产钳是什么材质的医学人文悦读｜御医奋斗史：阴道助产器械的诞生与发展（下）-上海聚慕医疗器械有限公司

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文章导读：

1、胎头吸引器的诞生晚于产钳，是几个世纪若干医学家的“集体智慧”。与其类似，主要依靠负压原理工作的医疗器械早在15世纪的欧洲就已出现。

2、一般认为胎头吸引器是由苏格兰女王的御医、苏格兰产科学家詹姆斯·杨·辛普森爵士在1848年发明的。辛普森是西方产科医学史上的重要人物。

3、辛普森的胎头吸引器自公开之日起，不仅遭到医学界和社会舆论的猜疑，也遇到了同时代顶级专家的竞争。后来，辛普森也因此最终放弃研究胎头吸引器。

4、1957年瑞典医学家泰格·马尔姆斯特罗姆在前人基础上不断优化，以全新的机械互锁原理制造出了目前仍在广泛应用的胎头吸引器样版，称为“M cup”。1969年，澳大利亚医学家伯德将M cup再度改良，即“Bird cup”。

5、尽管随着科学技术的不断发展，胎头吸引器的款式层出不穷，但总体来说，后来的改进都属于微调，在功能上并未超越M cup和Bird cup。

本文引用格式：李丹麑. 御医奋斗史：阴道助产器械的诞生与发展（下）[J]. 中华围产医学杂志, 2022,25(3):237-封3. DOI：10.3760/cma.j.cn113903-20220210-00114

李丹麑

中华医学会学术会务部，北京100710

通信作者:Email：dannili@cma.org.cn，电话：010-21721237

胎头吸引术是利用负压作用使胎头吸引器吸附在胎儿头部，通过牵引吸引器，协助胎儿娩出的手术。胎头吸引器由吸引杯、吸引管和负压吸引装置三部分组成。目前常用的胎头吸引器有金属锥形、金属牛角形、金属扁圆形及硅胶喇叭形等。

胎头吸引器的诞生晚于产钳。一般认为胎头吸引器是由苏格兰女王的御医、苏格兰产科学家詹姆斯·杨·辛普森爵士（Sir James Young Simpson，1811年至1870年）在1848年发明的^［¹^］498。如果说产钳曾是英国张伯伦家族的“独门秘籍”，那么胎头吸引器则是几个世纪若干医学家的“集体智慧”。

一、奇思妙想：御医的火罐

胎头吸引器主要依靠负压产生的牵引力工作。与其有着类似原理的医疗器械早在15世纪的欧洲就出现了。

安布罗斯·帕雷（Ambroise Paré，约1510年至1590年）是法国国王亨利二世、弗朗西斯二世、查理九世和亨利三世的御医，被后世誉为“欧洲外科和法医病理学之父”。作为一名军医，帕雷在前线救治士兵，积累了大量的实践经验，成为西方战场医学的先驱。帕雷在处理颅骨凹陷骨折时会使用火罐，也就是在玻璃罐子里点燃火苗后，直接按在伤处，同时让伤者尽最大限度屏息^［²^］。这种利用负压使骨骼复位的操作和中医的拔火罐很相似。

除了帕雷的火罐与胎头吸引器有着相似的工作原理之外，早在辛普森之前，就有几位医生提出了类似“胎吸”的装置和技术。第一位叫詹姆斯·永格（James Yonge，1646年至1721年），是英国普利茅斯海军医院的外科医生。1694年，他在一份难产病例里写道，“（我）将一个玻璃吸引杯贴附在胎儿头部，配合气泵的作用，想把胎儿拽出来。一开始未能成功，但在最后紧要关头，我指导我儿子（作者注：永格的儿子也是一位医生）再次尝试，这次居然成功了！后续接生过程又快又顺利”^［3^］。

