17  腹腔镜

    内窥镜和微创革命

    1806年12月9日,在维也纳的约瑟芬医学院举行了科学会议后,7位绅士来到一间密室,助手已经在那里准备了一具年轻女子的尸体。教授们将使用这具尸体测试由一位德国医生——来自法兰克福的菲利普·波兹尼所开发的装置。

    波兹尼称这种装置——包括一根蜡烛、扩张器(用于检查身体孔道的医疗器械)和目镜(如同显微镜或望远镜上的目镜)——为“光导器”。他承诺这是一项了不起的发明。每个医生都知道扩张器的设计是有缺陷的。在理想情况下,扩张器、光源和眼睛都在一条直线上,以防止阴影的产生,但实际上,不是蜡烛挡住了医生的视线,就是医生的头部阻挡了光源——而且蜡烛会使得设备过热。而当主任、副主任以及4位尊贵的教授和主治医师使用波兹尼的设备,来检查台子上尸体的阴道和肛门时,他们高兴地提出:“我们收到并检查了波兹尼医生从法兰克福寄来的光导器,决定直接在为此而准备的女性尸体上进行测试。其结果远超预期,前途无量。”

    虽然希波克拉底和古代的外科医生已经使用扩张器来检查身体上的孔道,但是这次取得满意结果的“法兰克福光导器”实验,被视为内窥镜的真正诞生,这种技术可以让医生在充足的光线下检查身体内部。在随后的几年中,光导器得到了各国医生和仪器制造商的改进。1855年,法国外科医生安东尼·让·德索梅将他的改良版本称为内窥镜,也为这一学科命名:内镜学——“向内看”。

    大约190年后的1996年2月9日,在位于布鲁日郊区阿瑟布鲁克的圣卢卡斯医院举办了年度腹腔镜手术研讨会后,比利时外科医生卢克·范·德·海登紧张地坐在礼堂前面的一张小桌子旁。为了这个正式场合,他换掉了手术服,穿上一套精神的西装。电视摄像机的镜头对准他,技术人员正试图与位于150千米外荷兰尼沃海恩的圣安东尼斯医院取得联系。一种相对较新的技术——综合业务数字网(ISDN),使通信连接成为可能。荷兰外科医生彼得·戈出现在屏幕上。图像有些不稳定,他用细小的声音解说道,他的患者已经麻醉完毕,在手术台上做好了准备。患者患有腹股沟疝,他将通过腹腔镜(微创)手术进行修复。然而,患者腹部的摄像头不是人手控制,而是由机器人控制的——卢克·范·德·海登将在比利时进行手术。在荷兰的彼得·戈手术团队成员们双臂抱于胸前时,比利时的一个按钮控制着摄像机在患者的腹部上下左右地移动。

    尽管腹腔镜疝修补术最终由荷兰外科医生彼得·戈完成,但这次远程操作摄像头的手术是世界上首个远程手术的实验。20多年后的如今,借助腹腔镜进行复杂的手术——例如直肠切除、肾上腺切除、大肠部分切除或胃旁路手术——已成为标准手术方式。这意味着手术可以更快地进行(通常在1~2小时内),比传统的开放式手术更安全也更容易。我们是怎么走到这一步的?

    需要点燃蜡烛的仪器是行不通的,1879年维也纳乐器制造商约瑟夫·莱特和泌尿科医师马克西米利安·尼茨,通过将光源从身体外部移动到体腔内,一劳永逸地解决了这个问题。莱特和尼茨发明了一种经由尿道进入膀胱内部,用发光的电线(这比托马斯·阿尔瓦·爱迪生发明灯泡早大约6个月)来产生光线、通过水进行冷却的膀胱镜。膀胱镜使得莱特闻名于世。他说服了世界上最伟大的外科医生维也纳的西奥多·比尔罗特的助手约翰·冯·米库利兹,帮助他开发终极的内窥镜——胃镜,观察胃内部的仪器。莱特和这位助手设计了一个带有水冷灯的长管。由于患者要完全将长管吞下,1880年冯·米库利兹在马戏团表演吞剑的演员身上进行了第一次胃镜检查。冯·米库利兹(有时与他的学生乔治·凯尔林一起)使用胃镜检查了数百名患者的胃。

