当代外科新技术荟萃课件.ppt

当代外科新技术荟萃,技术的进步推动科学的发展。从外科学发展的历史中可以看出，在疼痛、出血和感染这三个困扰外科医生的难题得到解决后，外科学得到了迅速的发展。,1、传统外科手术功不可没,1、传统外科手术功不可没,Ferri per guarire: Lancets and Surgical Instruments from the 18th and 19th Centuries,在外科学发展历史中，传统的外科手术有着不可磨灭的贡献，迄今仍在外科学中占有重要的地位。,然而，随着科学研究的深入和外科医生认识水平的提高，传统外科手术也在不断的改进之中。,1、传统外科手术功不可没,Halsted 1894年乳腺癌根治术,从乳腺癌手术的发展进步不难看出，乳腺癌的手术经历了从小到大，从大到小，甚至到更小的变化。这是外科医生为提高治疗效果而不断研究、探索的结果。,乳腺癌,乳腺癌扩大根治术,乳腺癌改良根治术,保留乳房的乳腺癌根治术,传统外科的手术技术已臻成熟，但是，外科手术在去除病灶的同时，也会给人体带来负面效应。如何达到既能治疗疾病，又使机体的损伤最小化，是每个外科医生应该思考的问题。成熟的传统外科手术仍需要不断的改进和发展。但限制着外科发展的已不是手术技巧本身，而是围绕着外科的“软件”。,1、传统外科手术功不可没,2、外科发展方向,机器人，成像，模型及模拟系统,卫生行业是唯一的计算机不能代表其“产品”的行业,机器人不是机器，而是长有胳膊的信息系统 . . . . . .,CT 扫描仪不是成像系统 ，而是一套长有眼睛的信息系统 . . .,手术室是长有. . .的信息系统,所以. . . . . .,2、外科发展方向,生物智能时代,2、外科发展方向,3、外科新概念的产生,随着人类医学模式从生物-医学模式向社会-心理-医学模式的转变，外科临床产生了许多新的概念和理念，这些新概念、新理念传递给我们的重要信息就是减少医源性创伤，加快患者的康复。,3.1、损伤控制性手术(damage control surery, DCS),长期的临床实践证实，严重的创伤患者经过长时间和广泛的手术，其治疗效果往往很差。这是因为低温、酸中毒和凝血功能障碍所致，因此学者们将其称为死亡三联征。,20世纪末，国外文献中出现了DCS这一概念。其手术原则是，对这类患者进行暂时的简单处理，如控制出血和肠液外漏，不进一步增加患者的损伤，直到生理紊乱得到纠正后，再给患者进行彻底的手术，以增加患者的存活率。,3.2、 微创外科(minimally invasive surgery, MIS),MIS理念的核心在于以最小的创伤达到治疗疾病的目的。MIS的要求是对机体造成的局部和全身创伤尽可能小、内环境保持尽可能的稳定、手术的切口尽可能小、炎症反应尽可能轻、手术的瘢痕尽可能小。,3.3、快速康复外科(fast track surgery, FTS),FTS理念是指在围手术期应用多学科技术措施，包括快速通道麻醉、微创技术、最佳镇痛技术和强有力的术后护理等，以达到加快患者术后恢复、减少并发症的发生、降低病死率、缩短住院时间的目的。其实质是利用现有手段将各种围手术期的治疗措施加以改良，并进行优化组合。,4、外科新技术的产生,4.1、无瘢痕外科经自然孔腔内窥镜手术(natuml orifice transluminal endoscopic surgery，NOTES),NOTES正在成为一个热门话题。2007年4月，法国学者采用曲式内镜经阴道为一位女性胆石症患者成功地施行了胆囊切除术，这是人类首例无瘢痕手术。,NOTES手术是经过人体的自然通道完成的手术，这些通道包括：口(胃)、肛门(结肠)、阴道和膀胱等。其实，NOTES手术是有瘢痕的，只不过瘢痕不在体表而已。,4.1.1、腔内手术,包括治疗胃食管反流病(GERD)的技术、内窥镜黏膜切除术(EMR)、腔内减肥手术、经肛门直肠显微手术(TEM)、经胃的内窥镜手术等，这些手术在我国已有部分开展。