尿液显微镜检查的历史(一)
“患者死亡后,其肾脏将被送至病理学家处,但是当他活着时,其尿液就会送到我们这里。尿液会告诉我们每天、每月和每年肾脏内发生的一系列主要事件。尿液检查是任何患者体检的最基本组成部分......”(Thomas Addis,1948)
在显微镜检查和化学出现以前的尿液检查:从石器时代到1580年代
从旧石器时代萨满教巫医和医治者的早期开始,也许是30,000-40,000年或更早以前,人们就通过肉眼观察从机体排出的尿液以了解机体内发生的事情。埃及人和巴比伦人的文字都提到和描述了尿液的外观、尿量和颜色。1500年前,我们从希腊和罗马的医学写作文集中获得尿液的描述:在公元(基督纪元)开始前500年尿液检查就是希波克拉底体系的一部分。
因而对于后古典时代的1000年或以上,从拜占庭时期的公元7世纪以来,虽然将尿液外观及其通过冷却沉下的沉渣联系在一起的体系提供的临床信息用处微不足道,但是西奥菲勒斯的这种“尿检”观点日益占据统治地位。它基本上是通过预测来诊断。
当时,由于科学在启蒙运动的早期也就是17世纪早期的影响,创新的至关重要的驱动因素之一就是新技术:能够使微观世界和恒星(宏观)世界放大的有用透镜的发展。同时,化学从炼金术中产生,最初有些迟疑地应用于体液,包括尿液。
玻璃当然是天然存在的物质,有时会形成有助于放大的液滴。然而,某些古老的透镜也存在抛光的痕迹。从第四和第五王朝(大约在公元前2500年)(但不是第六王朝及以后)的埃及、克里特岛和特洛伊城、以及迦太基,这些古遗址发现了一些贮藏物。一个发人深省的物件是来自埃及阿比多斯、王朝统治以前的雕刻,位于公元前1300年的一个象牙柄上,只有在放大后才能看见。来自Sargon王宫的“Nimrud透镜”由Layard于1853年在亚述发现,现在位于伦敦的大英博物馆里,是起源于公元前700-1000年最著名的古透镜之一。古典时期的希腊人以及罗马人必定知晓玻璃的放大性能,Aristophanes(公元前430年)(在“The clouds[云]”这本书中)、Pliny和Seneca实际上描述了透镜的放大用途—有时称为“
眼镜被建议用于埃及木乃伊,但是凸晶很可能是为了装饰没有眼球的眼眶—遗失的部分通常在尸检后加到木乃伊上。从1253年起我们所知的最早有记录的眼镜在意大利由Salvino d’Armate(1258-1302)描述,到1400年被广泛使用。但是这些眼镜比较重,手持使用而不是戴在鼻子上。
显微镜和显微镜检查的诞生:1580-1700年
对于是谁首先设想了连续使用两个透镜装在管子上来观察物体仍有争议,但是显微镜的诞生通常归功于荷兰米德堡的Janssen家族,父亲Hans(d.1590)和儿子Zacharias(1580-1638),他们创造了眼镜并且精通透镜制作。其它的荷兰透镜制作家,比如Hans Lippershey(1570-1619)也参与其中。很快,随着眼镜的镜片制作不断改进,简单的筒式手持显微镜(和望远镜)在欧洲随处可见。
因此,早在1630年普罗旺斯天文学家和博学家Nicolas-Claude Fabricius de Peiresc(1580-1637)对尿液进行了检查,他描述尿结晶就像“一大堆长斜方形的砖块”。在同一个世纪的后期该描述被英国博学家Robert Hooke(1635-1703)采用,他利用三镜头显微镜达到50倍的放大率。他的书Micrographia(显微图谱)将微观世界展现在世人面前。这些晶体很可能是尿酸,也许是尿酸钙。相比之下,17世纪晚期著名的荷兰显微镜学家Antoni van Leeuwenhoek(1632-1723)只使用精心磨制的液滴单镜头就能达到不可思议的270倍放大率,但是因为他的标本是固定在一个金属点上进行检查的,虽然能看到一滴尿液中的晶体,不过他对于尿液几乎没有发现。使用两个镜头的放大率始终低得多,但是增加的焦距对于检查标本来说具有巨大的实用价值。
18世纪的停滞:1700-1810年
在18世纪所有显微镜产生的图像(其中我们具有现存的相当大数量)都显示分辨率差,严重的球面像差和色差;图像模糊且色彩多样,还有很多重叠图像。虽然早在1730年就使用单独的冕牌玻璃和火石玻璃透镜通过其不同的折射特性来减少这种问题,但是这一策略实际上效果甚微。对于科学,需要但是仍然缺少更好的仪器,因此在18世纪显微镜检查在医学上的应用受到限制。即便如此,在此期间几乎只有著名的荷兰教师和临床医生(图1)Hermann Boerhaave(1668-1738)执行了仔细的实验,于1704年在显微镜下观察一个正常健康个体的尿液,发现晶体逐渐形成,证明了有时候正常尿液的成分最终也会使结石形成。
尽管在17和18世纪在猩红热肾炎中发现血尿,最著名的是机敏的瑞典儿科医生Rosén von Rosenstein(1706-1773),Leeuwenhoek和其他人也描述了血细胞(corpuscles),但是没有找到此期间的任何记录能够证实在显微镜检查下发现尿液中存在红细胞;可能是从进一步探询中得出,如果18世纪这些爱探询的人没有想过寻找Leeuwenhoek在包含血液的尿液中发现的细胞才会令人惊讶。然而,实际上Domenico Cotugno(1736-1780)在1770年代发现和命名蛋白尿时并没有使用显微镜检查,Richard Bright(1789-1858)和John Bostock(1773-1846)(虽然对患者的体液有很多化学发现)在1820年代也没有使用显微镜检查其患者的尿液。
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