第一篇 内镜神经外科理论基础

第一章 神经内镜发展史

1910年,美国医生Lespinasse首次实施神经内镜手术以来,神经内镜的临床应用已有一个多世纪的历史。

一、内镜和内镜设备的发展史

1922年,Dandy应用内镜治疗脑积水,并将其命名为脑室镜(图1-1-0-1)。

1934年,Putnam发明了柱状的硬质内镜,内置双极电凝,通过烧灼脉络丛治疗脑积水。

1954年,英国的Hopkins开始改进内镜系统,其后来研发的Hopkins柱状透镜系统至今仍广泛应用于各种硬性内镜,大大提高了内镜的清晰度和分辨率,奠定了现代硬性内镜的基础。

1957年,Hischowitz及助手在美国内镜学会上展示了自制的光导纤维内镜。

1967年,Machida公司采用外部冷光源,使光亮度大增。

1983年,Welch Allyn公司研制成功了电子摄像式内镜,即电子内镜。电子内镜前端装有高度敏感的电荷耦合元件(charge-coupled device,CCD),将记录的图像以电讯号方式传至视频处理系统,然后把信号转变为显示器的图像。电子技术的应用,使图像更加清晰、接近真实。利用视频技术调整红、蓝、绿三色,调整不同颜色区观察不同的组织结构,可使各种组织结构得到最佳分辨力。将图像分析技术应用于电子内镜检查,还可对病变进行定量分析,进行温度测定,还可将超声探头装在内镜前端进行超声检查。此外,还可以应用通信线路将电子内镜图像传至远方,进行远程会诊。

二、神经内镜手术技术的发展史

1910年,美国医生Lespinasse首次应用硬性膀胱镜对2例患有脑积水的患儿施行侧脑室脉络丛烧灼术。

1922年,Dandy报道了应用内镜进行脉络丛烧灼术治疗脑积水,首次提出了脑室镜的概念。

1923年,Fay和Grant成功应用膀胱镜对患有脑积水的儿童进行脑室内照相。同年,马萨诸塞州总医院的Mixter首次报道了内镜下第三脑室底造瘘(endoscopic third ventriculostomy,ETV)治疗梗阻性脑积水。

1932年,Dandy又一次报道了应用内镜进行侧脑室脉络丛电灼术治疗脑积水(图1-1-0-1)。

图1-1-0-1 Dandy使用的脑室镜

Dandy用脑室镜对侧脑室脉络丛进行电灼或切除来治疗脑积水

此阶段,神经外科医生多借用其他临床学科的内镜进行操作,而且仅用来尝试治疗脑积水。当时所用的内镜管径粗大,光学质量、照明和放大效果差,缺少相应的手术器械,因此手术创伤大、疗效差、死亡率高。

在接下来的几十年中,Fay、Grant、Putnam、Scarff以及其他神经外科医生继续进行神经内镜技术的探索,但是由于设备和相关技术的不足及较高的手术死亡率,绝大部分神经外科医生并没有尝试内镜技术。1952年,Frank Nulsen和Eugene Spitz Holter应用脑室-腹腔分流术治疗脑积水,使脑积水手术死亡率大大降低,标志着脑脊液分流术的普及以及早期神经内镜治疗脑积水的终止。20世纪60年代,显微神经外科的出现,使脑深部及颅底手术获得充足的照明和放大。随着显微神经外科的普及,神经内镜手术进一步减少。

20世纪60~70年代,随着Hopkins柱状透镜系统、光导纤维等技术的出现,神经内镜又进入了一个新的时期。1959年,英国雷丁大学的物理学教授Hopkins制作了现代的光导纤维内镜。在Karl Storz的协助下,他们将柱状透镜系统应用于内镜,并结合光纤技术使图像的照明度和分辨力极大提高;使得制造外径小、亮度高的内镜成为可能(图1-1-0-2)。从那时起,越来越多高清晰度、多用途、灵活简便的神经内镜相继问世。1975年,Griffith报道应用新型内镜技术进行第三脑室底造瘘术和脉络丛烧灼,手术疗效显著提高。1977年,Apuzzo等使用成角内镜观察鞍内病变、Willis环周围动脉瘤和退变的腰椎间盘,获得良好的效果,并提出在显微手术中使用神经内镜。1978年,Fukushima报道使用软性内镜处理多种神经外科疾病。90年代,内镜技术与立体定向技术、激光技术、术中超声导向、神经导航技术、超声外科吸引系统,以及人工智能机器人(图1-1-0-3)等技术相结合,使内镜手术具备了定位准、创伤小、效果好、费用低等特点和优势,其治疗范围也越来越广,从囊性病变到实性肿瘤、从腔隙内病变到髓内病变、从头颅到椎管,应用范围不断拓展。

图1-1-0-2 与以往的透镜比较,Hopkins设计的柱状透镜能够观察更大的范围,具有更高的光亮度和更加清晰的成像

图1-1-0-3 Michael Zimmermann等人应用的人工智能机器人:为一全自动的控制系统,包括7个转轴,一个通用测量仪,一个可以随意活动的定位系统以及一台电子计算机和通过触摸控制的用户界面

现代神经内镜已经应用到几乎所有的神经外科疾病的治疗当中,除了被普遍接受的内镜下第三脑室底造瘘术、经蝶垂体腺瘤切除术以及脑内囊肿造瘘等常规手术,在脑室病变、颅底肿瘤、先天畸形、脊柱脊髓病变、复杂性脑积水、颅内寄生虫、血肿以及疼痛治疗等方面,神经内镜也体现出其独特的优势。

我国内镜神经外科工作起步于在90年代中期,开展的单位主要集中在北京、广州和黑龙江等地。近10年来,国内许多省市的神经外科相继开展工作,神经内镜技术应用的范围已基本和国际接轨。治疗病种集中在内镜颅底外科和内镜脑室脑池外科领域。早期主要用于治疗脑积水、颅内囊肿、垂体瘤,目前则扩展至广泛用于颅底中线区域肿瘤(垂体瘤、脊索瘤、脑膜瘤、颅咽管瘤等)的内镜经鼻手术治疗、脑脊液鼻漏的手术治疗以及脑室内肿瘤的切除。另外,近年来,脊髓脊柱疾病的内镜手术技术也开始在国内逐渐推广,经颅锁孔内镜手术技术也在尝试和开拓。