第一章 显微修复外科学发展概述
显微外科(Micro-surgery)是通过利用光学显微镜及显微手术器械进行精密操作,从而完成更为精细外科手术的学科,是现代外科学在20世纪的一项重大进展。几十年来,显微外科技术发展迅速,已成为应用外科手术治疗疾病,进行组织和器官的移植、再植、重建和再造的一项新的重要的技术,为发展和提高外科医疗技术开辟了新的领域。而使其达到一个新的技术水平,则是近几十年的事。几十年来,对于显微外科临床实践中所提出的新课题、新认识,国内外的解剖学、生理学、病理学、病理生理学等基础医学工作者和显微外科工作者相结合,进行了大量的探索、论证和开拓工作,获得了一系列新发展和新观点,对显微外科的发展起了巨大的推动和指引作用。
显微外科起源于新型手术用显微镜和小血管的吻合技术的发展。1903年Hopfner即开始进行狗腿离断再植的实验研究,而最早将显微镜应用于手术操作的是瑞典耳科专家Nyle,他在1921年设计了一副放大10~15倍的单目显微镜用于兔的迷路瘘管手术和开窗手术,并取得良好的结果。到1953年手术用的显微镜才由Zeiss公司形成批量生产。1960年Jacobson和Suarez采用手术显微镜放大25倍下行小血管吻合,取得了100%的通畅率,不仅开创了小血管吻合的新纪元,也奠定了现代显微外科学的发展基础。
显微外科最早开始应用于临床并获得世界性瞩目起始于20世纪60年代对离断指(肢)体的再植手术的临床实践和研究。1963年,我国陈中伟教授等首次报道了1例前臂创伤性完全离断成功地进行了再植手术;次年,美国Malt及Ma ckann亦报道了1例右上臂完全离断再植手术成功的病例;1965年7 月Komatsu和Tamal完成了世界首例断指再植手术;1966年1月我国第一次在6倍手术放大镜下进行断肢再植获得成功。此后国内外开展断肢再植手术日渐增多,并且进行了多方面地基础理论研究,标志了世界显微外科发展正式起步。
但是,显微外科技术在临床外科领域真正进入一个迅速发展阶段还是从20世纪70、80年代开始的。在这一时期,显微外科主要进展体现于皮瓣组织移植技术的全面发展和再植、再造技术的提高。
在皮瓣及组织移植方面,显微外科的技术和基础研究的全面发展使传统的皮瓣移植方法出现了革命性进展,使皮瓣移植从传统带蒂移植上升为游离移植阶段。1972年Harii报道吻合血管的游离皮瓣获得成功,标志着显微外科进入了大块或复合组织移植的阶段;1973年,Daniel和我国上海华山医院杨东岳几乎在同一时间报道了在临床上应用下腹壁皮瓣游离移植获得成功;1978年,我国杨果凡教授设计了前臂桡动脉皮瓣,并于1979年进行了世界首例前臂皮瓣游离移植术并获得成功,1980年末,宋儒耀教授在参加在加拿大举行的国际整形与再造外科学术大会上报告了中国的前臂皮瓣游离移植术,震动国际医学界,“前臂皮瓣游离移植术”获得大会“金锯奖”。随后D.S.Soutar在英国整形外科杂志《British Journal of Plastic Surgery》撰写文章,首次以文字形式记载了“中国皮瓣”(亦称“杨式皮瓣”)。“前臂皮瓣游离移植术”克服了此前游离皮瓣移植中血管变异大、管径细、成活率低的缺点,极大地推动了游离皮瓣移植领域的发展。时至今日,“前臂皮瓣”仍广泛应用于组织缺损的修复、器官再造等领域,并已被公认为显微外科和整形外科发展史上的重要里程碑。此外,为了发展皮瓣和肌皮瓣的临床应用,修复组织缺损,许多作者创新设计了多种新的手术方法。如串联皮瓣、预制皮瓣、岛状(包括逆行)皮瓣及静脉皮瓣等。这些成功的例子很快促进了显微血管外科吻合技术在整形外科和创伤修复外科领域内应用的发展。
在离断肢(指)体再植、再造方面也取得重大进展,随着显微器械和设备的更新换代以及显微技术经验的进步,小血管吻合通畅率获得进一步提升,再植、再造的成功率也大大提高。在这个时期,利用显微外科进行再植技术开始在全世界范围内推广开来。1976年,我国杨东岳教授世界首创利用第二足趾游离移植再造拇指的手术方法并应用成功,是世界手指再植、再造的里程碑式发展;在此阶段,对多指离断及复杂性断指再植方面亦有突破性进展,1986年葛竞、王成琪等先后各为1例十指断指再植全部成活,国际上尚无先例。此后我国又有8例十指断指再植成功的报道。田万成(1988)报道多节段的断指进行再植成功;裴国献等报道双手双足四肢离断再植成功。由于显微外科技术的提高,断指再植的手术适应证进一步扩大,如过去认为不应再植的严重挫灭性断指、断肢,或不易再植成活的撕脱性断指,再植成活者亦日益增多。
