脊柱外科医生的“眼睛”与“双手”

　　在大多数人眼中，“外科医生”比起一般人，拥有着神秘的胆识和力量。人体是他们的战场，疾病是他们的敌人，他们切割组织、修补脏器、重建功能，有时是裁缝，有时是管道工，有时是木匠。用手术为病人去除病灶、恢复健康是外科医生的根本职责。

　　人们总是恐惧疾病，但也恐惧手术。我们能够理解，在大家的印象中，外科手术总是和血腥的场面、外露的脏器等等联系在一起，都给人不愉快的感觉。面对着一片鲜血淋漓好似恐怖电影的场景，估计也有人觉得外科医生更像是屠夫。

　　毫无疑问，早期的外科手术场景确实如此。在没有麻醉和无菌术的古代，外科手术意味着撕心裂肺的嚎叫和极高的感染死亡率。古老的手术器械更像是“兼职”的劳动工具。幸而，麻醉术使病人能够在无意识或无痛的情况下完成手术，无菌术极大地降低了手术后感染死亡的危险，这使得外科手术更加人道和安全，也使得外科医生手术时更加自由和从容，不断地探索到人体的最深处，不断地发展出新术式，从而极大地促进了外科学的发展。现如今，外科已经成为各种各样疾病的基本治疗手段之一。

　　麻醉和无菌术极大促进了外科的发展

　　和其他外科医生一样，脊柱外科医生也具有外科医生的一切特质。面对各种脊柱疾患，他们用尽一切办法深入到人体最中心的骨骼处，切除病灶，修复神经，重建骨骼，帮助病人恢复人类最基本的直立姿态。

　　没有对脊柱和脊柱疾病的认识，就谈不上脊柱外科。公元前4~5世纪，希波克拉底最早描述了坐骨神经痛和腰痛，并发现脊柱损伤与肢体瘫痪的关系。因此，身为“医学之父”的他同样是“脊柱外科之父”。“解剖学之父”盖伦也是脊柱研究的先锋，他在公元2世纪发现了脊髓损伤节段与肢体瘫痪范围的关系。

　　脊柱外科真正意义上的启蒙要晚至19世纪。1806年，Kocher最早报道了经由后路切除椎间盘内组织。1829年，A.G.Smith在美国完成了第一台椎板切除。1857年，Virchow最早描述了腰椎间盘创伤性破裂，甚至那时候他还认为破裂突出的椎间盘是一种“肿瘤”。第一例成功的椎间盘切除手术由FedorCrause完成于1906年，距离Kocher的手术已经过去了整整一百年。同年，AlfredTaylor完成了第一例真正意义上的椎板切除术。

　　希波克拉底和盖伦对脊柱脊髓疾病的早期认识

　　说到底，外科手术的基本过程就是医生用眼睛看到要处理的病灶或组织，然后用手去完成各种外科操作。眼睛和双手就是外科医生的生命。纵观一个世纪以来脊柱外科的发展，我们从治疗椎间盘突出症、骨折等疾病基础上起步，手术治疗的范围已经涵盖了几乎所有创伤、退变、畸形、感染和肿瘤领域。不过，多数脊柱外科手术仍然是在直视下进行的，手术中所用的手术器械尽管有所改进，但大体仍与“老一辈”脊柱外科先驱们类似。

　　正如前面提到，外科医生的任务绝不仅仅是去除病灶结束，而要尽量保存住患者的功能，同时尽可能减少附加的损伤。这对于脊柱外科医生来说存在着很大的矛盾和挑战。我们知道，脊柱是人体躯干部最中心的骨骼，不管从前方、侧方还是后方，想要看到脊柱及其上的病灶，必须破开层层阻隔；即便如此，直接观察骨骼内部的情况依旧困难重重。更糟糕的是，脊柱中心的椎管内是脑与全身各处联系的中转站——脊髓，而脊柱周围还有很多重要的血管、神经组织，这些组织的损伤将会导致不可挽回的后果。

　　脊柱的及其周围的解剖结构

　　大自然的演化解放了人类眼睛和双手，学习和训练使得外科医生眼睛更加灵敏，双手更为灵巧，但外科医生的眼睛和双手是有极限的。我们的眼睛只能感受到波长为400～760nm的可见光，在这个范围内，我们不能透视人体的内部，更看不见振动和电信号的传播；我们的眼睛最多能够分辨0.1-0.2mm大小的物体，细小的血管和神经用肉眼很难看清。我们最细的手指直径也在1cm左右，面对极为精细的操作，稳定性和灵活性也会力不从心。

　　医生与患者的共同需求推动了外科学的发展。数十年来，新的外科辅助设备被设计和制造出来，应用于外科手术中，不断弥补人类自身的不足。为了看见更深部的光线无法穿透的组织，X线被应用到手术中。大家都知道，X线是一种高频电磁波，可以穿透所有人体组织，因此X线和基于X线的断层扫描，也就是CT，已经广泛应用于临床检查中。我们把X线机搬进手术室中，用这台称为“C”形臂的机器，可以在手术中随时拍照。X线让脊柱外科医生不用完全切开和暴露深存于体内的骨骼组织，在多数骨科手术中，已是必不可少的设施。

