MGI Medical

文章

一个多世纪,看向术野深处

从耳科手术中的单目显微镜到集成影像系统,手术显微镜陪伴一代代外科医生,看清极其细微的结构。

一个多世纪,看向术野深处

当一只眼睛走进手术室

手术显微镜的故事,并非始于一套庞大的系统。

它始于一只单目镜。

1921年,在瑞典斯德哥尔摩,耳鼻喉科医生Carl Olof Nylén为一名慢性中耳炎患者施行耳科手术时使用了单目显微镜。根据Mudry的研究,这是显微镜首次用于耳科手术[2, 3]。

但看得更大,并不等于看得更好。

早期显微镜视野狭窄、工作距离短、光线弱且不够稳定,因此起初很少被使用[2]。

仅一年后,与Nylén同科的Gunnar Holmgren改用带光源的双目显微镜。

双目带来了深度感,光源让放大后的图像不再昏暗[2, 5]。

显微镜多了一只眼睛,也有了光。

但要真正属于手术室,它还必须学会站稳。

当显微镜学会站立

1938年,帕尔马大学的Tullio与Calicetti制造了带配重的重型支架,并加装棱镜,使助手能同时看到术野[5]。

显微镜不再只属于一个人。

1946年,Richard A. Perritt将双目显微镜引入眼科手术[5]。

1953年,一次重要的转变出现了。

蔡司推出由Hans Littmann设计的OPMI 1:改变放大倍率而无需改变焦距,采用同轴照明,支架带有依据Horst Wullstein构想设计的旋转臂[1, 5, 6]。

Wild M651手术显微镜(瑞士Wild Heerbrugg),乌克兰捷尔诺波尔大学医院神经外科(2016年摄)。 图片:Mykola Vasylechko / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0
Wild M651手术显微镜(瑞士Wild Heerbrugg),乌克兰捷尔诺波尔大学医院神经外科(2016年摄)。 图片:Mykola Vasylechko / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0

三年后,Joaquín Barraquer设计了吊顶式悬挂系统[5]。

光学在改变。

照明在改变。

显微镜站在外科医生身旁的方式,也在改变。

随后,它走进了其他术野。

当显微镜走进大脑与血管

1957年,Theodore Kurze将显微镜引入神经外科,为一名5岁患儿切除面神经鞘瘤[1, 5]。

1960年,Julius Jacobson成功完成显微血管吻合;据文献记载,这是该技术首次用于细小血管吻合[6]。

显微镜不再只是放大解剖结构。

它伴随着对越来越细微结构的操作。

1964年,Littmann的Diploscope分光器让两位外科医生可以同时观察[5]。1965年,Pool与Colton将显微镜用于颅内动脉瘤手术[11]。

美国医院船“仁慈号”上的眼科手术团队使用双人观察手术显微镜(菲律宾,2008年)。 图片:U.S. Navy / Joshua Valcarcel / Wikimedia Commons, Public domain
美国医院船“仁慈号”上的眼科手术团队使用双人观察手术显微镜(菲律宾,2008年)。 图片:U.S. Navy / Joshua Valcarcel / Wikimedia Commons, Public domain

在苏黎世,M. G. Yaşargil与Contraves公司合作,改进了基于平行四边形臂的平衡支架,并增加了照明、录像和摄影功能[7]。

在美国佛蒙特州R. M. P. Donaghy的科室进修后,自1967年起显微神经外科在苏黎世成为常规[7, 8]。

从耳、眼,到神经与血管。

但故事并未止步于看见结构。

显微镜能否让人看见肉眼看不见的东西?

