Микрохирургия және операциялық микроскоптың тарихы

Кіріспе

Операциялық микроскопты қажет ететін хирургия

Микрохирургия – операциялық микроскопты қажет ететін хирургияны білдіретін жалпы термин. Ең маңызды жетістіктердің бірі – дене мүшелерінің бір бөлігінен екіншісіне тінді ауыстыруға және үзілген мүшелерді қайта жалғауға мүмкіндік беретін, бірінен соң бірі кішірейе түсетін қан тамырлары мен жүйкелердің (әдетте 1 мм диаметрлі) анастомозын жасауға арналған процедуралардың дамуы болды. Бүгінде микрохирургиялық техникаларды жалпы хирургия, офтальмология, ортопедиялық хирургия, гинекологиялық хирургия, оториноларингология, нейрохирургия, ауыз және жақ-бет хирургиясы, эндодонтиялық микрохирургия, пластикалық хирургия, подиатриялық хирургия және педиатриялық хирургия сияқты көптеген мамандықтар қолданады.

Тарих

Отоларингологтар микрохирургиялық техникаларды қолданған алғашқы дәрігерлер болды. Швециялық отоларинголог Карл Олоф Сиггессон Найлен (1892–1978) микрохирургияның әкесі саналады. 1921 жылы Стокгольм университетінде ол алғашқы хирургиялық микроскопты, өзгертілген монокулярлы Бриннелл Лейц микроскопын құрастырды. Бастапқыда ол оны жануарларға операция жасау үшін пайдаланды. Сол жылдың қараша айында ол оны созылмалы отитпен ауыратын науқасқа, лабиринттік фистуласы бар науқасқа операция жасау үшін қолданды. Найленнің микроскопын көп ұзамай оның әріптесі Гуннар Холмгрен (1875–1954) 1922 жылы жасаған бинокулярлық микроскоп ауыстырды. Бірте-бірте операциялық микроскоп құлақ операцияларында қолданыла бастады. 1950 жылдары көптеген отологтар оны терезелеу операциясында, әдетте, бүйірлік жартылай дөңгелек каналдағы терезе ашылуын жетілдіру үшін қолдана бастады. 1953 жылы Розеннің стапес жұмылдыру операциясын қайта жаңғыртуы микроскопты міндетті түрде пайдалануға себеп болды, бірақ оны техниканың бастаушылары Кессель (1878), Бушерон (1888) және Миот (1890) қолданбады. Мастоидэктомия хирургиялық микроскоппен, сондай-ақ 1950 жылдардың басында белгілі болған тимпанопластика әдістерімен орындала бастады. Стапес жұмылдыру операциясы әртүрлі нәтижелер берді және көп ұзамай Джон Ши, кіші алғаш сипаттаған стапедэктомиямен ауыстырылды; бұл операция әрқашан микроскоппен орындалатын. Бүгінде нейрохирургтар өздерінің процедураларында микроскоптарды пайдалануды мақтан тұтады. Бірақ бұрын олай болған жоқ: көптеген беделді орталықтар бұл идеяны қабылдамады және оны салыстырмалы түрде оқшауланған жағдайда дамыту қажет болды. 1950 жылдардың соңында Уильям Хаус сопақша сүйек хирургиясының жаңа әдістерін зерттеуге кірісті. Ол ортаңғы қазба әдісін дамытып, транслабиринттік әдісті жетілдірді және осы әдістерді акустикалық жүйке ісіктерін жою үшін қолдана бастады. Хирургиялық микроскопты алғаш қолданған нейрохирург – түрік эмигранты Гази Ясаргил. 1953 жылы Швейцарияда профессор Хьюго Крайенбюльмен жұмыс істеген кезде ол нейроваскулярлық хирургияны зерттеді. Оның идеялары доктор Пит Донагиді қызықтырып, Ясаргилді Вермонт штатының Берлингтон қаласындағы микроваскулярлық зертханасына шақырды. 