德国Samii教授:神经外科历史与全球神经外科(Historical Perspective: The History of Neurosurgery)
前言:著名的Samii教授在Neurosurgery and Global Health第二章阐述了神经外科历史以及对全球神外的看法,很有借鉴意义。
神经外科在上个世纪取得了令人瞩目的进步,然而由于中枢神经系统的复杂性,它的发展比其他外科专业慢一些。治疗大脑的初步尝试与脑部疾病的高发病率和死亡率有关。对大脑结构和功能定位的理解以及十九世纪末发展的的无菌、麻醉和止血技术导致了该领域的快速进步。另一条神经外科的发展路线是尽可能广泛地传播所已获得的高度专业的知识,为世界各地所有患者提供专业诊疗。
许多杰出的外科医生为这一进步做出了贡献,尽管最初很多是令人沮丧的结果。Victor Horsley被认为是现代神经外科手术的创始人。 Fedor Krause 是第一个详细研究人类大脑皮层的人并开发了新的手术方法。 Harvey Cushing 被认为是“现代神经外科之父”——对引入新的神经外科技术做出了贡献技术和方法,例如银夹和吸引器的应用,同时也奠定了神经肿瘤学的概念基础。神经外科很大程度上依赖于其它领域尤其是影像学的发展[1]. 1895年Wilhelm Roentgen 发现 X 射线在医学上的应用。 1901 年,奥本海姆将这项新技术应用于头骨(cranial rentgenology),1918 年,Walter Dandy 引入了空气脑室造影术。Moniz 在 1920 年代引入的脑血管造影术,可以更精确地大脑病理性病变的诊断和术前可视化。尽管如此,来自这些研究的信息只是间接地呈现了脑肿瘤或病变。
现代神经外科始于显微神经外科的建立和更精细的影像工具的引入。显微外科技术以及手术显微镜是在1950 年代后期和 60 年代由很少的先驱神经外科医生小组完成。Jacobson 和 Donaghy 率先在实验室中使用显微镜并推荐使用在手术室里。 Theodore Kurze (1957) 被认为是第一位在手术室使用显微镜的神经外科医生。W. House 观察到 H. Wullstein 在德国用显微镜手术治疗耳硬化症,后来利用显微外科技术切除听神经瘤。由于 L. Malis、G. Yasargil、C. Drake、M. Samii 等人在 1960 年代的努力和贡献,显微神经外科成为现代神经外科的治疗标准。许多之前的手术流程在显微外科手术的帮助下进行了修改。典型的是垂体腺瘤经蝶手术在Cushing之后,由于术野的深在、黑暗和经常充满血液已经被放弃,引进手术显微镜后才得以重生[2]。
周围神经手术从显微手术的应用中获益匪浅刺激了显微外科的改进和接受。
显微外科革命还因为影像学的巨大进步而推动,1972 年 G. Hounsfeld 发明 CT 扫描和 PC Lauterbur 80年代发明MRI,直接呈现脑部病变和正常颅骨和大脑结构。
所有这些成就都降低了手术的并发症,彻底改变了神经外科的模式。神经外科的目的不仅仅是为了挽救生命和延长寿命,更要保留神经功能。即使在困难且功能重要的大脑区域,手术也变得可能。显微解剖学知识的提高和显微外科技术的利用,允许通过自然空间或“解剖走廊”安全地接近和移除深部肿瘤。这些很多在之前被认为是无法接近或达到的病变可以被切除。复杂的肿瘤,如听神经瘤和颅底脑膜瘤,可以彻底和安全地去除,并且低并发症、几乎无死亡率和良好功能结果。神经麻醉、神经重症监护以及神经康复的发展,是手术及和重型脑外伤良好疗效的保证。
神经科学和技术的进步直接而迅速地影响了神经外科的许多领域。神经胶质瘤手术得益于个性化的脑图谱技术,每个病人的手术都要考虑到肿瘤的位置和特定的大脑组织。脑图谱技术是基于术前和术中的电生理学方法和术中成像方法。现代神经影像学可以对肿瘤进行精确诊断,包括其代谢和分子特征。另一方面,它展示了结构和周围正常大脑的组织,包括包括功能性皮质区(功能性 MRI)及其连接纤维(基于 DTI 的纤维束成像)。神经导航成为一种常规使用的工具,可以精确规划手术并在手术过程中实施该计划,最大限度地降低重要神经功能损伤。术中影像技术的实施减少了发病率并进一步提高了手术的有效性。
