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神外微著|1919-2019,现代神经外科成立百年简史

编辑:INC|发布时间:2019-12-31 17:31|点击次数:

  “在他之前,动脑外科手术的病人十有八九都要丧命,而在他之后,十有八九都能得救。”作为那个时代最伟大的外科医生,他单枪匹马将脑外科手术的死亡率降低到了10%,这是对“现代神经外科之父”哈维·库欣Harvey Cushing的成就最生动的表述,也是对现代神经外科发展的最好体现。

  神经外科起源于19世纪末欧洲,直到1919年10月,神经外科才在成为一门独立外科专业。世界上第一个神经外科中心于1920年创建于波士顿Brighamn医院,它是一所具有完整临床体系的独立的神经外科,随后神经外科医师学会成立,神经外科学正式命名,随后影响着世界各国神经外科的发展。

  在神经外科成为独立的一门专科时,手术器械简陋,技术不成熟,麻醉安全度差,缺乏有效抗感染、减轻脑水肿以及降低颅内压的治疗措施,所以当时的手术较少,死亡率亦很高。现代神经外科手术始于19世纪的三个重要发展。首先是麻醉的引入,使患者在手术过程中免于痛苦。第二个是引入了大脑定位(神经学症状和体征),这有助于外科医生确定诊断并计划手术方法。第三是引入抗菌和无菌技术,使外科医生能够降低感染引起的围手术期并发症的风险。

  1.神经外科手术理念和原则的提出

  早在1917年Cushing教授就首先提出:神经外科手术操作原则,必须手法细腻,止血彻底,要尽力保护脑组织等。因此,他与同辈比较,脑手术死亡率为7.3%,而同期内其他统计则介于37%~50 %。他首先设计了用小夹夹住帽状健膜外翻止血;设计了银夹夹闭血管,设计了银夹钳、银夹台;他与 Bovie合作,发明了高频电刀及电凝,应用于开颅手术中止血,获得了成功;他首先提出了术毕要缝合硬膜与帽状腱膜,从而减少了创口的感染和渗漏,上述原则迄今仍为神经外科界所遵循。在百余年前落后的条件下,提出如此理念及创造如此成就,实在难能可贵。而他在遗嘱中要求在他的墓志铭中刻上“第一个帽状腱膜缝合者长眠于此”。

Harvey Cushing a journey through his life

图:耶鲁大学出版的哈维库欣的传记封面,来自《Harvey Cushing a journey through his life》

早期关于头骨"安全"区域定义的插图

图:早期关于头骨"安全"区域定义的插图。认为在有些位置,钻孔是安全的,而在有些位置是相当危险的。更令人感兴趣的是,这里提供的观点与希波克拉底原著中的观点没有什么不同(来自Sir Charles Bell.手术的插图)

气压止血技术

图:气压止血技术。Cushing对医学发展的众多创新及发明之一,旨在降低神经外科手术过程中的发病率和死亡率。

  2.显微镜的大力推广

  在1893年,德国蔡司公司发明了双目显微镜,主要 用于医学实验室中的实验观察,以及眼科领域的角膜和前房病变的观察。在1921年,在经过实验室研究动物内耳解剖的基础上,瑞典耳鼻喉科医生Nylen 使用自己设计、制造的固定式单目手术显微镜做了人的慢性中耳炎手术,这是真正意义上的显微手术。手术显微镜在神经外科手术中的应用稍晚于耳科和眼科,神经外科 医生也在积极地学习此项新技术。当时手术显微镜的使用主要是在欧洲。1968年,以瑞士学者 Yasargil为代表的神经外科学家首先开展在显微镜下进行手术操作,由于手术视野放大及良好的照明,使得手术精确性大为提高,临近组织的损害机会明显减少。许多原来不能做的手术如今成为现实,原来的手术禁区正逐步打破。脑深部病变、脑干肿瘤、脊髓髓内肿瘤等许多疑难病症,前人束手无策,如今在显微神经外科时代许多问题得到了解决,这真是神经外科治疗史上的一项重大技术革命。