,4.1.1、腔内手术,经口的腹腔内手术 前景,4.1.1、腔内手术,经口的腹腔内手术 前景,需对内窥镜及配件进行改进,Courtesy of N Reddy, Hyperbad India 20005,鹰爪,阿波罗工程,奥林巴斯, 东京,4.1.2、腔外手术,经腔的NOTES手术主要通过：口(胃)、肛门(结肠)、阴道和膀胱途径口，结合腹腔镜和内镜技术进入腹膜腔完成手术。 国外目前的研究已经进行了胆囊切除、胆囊胃吻合、阑尾切除、输卵管结扎、卵巢切除和部分子宫切除术、肝活检、胃空肠吻合术、脾切除术等。,Publications (PubMed hits) on natural orifice transluminal endoscopic surgery and laparoendoscopic single-site surgery in urology literature,4.1.2、腔外手术,经腔的NOTES手术与腹腔镜和开腹手术相比，不会发生切口疝和切口感染，无疼痛，腹腔粘连少，对麻醉要求低，住院时间短，不会形成腹壁的瘢痕，同时还可以减轻手术给患者带来的身体和心理创伤。,NOTES手术,腹腔镜和开腹手术,出血、穿孔、腹腔脓肿、腹膜炎、粘连和切口闭合失败等。,Complications,尽管NOTES技术在动物模型上是可行的，显示出良好的临床应用前景，但还有许多需要解决的问题，需要进行长期生存研究和术后并发症的评价。我们期待着这一技术的完善和推广，期待着它能为更多的患者造福。,4.1.3、优势和前景,Annotated screen capture of the image registered-guided natural orifice transluminal endoscopic surgery (IR-NOTES) that was displayed during the guided procedures.,4.2、机器人外科,1998年法国-世界首例远程控制机器人心脏手术,4.2、机器人外科,达.芬奇机器人手术系统最早是美方高级研究项目（DARPA)，目的在于处置远距离的战伤手术。,1999年由美国 Intuitive Surgical公司从军方得到专利，从而研制出的机器人辅助微创外科手术系统 ( MIS: minimally invasive surgery ) 获得FDA批准，2000年应用于临床。,4.2、机器人外科,“无论是传统外科还是腹腔镜外科，手术成功的精髓都依赖于外科医师的智慧和巧手，达芬奇也只是外科医生手中的一个工具。”,1999年完成首例胆囊切除， 2001年完成首例前列腺切除，后来最多的是胸外科做心脏搭桥手术，贲门瓣修复手术 ，妇产科手术，以及腹部和胸部等手术。,目前世界范围内达芬奇的销量接近1400台，其中美国本土有1028台，欧洲有250台，亚洲有几十台。全世界有800多家医院成功开展了60多万例机器人手术。,4.2.1、机器人外科现状,4.2.2、达芬奇机器人工作原理,达芬奇绝佳的三维视野以及灵活超自然的仿人手操作系统上，给外科医生呈现了一个前所未有的微创平台。,达芬奇的精确性是腔镜无法比拟的。腔镜只是一个终端的延伸，就像是使用一个更长的筷子，而且它只产生二维的图像，但是达芬奇产生的图像是三维的，机械手不仅具有7个自由度，而且可以自动消除医生手部的震颤。,4.2.3、优势和前景,达芬奇会进一步推动远程手术的发展。远程手术的主要障碍在于医生的操作和机器人手臂做出反应之间的时间延迟。除此之外，通过对手部震颤的消除，达芬奇还可以延长外科大夫的手术生涯。,但是 “达芬奇没有负反馈，也就是说没有触觉，所以做手术的大夫一定要非常有经验，他必须通过视觉和经验判断组织的软硬，以及打结的松紧。”