1967 жылы Цюрихке оралғаннан кейін Ясаргил олардың жаңа өнертабыстарының клиникалық қолданылуын анықтауға ден қойды. Осы тақырыптағы жарияланымдары: Микроваскулярлық хирургия және нейрохирургияға қолданылатын микрохирургия оған халықаралық танымалдылық әкелді. Оның микрохирургиядағы өмірлік тәжірибесі төрт томдық «Микроневрохирургия» оқулығында жинақталды. Микрохирургияны кеңінен танымал еткен техника мен технологияның жетістіктері 1960 жылдардың басында басқа медициналық салаларға да тарады. Алғашқы микроваскулярлық хирургияны, қан тамырларын жөндеуге микроскопты пайдалану арқылы, 1960 жылы Вермонт университетінің қан тамырлары хирургы Джулиус Х. Джейкобсон II сипаттады. Операциялық микроскопты пайдаланып, ол 1,4 мм-ге дейін кішкентай қан тамырларын біріктірді және микрохирургия терминін енгізді. Луисвилл университетінің қол хирургтары, докторлар Гарольд Клейнерт пен Морт Касдан 1963 жылы жартылай саусақ ампутациясын бірінші рет реваскуляризациялады. Жапондық кардиоторакалдық хирург Накаяма 3–4 мм тамырларды пайдалану арқылы ішек-қарынды қайта құру үшін мойынға тамырланған ішек сегменттерін ауыстырудың алғашқы шынайы сериясы туралы хабарлады. Қазіргі заманғы реконструктивтік микрохирургияны американдық пластикалық хирург доктор Гарри Дж. Банке енгізді. 1964 жылы Банке қоянның құлағын қайта отырғызу туралы хабарлады, ол гаражды зертхана/операциялық зал ретінде және үйде жасалған құралдарды пайдаланды. Бұл 1 миллиметрлік қан тамырларын сәтті пайдаланған алғашқы есеп болды. 1966 жылы Банке микрохирургия арқылы приматтың үлкен саусағын қолына трансплантациялады. 1960 жылдардың соңы мен 1970 жылдардың басында пластикалық хирургтар бұрын ойға келмеген көптеген жаңа микрохирургиялық инновацияларды енгізді. Адамның екінші саусағының бас бармағына микрохирургиялық трансплантациясын 1966 жылдың ақпанында Қытайдың Шанхай қаласында докторлар Донг Юэ Ян мен Ю Донг Гу жүргізді. 1968 жылдың сәуірінде Англияда доктор Джон Коббет бас бармаққа үлкен саусақты жасады. Австралияда доктор Иан Тейлордың жұмысы бас және мойын қатерлі ісігінің ақауларын жамбас немесе тобық сүйегінен алынған тірі сүйекпен қалпына келтіруге арналған жаңа әдістерді әзірлеуге әкелді. Көптеген хирургиялық мамандықтар микрохирургиялық техникаларды пайдаланады. Отоларингологтар (құлақ, мұрын, тамақ және бас және мойын хирургтары) ішкі құлақтың және дауыс бауларының құрылымдарында микрохирургия жасайды. Отоларингологтар мен жақ-бет хирургтары бас және мойын қатерлі ісігінен алынған ақауларды қалпына келтірген кезде микрохирургиялық техникаларды пайдаланады. Көз хирургтары катаракта операциясын, мүйіз қабығын трансплантациясын және глаукома сияқты жағдайлардың емдеуін жүргізеді. Урологтар мен гинекологтар жиі вазэктомияны және түтік байлауды фертильділікті қалпына келтіру үшін қайта жасайды.

