“scopy”(检视)组成[1]。关节镜是现代应用极为普遍的窥镜。窥镜演变经历了漫长历史过程，早在古罗马时代希腊医师Galenus(图1)描述过阴道窥器[2]，Soranus(图2)在专著章节中详细介绍了阴道窥器使用方法[2]，直到10世纪和14世纪Al-Zahrawi的文献中[3]才见到窥器图示(图3)，而实物是1818年庞贝古城出土的直肠镜(图4，5)和1993年出土的的铜质阴道镜[4-5](图6)。上述考古发现是目前所知人类探索体腔内部最早的证据。

图1 古希腊医师Aelius Galenus (AD 129-216)

图2 古希腊医师Soranus (AD 98-138)

图3 阿拉伯医师Abu al-Qasim Khalaf ibn al-Abbas Al-Zahrawi(936-1013)与其文献描绘的阴道镜(箭头所指)

图4 庞贝古城遗址(意大利POMPEII)

图5 庞贝古城遗址出土的直肠镜(A.正面；B.侧面)

图6 庞贝古城遗址出土的阴道镜

二、膀胱镜阶段

1806年，维也纳Joseph外科医学研究院Philipp Bozzini设计了最早的膀胱镜，是由两根简单管子组成，用蜡烛作光源。烛光经一根管子反射进入患者膀胱[6]，但当时并未得到认可(图7)。1853年，Désormaux将松节油和乙醇混合燃烧做光源，光通过一根较粗大的管子经镜面反射进入膀胱[7]，并通过此管道观察膀胱内部(图8，9)。1876年，Maximilian Nitze发明了现代膀胱镜(图10)，用电加热鹅毛内包裹的白金环(水冷却)充当膀胱内部的光源[8]。1880年，Edison发明了白炽灯，解决了窥镜的照明问题，为内镜科学发展奠定了坚实基础。继膀胱镜发展之后，“关节内镜”或“关节腔探测器”也有了长足的进步。

图7 德国医师Philipp Bozzini(1773-1809)与最早的膀胱镜

图8 法国医师Antonin Jean Désormaux(1815-1882)与设计的膀胱镜

图9 Désormaux设计的膀胱镜操作示意

图10 德国医师Maximilian Nitze(1848-1906)与设计的膀胱镜

三、关节镜阶段

1912年4月，德国柏林第41届外科医师学会会议上，丹麦奥尔胡斯外科医师Severin Nordentoft(图11)报道了第一篇关于用Jacobaeus内镜观察膝关节的论文[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关节检查的“套管”(图12)。利用此套系统可观察膝关节前部结构，包括髌上囊、髌骨下表面、滑膜组织、滑膜皱襞、半月板前部结构，后来称为“Arthoscopia Genu(膝关节镜)”。至此，迎来了关节镜微创手术时代，关节镜手术和关节置换术并列成为20世纪骨科领域重大发明之一。

图11 丹麦医师Severin Nordentoft (1866-1922)使用的Jacobaeus腹腔镜

图12 用于膝关节检查“套管”

1918年日本东京大学Kenji Takagi教授(图13)用膀胱镜为一膝关节结核患者进行检查[10]，清晰地观察到关节内部结构。受此启发于1920年研制出第一台关节镜，但镜管过粗，使用不便。后经多次改进，于1931年制造了一台直径3.5 mm的关节镜，可检查经生理盐水扩张后的小关节[11-12]。Takagi先后设计了12款不同视角、不同直径和不同聚焦的关节镜，并发明了关节镜专用活检钳和烧灼器。与此同时，Eugen Bircher教授[13](图14)将膝关节充气(一氧化碳)后用Jacobaeus(图15)腹腔镜进行检查[14]，并称为“关节内镜”。1921-1922年发表了关节镜诊断创伤性关节炎和急性半月板损伤论文[15-16]。

图13 日本骨科医师高木宪次(Kenji Takagi 1888-1963)3.5 mm关节镜

图14 瑞士医师Eugen Bircher (1882-1956)

