太空手术－人类首例零重力下的手术
对于一次前臂上的一个脂肪瘤摘除术，除患者本人以之外，恐怕没有人会在意一项普通的脂肪瘤摘除手术。但，如果这次摘除术是在飞行中的一架空客300飞机上进行，那么多多少少地可能会吸引一点人的眼球2006年9月27日，，而一个法国医疗小组2006年9月27日在一架飞机上完成的脂肪瘤摘除术却却吸引了地球众多关注的目光，因为这是成功完成的人类首例零重力状态下的“太空”手术。 人类首例零重力下的手术 关键词： 时间：2006年9月27日 地点：波尔多市上空20000至27560英尺的范围内的一架“空中客车”A300型飞机 手术名称：前臂脂肪瘤摘除手术 手术时间：10分钟 持续时间：约3小时 中断次数：32次 这项手术是在一架改装后的“空中客车”A300型飞机上进行的这次手术是在一架改造过的空中客车上进行的，，3名外科医生、2名麻醉师五名医生和1一名个患者乘坐其中进行抛物线飞行。在实验过程中，那架飞机在波尔多市上空20000至27560英尺的范围内做环行。，这是一架特别设计的飞机，当飞机以抛物线方式飞行至圆弧顶端时当飞机以抛物线方式飞行至圆弧顶端时，飞行员关闭引擎，让飞机开始自由下落，创造出出22秒的失重状态。在几乎垂直降落一段时间后，飞行员操纵飞机以45度角再度向上飞行。在3个小时的空中试验过程中，出现失重状态32次，整个手术累计持续了约10分钟。为了让模拟实验更加真实，每当失重状态消失时，医疗小组就暂停手术，直到下一次失重。在此次试验中，患者是一位 整个手术累计持续了约10分钟，医生们为名叫名为菲利普·桑肖的46岁的志愿者，医生的男子为他摘除了前臂上一个脂肪瘤。本次手术的病人之所以选择菲利普·桑肖，是因为他是一个非常喜欢蹦极的人，对重力突变有着非常强的忍耐力。手术过程中，医生对桑肖进行了局部麻醉，所以在整个手术过程中他都头脑保持着清醒。手术完成后，飞机平安降落在波尔多附近的马里尼亚克机场。这个医疗小组的负责人，来自法国波尔多大学医学院整形科的医生多米尼克·马丁博士在新闻发布会上说：“今天，我们完成了一次可行性实验，整个手术过程与我们所预想的一致。我们只是做了一个简单的技术程序，但我们看到的一切显示，在太空条件下给人做手术不会出现不可克服的问题。” 这个这个医疗小组希望，在模拟失重环境中进行的这次手术将是在太空中为航天员实施手术的一次预演，在模拟失重环境中进行的这次手术将是在太空中为航天员实施手术的一次预演。随着21世纪人类载人航天路线从近地太空转入变为月球基地和、载人火星探测，，21世纪的人类将超越地球轨道，进军深空。这些空间探索计划给研究空间微重力环境中内外科疾病的处理提出带来了挑战，同时也提供了独特的发展机会。当航天员在太空中意外受伤，如果要将他们从太空带回地球接受治疗，对于患者来说不仅风险极大，而且费用也极其昂贵，最重要的是，随着深空探测的步伐渐行渐远，这个主意有可能根本无法实现。目前，人类已经对于太空中的药物治疗、物理治疗方法已进行了广泛的研究，也得到了广泛的应用，，但而如何对太空中的患病的航天员实施手术，则一直是个令人头疼的问题，但这也是进行深空探险必须要解决的问题——，毕竟药物治疗、物理治疗、手术治疗之间方法之间不可完全相互替代。进行太空外科手术的需求和前景都十分广阔。 最早的实验对象：老鼠 事实上其实早在20二十世纪80八十年代，人们就开始了如何在太空中开展外科手术的模拟试验探索研究。应用利用中性浮力(neutral buoyancy)来认识太空环境中影响外科手术条件的实验就是其中一例。动物机体浸在液体水中，所受浮力等于排开液体的重量，改变液体比重可使机体受到的浮力与其重量相等，从而可模拟失重效应。太空研究表明，神经肌肉和及感觉的适应在太空和及水下模拟条件中是相像的。研究人员将把插有气管插管的大鼠大鼠沉入一个标准水箱，动物位于水面下25cm处；，气管插管与一个呼吸室连通，大鼠动物可正常呼吸；。手术实施者坐在水箱旁，双臂浸入水中进行手术操作。