  1972年,日本华侨杜子威向苏州医学院附属医院神经外科(现为苏州大学附属第一医院神经外科)捐赠了国内第一台神经外科 手术显微镜和相关的显微手术器械,特别是双极电凝和动脉瘤夹。他回国后首先在中国开展了显微神经外科手术,由此在国内主要神经外科中心掀起引进、学习和应用手术显微镜的热潮,开始了中国显微神经外科的起步。

  3.影像导航技术发展

  另一位杰出的神经外科巨匠,“脑室空气造影术”的发明人 Walter Dandy在长达50年的生涯中一直与 Cushing及Frazier关系紧张,从未进行过技术合作,在神经外科史上留下了永远遗憾令人不解的一页。

  1927年 Moniz(葡萄牙人)与其学生 Lima (神经外科医师),通过对狗动物实验及尸体解剖发现颈动脉注射溴化锶X线下显示脑动脉系统,随后迅速推广到临床应用,根据血管形态改变、位置分布来判断颅内病变部位及性质,使得颅内病变诊断更加准确,且能对脑血管病如脑血管畸形、动脉瘤、 脑血管栓塞等具有更直接的意义。 脑血管造影术的发明人Moniz为现代脑血管病的诊断及外科治疗作出了不朽的功绩。

  1970年,Hounsfield在神经放射学上作出了一项划时代的发明,即电子计算机X线体层扫描,简称CT。利用密度对比原理,将颅脑结构按不同密度划分为Hounsfieid单位十1000~- 1000,可明显区分脑室、脑白质、脑灰质等不同结构;经静脉注入对比剂后,可使脑瘤得到强化,显示出清晰的轮廓及其周围脑水肿。CT的出现使得过去诊断脑瘤病所必须的气脑及脑室造影大为减少。脑血管造影亦略有减少。这一重大创新,将神经外科诊断与治疗水平提高到前所未有的境界。在CT广泛应用的同时.

伦敦博物馆陈列的早期CT设备原型

图:伦敦博物馆陈列的早期CT设备原型

  80年代初,另一项诊断技术--核磁共振影像技术(MRI)于开始应用于临床,它在神经外科疾病诊断中弥补了CT的不足,对脑血管病变、后颅凹病变、变性病变、特别是脊髓病变显示了极大的优越性。由于其病变能从多方面构建图象,对当代神经外科高难手术入路设计提供很大的帮助。磁共振血管成像技术(MRA),在许多方面大有取代创伤性血管造影之势。CT及MRI的应用,可以说对神经外科的诊断与治疗带来了一场技术革命,其影响是不可估量的。

  1986年,Stanford医学院的Roberts首先将导航应用于神经外科临床。近来,神经外科导航随着各种影像技术如功能磁共振成像、核磁共振弥散张量成像、核磁共振弥散加权成像、核磁共振波谱分析、核磁共振灌注成像、磁源成像、脑磁图、正电子发射断层成像、术中超声、术中CT/MRI的成熟,以及电生理监护技术的发展而迅速发展。

  4.神经内镜技术的发展

  Gerard Guiot是颅内和颅底内窥镜研究的先驱,他于1962年对脑垂体肿瘤进行了第一次内窥镜手术,他后来因为它的可视化效果不足而放弃了内镜技术。 1973年,Fukushima 等引进了现代内窥镜,可用于脑室内病变的活检,囊肿开窗术和脑积水的治疗。随后Guiot介绍了内窥镜在经鼻入路中的使用。1978年,Bushe 和 Halves 首次报告了在垂体手术中使用现代内窥镜。法国学者1992年首次报道了在神经内镜下经鼻蝶切除垂体腺瘤后,随着影像学技术发展和内镜器械改进,神经内镜近年来逐渐成为颅底疾病,如鞍区肿瘤、如鞍区肿瘤、脊索瘤、环枕畸形、颅底凹陷等重要手术方式之一。

