ประวัติการใช้งานและบทบาทของกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดในศัลยกรรมประสาท

 

ในประวัติศาสตร์ของศัลยกรรมประสาท การประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดเป็นสัญลักษณ์แห่งความก้าวหน้าครั้งสำคัญ ที่เปลี่ยนผ่านจากยุคศัลยกรรมประสาทแบบดั้งเดิมที่ทำการผ่าตัดโดยมองเห็นด้วยตาเปล่า ไปสู่ยุคศัลยกรรมประสาทสมัยใหม่ที่ทำการผ่าตัดโดยใช้เครื่องมือช่วยกล้องจุลทรรศน์ใครและเมื่อไหร่ที่...กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดเริ่มมีการนำมาใช้ในศัลยกรรมประสาทหรือไม่? มีบทบาทอย่างไรบ้าง?กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดมีบทบาทอย่างไรในการพัฒนาศัลยกรรมประสาท? ด้วยความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จะเป็นอย่างไรต่อไป?กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดควรเปลี่ยนมาใช้อุปกรณ์ที่ทันสมัยกว่าหรือไม่? นี่เป็นคำถามที่ศัลยแพทย์ระบบประสาททุกคนควรตระหนักและนำเทคโนโลยีและเครื่องมือล่าสุดมาใช้ในสาขาศัลยกรรมระบบประสาท เพื่อส่งเสริมการพัฒนาทักษะการผ่าตัดระบบประสาทให้ดียิ่งขึ้น

1. ประวัติความเป็นมาของการประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์ในทางการแพทย์

ในทางฟิสิกส์ เลนส์แว่นตาเป็นเลนส์นูนที่มีโครงสร้างเดียวซึ่งมีผลในการขยายภาพ และกำลังขยายของมันมีจำกัด จึงเรียกว่าแว่นขยาย ในปี ค.ศ. 1590 ชาวดัตช์สองคนได้ติดตั้งแผ่นเลนส์นูนสองแผ่นไว้ภายในกระบอกทรงกระบอกเรียว จึงได้ประดิษฐ์อุปกรณ์ขยายภาพแบบโครงสร้างผสมชิ้นแรกของโลกขึ้นมา นั่นคือ กล้องส่องทางไกลกล้องจุลทรรศน์ต่อมา โครงสร้างของกล้องจุลทรรศน์ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง และกำลังขยายก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในเวลานั้น นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ใช้กล้องจุลทรรศน์ชนิดนี้กล้องจุลทรรศน์แบบผสมเพื่อสังเกตโครงสร้างขนาดเล็กของสัตว์และพืช เช่น โครงสร้างของเซลล์ ตั้งแต่ช่วงกลางถึงปลายศตวรรษที่ 19 แว่นขยายและกล้องจุลทรรศน์ได้ถูกนำมาใช้ในวงการแพทย์อย่างค่อยเป็นค่อยไป ในตอนแรก ศัลยแพทย์ใช้แว่นขยายแบบเลนส์เดี่ยวที่สามารถวางบนสันจมูกเพื่อใช้ในการผ่าตัด ในปี 1876 แพทย์ชาวเยอรมันชื่อ Saemisch ได้ทำการผ่าตัด "จุลภาค" ครั้งแรกของโลกโดยใช้แว่นขยายแบบเลนส์รวม (ไม่ทราบประเภทของการผ่าตัด) ในปี 1893 บริษัท Zeiss ของเยอรมนีได้คิดค้น...กล้องจุลทรรศน์แบบสองตาโดยส่วนใหญ่ใช้สำหรับการสังเกตการณ์เชิงทดลองในห้องปฏิบัติการทางการแพทย์ รวมถึงการสังเกตความผิดปกติของกระจกตาและช่องหน้าลูกตาในสาขาจักษุวิทยา ในปี ค.ศ. 1921 จากการวิจัยในห้องปฏิบัติการเกี่ยวกับกายวิภาคของหูชั้นในของสัตว์ นายแพทย์ Nylen ชาวสวีเดนผู้เชี่ยวชาญด้านหู คอ จมูก ได้ใช้เครื่องมือตรวจวัดแบบคงที่กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดแบบตาเดียวเขาออกแบบและผลิตเครื่องมือนี้ด้วยตนเองเพื่อใช้ในการผ่าตัดรักษาโรคหูชั้นกลางอักเสบเรื้อรังในมนุษย์ ซึ่งเป็นการผ่าตัดขนาดเล็กอย่างแท้จริง หนึ่งปีต่อมา นายแพทย์ฮลอล์มเกรน ผู้เป็นอาจารย์ของนายแพทย์ไนเลน ได้แนะนำเครื่องมือใหม่กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดแบบสองตาผลิตโดย Zeiss ในห้องผ่าตัด