Otolaryngologists were the first physicians to use microsurgical techniques. A Swedish otolaryngologist, Carl Olof Siggesson Nylén (1892–1978), was the father of microsurgery. In 1921, in the University of Stockholm, he built the first surgical microscope, a modified monocular Brinell Leitz microscope. At first he used it for operations in animals. In November of the same year he used it to operate on a patient with chronic otitis who had a labyrinthine fistula. Nylen's microscope was soon replaced by a binocular microscope, developed in 1922 by his colleague Gunnar Holmgren (1875–1954). Gradually the operating microscope began to be used for ear operations. In the 1950s many otologists began to use it in the fenestration operation, usually to perfect the opening of the fenestra in the lateral semicircular canal. The revival of the stapes mobilization operation by Rosen, in 1953, made the use of the microscope mandatory, although it was not used by the originators of the technique, Kessel (1878), Boucheron (1888) and Miot (1890). Mastoidectomies began to be performed with the surgical microscope and so were the tympanoplasty techniques that became known in the early 1950s. The stapes mobilization operation had varying results and was soon replaced by stapedectomy, first described by John Shea, Jr.; this was an operation that was always performed with the microscope. Today neurosurgeons are very proud to use microscopes in their procedures. But it was not always so: many prestigious centers did not accept that idea and it had to be developed in relative isolation. In the late 1950s William House began to explore new techniques for temporal bone surgery. He developed the middle fossa approach and perfected the translabyrinthine approach and began to use these techniques to remove acoustic nerve tumors. The first neurosurgeon to make use of the surgical microscope was a Turkish emigrant, Gazi Yasargil. In 1953 he studied neurovascular surgery during work with Prof. Hugo Krayenbühl in Switzerland. His ideas interested Dr. Pete Donaghy, who invited Yasargil to his microvascular laboratory in Burlington, Vermont. After his return to Zürich in 1967 Yasargil concentrated on discovering clinical applications to their novel inventions. Publications on that topic: Micro Vascular Surgery and Microsurgery Applied to Neurosurgery won him international recognition. His lifelong experiences with microsurgery were recapitulated in the four volume textbook entitled simply Microneurosurgery. Advances in the techniques and technology that popularized microsurgery began in the early 1960s to involve other medical areas. The first microvascular surgery, using a microscope to aid in the repair of blood vessels, was described by vascular surgeon, Julius H. Jacobson II of the University of Vermont in 1960. Using an operating microscope, he performed coupling of vessels as small as 1.4 mm and coined the term microsurgery. Hand surgeons at the University of Louisville, Drs. Harold Kleinert and Mort Kasdan, performed the first revascularization of a partial digital amputation in 1963. Nakayama, a Japanese cardiothoracic surgeon, reported the first true series of microsurgical free tissue transfers using vascularized intestinal segments to the neck for esophageal reconstruction after cancer resections using 3–4 mm vessels. Contemporary reconstructive microsurgery was introduced by an American plastic surgeon, Dr. Harry J. Buncke. In 1964, Buncke reported a rabbit ear replantation, famously using a garage as a lab/operating theatre and home made instruments
This was the first report of successfully using blood vessels 1 millimeter in size. In 1966, Buncke used microsurgery to transplant a primate's great toe to its hand. During the late sixties and early 1970s, plastic surgeons ushered in many new microsurgical innovations that were previously unimaginable. The first human microsurgical transplantation of the second toe to thumb was performed in February 1966 by Dr. Dong yue Yang and Yu dong Gu, in Shanghai, China. Great toe (big toe) to thumb was performed in April 1968 by Dr. John Cobbett, in England. In Australia work by Dr. Ian Taylor saw new techniques developed to reconstruct head and neck cancer defects with living bone from the hip or the fibula. A number of surgical specialties use microsurgical techniques. Otolaryngologists (ear, nose, throat and head and neck surgeons) perform microsurgery on structures of the inner ear and the vocal cords. Otolaryngologists and maxillofacial surgeons use microsurgical techniques when reconstructing defects from resection of head and neck cancers. Cataract surgery, corneal transplants, and treatment of conditions like glaucoma are performed by ophthalmologists. Urologists and gynecologists frequently now reverse vasectomies and tubal ligations to restore fertility.