在周围神经损伤修复方面,1976年Taylor采用吻合血管的神经移植修复长段神经缺损,该方法极大地避免了单纯神经游离移植所造成的缺血状况,并取得良好效果;顾玉东先后(1985,1989)设计了小隐静脉动脉化游离腓肠神经移植及对侧颈7神经移位修复臂丛神经损伤。朱盛修(1984)设计的束膜切开减压术治疗火器性灼性神经痛,有立竿见影之效。朱盛修设计了前臂骨间前神经移位修复大小鱼际肌支伤(1993)及神经松解术和肩胛上切迹扩大术治疗肩胛上神经嵌压症(1989)。从而扩大了神经损伤的治疗方法。在神经缝合时为了准确地按神经性质对位。赵德伟(1989)应用带血管束植入移植腓肠神经修复长段神经缺损亦取得良好效果。
20世纪90年代以来,世界显微外科在飞速发展的同时开始进入到一个成熟阶段,在皮瓣及软组织移植,肢体再植、再造等方面又达到了一个全新的高度,在整形外科、骨手创伤外科的器官修复与再造方面发挥着不可替代的巨大作用。在这个阶段,显微外科的应用范围不断扩大,并涉及更多领域。
在对骨不连、骨坏死、骨缺损治疗方面,显微外科的发展起到了巨大的推动作用。如在治疗骨缺损方面,如采用非主干血管干为蒂的骨、骨膜瓣移位有锁骨瓣、肩胛骨瓣、髂骨瓣、股骨瓣、游离腓骨瓣等进行显微外科修复治疗。此外,因创伤及激素、酗酒等原因,骨坏死的发病率越来越高,利用显微外科手术治疗可取得良好疗效,可采用血管束植入、骨膜瓣植入、带肌蒂的骨块植入、带血管蒂的髂骨瓣、大转子骨瓣植入、吻合血管的腓骨头内植入等。赵德伟(1994)率先提出利用旋股外侧血管横支大转子骨瓣对股骨头进行修复和重建的手术方法(赵德伟法),该手术方式有血管蒂长、骨瓣血供可靠、血管变异少、受区无明显功能障碍的优势,对股骨头严重缺损及中晚期股骨头坏死的治疗具有重大意义。国内张长青等采用吻合血管游离腓骨移植改良术式并应用于股骨头坏死治疗亦取得良好疗效。
在周围神经修复方面又有更进一步发展,如我国顾玉东院士开创性设计了健侧颈7神经移位,为不可逆臂丛损伤的治疗找到了新方法。随着显微外科发展,膈神经、健侧颈7神经移位术式不断拓展,2002年顾立强等利用胸腔镜超长切取膈神经移位修复支配手部功能的尺神经、正中神经、或缝接于重建屈指屈拇功能的移植肌肉神经支,缩短了术后功能恢复的时间,提高临床疗效。全臂丛性撕脱伤是国际公认的临床外科难题,主要应用Doi双重股薄肌移植功能重建术治疗,顾玉东在Doi的基础上进行改良,发展为二肌四用,对多方位的功能重建提供了基础。此外,中山大学刘小林等人采用去细胞同种异体神经移植获得成功,并已于2012年投入临床使用,为解决长段神经缺损提供了新方法。
在显微外科基础研究方面。我国解剖学界泰斗钟世镇院士结合显微外科发展的迫切需求,进行了有针对性的解剖学研究,既把显微外科技术操作中有关的人体结构加以系统化,又把临床各类术式创新的解剖学依据,加以整理,将分散零星的内容上升到理论高度。他在显微外科应用解剖学领域的研究成果,提出的“皮瓣共区血管类型”、“组织瓣设计解剖学基础”和“神经干结构特点与术式关系”等带规律性的理论,已被国内外显微外科界广泛采用,成为显微外科手术操作的经典指导原则。此外,钟院士开辟了“临床解剖学”的研究课程,为发掘新的皮瓣供区提供理论性、原则性的指导,为我国显微外科的蓬勃发展起到了重大推动作用。
当今,显微外科技术已经在越来越多的医学领域发挥着重要作用,如在颅脑外科方面,神经外科医师已将显微外科技术常规地应用于颅内肿瘤、血管瘤、垂体瘤、听神经瘤等治疗。在消化和呼吸系统的修复和再造方面,因外伤或肿瘤切除造成的咽、喉、食管,或上、下颌骨,口腔壁与舌的缺损,均可应用显微外科方法进行修复和再造。在泌尿生殖系统的修复和再造方面,应用带蒂和游离皮瓣移植进行了阴茎和阴道再造。并且进行了输卵管、输精管吻合,卵巢、睾丸移植等。显微外科已深入外科各领域,目前已在脑神经外科、眼耳鼻喉科、颌面外科、整形外科、骨科、手外科、泌尿外科及妇科等各个外科系统广泛应用。
