史上第一台胃镜是怎么做产品测试的？找一个吞剑者

原标题:史上第一台胃镜是怎么做产品测试的？找一个吞剑者

内窥镜的故事，要从200多年前讲起了。

1773年5月，在德国美因茨，一个漂亮的小男孩儿降生了，他叫Philipp Bozzini 。

Bozzini 的父亲生于意大利的一个贵族家庭，像那个时代的典型贵族一样，老Bozzini 先生在年轻时当然是又富又二了。于是在一次致命决斗（打架斗殴）之后，老Bozzini 从意大利逃亡到了德国[1]。

欧洲的贵族血统当然是很管用的，Philipp Bozzini 长成一名俊俏的美男子（还是不要说什么小奶狗了），有着欧洲贵族典型的完美鼻梁和欧式双眼皮（货真价实的欧双）。

这位少年在18岁的时候进入医学院学习，师从德国著名的解剖学家，医生、人类学家、古生物学家以及发明家Samuel Thomas von Sömmerring（大师都是学霸啊）。

Philipp Bozzini

Bozzini结束学业之后来到法兰克福成为一名医生。但是Bozzini又不仅仅是一名医生，他喜欢思考，并且在数学、哲学和化学领域都有充足的知识。

这样一个对医学充满热情的理想主义青年，站在19世纪初期，遥看当时的医学，首先看到的是：黑暗。

我们先环顾一下Bozzini所处的那个时代。1861年，在离德国不远的维也纳总医院，匈牙利籍医生赛麦尔维斯出版了一本重要的著作《产褥热的死因极其预防》[2]。人们经由这本书才知道，让产妇致命的产褥热是因为外科医生没有洗手而导致的感染。

事实上，在19世纪以前，整个医学领域对感染都没有清晰的认知，当时的外科医学还处于边缘，外科医生会用未经任何消毒的器械，以及沾满微生物的手在病人身上切下去一刀。（想想人类真的是很勇敢）

赛麦尔维斯

我们再将Bozzini生活的年代往前推200百年，1609年意大利物理学家和天文学家伽利略把人类第一个望远镜指向了天空，于是他在那台简陋又神奇的望远镜上看到了月球的山脉和陨石坑[3]。

伽利略和望远镜

如果再往前推100年，我们就会遇到科学革命代表人物之一，近代解剖学创始人安德烈·维萨里。1543年，维萨里《人体构造》一书出版，同年哥白尼的《天体运行论》出版，当然之后，两位杰出的科学家都被宗教迫害致死。

总之，如果在那个时代，一位急性腹痛的病人找到Bozzini看病，Bozzini大概会很为难。虽然根据解剖学的知识，医生可以定位疼痛的组织，或许他们会开一些无关痛痒的药，但是如果药不奏效，情况就很尴尬了：除非医生可以看到病人的腹腔内部组织究竟发生了什么，否则他们永远不知道到底发生了什么。

既然人类已经开始把视野伸向了人类肉眼远不可及的太空，那么我们能不能用一种方法去窥探我们身体的内部？Bozzini就想做这件事情。

经过几年的研究和准备之后，Bozzini做出了人类历史上第一个内窥镜，它长这样：

 Philipp Bozzini的内窥镜

今天手持高端内窥镜的医生看到这张图可能有点纳闷：兄弟，这究竟是什么鬼？但是如果我们了解了内窥镜发展的整个长河就会发现，Bozzini这台看似幼稚的设备已经在尝试解决内窥镜领域几个极其重要的问题。

首先，这个长得像花瓶一样的黑色物体是用铅铸成的，同时外面还加了皮套。在“花瓶”里面放着一支蜡烛。（为什么用蜡烛？因为那个时候只能点蜡啊！）这支蜡烛就在充当内窥镜的光源，而光源问题是内窥镜发展中一个非常重要的问题。其次，Bozzini的设备里用两套反射镜分别承当光线进入和反射回路。最后，Bozzini认为，不同的器官需要不同的内窥镜头去探查，所以他做出了一系列的内窥镜探头。

Philipp Bozzini设计的内窥镜探头

1806年，Bozzini在德国哈雷向妇产科学院的教授们展示了这款设备如何做阴道的探查，现场反响很热烈。随后，Bozzini又在法兰克福和萨尔茨堡展示了设备，反响同样强烈，但是毁誉参半。有人认为这款设备极具创新性，而有人却认为它有些哗众取宠，无用甚至是有害的[4]。

按照Bozzini的性格，他应该会继续改进这款设备。但是造化弄人。

1809年，年仅35岁的Bozzini就被伤寒带走了生命，半年后他的妻子也撒手人寰，他们的三个孩子被朋友收留。这段创造佳话就此画上了句号，但是内窥镜的发展之路才刚刚开始。

翻看内窥镜的发展史，你会感觉前辈们真的很拼，几乎可以说是玩命！

1826年，法国医生Ségalas 发明了一款用来探查膀胱和尿道的内窥镜[5]。这款设备比Bozzini的内窥镜视野更亮，操作更方便，但同时也有一个致命的弱点：就是蜡烛在外面！

