ประวัติการประยุกต์ใช้และบทบาทของกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดในศัลยกรรมประสาท

 

ในประวัติศาสตร์ของศัลยกรรมประสาท การประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดเป็นสัญลักษณ์ที่ก้าวล้ำนำสมัยจากยุคศัลยกรรมประสาทแบบดั้งเดิมที่ทำการผ่าตัดด้วยตาเปล่ามาสู่ยุคศัลยกรรมประสาทสมัยใหม่ที่ทำการผ่าตัดด้วยตาเปล่ากล้องจุลทรรศน์. ใครและเมื่อไหร่กล้องจุลทรรศน์ปฏิบัติการเริ่มนำมาใช้ในศัลยกรรมประสาทแล้วหรือยัง? มีบทบาทอย่างไรกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดมีบทบาทในการพัฒนาศัลยกรรมประสาทหรือไม่? ด้วยความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จะกล้องจุลทรรศน์ปฏิบัติการจะถูกแทนที่ด้วยอุปกรณ์ที่ทันสมัยกว่าได้อย่างไร นี่เป็นคำถามที่ศัลยแพทย์ระบบประสาททุกคนควรตระหนักและนำเทคโนโลยีและเครื่องมือล่าสุดมาประยุกต์ใช้ในสาขาศัลยกรรมประสาท เพื่อส่งเสริมการพัฒนาทักษะการผ่าตัดศัลยกรรมประสาท

1、ประวัติการประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์ในสาขาการแพทย์

ในวิชาฟิสิกส์ เลนส์แว่นตาคือเลนส์นูนที่มีโครงสร้างเดียวซึ่งมีผลขยายภาพ และมีกำลังขยายจำกัด เรียกว่าแว่นขยาย ในปี ค.ศ. 1590 ชาวดัตช์สองคนได้ติดตั้งแผ่นเลนส์นูนสองแผ่นไว้ในกระบอกทรงกระบอกเรียวเล็ก จึงทำให้เกิดอุปกรณ์ขยายภาพแบบคอมโพสิตชิ้นแรกของโลกขึ้น นั่นคือกล้องจุลทรรศน์ต่อมาโครงสร้างของกล้องจุลทรรศน์ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง และกำลังขยายก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในเวลานั้น นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ใช้กล้องจุลทรรศน์ชนิดนี้กล้องจุลทรรศน์คอมโพสิตเพื่อสังเกตโครงสร้างขนาดเล็กของสัตว์และพืช เช่น โครงสร้างของเซลล์ ตั้งแต่กลางถึงปลายศตวรรษที่ 19 แว่นขยายและกล้องจุลทรรศน์ได้ถูกนำมาใช้ในวงการแพทย์อย่างแพร่หลาย ในตอนแรกศัลยแพทย์ใช้แว่นขยายแบบแว่นตาที่มีโครงสร้างเลนส์เดี่ยวซึ่งสามารถวางบนสันจมูกสำหรับการผ่าตัดได้ ในปี ค.ศ. 1876 แพทย์ชาวเยอรมัน Saemisch ได้ทำการผ่าตัดด้วย "กล้องจุลทรรศน์" ครั้งแรกของโลกโดยใช้แว่นขยายแบบแว่นตาประกอบ (ประเภทของการผ่าตัดยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด) ในปี ค.ศ. 1893 บริษัท Zeiss ของเยอรมนีได้คิดค้นกล้องจุลทรรศน์แบบสองตาส่วนใหญ่ใช้สำหรับการสังเกตการทดลองในห้องปฏิบัติการทางการแพทย์ รวมถึงการสังเกตรอยโรคที่กระจกตาและช่องหน้ากระจกตาในสาขาจักษุวิทยา ในปี พ.ศ. 2464 ไนเลน แพทย์หูคอจมูกชาวสวีเดน ได้ใช้อุปกรณ์แบบคงที่ โดยอาศัยงานวิจัยในห้องปฏิบัติการเกี่ยวกับกายวิภาคของหูชั้นในสัตว์กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดแบบตาเดียวออกแบบและผลิตขึ้นโดยตัวเขาเองเพื่อทำการผ่าตัดหูชั้นกลางอักเสบเรื้อรังในมนุษย์ ซึ่งเป็นการผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์อย่างแท้จริง หนึ่งปีต่อมา แพทย์ผู้เชี่ยวชาญของไนเลน โฮลม์เกรน ได้แนะนำกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดแบบสองตาผลิตโดย Zeiss ในห้องผ่าตัด

