ประวัติการประยุกต์ใช้และบทบาทของกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดในศัลยกรรมประสาท

 

ในประวัติศาสตร์ของศัลยกรรมประสาท การประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดเป็นสัญลักษณ์ที่ก้าวล้ำนำหน้าจากยุคการผ่าตัดประสาทแบบดั้งเดิมที่ทำการผ่าตัดด้วยตาเปล่าไปจนถึงยุคการผ่าตัดประสาทสมัยใหม่ที่ทำการผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์. ใครและเมื่อไหร่กล้องจุลทรรศน์ปฏิบัติการเริ่มนำมาใช้ในศัลยกรรมประสาทแล้ว? มีบทบาทอย่างไร?กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดมีส่วนสำคัญในการพัฒนาศัลยกรรมประสาทหรือไม่? ด้วยความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีกล้องจุลทรรศน์ปฏิบัติการจะถูกแทนที่ด้วยอุปกรณ์ที่ทันสมัยกว่านี้หรือไม่? นี่เป็นคำถามที่ศัลยแพทย์ประสาททุกคนควรทราบและนำเทคโนโลยีและเครื่องมือล่าสุดมาใช้ในสาขาศัลยกรรมประสาท เพื่อส่งเสริมการพัฒนาทักษะการผ่าตัดศัลยกรรมประสาท

1、ประวัติความเป็นมาของการประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์ในทางการแพทย์

ในฟิสิกส์ เลนส์แว่นตาเป็นเลนส์นูนที่มีโครงสร้างเดียวซึ่งมีผลในการขยายภาพ และกำลังขยายของเลนส์ดังกล่าวมีจำกัด ซึ่งเรียกว่าแว่นขยาย ในปี ค.ศ. 1590 ชาวดัตช์สองคนได้ติดตั้งแผ่นเลนส์นูนสองแผ่นไว้ในกระบอกทรงกระบอกเพรียวบาง จึงได้ประดิษฐ์อุปกรณ์ขยายภาพแบบคอมโพสิตชิ้นแรกของโลกขึ้นกล้องจุลทรรศน์ต่อมาโครงสร้างของกล้องจุลทรรศน์ก็ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง และกำลังขยายก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในเวลานั้น นักวิทยาศาสตร์ใช้กล้องจุลทรรศน์ชนิดนี้เป็นหลักกล้องจุลทรรศน์แบบคอมโพสิตเพื่อสังเกตโครงสร้างขนาดเล็กของสัตว์และพืช เช่น โครงสร้างของเซลล์ ตั้งแต่กลางถึงปลายศตวรรษที่ 19 แว่นขยายและกล้องจุลทรรศน์ถูกนำมาใช้ในทางการแพทย์อย่างแพร่หลาย ในตอนแรกศัลยแพทย์ใช้แว่นขยายแบบแว่นตาที่มีโครงสร้างเลนส์เดี่ยวที่สามารถวางไว้บนสันจมูกเพื่อทำการผ่าตัด ในปี 1876 แพทย์ชาวเยอรมันชื่อ Saemisch ได้ทำการผ่าตัด "ด้วยกล้องจุลทรรศน์" เป็นครั้งแรกของโลกโดยใช้แว่นขยายแบบแว่นตาประกอบ (ประเภทของการผ่าตัดยังไม่ทราบแน่ชัด) ในปี 1893 บริษัท Zeiss ของเยอรมนีได้คิดค้นกล้องจุลทรรศน์สองตาส่วนใหญ่ใช้สำหรับการสังเกตการทดลองในห้องปฏิบัติการทางการแพทย์ รวมถึงการสังเกตรอยโรคที่กระจกตาและช่องหน้าในสาขาจักษุวิทยา ในปี 1921 โดยอิงจากการวิจัยในห้องปฏิบัติการเกี่ยวกับกายวิภาคของหูชั้นในของสัตว์ Nylen แพทย์โสตศอนาสิกชาวสวีเดนได้ใช้อุปกรณ์แบบคงที่กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดตาเดียวออกแบบและผลิตขึ้นเองเพื่อทำการผ่าตัดโรคหูน้ำหนวกเรื้อรังในมนุษย์ ซึ่งถือเป็นการผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์อย่างแท้จริง หนึ่งปีต่อมา แพทย์ระดับสูงของไนเลน Hlolmgren ได้แนะนำกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดแบบสองตาที่ผลิตโดย Zeiss ในห้องผ่าตัด