神经外科的一个特点是它与相关医学专科的密切合作,创造治疗的概念和方法,从而推动新学科的进步。这方面的典范是颅底外科的历史,自 20 世纪 70 年代以来颅底病变一直是人们关注的领域,其中发展出几个分支,每个分支都有自己的管理形式和概念,但也有局限性。颅底外科的创新理念是跨学科合作,以克服现有学科的局限性。(M Samii, W Draf: Surgery of the Skull Base: An Interdisciplinary Approach) [3]
寻找能够进一步降低并发症的更安全的治疗方法以及神经外科和神经影像学之间的密切合作导致了神经血管内手术或介入神经放射学的起源。这个以导管为基础的血管内诊断和治疗技术是目前许多神经血管疾病的常用治疗方法,例如动脉瘤和 AVM,以及高度血管化的肿瘤(如颈静脉球瘤)[4]。
尽管取得了这些重大进展,但一些肿瘤无法仅通过手术治愈。在 1960 年代,Lars Leksell 开发了治疗颅内病变的伽玛刀以无创方式开创了立体定向放射外科领域 [5]。放射外科是一种基于高剂量辐射的治疗方法,立体定向投射感兴趣的颅内病灶。它在世界各地越来越多被用于“非手术”治疗肿瘤或肿瘤残余物,例如海绵窦脑膜瘤,或者在某些情况下不可能进行根治性手术的肿瘤。
立体定向方法的改进,特别是精确访问深部脑区,形成功能神经外科的基础,是神经外科的重大进展。它扩大了“神经外科疾病”的范畴。电极刺激替代了最初的破坏性技术(在目标区域植入刺激电极)。这个领域的先驱是 Siegfried 和 Benabid [6, 7]。深部脑刺激有效治疗帕金森氏病以及其他运动障碍疾病,如特发性震颤和肌张力障碍、强迫症、慢性疼痛和癫痫。它已应用于约160,000名左右的患者。它在其他神经精神疾病中的潜在作用,例如成瘾或阿尔茨海默病,正在研究中 [8]。
脊柱外科与脑外科平行发展,由于引入了新的成像方法-CT 和 MRI获益巨大-能够精确诊断并将结果与患者症状相关联。因此,脊柱和脊髓手术可以更有针对性,避免不必要的大手术。脊柱固定技术发展于二十世纪初,彻底改变了数百万由于外伤或其他病变导致脊柱不稳定的患者。他们以前的治疗主要使用卧床休息、牵引、和支撑并且经常无效。脊柱稳定的新技术和设备可以安全处理脊柱的每一部分;并引入微创技术改造脊柱手术[9, 10]。随着 MRI 在脊柱脊髓病理学中的引入和显微外科技术发展,髓内肿瘤的治疗已革命性改变。多节段椎板切除术被椎板切开术技术取代,可防止导致术后脊柱畸形等并发症。
神经外科的特点是它既处理一些世界各地常见疾病例如神经创伤,也处理一些罕见的复杂疾病。现代神经外科的发展最初局限在一些发达国家的高度专业化的医疗中心,这限制了病人的获益。主要挑战是如何为全世界打开现代神经外科服务的大门。在这方面至关重要的是世界各地神经外科组织的建立以及他们的密切合作。少数国家在 1955 年成立了 WFNS,第一届主席是杰斐逊,第一届 WFNS 大会于 1957 年在布鲁塞尔举行(主席 A. Walder 教授)。 WFNS 每4年发起一次世界大会,以聚集神经外科医生进行科学交流。从1970 年代,WFNS 开始在欠发达地区组织神经外科培训课程。 WFNS 基金会成立于 1998 年,旨在加强教育(创始人M. Samii)。基金会的支持允许对年轻医生进行神经外科培训。与此同时,WFNS组织了一个广泛的教育计划,得到许多神经外科医生和教育委员会成员的支持,以进一步传播知识。
另一方面,推动这一发展的是一些杰出的神经外科医生的个人奉献,他们在整个职业生涯中都亲自来自世界各地的旅行和培训神经外科医生。在 1990 年代,有整个非洲只有 500 名神经外科医生执业(全非洲医生/居民为1 /1,350,000 ,其中撒哈拉以南1/6,368,000 ,而欧洲为 1/121,000,北美为 1/81,000)[11].尽管做出了各种努力并出现了积极趋势,但撒哈拉以南地区继续缺乏合格的人员和神经外科设备。
“非洲 100”项目是为了快速教育来自很少或没有神经外科医生的国家的年轻医生。但过去的经验表明,几乎所有的神经外科医生在接受培训后由于本国缺乏基础设施,他们留在了欧洲或美洲。因此,Project Africa 100 决定在北非组织教育以防止人才流失,同时也确保非洲人才的增长。先驱者教育工作是在 El Khamlichi 的指导下在拉巴特进行的。同时,许多年轻的医生在拉巴特完成了培训,并开始回到他们的祖国工作。尽管进行了各种尝试并取得了积极的趋势,但撒哈拉以南地区仍然缺乏合格的人员和设备齐全的神经外科设施。因此,全球神经外科追求仍然是一个巨大的挑战。