在这样的模拟条件下，研究人员完成了胃大部切除术、小肠结肠切除术，肝、脾、肾切除术，膀胱部分切除术，动脉、静脉横断术共计数十例手术的操作。 2006年以前，同样是在一架空客A300飞机上利用特殊装置和设备建立的模拟失重环境中，法国波尔多大学医疗中心的一个显微外科小组在3天之内，成功地对4只老鼠实施了精确的神经和血管显微外科手术。研究人员特别强调，他们成功地对直径只有0.5毫米的老鼠动脉进行了缝合手术，这是在通常条件下可定标记的最细小的动脉。该项成就打开了人类研究在太空飞行中进行手术的大门。 地面手术VS 太空手术 太空手术究竟有什么特殊之处呢？事实上，同常态下的手术操作相比，太空手术(零重力时)的操作要困难得多，失重增加了手术的难度。 ◆ 力不从心 首先，重力为零时，感觉和神经肌肉的适应性会影响手术实施者的知觉和行动。触觉为操作所必需，而此时如去抓取手术器械、纱布和组织器官，其大小、形状和重量均难辨别。肌肉活动会因缺少重力抵抗而变慢，因此术者(手术医生)抓取物体并向目标准确运动的动作也会变慢。失重时，由于本体感觉的改变，常常无法拿到想要抓取的目的物，缝线和包裹纱布之类的操作也很难进行。 它们在变化 其次，机体的各种组织行为与在常态中不同。在手术中，打开腹腔后肠管会立即膨出，组织平面容易散开；肠粘膜往往受浮力作用而与浆肌层分离(这一点倒是便于组织准确吻合)；肾周筋膜切开后，肾脏即从后腹膜床浮起。太空出血会有五种特殊形式：切断微小动脉时，出血呈水滴状，粘附于邻近组织；小动脉切断时，出血随搏动呈线状喷出，可用吸引器从一端将其整条吸除；大动脉大量出血呈边缘不规则的片状，界限分明，可用纱布或吸引器去除；静脉出血常呈血池状，粘附于贴近的组织；大静脉出血则呈界限分明的血池，象阿米巴运动那样逐渐扩大，用纱布去除静脉出血最有效。所以任何出血均可因术者动作粗鲁或不协调而使之分散成无数小滴，影响视野。 在抛物线飞行中条件下对失重状态下对出血情况的研究也证实了这一点。微重力状态下液体动力学的改变会影响毛细血管、静脉和动脉出血的数量、扩散情况以及与周围环境的相互作用。科研人员发现，一种使水平气流通过手术野，再用吸引器收集的区域性气体层流器(LFD)能有效地清除电刀产生的烟雾、溅出的血液和一些废弃物；但动脉出血可以无阻地通过气流，撞在舱壁上；毛细血管和静脉出血则会因表面张力大而形成不会扩散的大液泡，因表面张力大不会扩散。在重力加速度为1G的地面环境中出血，地心吸力很快使血从手术野中流出，不会妨碍视野。但失重时形成的血泡则使出血点模糊不清，以致甚至难以见到出血点。微重力会妨碍静脉萎陷，因此在失重状态下静脉的出血量会增加，因微重力妨碍静脉萎陷。动脉出血则容易中断并形成大血泡。 一切都在漂浮 手术操作的困难也有很多，比如，手术器械和设备漂浮不定，需要一受过训练的洗手护士用磁垫帮助整理。脏器会浮动——。脾、肾分离后随血管蒂来回浮动，必须将其固定后才能推确准确钳夹和结扎血管。由于肠管浮动，肠吻合术的难度也会增加。出血常呈以线形条状或片形呈状漂浮状，并且容易分散成小滴，因而会经常使用到吸引器。但 当然，同与地面上上相比，进行太空手术的特点差异肯定不止仅限于此。失重的条件，对太空手术适应症选择、术中机体反应的观察与处理、手术器械设备的研制与应用、麻醉方式的确定等都提出了相当高的要求。多年来一直参与这项手术计划的麻醉师库尼克也坦言，出于安全考虑，目前在失重环境下对人体还不可能对人体实施诸如肾脏、心脏移植等大型手术，而只能进行一些外科的伤科手术。失重时患者的身体反应也会出现不同，即便是短期的的失重也会使心输出量减少，导致动脉血压下降，这一点在术前麻醉和、手术过程中应当予以给以高度重视。为了防止在失重环境下失去重心而飘浮，手术器械全部放置在强力磁铁上，医疗组成员也全部穿上特殊服装并被固定在滑轨上。需要特别指出的是，麻醉方式的确定是一个需要认真加以考虑的问题。此次手术过程中，桑肖接受了局部麻醉，在整个过程中他的意识都保持着清醒状态。