关节镜微创外科的发展正如前一节所述，得益于科学技术的飞速发展，纵观整个关节镜的发展史不难看出这其实就是人类科技进步史。
自Bozzini创造双管烛光膀胱镜以来，内镜的发展已经历了将近2个世纪。关节镜外科经历了关节镜研制、关节镜诊断和关节镜下手术等不同的发展阶段。在进入21世纪的今天，内镜外科已成为微创外科的重要组成部分。关节镜外科学也成为运动医学、骨科、创伤科等领域的重要分支，它的微创理论和手术操作原则不仅能解决关节内创伤与疾病的诊断和治疗，还引申到全身其他解剖部位，包括髂骨、骨盆、骨干、脊柱等疾病的诊断和治疗。
人体最早被关节镜检查的是膝关节（图1-2-1），这是因为膝关节是人体最大的关节，其关节间隙相对较大便于观察和操作（图1-2-2）。膝关节也是当时发病率最多的关节之一，它是人体承重轴上的主要关节，承受了来自全身的绝大部分重量，更由于其活动范围较大，且富含大量的滑膜组织以及半月板、韧带、软骨等特殊组织结构，必然引起各种关节病变。大量的膝关节病例提供了膝关节镜检查的病例基础，也使得膝关节成为关节镜应用最成熟和最广泛的人体关节。
随着科技的发展，光学、电视技术于20世纪70年代中期开始应用于关节镜，摄像系统的微型化，使手术者摆脱了肉眼观察、操作困难的局面。在电视监视器下视野清晰，有利于手术操作，促进了关节镜外科手术水平的提高。1977年Lanny Johnson与Dyonics公司一起研制了动力关节内刨削器械，包括用于切除半月板的旋转切割器。动力设备的出现使关节镜外科技术发生了革命，如半月板切除术和滑膜切除术。各种新器械新技术都被临床医师创造性地应用于关节镜的治疗，如目前先进的激光、射频、水泵、电动刨削器等器械使得关节内操作变得简单明了，带线缝合锚钉（anchor）、可吸收锚钉、人工韧带及其他内固定或移植材料使得关节内的结构重建成为可能，临床效果明显提高。由于关节镜精确、简便、快捷直观的手术方式及极小的创伤、快速的愈合恢复过程，已取代传统的开放式手术修复重建关节内的损伤与疾病（图1-2-3）。
图1-2-1 膝关节大体解剖与膝关节镜检查
图1-2-2 电视关节镜下膝关节软骨及其关节间隙
图1-2-3 关节镜手术切口远小于常规手术切口
关节镜的发展主要经历了早期的单纯关节内检查，中期的关节内手动器械操作，后期的关节内电动器械操作及如今的各种复杂关节内结构重建这样一个过程。
Nordentoft时代的关节镜仅仅能够满足术者检查的目的，对于明确诊断后更深一层次的治疗却显得无能为力，同时图像也极不清晰和稳定。于是后继的关节镜先驱们往往主要致力于器械的改进，使得当时能够得到更清晰的图像和更小的创伤，这之中的代表就是前面所述的Masaki Watanabe及Richard O’Connor医师，当然还有其他一些先驱们，如Robert Metcalf、Ikeuchi、Lanny Johnson、Takeda等。作为关节镜技术的核心，关节镜本身是一件光学仪器，它是矫形外科医师的眼睛（图1-2-4）。最早的内镜由简单的折镜系统组成，后来出现了Hopkins设计的杆型透镜系统，并一直沿用至今（图1-2-5）。一般的镜头分为0°镜、10°镜、30°镜和70°镜（图1-2-6），由于其视野范围的不同，目前最为常用的是30°镜头。先驱们的努力换来的是一本本附有精美插图的著作，不断地影响着当时的矫形外科医生，并一定程度上解释了他们对于一些膝关节病变的疑惑。关节内病变的诊断由于关节镜的产生而变得更加直观和简便，同时也推动了理论研究。
图1-2-4 关节镜下获得清晰图像及精确定位是关节镜技术的核心