当图像开始承载更多信息

2003年,Raabe等人报告了通过显微镜进行近红外吲哚菁绿(ICG)血管造影,在术中评估血流[9]。

2006年,Stummer等人的III期随机试验评估了5-ALA荧光引导手术治疗恶性胶质瘤[10]。

经过数十年的光学与机械改进,显微镜下的图像如今可以整合更多观察方式。

从放大,到照明。

从记录,到荧光。

每一层技术,都为同一个术野增添了一种新的看法。

落地式蔡司OPMI Pentero手术显微镜,俄罗斯秋明联邦神经外科中心(2013年摄)。 图片:Dmitry Koshelev / Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0
落地式蔡司OPMI Pentero手术显微镜,俄罗斯秋明联邦神经外科中心(2013年摄)。 图片:Dmitry Koshelev / Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

当双眼离开目镜

近来,手术室里出现了另一种观察方式。

3D-4K外视镜把术野显示在大屏幕上,医生通过3D眼镜观察[11]。

这一变化带来了不同的观察结果:部分团队报告其在工作姿势方面的益处,另一些团队则报告景深方面的局限[11]。

耳科手术中术者姿势对比:(A) 使用头戴式3D外视镜RoboticScope;(B) 使用蔡司OPMI Sensera显微镜。 图片:Ajmera A. 等, ANZ J Surg 2025 (doi:10.1111/ans.70278), CC BY 4.0
耳科手术中术者姿势对比:(A) 使用头戴式3D外视镜RoboticScope;(B) 使用蔡司OPMI Sensera显微镜。 图片:Ajmera A. 等, ANZ J Surg 2025 (doi:10.1111/ans.70278), CC BY 4.0

这并不是外科医生观察术野的方式第一次改变。

从单目到双目。从弱光到同轴照明。从一人观察到两位外科医生共同观察。从光学图像到录像、摄影和集成影像。

一个多世纪以来,手术显微镜在光学、照明、支架、记录和集成影像方面逐步改进,每一步都与在手术室中亲自使用它的外科医生相连[1, 4]。

1921年的那台显微镜,已经走过了漫长的路。

但需求依然与起点相近:

当双手处理越来越细微的结构,双眼就需要看见更多。

参考文献

  1. Uluç K, Kujoth GC, Başkaya MK. Operating microscopes: past, present, and future. Neurosurg Focus. 2009;27(3):E4. doi.org/10.3171/2009.6.FOCUS09120
  2. Mudry A. The history of the microscope for use in ear surgery. Am J Otol. 2000;21(6):877-86. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11078079/
  3. Nylén CO. The microscope in aural surgery, its first use and later development. Acta Otolaryngol. 1954;43(Suppl 116):226-40. doi.org/10.3109/00016485409130299
  4. Kriss TC, Kriss VM. History of the operating microscope: from magnifying glass to microneurosurgery. Neurosurgery. 1998;42(4):899-907. doi.org/10.1097/00006123-199804000-00116
  5. Ma L, Fei B. Comprehensive review of surgical microscopes: technology development and medical applications. J Biomed Opt. 2021;26(1):010901. doi.org/10.1117/1.JBO.26.1.010901
  6. Moritz WR, et al. The history and innovations of blood vessel anastomosis. Bioengineering (Basel). 2022;9(2):75. doi.org/10.3390/bioengineering9020075
  7. Stienen MN, et al. UniversitätsSpital Zürich: 80 years of neurosurgical patient care in Switzerland. Acta Neurochir (Wien). 2018;160(1):3-22. doi.org/10.1007/s00701-017-3357-z
  8. Yaşargil MG. Personal considerations on the history of microneurosurgery. J Neurosurg. 2010;112(6):1163-75. doi.org/10.3171/2009.7.JNS091124
  9. Raabe A, et al. Near-infrared indocyanine green video angiography: a new method for intraoperative assessment of vascular flow. Neurosurgery. 2003;52(1):132-9. doi.org/10.1097/00006123-200301000-00017
  10. Stummer W, et al. Fluorescence-guided surgery with 5-aminolevulinic acid for resection of malignant glioma: a randomised controlled multicentre phase III trial. Lancet Oncol. 2006;7(5):392-401. doi.org/10.1016/S1470-2045(06)70665-9
  11. Oertel J, Keiner D. Novel devices for intraoperative visualization in neurosurgical procedures: current state and prospect of using the exoscope. Acta Neurochir (Wien). 2021;163(8):2117-9. doi.org/10.1007/s00701-021-04839-7

索取产品目录