醫(yī)療器械的發(fā)展簡(jiǎn)史

         在遠(yuǎn)古條件下，人類的生存條件十分惡劣，經(jīng)常面臨猛獸和自然災(zāi)害的侵襲，并受到各種疾病的困擾。我國(guó)近代考古發(fā)現(xiàn)，早在新石器時(shí)期，已出現(xiàn)醫(yī)用石器，包括熱敷、按摩、叩擊體表、割刺膿瘍、放血等不同的石器工具。其中刺人人體組織的石器叫“砭石”，它是一種 銳利的石塊，《說(shuō)文解字》注：“砭，以石刺病也”，用石為針，這應(yīng)是我國(guó)古代針術(shù)的萌芽。 2500年前《黃帝內(nèi)經(jīng)》中所述的“九針”，是人類早發(fā)明、精心制作的醫(yī)療器械；以經(jīng)絡(luò)學(xué)說(shuō)為指導(dǎo)的針灸術(shù)成為中國(guó)醫(yī)藥學(xué)這個(gè)偉大寶庫(kù)中重要的治療手段。但在此之后，直到19世 紀(jì)，無(wú)論是中國(guó)還是世界，除1816年聽(tīng)診器發(fā)明和1850年醫(yī)用臨床體溫計(jì)的問(wèn)世外，醫(yī)療 器具的發(fā)展一直非常遲緩。

         現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器的誕生和發(fā)展應(yīng)歸功于19世紀(jì)末20世紀(jì)初科學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)（以量子力 學(xué)和相對(duì)論為代表）和工業(yè)文明（以機(jī)械制造和電機(jī)工程為代表）的出現(xiàn)。具代表意義的偉大成就是1895年德國(guó)物理學(xué)家倫琴( W. K. Roentgen)在維爾茨堡(Würzberg)大學(xué)物理研究所發(fā)現(xiàn)X射線，在次年的德國(guó)物理學(xué)年會(huì)上，他宣布并展示了X射線拍攝的人手X射 線照片，由此開(kāi)創(chuàng)了人體影像診斷的先河。當(dāng)時(shí)的電子變壓器高壓輸出已達(dá)lookV以上，滿足了X射線產(chǎn)生的條件。倫琴在實(shí)驗(yàn)中采用的是William Crookes研制的高真空度的冷陰極 射線管Crookes管。這一里程碑式的發(fā)現(xiàn)使得倫琴獲得了首屆（1901年）諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 這期間另一個(gè)亙大事件是1903年荷蘭生理學(xué)家艾薩文( William Einthoven)研制成功了臺(tái)采用弦線式電流計(jì)做記錄的心電圖儀，他所創(chuàng)立的肢體標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)的測(cè)量方法沿用至今。艾薩文因?yàn)槠溟_(kāi)創(chuàng)性貢獻(xiàn)獲得1924年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 肌電圖(EMG)起源于19世紀(jì)中葉，1851年法國(guó)科學(xué)家Dubois-Reymond先檢測(cè)到人體肌肉收縮時(shí)能產(chǎn)生電信號(hào)，“肌電”概念應(yīng)運(yùn)而生。1912年，Piper利用弦線式電流計(jì)記 錄了不同運(yùn)動(dòng)時(shí)相骨骼肌的電活動(dòng)，記錄了人體肌電圖。1925年Liddell和Shering-ton提出“運(yùn)動(dòng)單位”概念，它對(duì)肌電的研究是一項(xiàng)重要的理論概念。1928年，Proebster通 過(guò)分析患者的肌肉動(dòng)作電位，研究了周圍神經(jīng)損傷、脊髓灰質(zhì)炎的肌電圖，使肌電圖檢查技術(shù)飛速發(fā)展。 1924年法國(guó)學(xué)者Berger采用頭皮電極記錄到人腦的電活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)人腦活動(dòng)的d、J3波節(jié)律，并次給出了人類癲癇病發(fā)作時(shí)的腦電圖。

         自19世紀(jì)末到20世紀(jì)初在物理學(xué)上發(fā)現(xiàn)了壓電效應(yīng)與逆壓電效應(yīng)之后，人們解決了利用電子學(xué)技術(shù)產(chǎn)生超聲波的辦法，從此揭開(kāi)了超聲技術(shù)的歷史篇章。1922年德國(guó)出現(xiàn)了首例超聲波治療酌發(fā)明專利；1942年奧地利醫(yī)生杜西克用超聲技術(shù)掃描腦部結(jié)構(gòu)；到了20世 紀(jì)60年代醫(yī)生們開(kāi)始將超聲波應(yīng)用于腹部器官的探測(cè)。如今超聲波掃描技術(shù)已成為現(xiàn)代醫(yī) 學(xué)診斷不可缺少的工具。目前，臨床超聲診斷方法主要有A型、B型、M型及D型四大類—— A型(20世紀(jì)50年代初期用于臨床)是以超聲回波波形來(lái)顯示組織特征，主要用于測(cè)量器官的 徑線及其大小；B型(20世紀(jì)70年代興起)是用回波幅度調(diào)制聲束各掃描點(diǎn)的亮度，形成二維顯示斷面圖來(lái)顯示被探查組織的具體情況。M型(20世紀(jì)70年代出現(xiàn))用于觀察活動(dòng)界面時(shí) 間變化，適用于檢查心臟的活動(dòng)情況；D型（20世紀(jì)80年代初出現(xiàn)）專門(mén)檢測(cè)血液流動(dòng)和器 官活動(dòng)，可確定血管是否通暢、管腔有無(wú)狹窄、閉塞以及病變部位等。 X射線投射成像技術(shù)在倫琴創(chuàng)立之后近百年間取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，借助于各種影像增強(qiáng)材料和手段，X射線成像早已突破早期主要針對(duì)人體骨骼的成像范圍，擴(kuò)展到全身各個(gè)部位。但由 于X射線將人體投影到二維成像平面時(shí)，反映的是垂直于射線方向上的無(wú)窮多個(gè)平行截面人體 組織的疊加或平均，常使重要的空間信息模糊或丟失。