ช่วงต้นกล้องจุลทรรศน์สำหรับใช้งานมีข้อเสียหลายประการ เช่น ความเสถียรทางกลต่ำ เคลื่อนย้ายไม่ได้ แสงสว่างในแกนต่างๆ และความร้อนของเลนส์วัตถุ ขอบเขตการขยายภาพในการผ่าตัดแคบ เป็นต้น ทั้งหมดนี้เป็นเหตุผลที่จำกัดการใช้งานในวงกว้างกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดในช่วงสามสิบปีต่อมา เนื่องจากการปฏิสัมพันธ์เชิงบวกระหว่างศัลยแพทย์และผู้ผลิตกล้องจุลทรรศน์การแสดงของกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง และกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดแบบสองตา, กล้องจุลทรรศน์แบบติดตั้งบนหลังคาเลนส์ซูม ระบบไฟส่องสว่างแบบโคแอกเซียล แขนกลที่ควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์หรือแรงดันน้ำ การควบคุมด้วยแป้นเหยียบ และอื่นๆ ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ในปี 1953 บริษัท Zeiss ของเยอรมนีได้ผลิตกล้องส่องทางไกลเฉพาะทางหลายรุ่นกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดสำหรับโสตวิทยาเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผ่าตัดบริเวณรอยโรคที่อยู่ลึก เช่น หูชั้นกลางและกระดูกขมับ ในขณะที่ประสิทธิภาพของกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดเมื่อการพัฒนาดีขึ้นเรื่อยๆ ทัศนคติของศัลยแพทย์ก็เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาเช่นกัน ตัวอย่างเช่น แพทย์ชาวเยอรมัน Zollner และ Wullstein ได้กำหนดไว้ว่ากล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดจำเป็นต้องใช้สำหรับการผ่าตัดปรับรูปทรงเยื่อแก้วหู ตั้งแต่ปี 1950 เป็นต้นมา จักษุแพทย์ได้ค่อยๆ เปลี่ยนวิธีการตรวจตาจากเดิมที่ใช้เพียงกล้องจุลทรรศน์ มาเป็นการนำเครื่องมืออื่นๆ มาใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดหูเข้าสู่สาขาศัลยกรรมจักษุ ตั้งแต่นั้นมากล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดมีการนำไปใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาโสตวิทยาและจักษุวิทยา

2. การประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดในศัลยกรรมประสาท

เนื่องจากลักษณะเฉพาะของการผ่าตัดระบบประสาท การประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดในศัลยกรรมประสาทถือว่าช้ากว่าในสาขาโสตวิทยาและจักษุวิทยาเล็กน้อย และศัลยแพทย์ระบบประสาทกำลังเรียนรู้เทคโนโลยีใหม่นี้อย่างแข็งขัน ในขณะนั้นการใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดส่วนใหญ่อยู่ในยุโรป จักษุแพทย์ชาวอเมริกันชื่อเพอร์ริตเป็นผู้ริเริ่มนำมาใช้เป็นครั้งแรกกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดจากยุโรปสู่สหรัฐอเมริกาในปี 1946 ซึ่งเป็นการวางรากฐานให้ศัลยแพทย์ระบบประสาทชาวอเมริกันสามารถนำไปใช้ได้กล้องจุลทรรศน์สำหรับใช้งาน.