Ségalas 发明的探查膀胱和尿道的内窥镜

我们前面说了帅哥Bozzini是把蜡烛装在铅制的“花瓶”里的，可以防止外界环境对于烛光的干扰。但是浪漫的法国医生Ségalas 把蜡烛放在外面，这样就很容易烫到睫毛或者其他部位。

还是不好使，咋办？接着想辙！

1853年，法国外科医生德索尔莫（Antonin Jean Desormeaux）公布了他发明的泌尿生殖内窥镜。当然这个设备并不是完全原创之作，德索尔莫站在之前两位前辈的肩膀上，对内窥镜做了两个重要的改进[6]。

德索尔莫发明的泌尿生殖内窥镜

首先，把蜡烛变成了煤油灯，这样能够让进入的光线更亮。当然你细想这事儿还是挺怪诞的，医生在病人的生殖器旁边放着一个装有煤油灯的检查设备！患者会不会被吓尿呢？第二个改进是，德索尔莫在光学组件中加入了一个聚光原件，能够让煤油灯的光线更聚焦，这样得到的观察视野会更加明亮。

上面我们说过，不管是蜡烛还是煤油灯，把他们放到设备里面都是非常危险的，弄不好就会把医生的眼睫毛烫弯了。能不能把光源和设备分开呢？

1873年，来自维也纳的皮肤科医生约瑟夫·格林菲尔德（Josef Grünfeld ）就干了这件事情。他的设备如下图所示，分离的光源再通过医生带的反射镜反射进入窥镜。格林菲尔德还为尿道镜和膀胱镜设计了几种内窥镜，他被称为现代尿道镜的创始人之一。

约瑟夫·格林菲尔德检查病人

到这里你可能会问，为什么内镜早期的发展大都集中在泌尿生殖领域呢？

因为这些组织的腔体比较短啊，而且没有弯曲的角度。想想如果是要做食管或者胃部的探查，就必须要克服由口腔的水平轴和咽和食管的垂直轴所形成的角度问题。首先尝试进行食管镜检查的是德国医生阿道夫·库斯莫尔（Adolf Kussmaul ）。

这位医生现在看来也是一位奇人。

他之所以认为用当时的窥镜去做食管检查可行，不是因为他对设备做了重大的改进，而是因为他被当时的江湖吞剑杂耍给震慑了：既然有人可以吞剑，那把一根硬质的窥镜管子从口腔插入胃部应该也可行，只要能够正确固定患者头部和颈部的位置！（默默为这个大胆的想法捏一把汗）再加上库斯莫尔医生曾经用一根软管将患者胃里的东西抽出来过，所以他认为胃镜检查值得一试。

库斯莫尔对吞剑者进行胃镜检查

这可以说是艺高人胆大了。1868年，库斯莫尔找来吞剑者帮忙进行胃镜检查演示，演示中库斯莫尔成功地将硬质管的胃镜伸到了实验者的胃部[7]。这也没什么可说的，人家剑都能吞进去，一个硬管子算什么呢。但是估计吞剑这哥们当时心情很复杂：这是要号召人民群众都抢我饭碗的意思？

吞剑演示在现场激起了不少反响，毕竟很刺激嘛。但是由于这次试验结果并没有发表，而且受光源，以及胃部复杂环境的限制，重要的是，受这种变态检查体验的限制，这种检查方式基本上以失败告终。（想想人得多惜命才愿意活吞一根柱子呢！）

艺高人胆大的库斯莫尔医生随后也转向了食管镜的研究，毕竟食管镜比胃镜面临的问题要少多了。

历史的巧合与必然在某一刻相会，新的征程就开始了。

首先是，有电了！

1879年，柏林泌尿外科医生尼采（Maximillian Nitze）和维也纳领先的设备制造商Josef Leiter合作推出了一款膀胱镜，这款膀胱镜因为远优于同时代其他产品，所以广受追捧。而 Nitze和Leiter这两个人也因为专利之争导致分道扬镳。

Nitze-Leiter膀胱镜

Nitze-Leiter膀胱镜最大的改进就在于光源。

大家知道那个时代人们已经开始尝试用电！但是白炽灯还在爱迪生的肚子里并没有生出来，所以 Nitze-Leiter膀胱镜用的是一种能发光的铂丝线圈，由于这种灯功耗极大有烫伤风险，所以这款膀胱镜还设计了一个水冷系统。同时， Nitze-Leiter膀胱镜还包含多个棱镜组，整体光学传输性能更好。

虽然 Nitze-Leiter膀胱镜很成功，但是这款设备还是没有显示出能够向胃肠镜发展的潜质。

随后，与 Nitze医生分道扬镳的设备制造商Leiter和一位名叫Johann von Mikulicz的外科医生在Nitze-Leiter膀胱镜基础上改进了一款胃肠镜，这款设备在末端三分之一处有一个30度的弯角，便于适合人体组织的角度[8]。

这款设备总体说是失败的，但是Mikulicz医生做了一件非常重要的事情，他将爱迪生1879年发明的白炽灯引入了内窥镜，1886年，Mikulicz用白炽灯代替了原来的发光铂丝线圈，做成了第一款真正可用的食管镜。

