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神经外科及开颅术的发展和完善

编辑:INC|发布时间:2019-09-15 11:23|点击次数:

神经外科发展到现在,一直充满了无数勇敢的人,他们勇于对抗旧习,尝试挽救病人的生命。几个世纪以来,神经外科医生所做的更多的是观察病人,其原则是“不要伤害病人“,因为手术往往会带来比疾病本身更糟糕的结果。           
       Hippocratic学校是第一个编写头颅损伤治疗方法的,颅骨骨折按照其类型和受伤的严重程度进行分类,以决定是否需要钻孔术开颅(损伤越严重,钻孔书开颅的必要性就越小)。此外,没有任何信息能够帮助决策患者的神经状况是否需要手术。文艺复兴时期,欧洲对解剖学和外科技术的认识有了显著提高。Jacopo Berengario da Carpi(1460-1530)是一位意大利的外科医生和解剖学家,他第一个出版了配有图文说明的解剖学著作,还出版了关于头部损伤的专著De fractura Cranii。在接下来的几个世纪里,解剖学有了很大的进步,但在脑部定位,麻醉,止血和防腐等领域还差得很远,神经外科仍处于起步阶段。

麻醉、防腐和止血

在麻醉、防腐和止血这三个科学和医学领域取得重大进展极大的提高了手术的安全性和有效性。16世纪中期,西方医学在Ambrose Paré(1510-1590)手中有了革命性的进展。作为一名胡格诺教徒和军事外科医生,Paré医生拒绝采用传统的止血方法——沸腾油和灼烧术,他发现结扎术能够更有效的止血和促使伤口愈合,他用法语推广了这一发现并成为了欧洲皇家法院的外科医生。之后,William T. Bovie(1881–1958)和Harvey Cushing(1869–1939)将灼烧术改进为电热装置并推广。1926年10月1日,Cushing运用这项装置成功地为一名64岁的患者手术切除了颅骨骨髓瘤,而之前由于血管问题手术总是失败。

然而, 一台成功的手术,外科医生们还需要解决两大问题: 疼痛和感染。数千年来, 葡萄酒和鸦片一直被用于镇静和镇痛作用, 但在18世纪和 19世纪, 人们对麻醉剂的理解和使用发生了巨大的变化, 外科医生能够在患者保持无痛感的情况下对其进行长时间手术。东西方一代又一代的医生尝试使用各种草药混合物来镇痛,这取得了一定的成功。最终,在19世纪,一氧化二氮、二乙醚和其他药物的发现使得在手术中能够持续使用麻醉剂(Humphry Davy(1778-1829)发现了一氧化二氮,并创造了“笑气”一词)。1842年,William Edward Clark (1819–1898)在Elijah Pope实施拔牙手术时给患者使用了乙醚,这是现代历史上第一台全麻外科手术。同年,在佐治亚州,Crawford W. Long(1815–1878)使用乙醚麻醉为一名男子切除了脖子上的肿瘤。

从中世纪开始,几个世纪以来的发现使人们逐渐摒弃旧教条,无菌防腐技术得以发展。早在1516年,Magnatus就提出了“瘴毒”能够感染所有暴露在空气中的东西,因此外科医生为防止空气进入伤口而不断努力。后来,Antonie van Leeuwenhoek(1632-1723)在研制显微镜后发现了微生物,但不幸的是,微生物与人类疾病之间的联系并没有真正建立起来,直到19世纪中叶,术后败血症导致的手术死亡率保持在近50%。19世纪60年代,Louis Pasteur证明, 微生物会导致变质, 而不是 "自发生成", 微生物可以在空气中传播, 并能够被高温杀死。同时, Robert Koch(1843-1910)证明了炭疽杆菌使炭疽的病原体, 从而证明了疾病的细菌理论。在此理论的基础上,Joseph Lister(1827-1912)开始包扎伤口,用稀释的碳酸清洗手套和手,而术后出现败血症的现象显著降低。消毒和灭菌使现在手术最重要的进展之一。