,4.2.3、优势和前景,4.3、远程外科,“林德伯格 手术”第一台远程的，跨越大西洋的遥控外科手术,手术过程远程外科手术：从汉密尔顿到 300千米之外的北部湾,Prof. Jacques Marescaux, IRCAD,Dr. Mehran Anvari, MDMcMaster Univ, Toronto CANADA,4.4、外科导航,近10年来，导航技术逐步应用于外科，大大提高了手术的精准度。特别是对颅内肿瘤手术治疗而言，在切除手术范围方面具有明显的优势。,神经导航技术的原理也很简单，将引导棒置于手术中兴趣区，引导棒发射的信号被多个信号探测器接受到，经过位置计算后与事先输入计算机的影像资料进行图像融合，从工作站屏幕上就能清晰地显示出引导棒在CT、核磁共振图像中位置，使手术医生对于手术进度、当前手术区域与肿瘤的位置关系以及与重要功能区的毗邻关系做到心中有数，特别对于肉眼无法确认的肿瘤位置确认和切除范围十分有帮助。,5、其他外科新技术-三度仪,“三度仪”现场无创治疗,从动力到能量,高强度聚焦超声用于无创声学止血,5、其他外科新技术-Femtosecond Lasers,Atomic Force Microscope Manipulator Femtosecond Lasers,Courtesy Prof Kit Parker, MD, Harvard Univ, Boston, MA 2005,5、其他外科新技术-Holomer,Holomer用于全身诊断的全身扫描,从“可见的人”到“虚拟的士兵”15秒钟内对创伤病人的多种形式的全身扫描,5、其他外科新技术-虚拟尸检,虚拟尸检,医院内死亡病人的尸检率小于 2%,尸检统计推动国家政策,5、其他外科新技术-虚拟尸检,5、其他外科新技术-虚拟尸检,5、其他外科新技术-LSTAT,“ 关注病人各方面 ”,The LSTAT（创伤伤员生命支持与运送系统 ）,LSTAT 应用于科索沃战场 2000.3,第212 MASH（美国陆军流动外科医院）应用 LSTAT战备支援医院,5、其他外科新技术-LSTAT,轻型LSTAT,LSTAT 背包式,5、其他外科新技术-LSTAT,5、其他外科新技术-智能下肢假肢,a) Rheo Bionic knee Ossur, Reyknavik, Iceland,b) C-leg Otto Bock, Minneapolis, MN,5、其他外科新技术-外科模拟系统,模拟及客观评估,外科模拟系统,a. LapSim simulator tasks - abstract & texture mapped Courtesy Andres Hytland, Sugical Science, Gothenburg, Sweden, 2000,b. 腹腔镜子宫切除术Courtesy Michael vanLent, ICT, Los Angeles, CA,c. Laparoscopic Simulator with tactile feedbackCourtesy Murielle Launay, Xitact, Lausanne Switzerland,ENT Sinusoscopy Simulator,5、其他外科新技术-外科模拟系统,“红龙”,“蓝龙”,默认的记录设备,Courtesy Blake Hannaford, PhD University of Washington, Seattle,5、其他外科新技术-外科模拟系统,5、其他外科新技术-Penelope,“Penelope” 自动擦洗护士,Michael Treat MD, Columbia Univ, NYC. 2003,6、展望,6、展望-人工视网膜,a) Multi-disciplinary team from USC Doheny Retinal Institute, Oak Ridge National Labs, North Carolina State University and Johns Hopkins University,Courtesy Jim Weiland, USC Doheny Retina Institute,Los Angeles, CA,6、展望-组织工程,肝脏支架,人造耳朵,J. Vacanti, MD MGH March, 2000,人造血管,6、展望-组织工程,蜘蛛网,合成纤维的横断面,蜘蛛喷丝头,蜘蛛丝蛋白可作生物材料生物钢,利用蛛丝的坚固和家蚕的高产和易于产业化，做出新的尝试。