ช่วงต้นกล้องจุลทรรศน์ปฏิบัติการมีข้อเสียหลายประการ เช่น เสถียรภาพทางกลที่ไม่ดี ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ การส่องสว่างของแกนต่างๆ และความร้อนของเลนส์วัตถุ ระยะขยายทางการผ่าตัดที่แคบ เป็นต้น ทั้งหมดนี้เป็นสาเหตุที่จำกัดการประยุกต์ใช้ในวงกว้างกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัด. ในช่วงสามสิบปีต่อมา เนื่องมาจากปฏิสัมพันธ์เชิงบวกระหว่างศัลยแพทย์และผู้ผลิตกล้องจุลทรรศน์, ประสิทธิภาพของกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องและกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดแบบสองตา, กล้องจุลทรรศน์ติดหลังคาเลนส์ซูม, แหล่งกำเนิดแสงแบบโคแอกเซียล, แขนกลแบบปรับหมุนได้ควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์หรือแรงดันน้ำ, ระบบควบคุมด้วยแป้นเหยียบ และอื่นๆ ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ในปี พ.ศ. 2496 บริษัท Zeiss ของเยอรมนีได้ผลิตชุดเลนส์เฉพาะทางกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดสำหรับโสตวิทยาเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผ่าตัดบริเวณรอยโรคลึก เช่น หูชั้นกลางและกระดูกขมับ ในขณะที่ประสิทธิภาพของกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดแม้จะมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง แต่แนวคิดของศัลยแพทย์ก็เปลี่ยนแปลงไปอย่างต่อเนื่องเช่นกัน ยกตัวอย่างเช่น แพทย์ชาวเยอรมัน Zollner และ Wullstein ได้กำหนดไว้ว่ากล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดต้องใช้สำหรับการผ่าตัดปรับรูปทรงเยื่อแก้วหู นับตั้งแต่ทศวรรษ 1950 จักษุแพทย์ได้ค่อยๆ เปลี่ยนแนวปฏิบัติจากการใช้กล้องจุลทรรศน์เพียงอย่างเดียวในการตรวจตา และได้นำกล้องจุลทรรศน์ศัลยกรรมหูเข้าสู่การผ่าตัดตา ตั้งแต่นั้นมากล้องจุลทรรศน์ปฏิบัติการถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาโสตวิทยาและจักษุวิทยา

2、การประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดในศัลยกรรมประสาท

เนื่องจากความพิเศษเฉพาะของศัลยกรรมประสาท การประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดในศัลยกรรมประสาทช้ากว่าสาขาโสตวิทยาและจักษุวิทยาเล็กน้อย และศัลยแพทย์ระบบประสาทกำลังเรียนรู้เทคโนโลยีใหม่นี้อย่างกระตือรือร้น ในเวลานั้นการใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดส่วนใหญ่อยู่ในยุโรป จักษุแพทย์ชาวอเมริกัน Perrit แนะนำเป็นคนแรกกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดจากยุโรปไปยังสหรัฐอเมริกาในปีพ.ศ. 2489 วางรากฐานให้ศัลยแพทย์ระบบประสาทชาวอเมริกันใช้กล้องจุลทรรศน์ปฏิบัติการ.