最终,麻醉、防腐和止血的发展使手术走出了 "准备迎接上帝" 的黑暗时代, 进入了现代时代。这些技术的进步使我们发展出更新,更复杂的手术技术。然而,在脑部准确定位发展之前,大脑基本上是一个“黑匣子”,很少有人敢打开。

开颅术的发展

1、大脑定位

我们对大脑定位的理解长期受到不正确哲学的阻碍。古代哲学家和医生认为,大脑功能是通过 "精神气" 在脑室中完成的, 这种轻质物质或精神使动物能够进行感觉、运动和精神活动。后来这个想法发展出了三室理论,每个脑室 (前、中、后) 都有一个特殊的功能 (例如想象、认知和记忆),有着执行这种功能的独特力量。这一理论始于古典时期,然后通过伊斯兰学校传播到拉丁西部。直到文艺复兴时期, 这种学说才受到质疑。随着科学研究、解剖和实验的发展,关于大脑定位的两种相互竞争的理论也出现了。

Jean P. Flourens(1794-1867)是一位颅相学的科研人员,他对神经系统进行了部分切除和刺激,以确定每个部分的功能。他将之分为外周神经,脊髓,脑干,四叠体池,大脑和小脑。当刺激外周神经、脊髓、脑干和四叠体池时产生运动反应,但刺激大脑却没有。因此,他的结论是,大脑是负责感情、理解和自由意志的部分。他认为这些功能在整个大脑半球都是分散的,他称之为“皮质等能行”,他相信如果大脑一部分受损,它所有的功能都会保持,但效率会降低。

很显然,这些理论有着明显的错误。随后,经过一系列科学研究,最终,在G. T. Fritsch(1837-1927),E. Hitzig(1839-1907),Paul Broca(1824-1880),Carl Wernicke(1848-1905),David Ferrier(1843-1928),和John Hughlings Jackson(1835-1911)等人的努力下,大脑定位理论得以更精确。

2、传统额颞叶开颅术:George Heuer(1882-1950)最初于1914年发展运用了额叶开颅术,这是一种更好的切除垂体瘤的方式(图一)。

 图一

为了更好的理解这种方法,我们值得讨论一下对这种技术有影响的前辈。1889年,Victor Horsley操作了第一例脊髓肿瘤切除术,并于同年完成了第一例垂体腺瘤手术。Horsley第一个使用了颞叶开颅法,切开硬脑膜,抬起颞叶暴露出垂体。1893年,Frank T. Paul(1851-1941)为一位肢端肥大症妇女实施了减压性的颞叶开颅术,以减轻头痛的症状。术后患者头痛的症状得到明显减轻,但她丧失了视力,并于几个月后离世。1900年在柏林,Fedor Victor Krause(1857-1937)使用单侧经额入路成功地为一名自杀患者取出子弹。1905年,他提出并实施了额叶硬膜外入路来切除垂体。1903年12月,Otto George Theobald Kiliani(1863-1928)尝试使用双侧额下硬膜内入路挽救一位急性垂体内出血和硬膜下血肿的中风患者的生命,但因为脑水肿和出血,患者于8小时后离世。在1914年之前的几年里,几位外科医生的尝试和研究极大丰富和提高了颅内入路,并影响了Heuer医生运用的额叶开颅术。

另一位对Heuer医生有重要影响的外科医生是Wilhelm Wagner(1848-1900),他发展出了骨瓣成形术。Wagner还将环钻术(去除一块完整的颅骨)作为一种“肢解手术”。他进行几年的解剖实验,设计了一种可以“选择性地和暂时地切除一大块颅骨,但同时保持与柔软部分连接以确保其能够愈合。”的方法。Wagner的骨瓣成形术随后被世界各地的许多神经外科医生广泛采用,并影响了Heuer医生的手术发展。Heuer医生后来将骨瓣成形术并入他的额颞入路手术。Heuer方法的美妙之处在于,以一种更短更倾斜的方式到达蝶骨嵴交叉区域,从而能够更多地暴露手术区域,获得更好的手术视野(图2)。Heuer的方法最初由Walter Dandy(1886-1946)整理并出版,因为在一战时Heuer在法国。