    塔和套管针

    腹腔镜手术完全依赖于科技。它需要4种装置,一个叠一个地放在可移动的小车上,称为腹腔镜塔。最上面的是屏幕;下面是摄像单元,手持数码摄像头连接于此;再下方是气腹机,它能用二氧化碳使腹部充气并维持恒定压力;最下面是光源。3根线从塔上连接到手术台:摄像机的电缆、用于照明的光纤电缆和二氧化碳气管。摄像机电缆和光缆连接到腹腔镜镜头,镜头是直径约10毫米、长30~40厘米的管状仪器,带有镜头系统,用于拍摄图像和照明。为了进入膨胀的腹腔,需要从腹壁插入称为套管针的装置。它们是直径在5~12毫米之间的管子,带有密封阀,镜头、夹子和其他器械可以通过它们进入腹腔。腹腔内的切割和烧灼需要使用电,所以腹腔内的气体不能含氧气,所有的器械和套管针都是绝缘的。套管针和腹腔镜器械精密又复杂,而且由于它们容易损坏、难以清洁,许多都是一次性的,每次腹腔镜手术后都要丢弃。这使得腹腔镜手术费用高昂,但患者在医院花费的时间更少,这可以视为回报。

    用冯·米库利兹的硬管进行胃镜检查对患者来说一定是一次可怕的经历。患者仰卧在台子上,头悬在边缘。然后,足有60厘米长的金属管将从他张开的嘴插入食道,进入胃部。充气使胃膨起,再打开灯,就能够看到胃的内部。如果患者躺着不动,没有出现惊慌或窒息,医生就能有足够的时间来检查胃的一部分。这并不够理想,但已经比以往任何人想象的要好了。

    下一个里程碑实际上是其他想法的一个副产品。给腹腔充入空气的实验已经进行了好多年,被称为气腹,人们用这种方法尝试治疗结核病,当时除了实验,也没有别的方法对抗消耗性疾病,甚至有人声称在某些案例中还取得了成功。不管怎么说,人们知道给腹腔充入空气基本没什么害处。冯·米库利兹也尝试过气腹,还在他的胃镜里使用了相同的气泵。他的助手乔治·凯尔林提出用增高腹腔内气压的方法来控制腹部内出血的想法,并在狗身上进行了实验。

    首先,凯尔林使实验动物的肝脏破裂,然后给腹腔充气并等待。但是这些狗都死了。他想不通为什么这个主意不起作用,想知道腹腔内到底发生了什么。于是他将一个尼茨-莱特膀胱镜从腹壁插入充了气的腹部,用肉眼进行观察。结果表明,气压完全没有压迫肝脏的伤口闭合。当他看着狗流血致死时,他突然意识到自己已经发明了新东西。

    1901年9月23日,凯尔林在汉堡的第73届自然主义科学家医学大会上,在观众面前重复了这项实验,但没有让肝脏破裂。他给一只健康狗的腹腔充入空气,通过腹壁插入膀胱镜,微创手术就这样诞生了。

    很难想象,如今在现代外科手术中不可或缺的腹腔镜,曾经完全属于不做手术的内科医生的领域。当凯尔林在1901年进行第一次腹腔镜实验时,能够支持诊断的辅助检查很少。血液检查仍处于萌芽期,X射线在腹部检查中没有显示出太大的价值,显微镜检查只有在患者死后才能进行。因此腹腔镜成为一种受欢迎的新方法,它促进了医学的重大进展。但此时它还与手术无关,而是被用于检查肝脏和其他器官,以确定疾病扩散的程度。在初期也出现过一些问题:1923年,一次腹部充氧造成了短暂的起火,幸运的是对患者造成的伤害很小。从那以后,不会爆炸的二氧化碳开始被使用。