显微外科未来的发展趋势是基础医学、临床医学和医学生物工程三者在显微外科领域更加紧密地结合。
一、显微外科基础研究不断深入并有新的突破
(1) 显微外科促进了相关学科的发展。由于显微外科发展及临床应用的要求,与显微外科相关的显微解剖学、生理学、生物化学、病理生理学、诊断学、生物物理学也有新的发展。生物医学工程技术在周围神经损伤修复和治疗方面是未来的一个研究重点。供体组织的体外培养和移植为器官移植提供了新的途径和取之不尽的源泉。
(2) 发现新的显微修复组织、器官新供区,完善移植手术设计。目前已发现的全身可供选择的组织供区,包括皮肤、肌肉、筋膜、骨骼、软骨、骨膜等,以这些供区为基础,可供选择的手术方法已达300多种。预计在今后,新的体表和肢体的组织供区不会再大量出现,但是内脏和器官的供区在阐明其解剖生理特性的基础上,还会有新的增加。今后对已有供区的设计和应用方法的研究,将会给予更多的注意,并有较大的发展余地。方法简单而成功率高的传统带蒂组织移植将进一步发展。提高移植成功率和修复后的功能状态是未来世纪显微外科治疗的重点。
(3) 异体以至异种移植排异反应的防治。移植后的排异反应及其所带来的一系列问题,是移植外科的最大难题。显微外科领域已开展的各种异体组织和器官移植手术;包括皮肤、血管、神经、肌肉,骨骼、甲状旁腺、胰腺、卵巢、睾丸、肾上腺等,都遇到不同程度的排斥问题,常常导致移植失败或移植物功能丧失。要解决这个重要课题,必须依靠免疫学家、分子生物学家,药物学家与临床工作者的共同努力。一旦这个问题得到重大突破,将使整个移植外科的面目发生改观。
二、显微外科的应用范围不断扩大
除了耳鼻喉科和眼科手术早已应用显微外科技术外,外科领域使用显微外科技术是从骨科和整形外科开始的,此后相继扩大到手外科、神经外科、颌面外科和泌尿外科。近年已逐渐进入外科的所有分支和几乎所有的手术领域,包括妇产科、头颈外科、小儿外科、普通外科、心胸外科等。显微外科技术的发展和推广将极大地丰富和更新医学科学的内容;显微外科将列入医学生的在校课程和外科医师的基础训练,并且成为所有外科医师普遍掌握的基本技能和外科工作的常规手段。所有区、县以上医院的外科部门都将普遍掌握显微外科技术,以提高外科手术的效果,造福于人民。
三、显微外科技术不断向多样,精细、简化和完善的方向发展
显微外科修复从晚期进到早期、急诊修复。各种复杂广泛性损伤和肿瘤广泛切除后毁损的修复,都越来越多地采用早期、急诊手术修复。应用各种新的小血管、神经吻合与移植技术。探讨新的应用于神经修复和促进神经再生的材料和方法。研究加速和诱导神经再生的方法,阐明神经再生的微环境条件等,都将是重要的课题。肌肉移植与修复技术的改进。肌肉移植后的功能恢复至今不能令人满意,而这正是肢体功能恢复的关键。为此,今后将主要研究解决肌肉的缺血耐受和再灌流损伤,神经的终板再生及对肌肉的再支配,以及肌肉移植和移位后神经肌肉功能的协调等问题。淋巴吻合和移植技术的改进。这方面的研究将包括小淋巴管的吻合与移植,淋巴管与静脉的吻接及桥接,淋巴结与静脉的吻合,淋巴管的再生,淋巴回流的重建等问题。肿瘤显微外科切除及修复技术的改进,肿瘤切除的精确性大大提高。器官移植技术的进一步扩展与改进,这方面的技术将达到一个新的水平。显微外科将不仅广泛应用于卵巢、睾丸、甲状旁腺、肾上腺、胰腺以至垂体等各种内分泌器官的移植,而且将在心血管、呼吸。消化、泌尿等系统以及眼科,耳鼻喉科、妇产科的器官移植手术中使用。
四、高技术的应用将使显微外科增加新的更有效的手段
在显微外科中结合高技术的应用,这方面的发展方兴未艾,前景十分广阔。无疑,光学技术和机械技术的进步将继续为显微外科提供新的高精尖的显微设备和手术器械。电子技术将在有关显微外科的诊断和监测方面发挥更大作用,包括诸如血液循环,组织内压力、肌肉与神经功能的检测,以及神经束间吻合中感觉与运动束的分辨清创中或移植后失活与存活组织的鉴别等。激光技术将用于显微外科中多种组织的切割和粘合,尤其用于血管的焊接,此外还将应用于血栓的消除、肿瘤组织的切除与气化等。超声技术将广泛用于诊断和检测,并能在其引导下进行各种体内操作。单克隆抗体、基因工程、酶技术等生物技术的应用,在诊断、检测和治疗中将发挥更大的作用。这类技术的发展,还将为显微外科中防止粘连、溶解血栓、促进生长等问题的解决提供新的途径。目前,清创操作是显微外科创伤修复中一个重要而耗时的环节,如果通过生物技术的发展,能够准确地区别失活与存活组织,甚至能够溶化和消除残存的失活组织,则可以大大提高清创的效率与彻底性。