图15 瑞典医师Hans Christian Jacobaeus (1879-1937)

1925年，Kreuscher(图16)在Illinois Medical Journal杂志上发表使用关节镜早期诊断和治疗半月板损伤的论文[17]，但并未说明是何种类型的关节镜。1930年，纽约关节病医院的Michael Burman医师(图17)与他的同事Mayer、Finkelstein及Sutro等发表了三篇关节镜用于类风湿关节炎和100例尸体关节检查的经典文章[18-19]。

图16 美国医师Phillip H Kreuscher(1884-1943)

图17 美国医师Michael Samuel Burman (1901-1975)

第二次世界大战影响了关节镜的发展，战争结束后，Kenji Takagi教授的学生Masaki Watanabe(图18)继承了他的研究工作，在东京Teishin医院发展关节镜理论和技术，改进和设计关节镜及操作系统。当时研制的21号关节镜被认为是专门用于关节检查的内镜系统，开启了关节镜下施行手术时代，Watanabe成为关节镜外科发展史中最重要的人物之一。1955年，Watanabe在关节镜下实施滑膜黄色巨细胞瘤(xanthomatous giant cell tumor)切除术，1962年与Ikeuchi完成首例关节镜下半月板切除术。1957年，出版了第一部关节镜图谱[20]，1969修订再版，同年在墨西哥城SICOT上放映了21号关节镜手术影片，引起与会者极大关注。由于Watanabe的杰出贡献，被誉为“现代关节镜之父”。

图18 日本医师渡边正义(Masaki Watanabe 1911-1994)研制的21号关节镜

加拿大医师Robert W Jackson(图19，20)和美国医师Richard L O′Conner(图21)分别于1964年和1969年赴日本东京大学跟随Watanabe学习，学成后将关节镜技术带到北美。从此，北美地区的关节镜技术得到迅速发展，并涌现出一批关节镜外科先驱，代表性人物有Ward Casscells、John McGinty、Lanny Johnson、John Joyce Ⅲ、Ken DeHaven、Ralph Lidge、Isao Abe、David Dandy等。

图19 加拿大医师Robert W Jackson(1932-2010)

图20 Jackson(左二)东京大学跟随Watanabe学习(右一)

图21 美国医师Richard L O′Connor(1933-1980)

1974年John Joyce Ⅲ医师倡导(图22)，国际关节镜协会(International Arthroscopy Association，IAA)在美国费城成立，Watanabe因其在改进和完善关节镜方面作出的杰出贡献被推举为第一任主席，第二任主席由Robert Jackson担任。IAA的主要任务是通过组织培训和举办学术会议，传播、交流关节镜外科技术，极大地推动了关节镜外科技术在全世界的发展和普及。1982年，John B McGinty(图23)在IAA北美分会的基础上领导组建了北美关节镜协会(Arthroscopy Association of North America，AANA)，AANA与IAA保持着最密切的联系与合作，始终活跃在关节镜外科领域的最前沿，使北美关节镜外科的发展水平能够代表国际关节镜外科的最高水平。

图22 美国医师John J Joyce(1914-1991)

图23 美国医师John B McGinty(1940-2014)

20世纪70年代中期，随着光学、电子学和图像技术的发展，关节镜及其操作系统不断得到改进，尤其是摄像系统的微型化，使术者摆脱了肉眼观察、操作困难的局面，电视监视器视野清晰，利于手术操作，促进了关节镜外科水平的提高，而手术技术的提高又促进了关节镜器械的改进和发展，现在关节镜技术应用范围越来越广泛[21]。

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(本文编辑：李静)

吴克俭,王晓宁,吴韬光,等.图说关节镜发展简史[J/CD].中华肩肘外科电子杂志，2015，3(1):53-58.

10.3877/cma.j.issn.2095-5790.2015.01.010

卫生公益性行业科研专项(201002014、201302007)；教育部创新团队(IRT1201)

100048北京，解放军总医院第一附属医院创伤骨科1；100044北京大学人民医院创伤骨科2

王晓宁，Email：Wxn@126.com

2014-11-15)