  5.神经介入放射治疗

  介入最初始于19世纪 60 年代,大多是在 Seldinger 穿刺插管技术的基础上发展而来,目前它不但用于血管系统疾病和出血的治疗,并广泛用于其他系统多种疾病的诊断和治疗。神经介入神经放射治疗技术集神经影像学、神经外科手术学和神经病学为一体,对神经系统血管等病变进行诊断和治疗,达到栓塞、溶解、扩张、成形和抗肿瘤等治疗目的。它一出现,使得许多以往认为不治或难治之症,如巨大的、功能区或手术达不到的脑、脊髓畸形、硬脑膜动静脉瘘、颅内巨大动脉瘤得到了有效的治疗;使一些以前需要手术治疗的颈动脉海绵窦瘘免除开刀之苦;使一些难度大、危险性高的手术通过术前栓塞减少术中出血,提高了手术安全性。

  6.功能神经外科

  在20世纪上半叶,由于缺乏神经药理疗法,立体定向和功能神经外科(或"立体神经外科")主要侧重于精神疾病。随后,该领域扩展到精神疾病之外,包括疼痛、运动障碍和癌症的治疗。在20世纪后期和21世纪初,功能性神经外科的应用才经历了深刻的发展。

  功能神经外科主要包括癫痫外科、运动障碍性疾病、颅神经疾病、脑瘫及痉挛状态、疼痛等,是目前发展最有活力的重要学科之一。它利用立体定向方法确定颅内靶点,然后将多束放射线汇集靶点,局部形成大剂量照射,导致靶点组织破坏而达到治疗的目的。目前应用于临床的放射治疗装置是由瑞典生产的 Leksell立体定向γ 单位,或称 γ 刀。它是选择多组小剂量放射线,在靶点聚焦,使局部有破坏力的放射剂量。因此,这种方法选择性更加准确。目前γ 刀应用于功能性神经外科疾患、良性肿瘤及血管畸形等疾病之中,其危险性极小,可以在门诊完成治疗。这种无创伤性的立体定向放射治疗正冲击着传统的神经外科各领域,同时亦吸引愈来愈多的神经外科医生和广大患者。 近年来,医学工程学的发展,切实提高癫痫外科手术质量。神经导航(DTI、MEG等)、术中磁共振等辅助定位设备的应用,降低术中解剖结构辨认的难度;机器人辅助、神经内镜辅助,对于深在解剖位置操作的帮助很大。目前电极深部刺激术(DBS)及激光间隙热疗(LITT)已经在临床广泛使用,其适应症还将进一步拓宽。

早期用于在动物定位局部脑病变的立体定向技术

图:早期用于在动物定位局部脑病变的立体定向技术。Horsley and Robert是第一个开发立体定向框架,用于在动物中进行局部脑病变。虽然这个框架从未用于人类或人类研究,但它确实作为20世纪40年代为人类开发的立体定向框架的原型。(From Horsley V, Clarke RH. The structure and functions of the cerebellum examined by a new method. Brain. 18;31:45-124)

  我国于1952年在天津组建了脑外科,从无到有,其前期发展主要靠当时的先行者们远赴欧美求学将知识及技术带回中国,同时邀请了欧美的神经外科教授来华指导神经外科的发展。由于历史原因,直到改革开放,才逐渐与西方发达国家加强交流,特别近二十年来,随着我国经济崛起,国内神经外科也得到了较快的发展,特别是在硬件设备的引进和更新方面的大量投入,手术技术和理念也在各个层面更频繁的交流和互动。

  参考资料:

  Youmans and Winn Neurological Surgery.

  王翔. 世界神经外科发展史.2017

  张玉琪. 手术显微镜在神经外科的应用历史和作用.2007

Tag标签:神经外科

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