Przez dziurkę od klucza

Skalpel dotknął wszystkich narządów, łącznie z dotychczasowym tabu czyli sercem i mózgiem. Duże zabiegi wymagały odpowiedniego dostępu, stąd cięcia powłok były (i nadal w klasycznych zabiegach są) rozległe, a nawet wielokierunkowe. Istniało powiedzenie: „Duży chirurg, duże cięcie”, co w istocie odpowiadało prawdzie. Tymczasem w cieniu wielkiej chirurgii istniało coś, co dopiero raczkowało. Jak owe małe ssaki wielkości myszy w świecie gigantycznych dinozaurów w mezozoiku. One też czekały na swój czas.

Oczywiście chirurgia klasyczna nie zniknęła jak dinozaury, ale zmieniły się wzajemne relacje. To „coś” Szwed, Hans Christian Jacobeus (1879-1937), nazwał w roku 1910 laparoskopią (z greckiego λαπάρα (lapára) – brzuch, jama otrzewnej i σκοπέω (skopéō) – widzieć, ogladać). O rozwoju endoskopii pisałem w artykule „Wszystkie skopie świata” i proponuję przed dalszą lekturą obecnego teksty przeczytać tamten. (Patrz niżej.) Jakby nie było, na przełomie XIX i XX w. istniały już urządzenia do oglądania wnętrza ciała człowieka. Bardzo proste i zawodne, lecz działały.

Pierwszą udokumentowaną laparoskopię, przeprowadził w roku 1901 Dymitr Oskarowicz Ott (1859-1945), ginekolog z Petersburga. Właściwie rzecz ujmując, wykonał on jeszcze coś. Otóż do jamy otrzewnej (w miednicy) wszedł narzędziami poprzez tylne sklepienie pochwy. Do tej techniki powrócono po stu latach, ale o tym za chwilkę. Przez dwa lata przeprowadził 600 takich zabiegów. W tym samym czasie w Niemczech, Georg Kelling (1866-1945), który współpracował z Mikuliczem w dziedzinie endoskopii, zainteresował się problemem tamowania krwotoków wewnątrzbrzusznych. W pracach eksperymentalnych stwierdził, że wprowadzenie do jamy brzusznej powietrza i wytworzenie ciśnienia 50 mm Hg, zatrzymuje krwawienie z narządów. Wykonywał także laparoskopie diagnostyczne, jednak nie widział dla tej metody większego zastosowania.

Wspomniany wyżej Jacobeus wykonywał torakoskopie (czyli oglądanie wnętrza klatki piersiowej: łac. thorax- klatka piersiowa). Pierwszą w świecie torakoskopię przeprowadził Sir Francis Cruise wraz z Samuelem Gordonem w Szpitalu Matki Boskiej Miłosiernej w Dublnie w roku 1865. Podobne zabiegi uprawiano w tym czasie również w niektórych ośrodkach, lecz był to raczej absolutny margines chirurgii. Rozwijała się również powoli technologia. Nim o tym opowiem, musimy zapoznać się z zasadami przeprowadzania laparoskopii.

Rozpoczynamy ją od wytworzenia odmy czyli wprowadzenia powietrza lub dwutlenku węgla do jamy otrzewnej. Dzięki odmie powłoki brzucha odsuwają się od trzewi i powstaje przestrzeń do wprowadzenia narzędzi. Gaz podajemy poprzez wbicie do jamy brzusznej specjalnej igły. Opracował ją po raz pierwszy w 1921 Korbsch. Współcześnie używamy igły skonstruowanej w 1938 przez węgierskiego lekarza Janosa Veressa. Jej tajemnica polega na tym, że posiada ona w środku tępy mandryn, który cofa się w czasie przechodzenia igły przez powłoki i natychmiast wyskakuje gdy znajdzie się w pustej przestrzeni. Dzięki temu nie ulegają przypadkowemu uszkodzeniu jelita. Verres opracował igłę w innym celu, to jest do wytwarzania odmy opłucnowej (wprowadzanie powietrza do jamy opłucnej). Był to jeden ze sposobów ówczesnego leczenia gruźlicy (unieruchamiano fragmenty płuca).

Kiedy mamy już odmę nadchodzi czas na założenie trokarów czyli rurek przez które wyprowadza się system optyczny i narzędzia. W 1920 Benjamin Ordnoff, zastosował w nich zaostrzony mandryn tzw. trójgraniec. Współcześnie posiadamy trokary działające jak wspomniana wyżej igła Veressa. Przez pierwszy wbity trokar po usunięciu mandrynu wprowadzamy system optyczny (o tym poniżej). Dzięki temu oceniamy sytuację w brzuchu. Pod kontrolą optyki wprowadzamy następne trokary, a poprzez nie, narzędzia. Można rozpocząć zabieg.

W następnych latach udoskonalano systemy optyczne i narzędzia. Otto Goetze zaprojektował insuflator, czyli urządzenie, które przez cały czas zabiegu podaje powietrze. W 1924 Richard Zollikofer, zaproponował używanie do zabiegów dwutlenku węgla. Pojawiły się insuflatory z automatycznym pomiarem ciśnienia i utrzymujące je podczas całego zabiegu na żądanym poziomie. Zabiegi laparoskopowe rozwijali urolodzy i ginekolodzy. W chirurgii miała ona mniejsze zastosowanie. Jednak już 12.09.1985 Erich Mühe z Böblingen w Niemczech, wykonał tym sposobem pierwszą cholecystektomię. Co ciekawe oskarżano go o eksperymentowanie na ludziach nawet wytoczono mu proces przed Izbą Lekarską. Oczywiście, kiedy chirurgia minimalnie inwazyjna zaczęła święcić tryumfy, otrzymał wiele zaszczytnych wyróżnień.