         1972年英國(guó)工程師豪斯菲爾德 (G.N．Hounsfield)將計(jì)算機(jī)技術(shù)與X射線成像技術(shù)相結(jié)合，發(fā)明了X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描儀。 它能從許多不同的投影圖，計(jì)算出真正的二維切片人體組織圖像。此后人們還從獲得的連續(xù)切 片圖通過(guò)組合，計(jì)算出人體各種角度的切片圖直至三維圖像。由于美國(guó)科學(xué)家科馬克 (A M Cormack)20世紀(jì)60年代的相關(guān)工作，使豪斯菲爾德與科馬克共享了1979年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 核醫(yī)學(xué)影像類儀器，均是基于給患者施加放射性標(biāo)記藥物，在人體外部探測(cè)所發(fā)射的丫射線而成像的。自從1958年H．0．Anger研制成功醫(yī)用7照相機(jī)后，借助于類似X射線斷 層成像技術(shù)，單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像和正電子發(fā)射斷層成像已應(yīng)用于臨床。它們提供 了X射線成像技術(shù)不能提供的人體生理代謝方面的重要信息。 磁共振成為一種譜分析方法，早在1946年就由F．Bloch提出并用于化學(xué)分析，但直到 1973年才分別由美國(guó)科學(xué)家保羅•勞特布爾(P．C．I。auterbur)相英國(guó)科學(xué)家彼特•曼斯菲爾德(P．Mansfield)獨(dú)立地研制出臨床實(shí)用的磁共振成像儀。該儀器不僅提供了人體解剖 圖像，特別是軟組織的圖像，而且提供了人體特定部位的生理功能信息。由于這一卓越貢 獻(xiàn)，30年后勞特布爾和曼斯菲爾德共同分享了2003年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 多生理參數(shù)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展，可追溯至1962年，北美建立批冠心病監(jiān)護(hù)病房( CCU)。 以后，監(jiān)護(hù)系統(tǒng)得到了迅速發(fā)展，隨著計(jì)算機(jī)和信號(hào)處理技術(shù)的不斷發(fā)展，以及臨床對(duì)危重患 者和潛在危險(xiǎn)患者監(jiān)護(hù)要求的不斷提高，對(duì)CCU/ICU監(jiān)護(hù)系統(tǒng)功能要求也不斷提高。

         目前，監(jiān)護(hù)系統(tǒng)除具有以前的多參數(shù)生命體征監(jiān)護(hù)的智能報(bào)警外，還要求在監(jiān)護(hù)質(zhì)量以及醫(yī)院監(jiān)護(hù)網(wǎng)絡(luò)方面有進(jìn)一步的提高，以更好地滿足臨床監(jiān)護(hù)、藥物評(píng)價(jià)和現(xiàn)代化醫(yī)院管理的需要。 治療類儀器自18世紀(jì)美國(guó)科學(xué)家富蘭克林( Franklin)用萊頓瓶放電治療癱瘓患者以來(lái)，直到19世紀(jì)末20世紀(jì)初才有了長(zhǎng)足的進(jìn)展，利用電磁波譜不同頻段（包括非電磁波譜的超聲波）的生理效應(yīng)，研制成功的各種治療儀器，大量進(jìn)入臨床。具代表意義的有可植 入式心臟起搏器、高頻電刀、激光刀、用于癌癥治療的電子直線加速器等。伴隨微電子披術(shù)和 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各種物理治療類儀器在保健、康復(fù)、功能替代中發(fā)揮了越來(lái)越顯著的作用。

         化學(xué)分析起源于17世紀(jì)，而儀器分析直到19世紀(jì)末才出現(xiàn)，20世紀(jì)得到了長(zhǎng)足發(fā)展。用于 醫(yī)學(xué)的分析儀器，主要沿襲了現(xiàn)代化學(xué)分析儀的方法和手段，如譜分析方法、電化學(xué)方法、各種分離技術(shù)等，對(duì)人體成分進(jìn)行離體分析。直接針對(duì)活體內(nèi)成分的測(cè)量，是醫(yī)學(xué)分析儀器的特殊之處和極重要的方面，這里存在有創(chuàng)和無(wú)創(chuàng)、短時(shí)診斷和長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)之分。如針對(duì)糖尿病患者血糖的診 斷與監(jiān)護(hù)，針對(duì)呼吸系統(tǒng)患者血氧飽和度的診斷與監(jiān)護(hù)等。20世紀(jì)末得益于生物工程技術(shù)和微 電子技術(shù)的發(fā)展，使醫(yī)用分析儀器在大規(guī)模測(cè)量和微型化、快速分析等方面均取得了重大進(jìn)展。