    使腹腔镜从诊断性腹腔镜(在腹腔内观察)更进一步到治疗性腹腔镜(在腹腔内进行操作)的不是外科医生,而是妇科医生,因为从肚脐插入的腹腔镜不仅能看到肝脏,还可以很好地看到子宫和卵巢。只需将手术台头侧向下倾斜,肠道就会从下腹部移位至上腹部。与内科医生不同,妇科医生习惯于进行手术,对他们来说,只需要迈出一小步就可以借助腹腔镜进行小手术。从腹腔镜绝育(将两个输卵管结扎起来)开始,然后再进一步,切除卵巢上的囊肿,去除异位妊娠。随着他们越来越熟练,进行的手术也越来越复杂。德国妇科医生库尔特·塞姆用腹腔镜切除了子宫肌瘤,并且最终能够切除整个子宫。1966年,他将第一台用二氧化碳给腹腔充气并使其维持在安全的恒定压力下的自动气腹机(CO2 -Pneu-Automatik)推入市场。塞姆还发明了第一台腹腔镜训练机,妇科医生可以通过一个盒子里的模型学习如何进行腹腔镜手术。

    1975年12月2日,外科医生亨克·德·库克在荷兰霍林赫姆的医院进行了世界上第一台腹腔镜辅助阑尾切除术,他是从他的兄弟——妇科医生杰夫那里学习的腹腔镜手术。他用一只手拿着腹腔镜,定位到了阑尾,再用另一只手确定腹部切口的位置,做一个非常小的切口取出阑尾,整个过程用腹腔镜进行观察。他的外科同行们认为整台手术都很丢脸。

    腹腔镜在外科医生中并没有受到太多欢迎。因为你总是要用一只手握住腹腔镜,只剩一只手来进行手术。随着全新技术的出现,腹腔镜的外科应用才真正成为可能。1969年,乔治·史密斯和威拉德·博伊尔发明了电荷耦合器件,也就是更为人熟知的CCD硅片,可以对图像进行数字化处理。第一台CCD相机于1982年上市,短短几年后,最新型号的相机体积就缩小到可以由外科医生的助手拿着,而外科医生可以站直,眼睛看着屏幕,但仍然有许多外科医生不相信。首次视频辅助腹腔镜胆囊切除术——利用摄像机和电视屏幕切除胆囊——由菲利普·穆雷于1987年在里昂进行。穆雷实际上是一名妇科医生,但这次手术的成功使得许多外科医生跃跃欲试,几年之内,腹腔镜手术便如同野火一样蔓延开来。

    胆囊切除术成为世界上最常进行的腹腔镜手术。它只需要3~4个小切口,总共不超过4厘米长,而经典的胆囊切除术切口长度超过15厘米。这项创新被媒体作为大新闻宣传后,公众很快注意到其中的差异。患者经受更少的疼痛,不需要再在医院待上1周,而是在术后第二天就可以回家。这是一场真正革命的开端。微创手术——用尽可能小的手术技巧进行最大程度的手术干预——成为21世纪外科学的关键词。这听起来很合乎逻辑,但只有在复杂高科技发展的前提下才可能实现。

    现在,所有的腹部器官都可以借助腹腔镜进行手术。2001年,法国教授雅克·马赫斯克以范·德·海登和彼得·戈的成就为基础,进行了一次跨大西洋的壮观手术,他称之为林德伯格手术。他身在纽约,控制斯特拉斯堡的一个机器人,对近6437千米(4000英里)外的一名女患者进行了腹腔镜胆囊切除术。再之后,马赫斯克在没有做切口的情况下,通过阴道内的开口用内镜取出了胆囊。尽管外科医生们尽最大努力在外科学中进行创新,但近年来在微创技术方面突飞猛进的是放射科医生和心血管医生。他们现在可以通过腹股沟穿刺替换心脏瓣膜、对脾脏进行止血、通过肝脏取出胆管中的结石、治疗破裂的主动脉瘤,好像这是世界上最简单的事情一样,根本不需要手术。

    至于非外科医生,在摄像机腹腔镜手术出现的几乎同一时期,他们也不再使用诊断性腹腔镜检查,但这并不是因为他们被外科医生所替代。当时其他的技术已经出现,包括超声扫描和计算机断层扫描,这些都能够提供比腹腔镜更清晰的肝脏图像。

    发明腹腔镜的乔治·凯尔林于1945年德累斯顿大轰炸时在家中去世。他的尸体一直未被找到。