ช่วงต้นกล้องจุลทรรศน์ปฏิบัติการมีข้อเสียหลายประการ เช่น เสถียรภาพทางกลที่ไม่ดี ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ การส่องสว่างของแกนต่างๆ และความร้อนของเลนส์วัตถุ ขอบเขตการขยายภาพทางการผ่าตัดที่แคบ เป็นต้น เหล่านี้คือเหตุผลที่จำกัดการใช้งานในวงกว้างกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัด. ในช่วงสามสิบปีถัดมา เนื่องมาจากปฏิสัมพันธ์เชิงบวกระหว่างศัลยแพทย์และผู้ผลิตกล้องจุลทรรศน์, การดำเนินการของกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดได้มีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องและกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดแบบสองตา, กล้องจุลทรรศน์ติดหลังคาเลนส์ซูม แหล่งกำเนิดแสงแบบโคแอกเซียล แขนข้อต่อที่ควบคุมด้วยไฟฟ้าหรือแรงดันน้ำ แป้นเหยียบควบคุม และอื่นๆ ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ในปี 1953 บริษัท Zeiss ของเยอรมนีได้ผลิตเลนส์พิเศษหลายรุ่นกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดสำหรับโสตวิทยาเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผ่าตัดบริเวณรอยโรคที่อยู่ลึก เช่น หูชั้นกลางและกระดูกขมับ ในขณะที่การทำงานของกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดแม้ว่าจะมีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง แต่ความคิดของศัลยแพทย์ก็เปลี่ยนแปลงไปอย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น แพทย์ชาวเยอรมัน Zollner และ Wullstein กำหนดว่ากล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดต้องใช้ในการผ่าตัดสร้างรูปร่างเยื่อแก้วหู ตั้งแต่ทศวรรษ 1950 เป็นต้นมา จักษุแพทย์ได้เปลี่ยนแนวทางการใช้กล้องจุลทรรศน์เพียงอย่างเดียวในการตรวจตา และนำกล้องจุลทรรศน์ศัลยกรรมหูเข้าสู่การผ่าตัดจักษุ ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมากล้องจุลทรรศน์ปฏิบัติการถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาโสตวิทยาและจักษุวิทยา

2、การประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดในศัลยกรรมประสาท

เนื่องจากความพิเศษเฉพาะของศัลยกรรมประสาท การประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดในศัลยกรรมประสาทช้ากว่าสาขาโสตวิทยาและจักษุวิทยาเล็กน้อย และศัลยแพทย์ระบบประสาทกำลังเรียนรู้เทคโนโลยีใหม่นี้อย่างแข็งขัน ในเวลานั้นการใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดส่วนใหญ่อยู่ในยุโรป จักษุแพทย์ชาวอเมริกัน Perrit แนะนำเป็นคนแรกกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดจากยุโรปไปยังสหรัฐอเมริกาในปีพ.ศ. 2489 วางรากฐานให้ศัลยแพทย์ประสาทอเมริกันใช้กล้องจุลทรรศน์ปฏิบัติการ.

จากมุมมองของการเคารพคุณค่าของชีวิตมนุษย์ เทคโนโลยี อุปกรณ์ หรือเครื่องมือใหม่ๆ ที่ใช้กับร่างกายมนุษย์ควรได้รับการทดลองกับสัตว์เบื้องต้นและการฝึกอบรมทางเทคนิคสำหรับผู้ปฏิบัติงาน ในปี 1955 ศัลยแพทย์ระบบประสาทชาวอเมริกัน Malis ได้ทำการผ่าตัดสมองของสัตว์โดยใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดแบบสองตาKurze ซึ่งเป็นศัลยแพทย์ประสาทที่มหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนียในสหรัฐอเมริกา ใช้เวลาหนึ่งปีในการเรียนรู้เทคนิคการผ่าตัดโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ในห้องปฏิบัติการหลังจากสังเกตการผ่าตัดหูด้วยกล้องจุลทรรศน์ ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2500 เขาสามารถทำการผ่าตัดเนื้องอกประสาทหูให้กับเด็กอายุ 5 ขวบได้สำเร็จโดยใช้กล้องจุลทรรศน์กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดหูซึ่งถือเป็นการผ่าตัดด้วยไมโครเซอร์เจอริกครั้งแรกของโลก ไม่นานหลังจากนั้น Kurze ก็ประสบความสำเร็จในการต่อเส้นประสาทใบหน้าเข้ากับเส้นประสาทใต้ลิ้นกับเด็กโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดและการฟื้นตัวของเด็กก็ยอดเยี่ยม นับเป็นการผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์ครั้งที่ 2 ของโลก หลังจากนั้น Kurze ได้ใช้รถบรรทุกในการขนส่งกล้องจุลทรรศน์ปฏิบัติการไปยังสถานที่ต่างๆ เพื่อทำศัลยกรรมประสาทด้วยกล้องจุลทรรศน์ และขอแนะนำอย่างยิ่งให้ใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดให้กับศัลยแพทย์ประสาทคนอื่นๆ หลังจากนั้น Kurze ได้ทำการผ่าตัดตัดหลอดเลือดสมองโป่งพองโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัด(น่าเสียดายที่เขาไม่ได้ตีพิมพ์บทความใดๆ) ด้วยการสนับสนุนจากผู้ป่วยโรคปวดเส้นประสาทใบหน้าที่เขารักษา เขาจึงได้ก่อตั้งห้องปฏิบัติการผ่าตัดประสาทฐานกะโหลกศีรษะขนาดเล็กแห่งแรกของโลกในปี 1961 เราควรจดจำการมีส่วนสนับสนุนของ Kurze ต่อการผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์อยู่เสมอ และเรียนรู้จากความกล้าหาญของเขาในการยอมรับเทคโนโลยีและแนวคิดใหม่ๆ อย่างไรก็ตาม จนกระทั่งต้นทศวรรษ 1990 ศัลยแพทย์ประสาทบางคนในจีนไม่ยอมรับกล้องจุลทรรศน์ศัลยกรรมประสาทสำหรับการผ่าตัด นี่ไม่ใช่ปัญหาสำหรับกล้องจุลทรรศน์ศัลยกรรมประสาทตัวมันเองแต่เป็นปัญหากับความเข้าใจอุดมการณ์ของศัลยแพทย์ประสาท