在未来，什么样的麻醉方式是太空手术需要的最佳方式尚不清楚，但可以肯定的是现在临床上常用的蛛网膜下腔麻醉(又称脊髓麻醉或腰麻)、硬膜外麻醉将不适用——，特别是腰麻方式必须更改。因为腰麻方式是将麻醉药注入腰椎蛛网膜下腔，在地面条件下，药物在脊髓管内的扩散受患者体位、姿势和药液比重的影响，调节麻醉平面的主要手段就是依靠患者的体位，将重比重药液或轻比重药液下沉或上浮到需要的区域。而失重状态下，进入腰椎蛛网膜下腔的药物在脊髓管内的扩散将不再受到有重力的影响，麻醉平面难以确定，更加为危险的是麻醉药液会扩散至入颅腔，产生出现意外麻醉意外。 此外，在微重力条件下，由于感觉的改变，手术实施者必须重新学习外科基本技术。失重后触觉减退，物体的轻重失去意义，仅能根据惯性来推断物体的质量，物体(器械、组织或器官)往往“变大”、“变软”。在太空环境中较难进行精确定位比较困难，因此需要适应和调整感觉器官。由于向下的重力消失，向下的感觉也会消失，因此针对准某一物体实施的动作动作常常超越越过该物上方。肠膨出及和组织各层分离各层组织分离虽然有利于手术操作，但出血弥散散开、，器官浮动和及纱布、缝线易于缠绕等则表明反映某些外科基本技术还需要改进。只有积累更多的人体感觉器官适应性反应的资料，才能学会在失重熏条件下如何去“感觉”器械和及知道如何摆放手的位置，避免不准确的操动作。 上述情况表说明，为了能在太空中安全地进行手术，还有必要作深入的实验外科研究极其必要。我们需要，通过比较模拟太空与真实微重力下的实验结果，确认影响手术的关键因素因索，从而获取建立太空外科新技术。 机器人成为主刀者 太空手术的另一个困难是太空飞行器内医疗资源的匮乏。目前，，最可行的办法就是研制出能够进行可以做外科手术的机器人，让它们通过卫星通讯接受地面医疗人员的指令，然后对需要进行手术的航天员进行治疗。马丁博士在太空手术后曾说：“现在，机器人还不能在失重状态下进行手术操作。我们先得取得取得经验，然后给给它们编程，使它们能够代替我们的位置。”而如今，一种便携式机器人医生的问世给解决这一问题带来了希望。今年年初，美国华盛顿大学的研究人员向媒体展示了一种名为“大乌鸦”(Raven)的机器人。它不但便于非技术人员拆卸、运输和组装，还能接受远程遥控并实施太空手术。另外，欧空局研制的手术机器人则能够装置照相设备将手术者的病情以图片方式传递给做外科手术的医生，为手术的进行提供了极大的方便。这些研究虽然处于初始阶段，距离实际应用还存在有差距(如传输距离太远所带来的通信延迟会对手术的连续性造成影响)，但不过毕竟在医疗资源匮乏的太空飞行器内展示了极为广阔的应用前景。 地面模拟太空失重状态下的手术取得成功和太空手术机器人的脱颖而出，使在真正的太空飞行中进行手术，曙光初现。 专业术语小注释: 1.中性浮力：浮力分为正浮力、负浮力和中性浮力。正浮力意味着物体排掉等体积水的质量比自身大，是浮在水面上的；而负浮力时物体呈下沉状态；中性浮力下物体可停留在水中任一深度，不浮不沉，呈悬浮状态。 2.阿米巴运动：阿米巴(变形虫)，是一种肉眼几乎看不见的单细胞原生物，其直径最大不超过0.6厘米。变形虫能在脑浆中伸出借以向各方向运动的伪足。此种行为在学术上被称为“阿米巴运动”，是动物运动的最原始形态。 3.手术野：就是指手术时视力所及的范围。通常手术之前都要进行皮肤消毒，然后用无菌消毒巾将手术涉及不到的部位遮盖起来，将手术时需要暴露的部位留出来。这个留出来的部位就是手术范围，在没切开皮肤之前，这个暴露的部位就称之为手术野。随着皮切开手术野也随之深入改变。如果在内窥镜下手术，那末内窥镜的视野就是手术野。手术野与视野、照射野等是同一类概念。 4.洗手护士：在手术中帮助手术人员术前洗手消毒、穿衣、更换手术衣，并为其传递手术器械及用品、术后清点器械纱布及清洗器械的手术工作人员。 5.肠膨出：一种女性生殖系统损伤。子宫直肠陷凹(腹膜在子宫直肠之间形成的陷凹)向阴道直肠陷凹呈疝状膨出。疝囊内具有肠曲者称肠疝；无肠曲者则称为子宫直肠陷凹疝。两者均可伴有直肠膨出。 |