จากมุมมองของการเคารพคุณค่าของชีวิตมนุษย์ เทคโนโลยี อุปกรณ์ หรือเครื่องมือใหม่ๆ ใดๆ ที่ใช้กับร่างกายมนุษย์ควรได้รับการทดลองกับสัตว์เบื้องต้นและการฝึกอบรมทางเทคนิคสำหรับผู้ปฏิบัติงาน ในปี พ.ศ. 2498 ศัลยแพทย์ระบบประสาทชาวอเมริกัน มาลิส ได้ทำการผ่าตัดสมองสัตว์โดยใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดแบบสองตาเคิร์ซ ศัลยแพทย์ระบบประสาทจากมหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา ใช้เวลาหนึ่งปีเรียนรู้เทคนิคการผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์ในห้องปฏิบัติการหลังจากสังเกตการผ่าตัดหูด้วยกล้องจุลทรรศน์ ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2500 เขาประสบความสำเร็จในการผ่าตัดเนื้องอกเส้นประสาทหูในเด็กอายุ 5 ขวบโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดหูซึ่งเป็นการผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์ครั้งแรกของโลก หลังจากนั้นไม่นาน Kurze ก็ประสบความสำเร็จในการต่อเส้นประสาทใบหน้าใต้ลิ้นกับเด็กโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดและการฟื้นตัวของเด็กเป็นเลิศ นี่เป็นการผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์ครั้งที่สองของโลก หลังจากนั้น Kurze ได้ใช้รถบรรทุกเพื่อขนส่งกล้องจุลทรรศน์ปฏิบัติการไปยังสถานที่ต่างๆ เพื่อทำศัลยกรรมประสาทด้วยกล้องจุลทรรศน์ และขอแนะนำอย่างยิ่งให้ใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดศัลยแพทย์ประสาทท่านอื่นๆ ต่อมา Kurze ได้ทำการผ่าตัดตัดหลอดเลือดสมองโป่งพองโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัด(น่าเสียดายที่เขาไม่ได้ตีพิมพ์บทความใดๆ) ด้วยการสนับสนุนจากผู้ป่วยโรคปวดเส้นประสาทไตรเจมินัลที่เขารักษา เขาได้ก่อตั้งห้องปฏิบัติการศัลยกรรมประสาทฐานกะโหลกศีรษะขนาดเล็กแห่งแรกของโลกในปี พ.ศ. 2504 เราควรจดจำคุณูปการของเคิร์ซที่มีต่อการผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์ และเรียนรู้จากความกล้าหาญของเขาในการยอมรับเทคโนโลยีและแนวคิดใหม่ๆ อย่างไรก็ตาม จนกระทั่งต้นทศวรรษ 1990 ศัลยแพทย์ประสาทบางคนในประเทศจีนยังไม่ยอมรับกล้องจุลทรรศน์ศัลยกรรมประสาทสำหรับการผ่าตัด นี่ไม่ใช่ปัญหาสำหรับกล้องจุลทรรศน์ศัลยกรรมประสาทตัวมันเองแต่เป็นปัญหากับความเข้าใจทางอุดมการณ์ของศัลยแพทย์ประสาท