ในปี 1958 ศัลยแพทย์ระบบประสาทชาวอเมริกัน Donaghy ได้ก่อตั้งห้องปฏิบัติการวิจัยและฝึกอบรมการผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์แห่งแรกของโลกที่เมืองเบอร์ลิงตัน รัฐเวอร์มอนต์ ในช่วงแรกๆ เขายังเผชิญกับความสับสนและปัญหาทางการเงินจากผู้บังคับบัญชาของเขาอีกด้วย ในแวดวงวิชาการ เขามักจะนึกถึงการเปิดหลอดเลือดในเปลือกสมองเพื่อสกัดลิ่มเลือดจากผู้ป่วยที่เป็นโรคลิ่มเลือดในสมองโดยตรง ดังนั้น เขาจึงร่วมมือกับศัลยแพทย์หลอดเลือด Jacobson ในการวิจัยสัตว์และทางคลินิก ในเวลานั้น ภายใต้สภาวะที่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า หลอดเลือดขนาดเล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 7-8 มิลลิเมตรหรือมากกว่านั้นเท่านั้นที่สามารถเย็บได้ เพื่อที่จะทำการต่อหลอดเลือดขนาดเล็กได้สำเร็จ Jacobson จึงพยายามใช้แว่นขยายแบบแว่นตาเป็นครั้งแรก ไม่นานหลังจากนั้น เขาก็จำได้ว่าเคยใช้แว่นขยายแบบแว่นตากล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดโสตนาสิกลาริงวิทยาสำหรับการผ่าตัดเมื่อเขาเป็นแพทย์ประจำบ้าน ดังนั้น ด้วยความช่วยเหลือของ Zeiss ในเยอรมนี Jacobson จึงได้ออกแบบกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดแบบสองผู้ปฏิบัติการ (ดิพโลสโคป) สำหรับการต่อหลอดเลือด ซึ่งช่วยให้ศัลยแพทย์สองคนทำการผ่าตัดพร้อมกันได้ หลังจากการทดลองกับสัตว์อย่างกว้างขวาง Jacobson ได้ตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับการต่อหลอดเลือดด้วยกล้องจุลทรรศน์ของสุนัขและหลอดเลือดแดงที่ไม่ใช่หลอดเลือดแดง (1960) โดยมีอัตราการต่อหลอดเลือดที่เปิดได้ 100% นี่เป็นบทความทางการแพทย์ที่บุกเบิกเกี่ยวกับการผ่าตัดประสาทด้วยกล้องจุลทรรศน์และการผ่าตัดหลอดเลือด Jacobson ยังได้ออกแบบเครื่องมือผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์มากมาย เช่น กรรไกรขนาดเล็ก ที่ยึดเข็มขนาดเล็ก และด้ามจับเครื่องมือขนาดเล็ก ในปี 1960 Donaghy ประสบความสำเร็จในการผ่าตัดหลอดเลือดสมองโดยการกรีดลิ่มเลือดโดยใช้เทคนิคกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดสำหรับผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมองอุดตัน Rhoton จากสหรัฐอเมริกาเริ่มศึกษากายวิภาคของสมองภายใต้กล้องจุลทรรศน์ในปี 1967 บุกเบิกสาขาใหม่ของกายวิภาคศาสตร์การผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์และมีส่วนสนับสนุนอย่างสำคัญต่อการพัฒนาการผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์ เนื่องจากข้อดีของกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดและการพัฒนาเครื่องมือผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์ ทำให้ศัลยแพทย์นิยมใช้กันมากขึ้นกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดสำหรับการผ่าตัด และตีพิมพ์บทความที่เกี่ยวข้องกับขั้นตอนการผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์มากมาย