　　“C”形臂X线透视机——脊柱外科手术中的好帮手

　　但是，X线摄片还是有局限性，脊柱外科医生希望在手术中能看到断层影像，以确保手术操作不会对神经、血管等重要器官造成不良影响，于是有了术中CT。磁共振扫描利用磁场和电磁脉冲对人体深部的组织成像，对于神经、肌肉、椎间盘等软组织的显像有着无可替代的优势，成为脊柱外科必不可少的辅助检查项目，磁共振同样被搬进了手术室中，称为术中磁共振。借助这些设备，脊柱外科医生的眼睛从此有了透视的能力。

　　脊柱外科医生并不满足于此，不管是术中X线、CT、还是磁共振，都只能在操作完成后进行检验。有没有办法在手术操作时实时看到深部组织内的情况呢？为了这个目的，术中导航应运而生。相信很多朋友的手机里都有导航软件，导航基于卫星定位系统和电子地图，主要解决两件事情：一是“我现在在哪里？”，二是“我如何去想到的地方？”。术中导航的“地图”来源于术前对脊柱骨骼的扫描，定位系统基于红外线光学定位，在每一件手术器械上接入定位装置，并可以在导航仪的屏幕上显示出它们相对于骨骼的即时位置，规划出操作的路径。除了应用光学导航，超声实时导航也在开发之中，尚有多重困难需要解决。

　　术中导航系统提高了手术的精确性

　　另一方面，为了克服眼睛有限的分辨力，看见细小的东西，脊柱外科医生在眼睛上安装了放大镜，可以将视野里的组织放大3~5倍；然后又有了显微镜，可以将视野放大数十倍；现在，借助内窥镜系统的发展，通过伸入体内深处的镜头，脊柱外科医生将放大数十倍的影像投射在屏幕之上。

　　手术放大镜、显微镜、内窥镜及其视野

　　外科医生的眼睛越来越强大，双手自然也不能落后。除了完成对病灶的手术切除，暴露并维持手术野也是双手的一项重要任务。开放手术中，各种拉钩系统是医生的得力助手。

　　但要尽可能减少额外的损伤，通常意味着更小的切口。留给脊柱外科的空间越来越狭小，医生双手能够活动的范围也越来越局促。各种管道被设计出来，固定管道系统常用于椎间盘切除手术，可扩张管道提供的空间则可以完成更多种类的操作。手术器械经由改造，以适应操作空间的缩小，应对放大视野下的精细操作。

　　到了内镜系统，手术中应用的管道已经比小手指还要纤细，这样的管道系统对于脊柱周围的肌肉等软组织几乎不产生破坏，这对于病人的快速康复是十分有利的。脊柱外科医生使用长柄的手术器械面对屏幕操作，已经极大地改变了手术的图景，无论是手术的过程还是患者体表的切口。

　　脊柱内镜手术

　　此外，很多脊柱手术需要骨骼稳定性的重建，这些重建的任务也可以经由微创设计的经皮系统，在小切口下完成。包括针对椎体内病变或骨折的经皮椎体成形系统，以及帮助恢复脊柱排列和融合的经皮椎弓根螺钉系统等。

　　微创器械经由小切口成功地将脊柱外科医生双手的动作传递到患者的体内，然而并不能克服人手的不稳定，对于一些精确的“机械化”操作，手术辅助机器人是一个很好的选择。借助无线传输系统，医生甚至可以远离手术台远程操控。在腹部外科手术中，达芬奇手术机器人已经成功应用于临床，这一系统可以完全模拟人手的动作，但目前并不适合脊柱外科手术。因此，专门用于脊柱手术的机器人也在火热地研发中。手术辅助机器人对提高手术精准度、减少电离辐射伤害、将会有莫大的帮助。在不远的将来，把力学反馈、神经监测、图像识别等加载于手术机器人上，会使机器人辅助手术更加安全、可靠。

　　未来的手术

　　凭借着现代科技的推动，犹如从古代血刃肉搏的冷兵器战争演变为今天高科技引导的远程精准打击，手术不再有血淋淋的恐怖场景，而更像一场融合了多种科技的魔幻秀。我相信未来有一天，现实增强技术能够让脊柱外科医生戴上一副特制的眼镜，就能直接在手术区域中看见想要看见的任何器官，大大拓展眼睛的能力，脊柱外科医生的眼睛能够看得更深、更清晰；柔性微创工具和辅助机器人也会越来越多的应用于手术中，脊柱外科医生的双手能够变得更稳定、更精准，甚至出现“自动化”手术的曙光。需要强调的是，现有任何技术的进步，以及外科手术的美好未来，都源自外科医生始终不变的仁慈之心；同样，只有这颗心，才是患者得到准确诊断和恰当治疗的保证，才是脊柱外科医生存在的意义。