(图2)

额颞叶开颅术的发展

在20世纪随后的几十年里,科技水平和外科技术不断发展,快速提高。诊断,阐释,放大和神经外科器械的改进使我们能够更精确的对待额颞叶损伤。随着气脑造影术和脑血管造影术的出现,颅内病理诊断的能力大大提高。另外,超声、CT和MRI技术的进步也是极大促进了神经外科的发展,这些现代的诊断方式有助于提高我们对基础解剖学和生理原理的理解。术前规划和现代诊断方式结合,术中核磁和神经导航结合,帮助神经外科医生研究和发展出比以往更精细的手术入路和方法。

3、手术显微镜

Gazi Yaşargil(1925年生)通过使用手术显微镜和翼点入路的方式进一步完善了额颞开颅术。鉴于显微镜在翼点入路的重要性,我们将进一步阐释它在神经外科领域的历史和应用。

第一台真正的显微镜是在1590年左右研发的,它的发明要归功于两位荷兰眼镜技师Zacharias Janssen(1585-1632)和他的父亲Hans Martens,他们将两个镜片排列在一个滑动管内。这些都是比较粗糙的设备,直到17世纪,Antonie van Leeuwenhoek改善了镜头才使得科学技术和医学水平有了显著提高。19世纪中叶,显微镜技术又有了新的进展。在物理学家Ernst Abbé(1840-1905)与Carl Zeiss(1816-1888)的共同努力获得了新的数学公式和理论,这使得透镜的光学性质能够被预测,镜片能够标准化。1893年,Zeiss将立体视觉引入了Zeiss双目显微镜。

虽然显微镜开始在工业和研究中得到越来越多的使用, 但并没有立即被应用在手术中。耳鼻喉科是第一个采用真正的外科显微镜的外科专科。1921年,Carl Nylén(1892-1978)在斯德哥尔摩大学的诊所医治一名慢性中耳炎患者时首次使用了显微镜技术。他的同事Gunnar Holmgren(1875-1954)将光源连接到Zeiss双目显微镜上,引进了第一台外科双目显微镜。这些早期的外科显微镜相当粗糙,视野非常有限(6-12毫米),缺少可自由移动的支架,缺少足够明亮的同轴照明。

4、翼点开颅术

锁孔手术入路:Scoville和Ore(1960年)提出用大钻孔开颅取代标准开颅,Wilson(1971年)首先提出锁孔神经外科(keyhole surgery),认为通过手术显微镜不仅能清楚看清狭小和深在的术野,而且可以进行手术操作。锁孔外科指通过位置合适的小骨窗(直径2-3cm)进行显微外科手术。锁孔外科强调个体化地设计手术方案,应用准确、便捷的手术入路去接近和处理病变,尽量减少对颅内结构的暴露和损伤,达到与标准显微外科手术一样的疗效。因此,要求外科医生有扎实的显微外科技术,熟悉锁孔外科开颅的解剖特点。若术时配合应用神经导航、神经内镜等可提高狭小、深在术野手术操作的质量。

内镜手术入路:在过去的15年,神经内镜手术设备和神经内镜手术技术呈加速度发展,内镜神经外科手术技术已经覆盖神经外科手术领域的各个方面。近10余年来,得益于现代科学技术的迅猛发展,神经内镜技术从基础研究到临床应用。从单纯内镜手术到包括与神经导航、立体定向、超声、激光、功能定位等多种神经外科新技术的联合应用都取得了巨大进展,内镜神经外科的理论体系和临床技术日新月异。

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