编辑/丁林

1773年5月，在德国梅因茨，男孩Philipp Bozzini降生。Bozzini 的父亲原本来自意大利的一个贵族家庭，在一次杀伤他人的决斗之后，老Bozzini 从意大利逃亡到了德国。Philipp Bozzini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 S?mmerring。

Bozzini结束学业之后来到法兰克福成为一名医生。这位年轻医生不仅喜欢思考，并且在数学、哲学和化学领域都有丰富的知识。这样一个对医学充满热情的理想主义青年，在19世纪初期看到的却是：黑暗。

理想主义医生与“花瓶式”内镜

1861年，匈牙利籍医生Semmelweis出版了一本重要的著作《产褥热的死因及其预防》。人们经由这本书才知道，对产妇致命的产褥热是外科医生没有洗手而导致的感染。

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。总之，如果在那个时代，一位急性腹痛的病人找到Bozzini看病，他大概会很为难。虽然根据当时已有的解剖学的知识，医生可以定位疼痛的组织，但他们只能开一些无关痛痒的药——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。如果药不奏效，谁也没有办法。

Bozzini想：200年前伽利略就把视野伸向了肉眼远不可及的太空，那么为什么不能用一种方法去窥探身体的内部?

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。虽然无法和今天的高端内窥镜相比，但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。

▲Bozzini所设计的内窥镜以内部的蜡烛作为照明光源（图片来自网络）

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。“花瓶”内放着一支蜡烛。这支蜡烛充当了内窥镜的光源(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。此外，Bozzini预见到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。

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。

按照Bozzini的性格，他应该会继续改进这款设备。但是造化弄人，Bozzini在年仅36岁时就被伤寒带走了生命。Bozzini的创造佳话虽然就此画上了句号，但是内窥镜的发展之路才刚刚开始。

光源改进与“吞剑式”内镜

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。这款设备比Bozzini的内窥镜视野更亮、操作更方便，同时有一个致命的弱点：蜡烛在外面(这样的设计医生很容易被烫到)。

1853年，另一位法国外科医生Antonin Jean Desormeaux公布了他发明的泌尿生殖内窥镜。Desormeaux的设备并不是完全原创之作，但他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：首先，把蜡烛变成了煤油灯，这样能够让进入的光线更亮;第二个改进则是在光学组件中加入了一个聚光元件，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。

▲Desormeaux 的新设计改用煤油灯 作为光源，同时添加了聚光元件（来源：维基百科）

然而，不管是蜡烛还是煤油灯，操作起来都是有危险的。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Josef Grünfeld 就干了这件事情。光线通过医生佩戴的反射镜进入窥镜。Grünfeld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。

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，而且没有弯曲的角度。如果要进行食管或者胃部的探查，就必须要克服由水平口腔和垂直食管所形成的角度问题。

首先尝试进行食管镜检查的是德国医生Adolf Kussmaul。他之所以认为用当时的窥镜去做食管检查可行，是被当时的江湖吞剑杂耍所启发：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!他曾经成功用一根软管将患者胃里的东西抽出来，所以认为胃镜检查值得一试。

▲Kussmaul 食管 镜的首次试验找来了一位真正的吞剑表演者（图片来源于网络）

1868年，艺高胆大的Kussmaul找来吞剑者帮忙进行胃镜检查演示，演示中，Kussmaul成功地将硬质管的胃镜伸到了实验者的胃部。夸张的吞剑演示，在现场激起了不少反响。但是，由于这次试验结果并没有发表，而且受光源及胃部复杂环境、不佳体验的限制，这种检查方式最终以失败告终。

Kussmaul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。

柔性之光与现代内镜

1879年，柏林泌尿外科医生Maximillian Nitze和维也纳的先进设备制造商Josef Leiter合作推出了一款膀胱镜，这款膀胱镜因为远胜同时代其他产品而广受追捧(不过Nitze和Leiter两人最终因为专利之争分道扬镳)。

Nitze-Leiter膀胱镜最大的进步在于光源——那个时代，人们已经开始尝试用电，但是白炽灯还没有被发明出来。 Nitze-Leiter膀胱镜的光源采用了一种能发光的铂丝线圈，由于这种灯功耗极大有烫伤风险，所以这款膀胱镜还附带了一个水冷系统。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。

▲Nitze-Leiter 膀胱镜的细管内有一套水冷系统（图片来源于网络）

虽然 Nitze-Leiter膀胱镜很成功，但是它仍没有显示出能够向胃肠镜发展的潜质。后来， Leiter又和一位名叫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。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。

1928~1932年，德国医生Rudolf Schindler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20多年胃镜领域的标准产品。

Schindler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《胃镜检查教科书与图谱》首次报告了超过400例没有并发症的胃镜检查，为胃镜的推广应用做出了杰出的贡献。

▲Schindler 的图谱表明：虽然半柔性胃镜舒适度欠佳，但足够有效

虽然Schindler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，这对于人体检查非常不友好;其次，半柔性内镜虽然比刚性内镜体验好一些，但还是好得有限。

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，消除了热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。

下一个接棒者是来自南非的Basil Hirschowitz医生。Hirschowitz完成大学学业之后来到密歇根大学，用Schindler半柔性胃镜为上百病例做了检查。他感觉到，用半柔性胃镜做检查，病人某种程度上也是“吞剑者”。

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，顿时觉得新的世界在向他招手。他随后找来两位物理学家朋友帮忙，于1957年做出了第一台柔性纤维胃镜。

1957年5月，Hirschowitz在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。“柔性之光”至此照进了内镜。

1959年，英国的Hopkins发明了柱状透镜，但是没有受到重视。时隔6年之后，一家生产耳鼻喉科医疗器械公司的创始人Karl Storz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。“柱状光学系统”在用玻璃棒代替光轴内小透镜，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。■

▲经过两个世纪 “黑暗”中的探索，内窥镜才有了如今的“曲折”模样（来源：视觉中国）

（本文转载自微信公众号“DoctorWhy”）