第二位提出“胎吸”设想的是一位来自德国中部萨勒河畔城市耶拿的医生塞曼（Saemann of Jena）。只不过塞曼的构想源于他的梦境，带有浓厚的浪漫色彩。1794年，他在一篇短文中回忆道，“（在梦中）我看见一种气泵，能牢牢吸住胎儿头部却不会给母婴带来伤害。这个铜制的气泵上有个橡胶套，还带着通风装置。我认为这个梦很快就成为现实”^［4^］。塞曼提到的“通风装置”，很可能是指产生负压的抽吸装置。

塞曼的美梦终于在19世纪成真。尼尔·阿诺特（Neil Arnott，1788年至1874年）出生于苏格兰城市阿布鲁斯。阿诺特既是优秀的医学家，也是兴趣广泛、头脑灵活的发明家。在前往印度担任英国东印度公司特聘外科医生期间，阿诺特四处游历，还于1807年至1811年期间多次到访中国^［⁵^］。1829年，他回到苏格兰，出版了《物理学或自然哲学要素》一书。在该书的《自然哲学》章节，阿诺特提出了牵引器的设计，据说原型来自于中国的钱袋。这种牵引器像皮口袋一样，袋口嵌着一枚能活动的钢制圆环，通过调节圆环的直径大小，让皮口袋像气球一样伸缩自如。医生把它牢牢“套”在胎儿头顶，就能用力将胎儿从产道里拖出来^［⁶^］。

二、争议不断：胎头吸引器的问世

詹姆斯·杨·辛普森爵士是西方产科医学史上的重要人物。他于1847年首次证明氯仿的麻醉功效，对西方外科手术产生了深远的影响，同年擢升为苏格兰女王的御医。1848年他在前人的基础上设计了“辛普森产钳”，沿用至今。1853年他在英国维多利亚女王分娩时使用氯仿，协助她产下利奥波德王子，引起社会轰动，也提升了无痛分娩在西方的认知度。

1836年，辛普森偶然看见一群小男孩做游戏，用圆形的皮革吸盘玩具轻松地将一块大石头“吸”起来，继而又想到章鱼触手上的吸盘，便思忖能否做出类似的工具帮助产妇分娩^［⁷^］23。后来辛普森拜读了阿诺特的《物理学或自然哲学要素》，坚定了自己的设想。但他认为阿诺特的发明会导致柔嫩脆弱的胎儿出现颅骨凹陷性骨折^［⁷^］25，于是便亲自动手研究起来。

1848年12月，他在日记里写道，“我已经疯狂熬了三个通宵，正在赶制两台吸引器，马上就大功告成了。上周三我在外科协会还做了演示，整个过程十分顺利。吸引器成功举起了26磅重的铁锭，而这个重量是吸引器自身重量的两倍。但是来自俄国的马季列斯博士怀疑吸引器的实效。于是前几天，我带他和其他人到医院观摩手术。他们亲眼得见吸引器是如何挽救了产妇和胎儿的生命。这个俄国人兴奋地手舞足蹈，喜极而泣地向我表示祝贺：‘太棒啦！了不起！这是您的不朽杰作！’”^［7^］35

辛普森根据上述经历，于1848年12月20日在《医学月刊》（Monthly Journal of Medical）上正式发表了题为“关于胎头吸引器：一种能取代产钳在难产中发挥效力的新机械动力”（On a suction tractor；or new mechanical power， as a substitute for forceps in tedious labours）的论文。在文章中，他先是深入浅出地讲述了灵感来源，接着阐述了胎头吸引器的设计（图1）。胎头吸引器的内里是一个金属材质的窥阴器，外面套着活塞式气泵，末端呈喇叭形，覆以柔软的皮革并涂上油脂作为润滑剂，然后将这一端放置在胎儿的头顶。此时从另一端拔出活塞，从而排出空气，形成负压，以此实现对胎儿头部的牵引力^［⁷^］27。

