外科的新图景:从器官移植到手术机器人-百科知识2025年23期
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《百科知识》

外科的新图景:从器官移植到手术机器人

回望外科学的发展历程,从最初的截肢止血,到麻醉术与无菌术的应用,再到开腹手术与神经外科手术的突破,每一步都凝聚着无数探索与牺牲。进入20世纪,器官移植、微创理念和腔镜技术的兴起,再一次革新了外科医生的思维与操作方式。可以说,外科学已在漫长的历史中建立起完整的理论与技术体系。然而,医学研究的脚步从未止歇。正如过去几个世纪外科学的变革不断刷新人类对“手术”的认知一样,今天的我们同样站在新的历史转折点上。

从切除到重建:恢复人体功能的新探索

在外科学发展的早期,手术形式虽多样,但核心只有一个——切除。无论是战场上军医为士兵实施截肢手术,还是手术室里医生为患者切除病变组织,手术的本质都是“做减法”,以牺牲部分功能来换取生命的延续。然而,随着外科学的发展,医生们开始追问:能否不仅仅是切除,而是通过手术来恢复甚至重建身体功能?由此,外科从“做减法”走向了“做加法”,“重建”成为新的发展方向。

19世纪末,普鲁士医生西奥多·比尔罗特率先开展食管癌切除、胃癌切除等手术。这些手术不只是切除病灶,还包含了切后重建——摘除肿瘤后,医生需将上下消化道重新吻合,以维持患者的正常消化功能。这一理念很快扩展到更多领域。骨外科医生利用金属或陶瓷制作关节假体,替代严重磨损的软骨;心脏外科医生则通过机械瓣膜或动物瓣膜替换病变的心脏瓣膜。在这些手术中,外科医生通过植入外来材料,帮助机体恢复原有功能。

除了“外来之物”,人体本身也可成为“备件库”。当韧带断裂时,可以移植自身不那么关键的肌腱完成修复;皮肤缺损时,可以转移皮瓣弥补空缺。现代整形外科已将这种“自体重建”的理念发挥到极致。基于这一思路,医生们很自然地设想:如果能移植完整的器官,岂不是能更彻底地恢复人体功能?

事实上,早在18世纪,外科先驱已进行过大胆尝试。英国外科医生约翰·亨特曾将人类的牙齿移植到公鸡的鸡冠上。经过一段时间后,他对公鸡进行了解剖,发现鸡冠中的血管已经长入了牙齿的空腔中。尽管在今天看来,亨特的操作过程出现了很多失误,但这一实验使他坚定地相信:移植牙齿并非天方夜谭。

约瑟夫·默里ksnnVGf5Ztu3Uhfy554VOd4gYj2f9NsASL7IL0Zs+uE=

20世纪初,外科学的技术突破终于为移植扫清了道路。1902年,法国医生亚历克西·卡雷尔发明血管吻合术,使得被切断的血管能够重新连通,并在狗身上完成肾脏自体移植。1933年,乌克兰医生尤里·沃罗诺伊实施了首例人类异体肾移植,尽管因缺乏免疫学知识而失败,仍标志着人类跨出了关键一步。1954年,美国医生约瑟夫·默里成功完成同卵双胞胎间的肾移植,患者术后存活8年,创造了历史纪录。此后,随着抑制排异药物的出现,南非医生克里斯蒂安·巴纳德于1967年完成世界首例心脏移植,肝移植等手术也在同期问世。

20世纪80年代,由于免疫抑制剂的广泛应用,器官移植走向成熟,心脏移植患者的5年存活率从20%飙升至70%。进入21世纪,科学家又将目光投向跨物种移植。2022年,美国马里兰大学医学中心的医学专家团队为一名患者移植了转基因猪心脏,他在术后存活了近2个月。虽然离临床普及尚远,但这一尝试已为器官衰竭患者点燃了新的希望。

约瑟夫·默里(中)正在进行器官移植手术

从大切口到微创:手术观念的革命

早在18世纪,外科学奠基人英国医生约翰·亨特就指出:手术是一种创伤性治疗,应当在其他创伤更小的保守方法无效时才作为最后的选择。这一观点颇为超前,因为在当时外科手术仍被视为“血淋淋的救命手段”,患者往往要在麻醉术和无菌术不完善的情况下承受手术带来的巨大痛苦。亨特的超前理念,实际上暗示了外科学后来的重要方向——如何最大限度地减轻手术带来的创伤。进入20世纪,这一理念逐渐被具体化,催生了外科医生对“微创手术”的探索。

1901年,德国医生乔治·凯尔林在动物实验中首次提出向腹腔充气、利用膀胱镜观察内脏的设想。虽然他并未实践这一设想,但其开创性的手术设计为后来腹腔镜技术的诞生奠定了理论基础。到了20世纪70年代,德国医生库尔特·席姆开发出腹腔镜训练系统,并完成了世界上第一例腹腔镜阑尾切除术。差不多在同一时期,荷兰医生亨克·库克也尝试将腹腔镜应用于手术中。那时的腹腔镜画质模糊、操作不便,不少外科医生对其嗤之以鼻,认为它不过是“多此一举”。不过,这些先行者坚信,腹腔镜能够显著降低手术创伤,加速术后恢复。