จากมุมมองของการเคารพคุณค่าของชีวิตมนุษย์ เทคโนโลยี อุปกรณ์ หรือเครื่องมือใหม่ใดๆ ที่ใช้กับร่างกายมนุษย์ ควรผ่านการทดลองในสัตว์เบื้องต้นและการฝึกอบรมทางเทคนิคสำหรับผู้ใช้งานเสียก่อน ในปี 1955 ศัลยแพทย์ระบบประสาทชาวอเมริกันชื่อมาลิส ได้ทำการผ่าตัดสมองในสัตว์โดยใช้เครื่องมือชนิดหนึ่งกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดแบบสองตาคูร์เซ ศัลยแพทย์ระบบประสาทแห่งมหาวิทยาลัยเซาท์เทิร์นแคลิฟอร์เนียในสหรัฐอเมริกา ใช้เวลาหนึ่งปีในการเรียนรู้เทคนิคการผ่าตัดโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ในห้องปฏิบัติการ หลังจากสังเกตการผ่าตัดหูภายใต้กล้องจุลทรรศน์ ในเดือนสิงหาคมปี 1957 เขาประสบความสำเร็จในการผ่าตัดเนื้องอกประสาทหูในเด็กอายุ 5 ขวบโดยใช้กล้องจุลทรรศน์กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดหูซึ่งนับเป็นการผ่าตัดจุลศัลยกรรมครั้งแรกของโลก ไม่นานหลังจากนั้น คูร์เซก็ประสบความสำเร็จในการเชื่อมต่อเส้นประสาทใบหน้ากับเส้นประสาทใต้ลิ้นในเด็กโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดและเด็กก็ฟื้นตัวได้ดีเยี่ยม นี่เป็นการผ่าตัดจุลศัลยกรรมครั้งที่สองของโลก หลังจากนั้น เคอร์เซใช้รถบรรทุกในการขนส่งกล้องจุลทรรศน์สำหรับใช้งานไปยังสถานที่ต่างๆ สำหรับการผ่าตัดระบบประสาทด้วยกล้องจุลทรรศน์ และแนะนำอย่างยิ่งให้ใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดให้กับศัลยแพทย์ระบบประสาทท่านอื่นๆ ต่อมา คูร์เซได้ทำการผ่าตัดหนีบหลอดเลือดโป่งพองในสมองโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัด(น่าเสียดายที่เขาไม่ได้ตีพิมพ์บทความใดๆ) ด้วยการสนับสนุนจากผู้ป่วยโรคปวดเส้นประสาทไตรเจมินัลที่เขาทำการรักษา เขาได้ก่อตั้งห้องปฏิบัติการศัลยกรรมประสาทฐานกะโหลกขนาดเล็กแห่งแรกของโลกในปี 1961 เราควรจดจำคุณูปการของเคอร์เซ่ที่มีต่อศัลยกรรมขนาดเล็กและเรียนรู้จากความกล้าหาญของเขาในการยอมรับเทคโนโลยีและแนวคิดใหม่ๆ อย่างไรก็ตาม จนกระทั่งต้นทศวรรษ 1990 ศัลยแพทย์ประสาทบางคนในประเทศจีนก็ยังไม่ยอมรับกล้องจุลทรรศน์ศัลยกรรมประสาทสำหรับการผ่าตัด นี่ไม่ใช่ปัญหาแต่อย่างใดกล้องจุลทรรศน์ศัลยกรรมประสาทปัญหาไม่ได้อยู่ที่ตัวมันเอง แต่เป็นปัญหาที่เกิดจากความเข้าใจเชิงอุดมการณ์ของศัลยแพทย์ระบบประสาท