图1　辛普森的胎头吸引器^[7] A：实物外观；B：工作演示图

1849年2月9日，《伦敦医学公报》（London Medical Gazette）全文引用了辛普森的这篇论文，编辑盛赞这一发明是医学界的希望^［⁸^］。然而其姊妹期刊《伦敦医学杂志》（London Journal of Medicine）的编辑态度却截然相反，“这个工具将取代产钳？对此我们深表怀疑，胎儿的头皮或许会撕裂，颅骨或许遭到重创——但愿这些忧虑都是杞人忧天。辛普森教授的文章固然值得关注，然而我们必须要看到它的实际应用效果。”^［9^］

辛普森的反应十分迅速。1849年2月末，他参加爱丁堡产科协会年会，向与会医生报告了成功的胎吸手术案例。与手术案例一同展示的还有改良版本的胎头吸引器（图2）。其主体是黄铜材质的注射器管（长1.5至2英寸），一端配有双瓣活塞作为牵引驱动，另一端套着深1.5英寸、直径1.5英寸的内杯，杯口覆以黄铜丝网，网内填充海绵或法兰绒等物，保证牵引器内能快速产生负压。内杯外面还套了一个直径3英寸的、以硫化橡胶制成的吸引杯，质地较软，避免对胎儿头部的伤害^［¹⁰^］。

图2　辛普森改良版胎头吸引器（复制品）现藏于英国爱丁堡博物馆。侧面可见硫化橡胶吸引杯里侧内杯和黄铜丝网剐蹭的痕迹

三、风波重重：专家们的明争暗斗

辛普森的胎头吸引器自公开之日起，不仅遭到医学界和社会舆论的猜疑，也遇到了同时代顶级专家的竞争。其中就包括横跨英国医政两界的知名人士约翰·哈迪·詹姆斯（John Haddy James，1788年至1869年，图3）。

詹姆斯是一位传奇人物。军医出身的他于30岁时发表的《论炎症》荣获英国皇家外科学院的杰克逊奖。后来他发明了骨科持续牵引疗法，极大地推动了西方外科和骨科的发展；40岁时步入政坛，担任英国埃克塞特市市长；45岁时联合英国医学家查尔斯·黑斯廷斯爵士成立了省级医学外科协会（即英国医学会的前身）。

詹姆斯得知《伦敦医学公报》全文引用辛普森的论文之后，于18天后（即1849年2月27日）也在该期刊上发表论文，称自己先于辛普森独立设计了胎吸牵引装置（图4）^［¹¹^］。与辛普森不同的是，这款装置的初衷是吸除胎盘。尽管没有制作实物模型，但詹姆斯认为自己的发明更安全更实用，特别是“医生或助产士在摸到胎儿耳朵之前，又不愿意使用产钳的情况下，就可以选用这个装置助产。”

一波未平，一波又起。同年3月3日，《伦敦医学公报》又刊登了一位当地小有名气的医生的来信。这位医生名叫詹姆斯·米歇尔，他声称自己才是辛普森胎头吸引器的真正发明者——他曾于1847年至1848年参加过辛普森举办的助产士大奖赛（Midwifery Prize），见过辛普森为参赛选手演示胎头吸引器的原理。而当辛普森试图用皮革材质的吸盘吸住胎儿模型但失败时，米歇尔便出于好意向他提出了优化设计的建议——证据就是米歇尔在试卷题目“请阐述胎头从枕后位到枕前位的旋转方法”的空白处画了一幅胎头吸引器的草图（图5）^［¹²^］。

辛普森很快回应道，他既不认识米歇尔，也没见过他的试卷。辛普森的助手马修斯·邓肯（Matthews Duncan）随后出面作证，表示试卷都是自己批阅的，辛普森没有参与评选的任何环节。邓肯承认辛普森的确在比赛当日为所有参赛选手演示了胎头吸引器，自己也有印象看过一张画着设计草图的试卷。但一则“看过演示”不代表米歇尔和辛普森就互相认识；二则根据比赛规则，每位参赛者使用化名答题，真实身份信息均由本人提前写好并自行密封在信封里，附在答卷后面一并上交。邓肯评卷完毕后只打开了最终获奖者的信封以公布比赛结果，而名落孙山者的试卷连同带未拆开的信封都是直接退还，因此无论是邓肯还是辛普森都不知道米歇尔何许人也，辛普森也不可能看过米歇尔的试卷，更别提设计草图了^［¹³^］。

