對人體內(nèi)組織及器官進(jìn)行檢查可追溯到古代，現(xiàn)代內(nèi)窺鏡起源于19世紀(jì)的歐洲。最早試圖通過管徑直接觀察人體內(nèi)部的是德國人勃席尼（Bozzini），他于1805年制作出了稱為Lichtleiter（導(dǎo)光器）的器具，用以觀察尿道、直腸以及咽喉等部位的內(nèi)部狀況。之后法國的德索爾莫（Desormeaux）制作了觀察尿道及膀胱的特殊器具，內(nèi)窺鏡一詞就起源于此。自那以后，內(nèi)窺鏡技術(shù)一直在不斷發(fā)展，其發(fā)展歷程迄今主要經(jīng)歷了硬管式內(nèi)窺鏡、軟性內(nèi)窺鏡、纖維內(nèi)窺鏡、電子內(nèi)窺鏡四個階段。隨著光學(xué)相干層析成像（OCT）技術(shù)的日趨成熟，其在眼科、心血管、血糖檢測等方向已有廣泛的應(yīng)用，微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，一個全新的OCT內(nèi)鏡時代即將來臨。現(xiàn)在再讓我們回顧一下內(nèi)窺鏡的發(fā)展。

1. 硬管式內(nèi)窺鏡階段

硬管式內(nèi)窺鏡是利用透鏡、棱鏡和反光鏡等傳統(tǒng)的光學(xué)元件，以金屬管為外殼制成。19世紀(jì)末尼采(Nitze)和雷特(Leiter)兩名醫(yī)生發(fā)明了尿道膀胱鏡。米庫立茲(Mikulicz)等人制作了最早的實(shí)用型硬性胃鏡。這些硬性胃鏡在檢查時是完全不能彎曲的，因此觀察盲區(qū)較多。

2. 軟性內(nèi)窺鏡階段

軟性內(nèi)窺鏡是在硬管式內(nèi)窺鏡的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。1932年德國醫(yī)生辛德勒(Schindler)發(fā)明了軟性胃鏡。這種直徑11毫米、長75厘米的軟性管徑，其前端近三分之一處可在一定程度內(nèi)彎曲，管徑內(nèi)部配有多個透鏡，以觀察胃的內(nèi)部狀況。與硬管內(nèi)窺鏡相比，這種內(nèi)窺鏡在操作性能和安全性上都有很大進(jìn)展。

3. 光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡階段

進(jìn)入20世紀(jì)60年代，“玻璃纖維”受到各個領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。1957年，Hirshowitz等人率先將玻璃纖維即使彎曲也能夠?qū)⒐饩�從一端傳到另一端的特性用于內(nèi)窺鏡中，研制的光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡。60年代初，日本Olympus公司在光導(dǎo)纖維胃鏡基礎(chǔ)上，加裝了活檢裝置。1967年，Machida公司用了外部冷光源，使內(nèi)窺鏡檢查照明功能和視野得到了進(jìn)一步改善。光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡以其性能的穩(wěn)定性、技術(shù)的可靠性、使用的方便性以及性能價格比的可接受性等諸多優(yōu)勢，在醫(yī)學(xué)界得到普遍應(yīng)用。

4. 電子內(nèi)窺鏡階段

1983年，美國Welch-Allyn公司將使用固體攝像元件CCD的攝像機(jī)安裝到內(nèi)窺鏡上，推出了世界上首臺電子內(nèi)窺鏡。電子內(nèi)窺鏡不再利用光學(xué)鏡頭或光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)圖像，而是通過CCD攝像頭拍攝數(shù)十萬像素的圖像，并將其轉(zhuǎn)化為電子信號傳送到顯示器上。由于圖像質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響著內(nèi)窺鏡的診療效果，電子內(nèi)窺鏡的出現(xiàn)使圖像質(zhì)量提高到一個嶄新的水平，提高了診斷的精確度，因此在臨床上得到了起來越廣泛的應(yīng)用，并已逐漸取代光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡。