ในปี 1958 ศัลยแพทย์ระบบประสาทชาวอเมริกัน โดนาฮี ได้ก่อตั้งห้องปฏิบัติการวิจัยและฝึกอบรมด้านจุลศัลยกรรมแห่งแรกของโลกขึ้นที่เมืองเบอร์ลิงตัน รัฐเวอร์มอนต์ ในช่วงเริ่มต้น เขาประสบปัญหาความสับสนและความยากลำบากทางการเงินจากผู้บังคับบัญชา ในแวดวงวิชาการ เขาใฝ่ฝันที่จะผ่าเปิดหลอดเลือดในสมองเพื่อนำลิ่มเลือดออกจากผู้ป่วยที่มีภาวะลิ่มเลือดอุดตันในสมองโดยตรง ดังนั้นเขาจึงร่วมมือกับศัลยแพทย์หลอดเลือด เจคอบสัน ในการวิจัยในสัตว์และทางคลินิก ในเวลานั้น ภายใต้สภาพที่มองด้วยตาเปล่า สามารถเย็บหลอดเลือดขนาดเล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 7-8 มิลลิเมตรขึ้นไปได้เท่านั้น เพื่อให้สามารถเชื่อมต่อหลอดเลือดที่ละเอียดกว่านั้นได้ เจคอบสันจึงพยายามใช้แว่นขยายแบบแว่นตาเป็นครั้งแรก ไม่นานหลังจากนั้น เขาก็นึกถึงการใช้...กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดทางโสต ศัลยกรรมสำหรับการผ่าตัดเมื่อเขาเป็นแพทย์ประจำบ้าน ดังนั้น ด้วยความช่วยเหลือจาก Zeiss ในเยอรมนี Jacobson จึงออกแบบกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดแบบสองผู้ปฏิบัติงาน (ดิพลอสโคป) สำหรับการเชื่อมต่อหลอดเลือด ซึ่งช่วยให้ศัลยแพทย์สองคนสามารถทำการผ่าตัดได้พร้อมกัน หลังจากทำการทดลองกับสัตว์อย่างกว้างขวาง เจคอบสันได้ตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับการเชื่อมต่อหลอดเลือดด้วยกล้องจุลทรรศน์ในสุนัขและหลอดเลือดที่ไม่ใช่หลอดเลือดแดงคาโรติด (ปี 1960) โดยมีอัตราความสำเร็จของการเชื่อมต่อหลอดเลือด 100% นี่เป็นบทความทางการแพทย์ที่ก้าวล้ำเกี่ยวกับการผ่าตัดระบบประสาทด้วยกล้องจุลทรรศน์และการผ่าตัดหลอดเลือด เจคอบสันยังออกแบบเครื่องมือผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์หลายอย่าง เช่น กรรไกรขนาดเล็ก ที่จับเข็มขนาดเล็ก และด้ามจับเครื่องมือขนาดเล็ก ในปี 1960 โดนาฮีประสบความสำเร็จในการผ่าตัดเอาลิ่มเลือดออกจากหลอดเลือดแดงในสมองภายใต้การควบคุมของแพทย์กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดสำหรับผู้ป่วยที่มีภาวะลิ่มเลือดอุดตันในสมอง Rhoton จากสหรัฐอเมริกา เริ่มศึกษาโครงสร้างทางกายวิภาคของสมองภายใต้กล้องจุลทรรศน์ในปี 1967 ซึ่งเป็นการบุกเบิกสาขาใหม่ของกายวิภาคศาสตร์จุลศัลยกรรม และมีส่วนสำคัญในการพัฒนาจุลศัลยกรรม เนื่องจากข้อดีของกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดและด้วยการพัฒนาของเครื่องมือผ่าตัดขนาดเล็ก ทำให้ศัลยแพทย์จำนวนมากขึ้นนิยมใช้เครื่องมือเหล่านี้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดเพื่อการผ่าตัด และได้ตีพิมพ์บทความที่เกี่ยวข้องกับขั้นตอนการผ่าตัดจุลศัลยกรรมเป็นจำนวนมาก

3. การประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดในศัลยกรรมประสาทในประเทศจีน