Тіндердің еркін көшірілуі

Тіндерді еркін ауыстыру – микрохирургия қолданылатын хирургиялық реконструкциялық процедура. "Донор" тінінің аймағы таңдалады, оны қоректендіретін артерия және вена бойынша оқшаулауға болады; бұл тіндер көбінесе бірнеше түрлі тіндердің (мысалы, тері, бұлшықет, май, сүйек) жиынтығынан тұрады. Көбінесе донорлық аймақтарға тік ішек бұлшық еті, кең еңке бұлшық еті, тоқпан бұлшығы, радиалдық білек сүйегі мен терісі, қолдың радиалдық жағындағы терісі жатады. Аталған тіндер жиынтығы (тін қаптамасы ретінде) пациенттің реконструкция қажет ететін аймағына (мысалы, ауыз қуысы ісігін жойғаннан кейін төменгі жақ сүйегі, сүт безі ісігін жойғаннан кейін сүт безі, жарақат салдарынан тіндердің жоғалуы, туа біткен тіндердің жетіспеуі) ауыстырылады. Тін қаптамасын қамтитын қан тамырлары микрохирургиялық тәсілмен реконструкцияланатын аймақтағы сәйкес келетін артерия және венаға қосылады. Алғашқы рет бұл процедура 1970 жылдардың басында жасалды және көптеген хирургиялық реконструкциялық жағдайларда қолданылатын кең таралған "бір кезеңді" (бір операциялық) процедураға айналды.

Қайта отырғызу

Реплантация – толықтай бөлінген дене мүшесінің қайта жалғастырылуы. Ең көп кездесетін жағдайлар – саусақтар мен бас бармақ, бірақ құлақ, шашыраңқы тері, мұрын, бет, қол және кілегей де қайта жалғастырылған. Әдетте, реплантация артериялар мен веналар арқылы қан ағынын қалпына келтіруді, сүйек қаңқасын қалпына келтіруді және қажет болған жағдайда сіңірлер мен нервтерді қосуды қамтиды. Роберт Малт пен Чарльз Макхан 1964 жылы микротамырлар арқылы екі адамның жоғарғы аяқтарын қайта жалғастыруды хабарлаған, ал 1962 жылы Бостонда пойыз апатынан кейін балаға алғашқы қол қайта жалғастырылған. Бастапқыда, реплантацияны мүмкін ететін техникалар әзірленген кезде, сәттілік тек ампутацияланған бөліктің тірі қалуымен анықталды. Алайда, осы салада тәжірибе жинақталған сайын, реплантация мамандары ампутацияланған бөліктің тірі қалуы ғана реплантацияның сәтті болуын қамтамасыз ете алмайтынын түсіне бастады. Осылайша, ампутацияланған мүшенің функционалдық талаптары қай мүшелерді қайта жалғастыру керек және қайларын жалғастырмау керек деген нұсқаулыққа айналды. Сондай-ақ, пациенттің реплантациядан кейін қажетті ұзақ реабилитация процесін физикалық және психологиялық тұрғыдан көтере алу қабілеті де маңызды мәселе болды. Мысалы, саусақ ампутацияланған жағдайда, хирург саусақтың қолдың жалпы функциясына қосқан үлесін мұқият қарастыруы керек. Осылайша, ампутацияланған бас бармақты сақтап қалуға барлық күш жұмсалады, өйткені қолдың көптеген функциялары бас бармаққа байланысты, ал көрсеткіш немесе кішкентай саусақ пациенттің жеке қажеттіліктеріне және ұзақ операцияны және реабилитация курсын көтере алу қабілетіне байланысты қайта жалғастырылмауы мүмкін. Дегенмен, егер ампутацияланған мүшені бастапқы орнына толығымен қайта жалғастыру мүмкін болмаса, бұл оның қайта жалғастыруға жарамсыз екенін білдірмейді. Шындығында, реплантация мамандары функционалды нәтиже алу үшін тек бір бөлік немесе бөлігінің қажет болуын білді. Әсіресе, бірнеше саусақ ампутацияланған жағдайда, саусақ немесе саусақтар көбірек пайдалы жерге ауыстырылуы мүмкін. Бұл концепция "қосалқы бөлшектер" хирургиясы деп аталады.