五、显微外科多学科的形成
显微外科不断深入到外科的各个领域,必然逐步形成新的分支,诸如显微骨科、显微整形外科、显微神经外科、显微泌尿外科等。未来的世纪将是显微外科加快发展、普及和深化的时期,也将是显微外科极大地改变整个外科学面貌的时期。总之,目前显微修复外科在外科各领域应用后,不仅改变了一些传统的手术方法,而且提高了疗效。
为了进一步在全国推广及提高显微修复外科的理论水平,我们需要:
1.有条件单位举办各种类型的显微修复外科学习班,或成立显微修复外科专科病房,在教学讲义内设立显微外科教学内容。
2.将全国显微修复外科的力量组织起来,统一步调,确定研究题目,分工协作,定期召开学术会议,把全国显微修复外科的理论研究及技术再向前推进一步。
3.加强基础理论研究。我国已具备了显微修复外科的基础理论研究工作。因为基础理论的研究,对促进显微修复外科的发展有极其重要的作用。
4.严格掌握显微修复外科的手术适应证。显微外科技术为修复外科开辟了一个新的途径,可缩短疗程,减少修复手术次数,修复效果好,但它的技术难度大,有一定的失败率,所以在适应证方面应严格掌握。一般说,能用其他较简单的方法取得同样效果的就不必用显微修复外科手术。
在显微修复外科的临床工作中,不仅要注重患者术后机能的恢复,而且要从疾病的病理生理学角度认识疾病的本质及从术后组织及器官病理生理的改变来提高修复技术水平。显微修复前后病理生理学改变的研究主要任务是研究疾病的病因、发病机制和患病机体的代谢和机能变化,为显微修复提供理论和实验依据。显微修复前后病理生理学改变的研究是认识疾病和防治疾病并为判断预后的理论基础,是基础医学与临床医学间的桥梁。
在显微修复临床医疗实践中,都需要用显微修复前后病理生理学改变的研究的理论诠释疾病的发生发展规律,从而作出正确的诊断和改进防治措施。显微修复前后病理生理学改变的研究成果,使人们对疾病及显微修复的疗效有更正确和更全面的认识,对疾病的防治不断改进和完善。显微修复前后病理生理学改变的研究从机能角度提示疾病本质及修复后组织结构的改善。
显微修复前后病理生理学的改变与临床诊断和治疗密切相关。在显微修复的临床实践中,往往都有或者都会不断出现迫切需要解决的问题,诸如疾病原因和条件的探索,发病机制的阐明,诊疗和预防措施的改进等等。从事显微修复外科专业工作者,就必须对这些问题进行深入的研究,使人们对疾病的认识,不断有所提高,有所深化。病理生理在病因和发病机制方面的研究成果,常常使疾病的防治不断地改进,甚至发生重大的变革。当对疾病的病因及发病机制有了明确的认识后,采取显微修复外科技术进行组织器官修复,对治疗后的组织及器官进行病理生理学研究就可以更加明确治疗效果。由此可见,显微修复前后病理生理学改变的研究成果,往往能促进显微修复外科不断发展,对于从事显微外科领域的医师来说,更好的了解显微修复前后病理生理学改变,能够更深刻的了解及掌握疾病的变化及治疗的疗效。
现代科学的发展,提供新的技术手段愈来愈多,其应用到显微外科领域中既促进了显微外科的发展,又可能赋予新的内涵,如现代的微创、现代的计算机技术,及现代组织工程与再生医学。显微修复外科的学科建设需从实际出发,在有条件的地域和单位,成立单独的临床学科,集中专业团队固然理想,但专业技术的掌握应用和专业小组的成立,也是构成显微修复外科学科建设的基础。因此,应因地制宜,使显微修复外科学及显微修复外科技术能更有效地为患者服务,以解除患者的痛苦为目的。现代显微修复外科工作者要有与时俱进的观念,不断汲取现代科学技术的最新成果,提高现代显微外科技术的实用性,丰富学科内涵、扩大应用范围,争取社会各界的理解与支持,为造福更多的患者而努力。
(付大鹏 谢辉)