ในฐานะชาวจีนโพ้นทะเลผู้รักชาติในญี่ปุ่น ศาสตราจารย์ดู ซีเหว่ย ได้บริจาคสิ่งของชิ้นแรกที่ผลิตในประเทศกล้องจุลทรรศน์ศัลยกรรมประสาทและที่เกี่ยวข้องเครื่องมือผ่าตัดขนาดเล็กเขาได้เข้าศึกษาต่อที่แผนกศัลยกรรมประสาทของโรงพยาบาลในเครือวิทยาลัยแพทยศาสตร์ซูโจว (ปัจจุบันคือแผนกศัลยกรรมประสาทของโรงพยาบาลในเครือมหาวิทยาลัยซูโจวแห่งแรก) ในปี 1972 หลังจากกลับมาประเทศจีน เขาได้ทำการผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์เป็นครั้งแรก เช่น การผ่าตัดหลอดเลือดโป่งพองในสมองและเนื้องอกเยื่อหุ้มสมอง หลังจากได้ทราบถึงความพร้อมของ...กล้องจุลทรรศน์ศัลยกรรมประสาทและเครื่องมือผ่าตัดขนาดเล็ก ศาสตราจารย์จ้าว หย่าตู จากภาควิชาศัลยกรรมประสาท โรงพยาบาลปักกิ่งอี้หวู่ ได้เข้าพบศาสตราจารย์ดู จื่อเหวย์ จากวิทยาลัยแพทยศาสตร์ซูโจว เพื่อสังเกตการใช้งานกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดศาสตราจารย์ฉีหยูฉวน จากโรงพยาบาลหัวซาน เซี่ยงไฮ้ ได้เดินทางมาเยี่ยมชมแผนกของศาสตราจารย์ดูจื่อเหว่ยด้วยตนเอง เพื่อสังเกตขั้นตอนการผ่าตัดจุลศัลยกรรม ส่งผลให้เกิดการเผยแพร่ การเรียนรู้ และการประยุกต์ใช้ในวงกว้างกล้องจุลทรรศน์ศัลยกรรมประสาทความก้าวหน้าดังกล่าวเกิดขึ้นในศูนย์ศัลยกรรมประสาทชั้นนำในประเทศจีน ซึ่งถือเป็นจุดเริ่มต้นของศัลยกรรมประสาทขนาดเล็กในประเทศจีน

4. ผลของการผ่าตัดจุลศัลยกรรม

เนื่องจากการใช้งานกล้องจุลทรรศน์ศัลยกรรมประสาทการผ่าตัดที่ไม่สามารถทำได้ด้วยตาเปล่า สามารถทำได้ภายใต้สภาวะการขยายภาพ 6-10 เท่า ตัวอย่างเช่น การผ่าตัดเนื้องอกต่อมใต้สมองผ่านทางโพรงไซนัสเอทมอยด์ สามารถระบุและกำจัดเนื้องอกต่อมใต้สมองได้อย่างปลอดภัย ในขณะเดียวกันก็ปกป้องต่อมใต้สมองปกติ การผ่าตัดที่ไม่สามารถทำได้ด้วยตาเปล่า สามารถทำได้ดีขึ้น เช่น การผ่าตัดเนื้องอกในก้านสมองและเนื้องอกในไขสันหลัง ศาสตราจารย์หวัง จงเฉิง มีอัตราการเสียชีวิตจากการผ่าตัดหลอดเลือดโป่งพองในสมอง 10.7% ก่อนที่จะใช้เครื่องขยายภาพกล้องจุลทรรศน์ศัลยกรรมประสาทหลังจากใช้กล้องจุลทรรศน์ในปี 1978 อัตราการเสียชีวิตลดลงเหลือ 3.2% อัตราการเสียชีวิตจากการผ่าตัดรักษาความผิดปกติของหลอดเลือดแดงและหลอดเลือดดำในสมองโดยไม่ใช้กล้องจุลทรรศน์นั้นต่ำกว่ามากกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดอยู่ที่ 6.2% และหลังจากปี 1984 ด้วยการใช้กล้องจุลทรรศน์ศัลยกรรมประสาทอัตราการเสียชีวิตลดลงเหลือ 1.6% การใช้กล้องจุลทรรศน์ศัลยกรรมประสาทวิธีนี้ช่วยให้สามารถรักษาเนื้องอกต่อมใต้สมองได้ด้วยวิธีการผ่าตัดผ่านจมูกและกระดูกสฟีนอยด์แบบแผลเล็ก โดยไม่ต้องผ่าตัดกะโหลกศีรษะ ซึ่งช่วยลดอัตราการเสียชีวิตจากการผ่าตัดจาก 4.7% เหลือ 0.9% ผลลัพธ์เช่นนี้เป็นไปไม่ได้เลยในการผ่าตัดตาแบบดั้งเดิม ดังนั้นกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดเป็นสัญลักษณ์ของการผ่าตัดระบบประสาทสมัยใหม่ และได้กลายเป็นหนึ่งในอุปกรณ์ผ่าตัดที่ขาดไม่ได้และหาอะไรมาทดแทนไม่ได้ในการผ่าตัดระบบประสาทสมัยใหม่