图3　约翰·哈迪·詹姆斯画像　图4 约翰·哈迪·詹姆斯的胎头吸引器设计图^[11]

图5　詹姆斯·米歇尔的胎头吸引器设计草图^[12]

激愤不已的邓肯在信中还将矛头指向《伦敦医学公报》的编辑，认为他们未经考证就贸然发表米歇尔的来信，给辛普森戴上了“抄袭者”这一莫须有的罪名^［¹⁴^］322。编辑也迅速回击，称即便辛普森不认识米歇尔，但身为其助手的邓肯既然看过米歇尔的试卷内容，那么也极有可能在平日里向辛普森透露过相关信息^［¹⁴^］323。

事件愈演愈烈。最终辛普森于1849年4月7日公开发表了一份声明，再次重申自己从未参加阅卷工作，也从未从邓肯处获得任何关于米歇尔设计的信息^［¹⁴^］325。

这场轰轰烈烈的“无头公案”最终不了了之。经历了詹姆斯的挑战、米歇尔的质疑和舆论的猜忌之后，辛普森最终放弃研究胎头吸引器。在人生余下的21年里，他把精力都集中在产钳和氯仿的实践与推广上。

后人曾经在辛普森于1849年有关胎头吸引器的试验记录里，发现他写了这么一段话：“如果世上有哪位天才能设计出一款伞状的牵引器，进入产道前是收缩状态，进入后再打开套住胎儿头部，那么我想（它）在很多情况下都能取代产钳”^［1^］503。

这是颇具远见的想法，只可惜种种纷争已然彻底熄灭了辛普森研究胎头吸引器的热情，但他的设想在随后到来的20世纪最终得以实现。

四、后事之师：现代胎头吸引器的迭代更新

除了风波带来的舆论压力，辛普森当时放弃研究胎头吸引器的原因还在于诸多设计缺憾以当时的技术水平无法解决或改善，比如操作者使用感不佳、容易造成母婴创伤、不能实现倾斜角度的牵引等等，效果远不及产钳，因此在英国本土就没有广泛使用。

但是辛普森胎头吸引器的出现却启发了其他国家的科学家们，纷纷尝试技术改良。1886年，法国发明家苏比·萨利赫（Soubhy Saleh）将胎头吸引杯改为当时最先进的橡胶材质，并在吸引杯一侧添加指套，方便医护人员抓握（图6）。而四年之后，美国医学家彼得·麦卡西（Peter
McCahey）也设计了“气压牵引器”（atmospheric tractor，图7），杯罩从喇叭形改为半球形后更容易吸附，不借助气泵也能吸住胎儿头部^［¹⁵^］。

但这些胎头吸引器对医护人员的操作水平要求很高。换言之，产科医生或助产士必须具有丰富的经验才能掌控好牵引力度。为避免胎头吸引器造成胎儿头部损伤，德国科学家雷切尔·昆茨施（Rachal Kuntzsch）在1912 年还研发了一种叫作“真空头盔”（Vakuumhelm）的压力计，专门用来测量吸引杯内的负压值^［¹⁶^］。“真空头盔”在实验阶段获得成功，但与上述改良版胎头吸引器一样，都没有进入实质的临床阶段或大规模生产阶段。

图6　苏比·萨利赫的胎头吸引器设计图^[15] 图7 彼得·麦卡西的胎头吸引器设计图^[15]

1947年，法国医学家库茨阔（Yves Couzigou，1901年至1989年，图8A）设计的胎头吸引器“Ventouse”（即法语“吸盘”一词）获得临床认可，开始进行小范围生产和推广应用。这款胎头吸引器的独特之处在于吸引杯配有一根拉绳（图8B），便于医护人员根据产妇骨盆曲度调整发力角度，气泵末端还有一个收集器，用来储存吸出来的羊水和血液（图8C）^［¹⁷^］。