ในปี พ.ศ. 2501 ศัลยแพทย์ระบบประสาทชาวอเมริกัน โดนากี ได้ก่อตั้งห้องปฏิบัติการวิจัยและฝึกอบรมการผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์แห่งแรกของโลกขึ้นที่เมืองเบอร์ลิงตัน รัฐเวอร์มอนต์ ในช่วงแรกๆ เขายังต้องเผชิญกับความสับสนและปัญหาทางการเงินจากผู้บังคับบัญชา ในวงการวิชาการ เขามักจะจินตนาการถึงการผ่าตัดเปิดหลอดเลือดเปลือกสมองเพื่อสกัดลิ่มเลือดจากผู้ป่วยโรคลิ่มเลือดอุดตันในสมองโดยตรง ดังนั้น เขาจึงร่วมมือกับศัลยแพทย์หลอดเลือด เจคอบสัน ในการวิจัยสัตว์และทางคลินิก ในเวลานั้น ภายใต้สภาวะที่มองเห็นด้วยตาเปล่า มีเพียงหลอดเลือดขนาดเล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 7-8 มิลลิเมตรหรือมากกว่าเท่านั้นที่สามารถเย็บได้ เพื่อที่จะเชื่อมต่อหลอดเลือดขนาดเล็กได้แบบปลายต่อปลาย เจคอบสันจึงพยายามใช้แว่นขยายแบบแว่นตาเป็นครั้งแรก หลังจากนั้นไม่นาน เขาจำได้ว่าเคยใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดโสตศอนาสิกวิทยาสำหรับการผ่าตัดในช่วงที่เขาเป็นแพทย์ประจำบ้าน ดังนั้น ด้วยความช่วยเหลือจาก Zeiss ในเยอรมนี Jacobson จึงได้ออกแบบกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดแบบสองหัว (ไดโพลสโคป) สำหรับการเชื่อมต่อหลอดเลือด ซึ่งทำให้ศัลยแพทย์สองคนสามารถทำการผ่าตัดพร้อมกันได้ หลังจากการทดลองกับสัตว์อย่างกว้างขวาง จาคอบสันได้ตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับการเชื่อมต่อหลอดเลือดด้วยกล้องจุลทรรศน์ในสุนัขและหลอดเลือดแดงที่ไม่ใช่หลอดเลือดแดงคาโรติด (ปี 1960) โดยมีอัตราการเชื่อมต่อหลอดเลือดที่ 100% นี่เป็นบทความทางการแพทย์ที่ก้าวล้ำเกี่ยวกับศัลยกรรมประสาทด้วยกล้องจุลทรรศน์และการผ่าตัดหลอดเลือด จาคอบสันยังได้ออกแบบเครื่องมือผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์หลายชนิด เช่น กรรไกรขนาดเล็ก ที่ยึดเข็มขนาดเล็ก และด้ามจับเครื่องมือขนาดเล็ก ในปี 1960 โดนากีประสบความสำเร็จในการผ่าตัดเอาลิ่มเลือดออกจากหลอดเลือดสมองภายใต้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดสำหรับผู้ป่วยที่มีภาวะลิ่มเลือดอุดตันในสมอง Rhoton จากสหรัฐอเมริกาเริ่มศึกษากายวิภาคของสมองภายใต้กล้องจุลทรรศน์ในปี พ.ศ. 2510 ถือเป็นการบุกเบิกสาขาใหม่ด้านกายวิภาคศาสตร์จุลศัลยกรรม และมีส่วนสำคัญในการพัฒนาการผ่าตัดจุลศัลยกรรม ด้วยข้อดีของกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดและด้วยการพัฒนาเครื่องมือผ่าตัดขนาดเล็ก ทำให้ศัลยแพทย์นิยมใช้กันมากขึ้นกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดสำหรับการผ่าตัด และตีพิมพ์บทความที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการผ่าตัดด้วยจุลศัลยกรรมมากมาย

3、การประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดในศัลยกรรมประสาทในประเทศจีน

