内镜技术,作为一种集诊断与治疗于一体的方法,已经在多个医学领域得到广泛应用,其微创特点受到了医生和患者的普遍认可。内镜手术涉及使用内镜设备来探查体内结构并定位病变组织以便进行切除。许多微创手术操作得以通过内镜技术来完成。尽管神经外科由于脑部操作空间有限,是最后一批采用内镜技术的外科分支,但近年来该领域对内镜技术的应用已经迅速发展。
神经外科发展史
自1919年至今,神经外科作为一门独立的学科,已经走过了百年的发展历程。
它的起源可以追溯到19世纪末期的欧洲。但是,直至1919年10月,神经外科才成为一门独立外科专业。在1920年,国际首个神经外科中心在美国波士顿的Brigham医院成立。紧接着,神经外科医师学会也应运而生,神经外科学得到了正式的命名,对国际神经外科的发展产生深远影响。
神经内镜技术最初起源于脑室手术的应用,尽管其起步较早,但由于早期内镜摄像系统的不足,其发展受到了严重限制。然而,在过去的十余年中,随着高清内镜摄像系统的不断升级和革新,神经内镜技术在解剖学领域得到了显著推动,进而使得神经内镜技术能够在所有神经外科手术领域中得到应用,从而实现了真正意义上的内镜神经外科。
INC国际神经外科医生集团旗下世界神经外科顾问团(WANG)成员、世界神经外科学会联合会(WFNS)内镜委员会前主席Henry W.S. Schroeder(施罗德)教授撰写并发表了题为《Neuroendoscopy: history, endoscopes, and instrumentation》的论文,其中详尽阐述了国际神经内镜的发展历程。
蜡烛
竟然是早期神经内镜的照明工具?
在19世纪初期,法兰克福的医生Philipp Bozzini(1773-1809)创造了第一台内镜,亦称为“Lichtleiter”。1806年,他公布了这一发明详细的技术规格,其光源竟然是一支蜡烛。
1873年,巴黎的仪器制造者Gustave Trouvé(1839-1902)为内镜的尖端设计了一种电光源,这极大地提升了手术视野的照明效果。
然而,直到Maximilian Carl Friedrich Nitze(1848-1906)将电光源与内镜的光学系统结合起来,才得以奠定现代内镜技术的基础。
1887年,Nitze在维也纳首次展示了使用玻璃透镜膀胱镜,并采用了白炽灯作为光源。
首个神经外科内镜手术可能是由泌尿科专家Victor Darwin Lespinasse(1878-1946)在1910年于芝加哥西北大学执行的,他与神经外科医生Allen B. Kanavel私交甚笃。作为泌尿外科医生和美国睾丸移植领域的先驱,Victor de L’Espinasse利用膀胱镜为两名婴儿脑积水患者实施了侧脑室脉络丛切除手术。其中一名患儿术后不幸去世,而另一名患儿则存活了5年。
被誉为神经内镜之父的Walter Edward Dandy(1886-1946),来自巴尔的摩的约翰霍普金斯医院。在1922年,Dandy首次发表了通过头镜反射外部光线作为光源,进行内镜下脑室观察的研究成果,他在内镜下详细观察了侧脑室、室间孔、透明隔和脉络丛等脑内结构。
继之,医界陆续关于医生们使用神经内镜辅助治疗脑积水、垂体瘤等涉及脑室和颅底疾病的案例报道。然而,由于当时的内镜管径较粗、成像质量不佳、手术照明不足,并且缺乏相应的手术配套工具,这一技术并未引起广泛的关注。
Mixter在1923年被认为完成了首例内镜下的第三脑室造口术。受到Dandy在1922年报道的通过额下入路进行的开放式脑室造口术的启发,他最初在脑部尸体标本上尝试了内镜脑室造口手术。
1923年2月6日,Mixter首次利用尿道镜和一根软性探针,为一例9个月大的脑积水婴儿成功执行了第三脑室底造瘘手术。手术后,患儿的囟门大小和压力都有所降低,头围在10天内减少了12毫米。
在1931年,纽约的Burman通过内镜对尸体标本的椎管进行了详细的检查,从而推动了这一技术的进一步发展。
随着技术的不断优化和改进,1934年,Tracy Putnam将电凝技术融入脑室镜中,通过在内镜的尖端焊接两个弯曲的电凝针,这一创新成为了神经内镜发展历史上的一个重要里程碑。
在1963年,巴黎的Guiot取得了内镜技术发展的一个关键进展。他首次采用了外部光源,该光源通过固定在光学装置附近的石英晶体棒进行传输。同年,Guiot在欧洲实施了第一次内镜下的第三脑室造口术。此外,他还将在经蝶窦入路的垂体手术中应用了内镜技术。
然而,由于图像质量不佳和设备局限性,内镜技术并未广泛普及。手术显微镜的引入为神经外科手术提供了双眼视野,其光学性能明显优于当时的光学性能较差的内镜。
此外,20世纪50年代初期,阀控分流系统的开发为脑积水的治疗提供了一种风险较低、成功率更高的方法,而脑积水正是神经内镜检查的主要适用病症。
在1957年8月1日,南加州大学的Theodore Kurze医生成功地为一名五岁,患有面神经鞘瘤的儿童实施了首例微神经外科手术。