图1-2-5 Hopkins内镜系统简单构造
图1-2-6 10°镜、30°镜及70°镜视野比较示意图
在这之后，这些先驱们不满足于单纯的关节内检查，在明确了病变机制后，他们通过简便的自制器械试图对其进行治疗。于是后来人们纷纷着力于手动器械的改进，各种类型的咬钳、切钳、篮钳、探针、剪刀等应运而生。这些手动器械成了医师双手的延续（图1-2-7），手动器械的丰富多彩使得各种关节内操作成为了现实，医师终于可以摆脱常规手术的大切口、大损伤而通过一种更简单有效精确的方法达到治疗目的。关节镜也因此进入了手动器械时代。
到了20世纪80年代以后，关节镜技术迎来了高新技术突飞猛进的发展，电动刨削器械（图1-2-8）的发明和普及应用使得关节镜的操作从以往的手动器械操作转变成为全自动器械操作模式，效率及精度更高也更安全。为适应关节内狭小的操作空间，目前发展了各种不同类型的刨削头可供术者在手术当中根据实际需求进行更换，常用刨削器的直径一般在4.5～5.5mm，也有专门为小关节而设计的 2.7mm左右的微型器械。根据使用的部位不同可以分为滑膜刨刀、软骨刨刀、半月板刨刀、磨钻头等。这些刨刀基本采用的是双套管形式的组合刀片，通过对于内层刀片的旋转产生切割作用，其切割窗口的大小也有不同型号的选择（图1-2-9）。目前常用的刨刀经过改良后大多都兼带有吸引作用，可以使得操作视野更干净，避免刨削物的残留，医师大多可以通过手柄上的调节器调节吸力的大小及转速的快慢（图1-2-10）。虽然目前新的技术层出不穷，但电动系统成熟的优越性和相对低廉的价格使得其到目前为止仍是全世界范围内使用最广泛和最安全的系统。
图1-2-7 关节镜手动操作器械
图1-2-8 电动刨削系统
包括主机、可控手柄及不同类型尺寸的刨削头
图1-2-9 4.5mm全半径刨刀
图1-2-10 带调节按钮的电动刨削手柄
由于20世纪70年代后期至80年代关节镜器械和设备发生了根本性的变化，膝关节手术的指征进一步扩大。国内成功地进行了半月板、交叉韧带的修复和重建手术，镜下手术方法不断改进，取得很好的临床效果。除膝关节外，肩、腕、髋、肘、踝等关节开始应用关节镜检查和手术。90年代以来，欧美、亚洲等一些国家的关节镜外科医师广泛开展了肩部关节镜手术、踝关节镜手术和腕部关节镜手术，关节镜下手术的新业务迅速发展。
进入20世纪末21世纪初，新的器械层出不穷，尤以激光和各种热能器械为代表。由于关节内操作空间的狭小，加上关节镜要求视野的清晰，在做关节镜手术时对关节内止血的要求比较高，因为良好的视野是操作的前提，机械性切割带来的负面效应是出血较多，不易止血，通常的做法是在术中给患者上止血带（图1-2-11）、术前在关节腔内注入血管收缩药物，或者使用水泵加压系统（图1-2-12）等。这些不失为一种解决之道。
但临床医师还是想寻求一种即时止血的方法，以避免对整个下肢血液的阻断，或药物对全身的影响及副作用。热能器械的出现给了人们一个新的惊喜，它的止血效果比较完美，能够带给医师一个清晰的视野，减少手术时间及术后关节内的出血，加快恢复。但这项技术并非毫无缺陷，操作过程中产生的局部热量对组织还是有或多或少的伤害。激光技术的出现是划时代的，这代表着关节镜下的操作由机械动力时代向光学时代的转变，这种转变使得关节镜的操作由宏观转向了微观。激光器械对于组织的定位和切割更为精确，对组织的热伤作用更小，因而比电动系统对组织的创伤更小（图1-2-13）。
图1-2-11 关节镜下手术用自动加压止血带
图1-2-12 自动压力调节水泵系统能够提供均匀可调的关节内压力
图1-2-13 激光手术过程