Replantation is the reattachment of a completely detached body part. Fingers and thumbs are the most common but the ear, scalp, nose, face, arm and penis have all been replanted. Generally replantation involves restoring blood flow through arteries and veins, restoring the bony skeleton and connecting tendons and nerves as required. Robert Malt and Charles Mckhann reported the first replantation of two human upper extremities by microvascular means in 1964, with the first arm replanted in a child after a train injury in 1962 in Boston. Initially, when the techniques were developed to make replantation possible, success was defined in terms of a survival of the amputated part alone. However, as more experience was gained in this field, surgeons specializing in replantation began to understand that survival of the amputated piece was not enough to ensure success of the replant. In this way, functional demands of the amputated specimen became paramount in guiding which amputated pieces should and should not be replanted. Additional concerns about the patient's ability to tolerate the long rehabilitation process that is necessary after replantation both on physical and psychological levels also became important. So, when fingers are amputated, for instance, a replantation surgeon must seriously consider the contribution of the finger to the overall function of the hand. In this way, every attempt will be made to salvage an amputated thumb, since a great deal of hand function is dependent on the thumb, while an index finger or small finger might not be replanted, depending on the individual needs of the patient and the ability of the patient to tolerate a long surgery and a long course of rehabilitation. However, if an amputated specimen is not able to be replanted to its original location entirely, this does not mean that the specimen is unreplantable. In fact, replantation surgeons have learned that only a piece or a portion may be necessary to obtain a functional result, or especially in the case of multiple amputated fingers, a finger or fingers may be transposed to a more useful location to obtain a more functional result. This concept is called "spare parts" surgery.

Трансплантация

Микрохирургиялық әдістер трансплантациялық иммунологиялық зерттеулерді дамытуда шешуші рөл атқарды, себебі ол трансплантациялық зерттеулер үшін тиімдірек кеміргіш модельдерін пайдалануға мүмкіндік берді (тышқандар мен егешқұйрықтарға басқа түрлерге қарағанда көбірек реагенттер, моноклоналды антиденелер, нокаут жануарлар және басқа иммунологиялық құралдар бар). Бұл әдіс енгізілгенге дейін трансплантациялық иммунология кеміргіштерде тері трансплантациясы моделі арқылы зерттелді, бірақ бұл модель тамырлардың жеткіліксіздігімен шектелген. Осылайша, микрохирургия хирургия мен трансплантациялық иммунологиялық зерттеулер арасындағы байланысты құрайды. Алғашқы микрохирургиялық тәжірибелерді (егешқұйрықтың порт каваль анастомозы) 1958 жылы Питтсбург университетінде микрохирургияның негізін қалаушы доктор Сун Ли жүргізді. Ұзақ уақыт өткен соң, егешқұйрықтар мен тышқандарда мүшелерді трансплантациялаудың көптеген модельдері құрылды. Бүгінде егешқұйрықтың немесе тышқанның кез келген мүшесі салыстырмалы жоғары сәттілікпен трансплантациялануы мүмкін. Микрохирургия адамдарға кейіннен жасалатын трансплантация үшін жаңа әдістерді әзірлеуде де маңызды рөл атқарды. Сонымен қатар, ол клиникалық мүшелерді трансплантациялау кезінде кішкентай артерияларды қайта құруға мүмкіндік береді (мысалы, мәйіттен алынған бауыр трансплантациясында қосымша артериялар, бүйрек трансплантациясында полярлық артериялар және тірі донордың бауырын трансплантациялау кезінде).

Тұқымсыздықты емдеу

Микрохирургия тұқымсыздыққа алып келетін, мысалы, түтіктердің бітелуі, сперма жолдарының бітелуі және ерлердегі тұқымсыздықтың ең көп кездесетін себептерінің бірі – варикоцеле сияқты бірнеше патологиялық жағдайларды емдеу үшін қолданылады. Flati және авторлар ұсынғандай, сперматозоидтық және төменгі эпигастриялық тамырлар арасына микроқан тамырларының байпастарын орналастыру арқылы жасалған микрохирургиялық дренаж, варикоцеле салдарынан ерлердегі тұқымсыздықты емдеуде сәтті қолданылды. Микрохирургиялық емдеу бұрын микрохирургиялық емес емдеуден өткен, қайталама варикоцелесі бар пациенттерде де спермалық белсенділіктің деңгейін айтарлықтай жақсартатыны көрсетілді.