1981年，以色列國防部機(jī)械工程師伊丹率先對無線內(nèi)窺鏡進(jìn)行了研究并申請了此技術(shù)相關(guān)專利。2001年5月，以色列的基文影像（Given Imaging）公司采用伊丹的專利技術(shù)，生產(chǎn)了名為M2A的世界上第一個膠囊式內(nèi)窺鏡，并率先進(jìn)入臨床使用，這一產(chǎn)品在全世界引起了巨大的反響。隨后日本的RF System Lab公司也公布過一種更小的不使用電池的膠囊內(nèi)窺鏡樣機(jī)原型，名為“Norika3”。日本奧林巴斯公司在2005年10月，也開發(fā)了小腸用膠囊內(nèi)鏡“Endo Capsule”，在其外徑11mm、長26mm的膠囊內(nèi)，配備了小型CCD、照明及自動調(diào)光功能等。

以色列制造的膠囊內(nèi)鏡

5. 超聲內(nèi)窺鏡階段

超聲內(nèi)窺鏡發(fā)展始于1980年，Strohm和Dimagno等人首次把超聲探頭換能器安裝在內(nèi)窺鏡的端部，排除了很多傳統(tǒng)聲學(xué)成像中的障礙，直接對體內(nèi)器官進(jìn)行超聲成像，如食道，胃和十二指腸。Strohm首先在1984年指出可以通過提高超聲波頻率改善超聲圖像的分辨率，高頻超聲換能器可以有效地觀察胰腺、肝臟、膽囊和脾臟。Nakazawa等人于1984年用頻率為7.5MHz的超聲換能器成功的將內(nèi)窺鏡超聲成像應(yīng)用于胃腸病學(xué)研究當(dāng)中。

6. OCT內(nèi)窺鏡階段

據(jù)世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)表明：2008年全球有1270萬患癌癥，死亡760萬，死亡率近60%，其中70%的人死于癌癥發(fā)現(xiàn)晚期。而癌癥死亡數(shù)居首位的肺癌，如早期發(fā)現(xiàn)及診療，5年存活率達(dá)90%。

為了實(shí)現(xiàn)癌癥的早期檢測，需要獲得器官組織表層以下1－3mm微米級的癌癥細(xì)胞信息。對于上述各型號內(nèi)窺鏡，膠囊電子內(nèi)窺鏡其核心技術(shù)是采用了微型CCD和數(shù)據(jù)的無線傳輸技術(shù)，在很大程度上減輕了病人的痛苦，但仍屬于電子內(nèi)鏡階段的范疇——不能獲得生物組織的深度信息。超聲內(nèi)窺鏡在技術(shù)上已經(jīng)突破了生物組織的表面成像能力，它能夠獲得病變組織的斷層圖像，但分辨率為毫米級別，不能分辨微米級別的病變組織，因此對于早期癌癥檢測顯得吃力。正因如此，為了提高分辨率，具有高分辨率成像功能的光學(xué)相干斷層成像（Optical Coherence Tomography, 簡稱OCT)技術(shù)被引入；同時為實(shí)現(xiàn)人體消化道及腔室的內(nèi)窺檢查，可實(shí)現(xiàn)微型化的微機(jī)電系統(tǒng)（microelectromechanical systems,簡稱MEMS)技術(shù)被引入。

OCT內(nèi)鏡關(guān)鍵技術(shù)組成

目前常用的無創(chuàng)醫(yī)學(xué)成像診斷方法還有：計算機(jī)斷層掃描技術(shù)（CT）、核磁共振成像（MRI）、超聲成像等。但他們都不具備高分辨率，無法有效檢測微米級的早期癌癥細(xì)胞組織。OCT內(nèi)鏡具有微米級分辨率，可探測到人體內(nèi)臟表層下微小病變的能力，從而實(shí)現(xiàn)早期病變診斷，尤其是在人類的第一殺手--癌癥的早期診斷上，具有廣闊前景。

將微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的掃描微鏡與光學(xué)相干層析成像技術(shù)相結(jié)合在醫(yī)學(xué)影像，特別是對發(fā)生在人體內(nèi)臟器官的癌癥的早期診斷，具有歷史突破性。國際上第一個MEMS-OCT內(nèi)窺鏡探頭正是由本公司謝博士及其團(tuán)隊(duì)在2001年研發(fā)的，該內(nèi)窺鏡采用電熱驅(qū)動的一維MEMS掃描鏡，成功展示了活體豬膀胱的二維截面OCT圖像。

MEMS－OCT探頭及三維成像

讓我們一同期待OCT內(nèi)窺鏡時代的來臨！