随着科学技术的高速发展，新材料、新技术的应用，使关节镜手术的范围及适应证更加广泛，相关新技术的研究与应用必将使关节镜技术发展更快。目前，几乎所有的关节内手术都可以采用关节镜微创技术完成。同时，适应关节镜微创手术下修复重建、缝合固定的新型材料、器械、固定物等的研究迅速展开，并很快在临床普及应用，有效地促进了微创外科的发展，明显提高关节镜下手术的治疗效果。除了临床医师、工程技术人员外，世界各地的专业设备、器械生产机构为临床医师提供了日益先进的关节镜设备，有力地促进了关节镜技术的普及与发展（图1-2-14）。
各种关节镜下固定锚钉、可吸收固定物、微型钢板、阻滞螺钉、人工韧带替代材料（图1-2-15）等的相继发明使得临床医师能够完成更多的手术设想，这些革命性的技术和材料的诞生改变了人们以往固定的认识，使得关节内困难的操作变得简单且可靠。
磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）的出现及其技术的不断改进对于关节镜的发展产生了巨大的推动作用。这项技术相比CT检查可以显示更多软组织及骨的信息，使得诊断关节内及关节周围的疾患变得更加直观清晰（图1-2-16）。同时，关节外科医师总结MRI提供的影像学信息，结合关节镜下所见，解决了一些以往难以诊断的关节内损伤和疾病，还发现了一些以往未能认识到的关节内损伤和疾病，有力地推动了运动医学科、关节外科，创伤外科和骨科的发展。
图1-2-14 不同型号的关节镜系统
图1-2-15 关节镜下用可吸收锚钉、带线锚钉
A.金属带线缝合锚钉，可用于腱骨结合部的可靠固定；B.由可吸收材料制成的带线缝合锚钉；C.用于关节镜下半月板缝合的新型置入物，可大大减少手术时间及操作难度
目前，发达国家四肢关节手术都在关节镜下进行。我国普及程度也十分迅速，进入21世纪以来，大、中城市主要医院基本都采用关节镜技术施行关节部的手术。国内关节镜技术应用较多的是膝关节和肩关节，临床技术也最为成熟。近年在髋、肘、腕、踝关节方面的进展也较为迅速（图1-2-17）。小关节虽然病例数不是很多，但近年来也取得了一定的进步，目前已开始总结小关节微创手术病例的经验，长时间的随访研究还在进行。我国学者在膝关节半月板缝合技术、交叉韧带重建、胫骨平台骨折的关节镜处理、肩关节镜、髋关节镜、肘关节镜以及关节镜在关节外的应用等邻域，取得了成功的经验，同时开展了相应的基础研究。
图1-2-16 膝关节MRI显像，可以清晰地显示关节软骨、半月板等结构
图1-2-17 “C”型臂透视下的髋关节镜手术
时至今日，关节镜技术的概念已经发生了根本性的变化，关节镜早已不仅仅是一种辅助的关节检查手段，而是关节外科、运动医学科、骨科领域中主要的治疗手段。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的诊治，而且已经越来越多地应用于肩、肘、腕、髋、踝等关节和关节外的伤疾，手术范围不断扩大。正如人们的预测，21世纪的外科是微创外科的时代。
目前国际上关节镜方面比较权威的组织是国际关节镜学会，学会为各国医师提供了一个良好的交流平台，并为关节镜的推广和技术理论的更新做努力。可以预见在未来的日子里，关节镜技术将由于各位致力于该项技术的医师的参与和科学技术的革新而得到更大的推动，届时会有更多临床医师参与进来，一起开创该学科的辉煌。关节镜技术正走向更成熟的明天。
（汪宗保 王予彬）
参 考 文 献
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