图8　法国医学家库茨阔及其设计的“吸盘”胎头吸引器 A：法国医学家库茨阔；B：“吸盘”胎头吸引器的吸引杯；C：“吸盘”胎头吸引器

1953年瑞典医学家泰格·马尔姆斯特罗姆（Tage Malmstroem，1911年至1995年，图9A）在库茨阔的基础上改进，并于1957年再次优化，以全新的机械互锁原理制造出了目前仍在广泛应用的胎头吸引器样版，称为“M cup”^［18^］。M cup的金属吸引杯为弯曲横截面（直径为60毫米），在形成负压后可与胎儿头顶形成机械互锁，牵引力则通过吸引杯手柄和附在上面的金属链操控（图9B）。

图9　瑞典医学家泰格·马尔姆斯特罗姆及M cup A：瑞典医学家泰格·马尔姆斯特罗姆；B：马尔姆斯特罗姆设计的M cup，1958年，照片现藏于瑞典社会与科技博物馆；C：不同型号的现代M cup

M cup带来了革新局面，极大地推动了胎头吸引器的应用，但也存在一些问题。例如，在机械互锁原理下，金属材质的吸引杯容易导致胎儿头皮瘀伤；胎儿枕后位时，因为角度问题金属链与手柄形成杠杆运动，造成装置晃动倾斜，使吸引杯失去吸力，不能发挥作用^［¹⁹^］。1969年，澳大利亚医学家伯德（Geoffrey
Colin Bird，1922年至2001年，图10A）将M cup再度改良，即Bird cup（图10B和图10C），优化重点包括吸引杯深度变浅更易放入产道；吸引杯内里加了一层橡胶材质的网状嵌体以减少对胎儿头皮的伤害；校正金属链在手柄上的位置以避免杠杆运动等^［²⁰^］。

图10　澳大利亚医学家伯德和Bird Cup A：澳大利亚医学家伯德；B：现代枕前位Bird cup；C：现代枕后位Bird cup

20世纪70年代，胎头吸引器的吸引杯改为柔软的硅胶材质，主要适用于枕后位、枕横位和比较困难的枕前位分娩^［²¹^］。医护人员可酌情将吸引杯折叠后在放入产道，大大降低了产道损伤的发生率。20世纪90年代则出现了一次性胎头吸引器吸引杯，以避免交叉感染，而且便于操作及安放，医护单人操作即可完成。后来，还出现了双气泵设计的胎头吸引器。

尽管随着科学技术的不断发展，胎头吸引器的款式层出不穷（图9C），但从总体来说，后来的改进都属于微调，在功能上并未超越M cup和Bird cup。

五、总结

与产钳相比，胎头吸引器能减少侧切，减少会阴和肛门括约肌裂伤的机会，但两者在安全性、有效性上的比较主要取决于操作者的经验^［²²^］。软硅胶头的胎头吸引器对产妇和胎儿的损伤小^［²²^］。使用吸引器助产，胎头受外力较小，宫颈及阴道撕裂少。金属头吸引器因拉力较大，可用于需要辅助胎头旋转的情况，但同时有增加严重头皮损伤的危险，因此对医护人员的操作水平要求较高。

阴道助产是医学界历久弥新的话题，产钳和胎头吸引器的发明和演变无疑在产科发展史上具有里程碑的意义。通过本期和上期的回顾，我们看到了冰冷器械背后如此之多的精彩故事，也对西方王室近现代御医的事迹有了一定的了解。作为各个时期的执牛耳者，御医在掌握大量的医学信息和资源的前提下，革新派成为医学发展的推动者似乎是一种必然，而与此同时，保守派出于对权威的维系，成为新兴科学技术的阻挠者似乎也是一种必然。不同的声音、不同的角度、不同的目的相互碰撞交织，但科学技术发展的大流却从未停止。或许这正是医学历史的迷人之处，让我们在打开尘封档案的同时，更深刻地感悟医学“颠簸路途通繁星”的永恒旋律。

参考文献

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