Mikulicz用白炽灯进行内窥镜检查

这个时候胃肠镜应该要出山了吧？没错，改变游戏的人是德国医生鲁道夫·辛德勒（Rudolf Schindler ）。1928年至1932年，辛德勒与柏林设备制造商Georg Wolf合作开发了第一台半柔性胃镜，这款胃镜成为后续二十多年胃镜领域的标准产品。

鲁道夫·辛德勒

鲁道夫·辛德勒设计的半揉式内窥镜

辛德勒不仅在研发和改造胃镜方面做出了很高的成就，他本人也是历史上最活跃的胃镜推广者之一，他出版的《胃镜检查教科书和图谱》（”Lehrbuch und Atlas der Gastroskopie”）首次报告了超过四百例无并发症的胃镜检查，为胃镜的推广应用做出了杰出的贡献[9]。

辛德勒还是那个时代充满人格魅力的多面手，他持之以恒地推广他的产品，同时又是一位受人尊敬的老师和医生，而且他本人在音乐演奏方面也具有超高的造诣，可以说是人生赢家了[10]。

虽然辛德勒的胃镜取得了巨大的成功，但是这款产品仍然有两个知名的弱点：首先白炽灯是一种热光源，这对于人体检查是非常不友好的；其次，这种半柔性内镜虽然比刚性内镜体验好一些，但是真心来说，还是好的有限。

直到1952年，一道历史性的冷光出现在内窥镜发展历程中。法国科学家Fourestier，Gladu和Valmiere制造出了冷光源玻璃纤维照明装置，使腹腔镜的安全性提高，消除了内光源引起的腹腔内烧伤和电气故障的危险，为随后柔性纤维仪器的应用奠定了基础[11]。

下一个接棒者是来自南非的Hirschowitz医生。Hirschowitz完成大学学业之后来到密歇根大学，在那里他用辛德勒的半柔性胃镜做了上百台病例，然后他感觉：用半柔性胃镜做检查，病人某种程度上也是吞剑者！

好在更好的解决方案已经在像人类招手。

1954年，Hirschowitz在《自然》杂志上读到了一篇关于用玻璃光纤传输光线的论文，他顿时觉得新的世界在向他打开。Hirschowitz随后找来两位物理学家朋友帮忙，并在1957年做出了第一台柔性纤维胃镜。

1957年5月，Hirschowitz在科罗拉多斯普林斯的美国胃镜学会年会上首次推出了他的柔性纤维胃镜，并且展示了其在十二指肠检查领域的可能性[11]。

Hirschowitz医生

柔性之光至此照进了内镜。

1959，英国的Hopkins发明了柱状透镜，但是在当时的英国和美国没有受到重视。时隔6年之后，生产耳鼻喉科医疗器械公司的创始人卡尔·史托斯在展览上看到了柱状透镜深受启发。

凭着对技术工艺的准确直觉和发明家的大胆设想，他站在巨人的肩膀上，将柱状透镜和Hirschowitz的纤维内窥镜联系起来，与Hopkins合作研发了HOPKINS柱状透镜技术，利用柔性纤维将外部冷光源通过光线导入到病人体内[12]。其柱状光学系统是在光轴内用玻璃棒代替小透镜，改善亮度的同时拓宽了视角。

穿越了两百多年，我们终于抵达了现代内镜的大门。我们当然要带领大家勇敢地踏进折扇大门，欣赏内镜给现代医学带来的神奇巨变，畅想这项技术在未来的无限可能。

参考文献

[1].http://history.uroweb.org/biographies/bozzini-philipp/

[2].苏上豪.开膛史[M].北京:中信出版社,2014.

[3].https://www.nasa.gov/audience/forstudents/9-12/features/telescope_feature_912.html

[4].http://history.uroweb.org/history-of-urology/diagnosis/looking-into-the-body/bozzini-and-the-lichtleiter/

[5].http://history.uroweb.org/history-of-urology/diagnosis/looking-into-the-body/segalass-speculum/

[6].http://history.uroweb.org/history-of-urology/diagnosis/looking-into-the-body/desormeauxs-endoscope/

[7].James M E.History of the instruments for gastrointestinal endoscopy[J].Gastrointestinal Endoscopy , 1991 , 37(2) :S27-S56 .

[8].http://primedcanada.com/the-history-flexible-endoscopy-devices/

[9].Schäfer P K.Rudolf Schindler and the Gastroscopy[J]. zeitschrift fur gastroenterologie, 2014 ,52 (1) :22.

[10].Ian S C, Joel D. H, el at. Visceral Vistas: Basil Hirschowitz and the Birth of Fiberoptic Endoscopy[J]. Annals of Internal Medicine , 2016 , 165 (3) :214 .

[11].Gomella L G, Kozminski M, Wingield H N. Laparoscopic Urologie Surgery[M]. New York: Raven, 1994. 

[12].https://www.karlstorz.com/cn/zh/history.htm

本文经授权转载自公众号DoctorWhy

（DoctorWhy-Geekheal）

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