,6、展望-精确制导的肿瘤杀手,将大小仅为微生物千分之一的碳聚合体小球内部挖空，然后将剂量极小的化学药品注入这些被称为“纳米壳”的小球中，它们可以用于抑制癌细胞的生长，而且不会伤害到其他细胞。,麻省理工学院的罗伯特朗格,哈佛大学的奥米德法罗克贾德,研究者将其植入到一种名为aptamers的核酸分子中，这种核酸只同从癌组织中衍生出的蛋白质相结合。,6、展望-大脑增强器,林奇发明了一种叫做ampakines的新药物，这种药物能够增加BDNF蛋白质的存活时间和活性，能够改善阿尔茨海默征患者机体的活性。,阿尔茨海默征的典型症状表现为一种名为脑源神经营养因子（BDNF）的蛋白质含量极低，这种蛋白质能通过促使神经元之间产生新的连接来促进人们的学习和记忆能力。,6、展望-纳米编织器,由于氨基酸一些带有正电荷而一些则带有负电荷，一些亲水而一些厌水因此它们能够自行聚合成链状构造。,一个研究小组开发了使神经元重新生长的方法，为疾病或者伤害造成的缺口搭桥。,将这些氨基酸列注入病患大脑的受伤部位，数以百万计的纳米链就会形成一种格栅构造，神经元可以在其中生长。伴以其他治疗方法，例如通过药物刺激神经细胞，神经细胞的轴突携带电子信号的长神经纤维就会在这些格栅构造中延伸并重新连接起来。,6、展望-流感克星,M2是一种存在于病毒表面的蛋白质，在几乎任何一种已知的流行感冒病毒变种中这种蛋白质都没有发生过变化。针对M2的疫苗甚至能够阻止尚未出现的病毒类型。M2疫苗实际上并不会阻止病毒感染，其工作原理是通过阻止产生大规模的免疫反应从而削弱感冒对人体的影响。,费城维斯特研究院的免疫学家沃尔特格哈德,6、展望-定制器官,威克森林大学医学院器官工程师安东尼亚塔拉,亚塔拉从1999年开始从事膀胱再造的工作，在得到第一批7个膀胱肌病患者的细胞后，他和同事就开始尝试人工培养那些细胞。他们将细胞植入能被生物分解的膀胱形状的框架中，然后再将他们培养出的器官移植到病患的病灶处。,他们已宣布，第一个定制的人类膀胱被顺利植入患者体内。另外，他们使用同样的器官再造技术修复了野兔被损伤的阴茎，恢复了野兔的性功能。,6、展望-切断遗传的机器,马萨诸塞州州立大学附属教学医院生物化学家迈克尔捷克,是否有一种方法，只要通过简单的注射就可以抑制我们体内增加体重的遗传基因，强迫细胞燃烧更多的脂肪并且对胰岛素水平的变化做出更积极的反应？,捷克使用RNAi抑制了上千种存在于人工培养的脂肪组织中的基因。 通过关闭特定的关键基因，研究人员发现，器官组织能够对胰岛素水平的变化产生更积极的反应，例如从血液中获取更多的葡萄糖，或者将脂肪酸燃烧掉而不是将它们当作新的脂肪细胞存储起来。,6、展望-细胞打印机,设备主体和常见的喷墨打印机类似，“墨水”则是活体细胞和其他液体，通过多种物质的混合和化学反应，皮肤创面就可以被打印上一层活体组织细胞。,维克森林大学,通过使用一种类似喷墨打印机的设备和装满了活体细胞的“墨盒”，实现了对皮肤组织的人工制造。,6、展望-未来手术室,未来手术室,6、展望-用于细胞外科手术的手术台,21世纪的外科属于微创外科时代，但我们不可否定传统外科，微创外科发展与传统外科是相辅相成的。必须以传统外科为基础，以传统外科的标准来衡量微创外科的治疗效果。 因此，未来将是传统外科、微创外科和无瘢痕外科共同存在的时代。在富于挑战性的新世纪，我们要不断学习新知识、新技术，不断进行知识上和技能上的储备，为进一步提高治疗效果而不懈努力。,7、总结,Robotic Surgery Moves from Science Fiction to Reality,Thank You !,