事实证明,他们的坚持是正确的。1987年,法国医生菲利普·穆雷完成了世界首例腹腔镜胆囊切除术。他把原本需要15厘米切口的“大手术”,缩减为只需三个小孔的“小手术”。术后,病人恢复快、疼痛轻,这一成果随即震动了全球外科界。人们突然意识到,开腹手术不一定要“翻江倒海”,还可以“波澜不惊”地完成。正是这次成功,让腹腔镜技术从“边缘尝试”迅速走向主流应用。

进入20世纪90年代,腹腔镜已经被应用于结直肠癌等大型手术中。最初,许多人怀疑,小切口会导致肿瘤切除不彻底。这一疑虑持续了多年,直到2004年,《新英格兰医学》杂志上发表的一项大型临床研究证实,腹腔镜手术与传统开腹手术在疗效上并无差别,而且接受腹腔镜手术的患者恢复更快,住院时间更短。至此,在外科学领域,“必须靠大切口手术才能彻底切除肿瘤”的观念被彻底颠覆。如今,阑尾和胆囊切除手术、结直肠癌手术、早期食管癌手术、部分胰腺癌手术都已经能够在微创条件下完成。

在中国,微创技术的发展几乎与国际同步。1991年,上海瑞金医院的医疗团队完成了国内首例腹腔镜胆囊切除术,这一尝试不仅打破了国内“胆囊手术必开大刀”的传统,也推动了腹腔镜设备和技术在全国的普及。此后短短数年间,腹腔镜手术在国内迅速推广,并逐渐应用于消化道、泌尿系统和妇科等多个领域。今天,中国已成为全球腹腔镜手术量最多的国家之一。

可以说,微创手术掀起了一场双重革命:在技术层面,它让外科医生的操作更加精细,推动了器械与影像学的持续进步;在观念层面,它确立了“减少创伤、优先微创”的新准则,成为现代外科学的重要目标。与此同时,随着腹腔镜、胸腔镜等多种腔镜技术的发展,及其与电子技术、机械工程成果的结合,又一个历史性的技术革新——手术机器人,将在外科学的舞台上大放光芒。

利用达·芬奇手术机器人辅助手术(示意图)

从双手到机器人:人机协作突破空间局限

手术机器人的诞生,为外科手术突破空间限制提供了广阔的前景和无KsPe3Z1Q/3qdebveNzFwXw==限的可能。20世纪90年代中期,达·芬奇手术机器人的原型逐步成型。进入21世纪,它的功能不断完善,并已经被应用到外科手术之中。与科幻作品里能够独立完成工作的机器人不同,手术机器人依然需要外科医生操控,但却极大地提升了手术的效率与精度。

在传统手术中,外科医生的双手和手术器械在有限的手术空间里常受到约束,加之人体关节活动范围有限,许多操作难以顺利完成。手术机器人通过腔镜进行操作,占用空间(体内操作空间)更小,机械臂还能实现更灵活的旋转,完成许多外科医生的双手无法做到的动作。配合高清摄像技术,手术区域被放大呈现,使医生能够在微小结构间进行更为精细的操作。

更重要的是,机器人不仅突破了操作空间的限制,还改变了医生与患者必须同处一室的格局。医生不仅可以在手术室外操控机器人,而且随着通信与网络技术的发展,远程手术已成为现实。

2001年,法国外科医生雅克·马雷斯科身在纽约,通过达·芬奇手术机器人远程操控,为法国斯特拉斯堡的一名患者实施了胆囊切除手术。这次跨越大西洋的手术被称为“林德伯格手术”,是因为美国飞行员查尔斯·林德伯格曾于1927年完成首次单人不间断飞越大西洋的壮举。正如林德伯格的飞行打破了地理距离的限制,这次手术也象征着外科学突破空间障碍、进入了“无国界时代”。

2019年2月28日,中国解放军总医院的外科专家周俭教授及其团队身在北京,借助5G网络,跨越近3000千米,为海南省三亚市的一位患者进行了肝脏切除手术。整台手术历时约60分钟,最终顺利完成,患者术后恢复良好。这是全球首例依靠5G技术完成的远程机器人辅助手术。当外科手术和高速通信联手,哪怕患者身处偏远地区,也能突破时空的限制,享受到顶级专家的救治。我国医疗工作者的这一尝试,不仅展现了技术实力,也为远程医疗的普及描绘出更清晰的前景。

从切除到重建,医生学会了用外科技术为患者恢复身体功能;从“大切口”到“微创”,外科学又在不断减轻手术创伤;手术机器人的登场,仿佛为医生增添了一双更敏锐的眼睛和更灵巧的双手。几百年来,几乎每一次外科学的重大飞跃,都不仅是技术的革新,更是理念的更新,外科学从最初的“救命之术”,逐渐走向“重塑生命质量”的新境界。未来,随着人工智能、再生医学、基因编辑和先进通信技术的不断融入,外科手术的边界将被进一步拓展,它不再只是对疾病的被动应对,而将成为拓展健康边界的主动创造。

[责任编辑]张小萌

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