ในฐานะชาวจีนโพ้นทะเลผู้รักชาติในญี่ปุ่น ศาสตราจารย์ Du Ziwei ได้บริจาคเงินในประเทศเป็นครั้งแรกกล้องจุลทรรศน์ประสาทศัลยกรรมและที่เกี่ยวข้องเครื่องมือผ่าตัดจุลศัลยกรรมเข้ารับตำแหน่งหัวหน้าแผนกศัลยกรรมประสาท โรงพยาบาลในเครือวิทยาลัยแพทย์ซูโจว (ปัจจุบันคือแผนกศัลยกรรมประสาท โรงพยาบาลในเครือมหาวิทยาลัยซูโจว) ในปี พ.ศ. 2515 หลังจากกลับถึงประเทศจีน ท่านได้ทำการผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์เป็นครั้งแรก เช่น การผ่าตัดหลอดเลือดสมองโป่งพองและเนื้องอกเยื่อหุ้มสมอง หลังจากได้ทราบถึงความพร้อมของกล้องจุลทรรศน์ประสาทศัลยกรรมและเครื่องมือผ่าตัดขนาดเล็ก ศาสตราจารย์ Zhao Yadu จากแผนกศัลยกรรมประสาท โรงพยาบาลปักกิ่ง Yiwu เข้าเยี่ยมศาสตราจารย์ Du Ziwei จากวิทยาลัยการแพทย์ Suzhou เพื่อสังเกตการใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดศาสตราจารย์สือ หยูฉวน จากโรงพยาบาลเซี่ยงไฮ้หัวซาน ได้เข้าเยี่ยมชมแผนกของศาสตราจารย์ตู้ จื่อเว่ย ด้วยตนเอง เพื่อสังเกตการณ์ขั้นตอนการผ่าตัดด้วยจุลศัลยกรรม ส่งผลให้เกิดการริเริ่ม การเรียนรู้ และการประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์ศัลยกรรมประสาทได้รับการจุดประกายขึ้นในศูนย์ศัลยกรรมประสาทหลักๆ ในประเทศจีน ซึ่งถือเป็นจุดเริ่มต้นของศัลยกรรมประสาทขนาดเล็กของจีน

4、ผลของการผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์

เนื่องจากการใช้กล้องจุลทรรศน์ประสาทศัลยกรรมการผ่าตัดที่ไม่สามารถทำได้ด้วยตาเปล่าสามารถทำได้ภายใต้สภาวะการขยายภาพ 6-10 เท่า ยกตัวอย่างเช่น การผ่าตัดเนื้องอกต่อมใต้สมองผ่านไซนัสเอทมอยด์สามารถระบุและนำเนื้องอกต่อมใต้สมองออกได้อย่างปลอดภัย พร้อมกับปกป้องต่อมใต้สมองปกติ การผ่าตัดที่ไม่สามารถทำได้ด้วยตาเปล่าสามารถพัฒนาไปสู่การผ่าตัดที่มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น เช่น เนื้องอกก้านสมองและเนื้องอกไขสันหลังในไขสันหลัง นักวิชาการหวัง จงเฉิง พบว่าอัตราการเสียชีวิตจากการผ่าตัดหลอดเลือดสมองโป่งพองอยู่ที่ 10.7% ก่อนที่จะใช้กล้องจุลทรรศน์ศัลยกรรมประสาทหลังจากใช้กล้องจุลทรรศน์ในปี พ.ศ. 2521 อัตราการเสียชีวิตลดลงเหลือ 3.2% อัตราการเสียชีวิตจากการผ่าตัดหลอดเลือดสมองผิดปกติโดยไม่ใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดอยู่ที่ 6.2% และหลังจากปี 1984 ด้วยการใช้กล้องจุลทรรศน์ศัลยกรรมประสาทอัตราการเสียชีวิตลดลงเหลือ 1.6% การใช้กล้องจุลทรรศน์ศัลยกรรมประสาทช่วยให้สามารถรักษาเนื้องอกต่อมใต้สมองได้ด้วยวิธีผ่าตัดผ่านจมูกผ่านสฟีนอยด์แบบแผลเล็ก (minimum invasive transnasal transsphenoidal approach) โดยไม่ต้องผ่าตัดเปิดกระโหลกศีรษะ ช่วยลดอัตราการเสียชีวิตจากการผ่าตัดจาก 4.7% เหลือ 0.9% การผ่าตัดตาแบบกรอทั่วไปไม่สามารถบรรลุผลสำเร็จเช่นนี้ได้ ดังนั้นกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดเป็นสัญลักษณ์ของศัลยกรรมประสาทสมัยใหม่ และได้กลายมาเป็นอุปกรณ์ผ่าตัดที่ขาดไม่ได้และทดแทนไม่ได้ในศัลยกรรมประสาทสมัยใหม่