3、การประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดในศัลยกรรมประสาทในประเทศจีน

ในฐานะชาวจีนโพ้นทะเลผู้รักชาติในญี่ปุ่น ศาสตราจารย์ Du Ziwei ได้บริจาคเงินในประเทศเป็นแห่งแรกกล้องจุลทรรศน์ประสาทศัลยกรรมและที่เกี่ยวข้องเครื่องมือผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์เข้ารับราชการที่แผนกศัลยกรรมประสาทของโรงพยาบาลในเครือวิทยาลัยการแพทย์ซูโจว (ปัจจุบันคือแผนกศัลยกรรมประสาทของโรงพยาบาลในเครือมหาวิทยาลัยซูโจวแห่งแรก) ในปี 1972 หลังจากกลับมายังประเทศจีน เขาได้ทำการผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์เป็นครั้งแรก เช่น หลอดเลือดสมองโป่งพองและเนื้องอกเยื่อหุ้มสมอง หลังจากเรียนรู้เกี่ยวกับความพร้อมของกล้องจุลทรรศน์ประสาทศัลยกรรมและเครื่องมือผ่าตัดขนาดเล็ก ศาสตราจารย์ Zhao Yadu จากแผนกศัลยกรรมประสาท โรงพยาบาลปักกิ่ง Yiwu เข้าเยี่ยมชมศาสตราจารย์ Du Ziwei จากวิทยาลัยการแพทย์ Suzhou เพื่อสังเกตการใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดศาสตราจารย์ Shi Yuquan จากโรงพยาบาล Shanghai Huashan ได้เข้าเยี่ยมชมแผนกของศาสตราจารย์ Du Ziwei เป็นการส่วนตัวเพื่อสังเกตขั้นตอนการผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์ ส่งผลให้เกิดการแนะนำ การเรียนรู้ และการประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์ศัลยกรรมประสาทได้รับการจุดประกายขึ้นในศูนย์ศัลยกรรมประสาทหลักๆ ในประเทศจีน ซึ่งถือเป็นจุดเริ่มต้นของศัลยกรรมประสาทขนาดเล็กของจีน

4、ผลของการผ่าตัดด้วยไมโครเซอร์เจอรี

เนื่องจากการใช้กล้องจุลทรรศน์ประสาทศัลยกรรมการผ่าตัดที่ไม่สามารถทำได้ด้วยตาเปล่าสามารถทำได้ภายใต้เงื่อนไขการขยายภาพ 6-10 เท่า ตัวอย่างเช่น การผ่าตัดเนื้องอกต่อมใต้สมองผ่านไซนัสเอธมอยด์สามารถระบุและเอาเนื้องอกต่อมใต้สมองออกได้อย่างปลอดภัยในขณะที่ปกป้องต่อมใต้สมองปกติ การผ่าตัดที่ไม่สามารถทำได้ด้วยตาเปล่าอาจกลายเป็นการผ่าตัดที่ดีกว่า เช่น เนื้องอกก้านสมองและเนื้องอกไขสันหลังในไขสันหลัง นักวิชาการหวางจงเฉิงมีอัตราการเสียชีวิต 10.7% สำหรับการผ่าตัดหลอดเลือดสมองโป่งพองก่อนที่จะใช้กล้องจุลทรรศน์ศัลยกรรมประสาทหลังจากใช้กล้องจุลทรรศน์ในปี 2521 อัตราการเสียชีวิตลดลงเหลือ 3.2% อัตราการเสียชีวิตจากการผ่าตัดหลอดเลือดสมองผิดปกติโดยไม่ใช้กล้องจุลทรรศน์กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดอยู่ที่ 6.2% และหลังจากปี 1984 ด้วยการใช้กล้องจุลทรรศน์ศัลยกรรมประสาทอัตราการเสียชีวิตลดลงเหลือ 1.6% การใช้กล้องจุลทรรศน์ศัลยกรรมประสาทช่วยให้สามารถรักษาเนื้องอกต่อมใต้สมองได้โดยใช้วิธีการผ่าตัดผ่านจมูกแบบรุกรานน้อยที่สุดโดยไม่ต้องผ่าตัดเปิดกระโหลกศีรษะ ทำให้ลดอัตราการเสียชีวิตจากการผ่าตัดลงจาก 4.7% เหลือ 0.9% ซึ่งการบรรลุผลดังกล่าวเป็นไปไม่ได้ภายใต้การผ่าตัดตาแบบทั่วไป ดังนั้นกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดเป็นสัญลักษณ์ของศัลยกรรมประสาทสมัยใหม่และได้กลายมาเป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ขาดไม่ได้และไม่สามารถทดแทนได้ในศัลยกรรมประสาทสมัยใหม่