2022年10月10日发布 | 1362阅读

​神外历史上的今天|立体定向神经外科的第一抹色彩

Renee

脑医汇


1947年10月10日,75年前的今天,奥地利神经病学家Ernst A. Spiegel(1895-1985)与他的学生Henry T. Wycis(1911-1972)应用自行设计改良的精确定向仪,采用脑室造影技术确定靶点,进行了首例人脑立体定向神经外科手术,并在《科学》(Science)杂志上发表了相关结果。此后,立体定向神经外科的画卷就此展开。


Spiegel于1895年出生于奥地利维也纳,毕业于维也纳大学(University of Vienna)医学院。他身材瘦小,总是戴着一副钢框眼镜,说话带有浓重的德国口音,安静、严肃、内省,却又透露出一种诙谐而微妙的幽默感;独来独往的他似乎只对科学感兴趣。相反,1911年出生于美国新泽西州、毕业于格罗夫城学院(Grove City College)以及坦普尔医学院(Temple Medical School)的Wycis则喜欢热闹,常常与美国费城(Philadelphia)政界的知名人士聚会、社交和赛马。虽然二者性格迥异,但他们却是科学研究上的一对好搭档,交相辉映出立体定向外科史上不可褪去的魅力色彩。下面,让我们拾起记忆,在Spiegel和Wycis开创立体定向神经外科的75周年之际,展开历史画卷,一同悉心回顾!


Ernst A. Spiegel(左);Henry T. Wycis(右)

早在15世纪末,意大利博学家、文艺复兴后三杰之一Leonardo Da Vinci(达·芬奇,1452-1519)首次描绘出人类头骨形态及脑部不同交叉处的截面图。17世纪,René Descartes(笛卡尔,1596–1650)提出三维空间坐标系的数学原理构想,进一步夯实立体定向的发展基础。19世纪70年代,德国神经生理学家C. Dittmar系统地引入了有框架立体定向装置的构造原理,并将其应用于动物实验。后来,俄国外科医师Dmitry N. Zernov(1843-1917)首次研制出极坐标有框架立体定向装置,并通过人类头骨表面的解剖学标志对脑内结构进行定位。


到了20世纪,“第一位神经外科医生”Victor Horsley(1857-1916,推荐阅读:《神外历史上的今天|“第一位神经外科医生”的诞辰》和英国工程师兼生理学家Robert H. Clarke(1882-1959)于1905年利用笛卡尔原理,设计了著名的Horsley-Clarke立体定向仪,并借此探索猴子的小脑核。Horsley-Clarke立体定向仪的出现,标志着笛卡尔坐标系运用于脑内解剖部位描述的开端,也为大脑内不同的靶点建立了立体概念。3年后,加拿大神经学家Aubrey Mussen(1873-1975)又制造出第一台人用立体定向仪,尽管这台仪器并未真正投入使用。


Horsley-Clarke立体定向仪


20世纪30至40年代是精神外科盛行的时期,前额叶切断术Walter J. Freeman II(1895-1972)的推动下得到了广泛应用,但其副作用往往会为患者带来严重的并发症和后果(推荐阅读:《神外历史上的今天|史上首例前额叶切断术》。在此背景下,Ernst A. Spiegel认为,如果可以将接受过动物实验的Horsley-Clarke立体定向技术谨慎地应用于人类的丘脑背内侧核,则有可能让人们获得相同的治疗受益,且可能不会导致不良的神经后果。然而,动物立体定向仪可以根据颅骨外部的标志来确定大脑内部构造,但人类颅骨的大小和形状各异,采用外部标志的准确性不足。因此,术中放射线技术,尤其是脑室造影术(推荐阅读:《 神外历史上的今天|Walter E. Dandy,现代神经外科三大创始人的压轴登场》,便让放射学识别解剖标志(如门罗孔、松果体等)成为可能。


出于改良额叶切断术的目的,Spiegel和他当时的学生Wycis在75年前的今天,于美国费城坦普尔医学院(Temple Medical School)使用改良的Horsley-Clarke定向仪完成了史上第一台人脑立体定向神经外科手术,同年将手术结果和仪器描述发表在《科学》(Science)杂志上,开创了“立体脑切开术(stereoencephalotomy)”领域。


Spiegel-Wycis定位仪

在相关报告中,Spiegel和Wycis详细描述了手术的整个步骤,包括(1)准备石膏模型,将圆环牢固地固定在患者头部的适当位置,待石膏变硬后,在石膏顶部(手术区域)以及额、顶骨区域(用于获取松果体和丘脑区的放射影像)切开较大的手术窗口。连合石膏的圆环可以轻易从颅骨上取出,并在手术时将其放置到与术前完全相同的位置。(2)仪器置于原位,穿刺针在脑室充气前后置于零位(耳间平面和正中矢状面交叉处),拍摄X射线片。根据影像计算病变的坐标,从而确定手术钻孔的位置。(3)钻孔后,通过完整的硬脑膜引入钢丝或导管,并进行病变热凝、抽吸或注射液体等操作。


报告最后,Spiegel和Wycis还留下了一段颇具启示意义的话:“立体定向技术的进一步应用正在研究当中,比如某些类型疼痛或幻肢的脊髓丘脑束切断、非自主运动的苍白球毁损、三叉神经痛的半月神经节电凝以及病理性空洞症和囊性肿瘤的液体抽吸等。




首次术后10余年间,Spiegel和Wycis继续尝试立体定向外科的新应用。术后第二年,他们报告了立体定向苍白球-丘脑切开术治疗亨廷顿舞蹈症(该项新技术运用于运动障碍治疗的首次实践)以及中脑和丘脑病变致疼痛的病例。1950年,他们报告了立体定向病变治疗癫痫发作的应用,同年又报告了苍白球切开术治疗舞蹈手足徐动症的病例。此外,尽管他们最初因担心切断锥体外系会导致运动障碍加剧而不愿尝试帕金森病的立体定向疗法,但后来在他人报告的基础之上,Spiegel和Wycis二人便开始运用苍白球切开术治疗帕金森病。最终,他们在立体定向外科领域共发表了200余篇论文。


1958年,Spiegel和Wycis深刻认识到国际合作的必要性,组织了第一次立体定向会议,并成立了现在的世界立体定向和功能神经外科学会大会(WSSFN),进一步加强了世界各国神经外科医师对于立体定向外科的交流和共进。



在Spiegel和Wycis首次进行人脑立体定向神经外科手术后,其他神经外科医生接踵而至,纷纷前来向二人学习,并在获得启发后进一步开发出不同类型的仪器,推动立体定向神经外科技术的发展。现如今,人们的手术定向技术选择远不止于当初,但在立体定向外科的历史画卷上,Spiegel和Wycis的鲜活色彩将永不褪去。


下面,让我们在这个特殊的日子里,从脑医汇平台海量内容中,遴选若干立体定向神经外科相关的文章或课程,以飨各位神外同道。

【标准与规范】立体定向颅内病变活检术中国专家共识2021版

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【宣武夜校】王亚明教授:立体定向技术在鞍区、脑干病变诊断治疗中的作用


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凌志培教授:立体定向手术适应证、并发症及预防


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