这两种趋势的挑战—开发新的更有效的疾病解决方案,并为所有人提供良好的神经外科服务患者 ,肯定会继续定义我们专业的未来。
参考文献
References
1. Ellis H. Harvey Cushing: father of modern neurosurgery. Br J Hosp Med (Lond). 2014;75(10):597.
2. Martins C, Rhoton AL. Encyclopedia of the neurological sciences. Academic Press; 2003.
3. Samii M, Draf W. Surgery of the skull base. An interdisciplinary approach. Springer Verlag; 1989.
4. Riina HA. Neuroendovascular surgery. J Neurosurg. 2019;131(6):1690–701.
5. Lasak JM, Gorecki JP. The history of stereotactic radiosurgery and radiotherapy. Otolaryngol Clin N Am. 2009;42(4):593–9.
6. Benabid AL, Pollak P, Gao D, Hoffmann D, Limousin P, Gay E, Payen I, Benazzouz A. Chronic electrical stimulation of the ventralis intermedius nucleus of the thalamus as a treatment of movement disorders. J Neurosurg. 1996;84:203–14.
7. Siegfried J, Lippitz B. Chronic electrical stimulation of the VL-VPL complex and of the pallidum in the treatment of movement disorders: personal experience since 1982. Stereotact Funct Neurosurg. 1994;62:71–5.
8. Lozano AM, Lipsman N, Bergman H, et al. Deep brain stimulation: current challenges and future directions. Nat Rev Neurol. 2019;15(3):148–60.
9. Kumar Kakarla U, Chang SW. History and advances in spinal neurosurgery. J Neurosurg Spine. 2019;31(6):775–85.
10. Walker CT, Kakarla UK, Chang SW, Sonntag VKH. History and advances in spinal neurosurgery. J Neurosurg Spine. 2019;31(6):775–85.
11. El Khamlichi A. African neurosurgery part II: current state and future prospects. Surg Neurol. 1998;49(3):342–7. El-Fiki M. African neurosurgery, the 21st-century challenge. World Neurosurg. 2010;73(4):254–8.
作者简介
张凌云
湖南怀化第二人民医院神经外科
国产原研颅脑病变快速激光定位“度若飞”技术发明人
原湖南省人民医院神经外科副主任医师
原中南大学湘雅二院神经外科主治医师
医学博士,硕士生导师,美国加州大学洛杉矶分校博士后
中国心血管医生创新俱乐部(CCI)青年委员
中国研究型医院协会神经微侵袭及脑血管病分会委员
欧美同学会脑血管病分会委员
2015年硅谷北美创业大赛前20强,价值医疗创新者。致力普及新型快速精准微创定位技术,改变高血压脑出血患者治疗结局。
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