1959年7月16日,英国物理学家Harold H. Hopkins取得了具有划时代意义的成就,他发明了Rod Lense System——一种柱状透镜系统。这一系统显著提升了内镜手术的照明和成像效果,同时使得内镜体积更加紧凑,为神经内镜技术的进步奠定了稳固的基础。至今,柱状透镜内镜仍被认为是提供最佳光学质量的设备。此外,Hopkins还创新地设计了集成在光纤中的玻璃纤维束。
在20世纪70年代,布里斯托尔的Huw B. Grifth基于柱状透镜的设计理念,开发了首个神经内镜系统,该内镜的直径为4.5毫米。Gerard Guiot作为颅内和颅底内镜研究的先行者,在1962年首次利用内镜进行了脑垂体肿瘤手术。然而,由于内镜手术在可视化效果上的不足,他后来放弃了使用内镜技术。
在1973年,Fukushima(INC国际神经外科医生集团旗下世界神经外科顾问团WANG成员之一)等人引入了现代内镜技术,这种技术适用于脑室内病变的活检、囊肿开窗手术以及脑积水的治疗。紧接着,Guiot推广了内镜在经鼻入路手术中的应用。
1978年,Bushe和Halves首次发表了关于在现代垂体手术中应用内镜技术的报告。
在1986年,Griffith对神经内镜技术进行了系统总结,并倡导建立“内镜神经外科”这一学科领域,自此神经内镜技术发展步入了新的阶段。
1992年,法国的研究者首次报道了通过神经内镜下经鼻蝶窦入路切除垂体腺瘤的手术。随着影像学技术的进步和内镜设备的不断完善,神经内镜手术在近年来逐渐演变为治疗颅底疾病,包括鞍区肿瘤、脊索瘤、环枕畸形、颅底凹陷等疾病的重要手术方法之一。
目前,神经内镜手术的应用范围正在逐步扩大,它不仅在治疗脑积水、蛛网膜囊肿、脑室内肿瘤等方面取得了满意的疗效,而且通过神经内镜还能完成颅内动脉瘤、松果体区肿瘤、鞍内及鞍旁肿瘤(例如垂体瘤、颅咽管瘤、脑膜瘤)、后颅窝及桥小脑角区肿瘤的手术操作。此外,还包括神经微血管减压术、椎管内脊髓病变手术等多种治疗。
某些巨大且侵袭性的垂体腺瘤,以及那些延伸至鞍上、第三脑室的肿瘤,如颅咽管瘤、鞍区脑膜瘤等,过去通常需要通过开颅手术来治疗。而现在,这些肿瘤可以通过神经内镜技术经鼻蝶窦入路进行手术,这样做不仅规避了开颅手术的风险,还显著缩短了患者的术后住院恢复时间,并且大幅减轻了患者的经济压力。
展望未来,神经内镜技术将得益于摄像头和光学设备进一步微型化、外科器械设计的革新、新型导航或机器人系统的引入以及多端口内镜手术等新技术的进步,从而能够更好地执行内镜辅助显微手术和双侧显微解剖。
随着内镜设备和先进手术技术的持续发展,包括多端口入路技术的不断完善,内镜手术的应用范围将从脑室内和颅底病变扩展到脑实质内的损伤。神经内镜在颅内肿瘤治疗方面将进入一个全新的发展阶段。这对于神经外科疾病患者来说,无疑是一大希望和福祉。
开发内镜成像系统的计算机部分将进一步增强可视化效果。尽管3D可视化技术已经得到应用,但仍有改进空间。有理由相信,在未来十年内,这项技术将融入日常临床实践。同时,与神经导航系统的集成预计将得到优化,这将进一步推动技术的应用和操作。
颅内肿瘤手术经历了从最初的肉眼观察阶段,到随后发展为使用显微镜观察的进步,虽然取得了显著的进展,但仍然存在一定的局限性。尽管显微镜提供了清晰的视野,但依然会受到视角等因素的制约,有时难以完全切除,因此肿瘤残留和复发的风险相对较高。
目前,神经外科手术已步入一个新的发展时期——采用高清屏幕进行的“神经内镜手术”,这就像直接推开了大脑的“门户”,步入其中,能够清晰地观察到房间的每一个角落。
神经内镜的使用,提供了比显微镜更深的景深和更广阔的视野,即便是那些偏僻或曲折的区域,也能被神经内镜清晰地展现出来。这样的技术进步使得神经外科医生能够看得更细致、了解更多细节,为他们在临床上的精准操作提供了坚实的支持。可以说,神经内镜就像是现代科技为神经外科医生配备的一对“智慧之眼”。
Henry Schroeder教授
Henry W.S. Schroeder教授,担任德国格赖夫斯瓦尔德大学(国际最古老的大学之一,拥有三位诺贝尔奖得主作为校友)神经外科的教授及主席。他同时也是德国神经外科协会、神经外科医师大会、美国神经外科协会的成员。其主要研究领域包括垂体瘤、脑膜瘤以及其他颅内肿瘤的治疗,尤其是神经内镜手术、显微神经外科手术和显微颅底手术。
Schroeder教授拥有超过20年的神经外科疾病咨询和治疗的丰富经验,在国际神经内镜手术领域享有盛誉。他的专长涵盖内镜神经外科(治疗脑积水、囊肿、脑室内病变等)、内镜颅底手术(治疗脑膜瘤、前庭神经鞘瘤、表皮样囊肿等)、鼻内镜颅底手术(治疗垂体瘤)、微创神经导航脑内手术、以及周围神经手术和癫痫手术。他尤其擅长神经内镜下单鼻孔垂体瘤的微创手术治疗。经其神经内镜手术治疗的垂体瘤、脑膜瘤病例切除率均较高,且复发率相对较低。
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