Cztery lata wcześniej, także Niemiec, Kurt Semm przeprowadził pierwszą laparoskopową appendektomię. Pierwszy przełom nastąpił w 1958 kiedy Basil Hirschowitz zastosował tzw. zimne źródło światła czy urządzenie emitujące światło, a znajdujące się poza endoskopem. Światło transmitowane było do endoskopu oraz wewnątrz niego poprzez światłowody. Dzięki temu uzyskano giętkość urządzeń (patrz „Wszystkie skopie świata” ). Oczywiście idea ta znalazła zastosowania w laparoskopii. Jednak laparoskopia czy torakoskopia w tamtym czasie miała jedno, podstawowe ograniczenie. Tylko operator widział wnętrze jamy ciała, tymczasem w chirurgii klasycznej pracowały zespoły.

Wszystko zmieniło się na początku lat 80.. Wcześniej na podstawie matrycy CCD zbudowano cyfrową kamerę video. Pojawiły się videoendoskopy, zaś kamera cyfrowa zagościła w miejscu oka chirurga w laparoskopie. Obraz transmitowany na monitory wdzieli wszyscy. Właśnie w ten sposób Philippe Mouret (1938-2008) wykonał w Lyonie w 1987 pierwszą videocholecystektomię. To był absolutny przełom. Od tej pory laparoskopia zaczęła rozwijać się w tempie niespotykanym dotąd w innych dziedzinach. W chwili obecnej wszystkie zabiegi klasyczne mają swój odpowiednik laparoskopowy, a istnieją zabiegi wykonywane tylko w ten sposób. Powstały nowe narzędzia chirurgiczne.

Dlaczego laparoskopia? Otóż jest to zagadnienie nieco szersze. Wraz z zabiegową endoskopią i kilkoma innymi technikami, tworzy ona coś co nazywany chirurgią małoinwazyjną. Dziś „duży chirurg to zaawansowany zabieg laparoskopowy”. Chirurgia małoinwazyjna jest korzystna dla pacjenta nie tylko pod względem estetycznym. Zamiast dużej blizny jest kilka dziurek. To ważne, ale przede wszystkim wykładniki stresu okołooperacyjnego są mniejsze. Nieporównywalnie szybsza jest rehabilitacja.

Oczywiście są i powikłania. Musimy tu wprowadzić pojęcie konwersji. Jest to przejście od zabiegu laparoskopowego do klasycznego. Konwersja nie jest powikłaniem! Może oczywiście nastąpić w wyniku powikłania, lecz zazwyczaj przyczyną jest niemożność wykonania zabiegu narzędziami laparoskopowymi, niepewne rozeznanie anatomii czy podobne okoliczności. Każdy pacjent, który ma mieć laparoskopię, musi być o tym uprzedzony.

Paradoksalnie mamy już laparoskopię „klasyczną”, czyli sytuacje, gdy chirurg stoi przy stole i w rękach ma narzędzia laparoskopowe. Następcą tejże jest chirurgia robotowa. Przy stole „stoi” robot posiadający wiele ramion z końcówkami przypominającymi narzędzia laparoskopowe. Są one doskonałe. Mają wiele stopni swobody i wymienne końcówki. Początek zabiegu jest taki sam. Odma, trokary, kamera robota i wprowadzenie narzędzi.

Teraz chirurg siada za konsolą, przypominającą tą do gier komputerowych. Zbliża oczy do okularów maszyny i uzyskuje przestrzenny widok wnętrza jamy ciał. Za pomocą joysticków zaczyna sterować końcówkami narzędzi. To jest przyszłość chirurgii.

Wspomniałem, że Dymitr Ott otworzył, być może nieświadomie, nowy dział chirurgii małoinwazyjnej tzw. NOTES (Natural Orifice Transluminal Endoscopic Surgery). Są to operacje przez naturalne otwory ciała, to jest jamę ustną , odbytnice i pochwę. Niekiedy nazywa się tę technikę „no scar”- bez blizn. Przykładowo wprowadzamy bardzo zaawansowany endoskop operacyjny do żołądka. Rozcinamy jego ścianę i docieramy do pęcherzyka żółciowego. Pęcherzyk wycinamy korzystając z tego urządzenia a następnie wycofujemy się zamykając specjalnymi technikami żołądek. Podobnie możemy wejść poprzez jelito grube czy sklepienie pochwy (co wykorzystał Ott).

Są to operacje niezwykle skomplikowane. Wymagające doskonałych umiejętności z zakresu endoskopii i laparoskopii. Nie zyskały one i chyba nie zyskają dużej popularności. Jednak musimy pamiętać, że zawsze może zaistnieć konieczność przerwania pracy robota czy zespołu laparoskopowego i powrót do „klasyki”. Tak więc, każdy chirurg musi potrafić wykonać zabieg, który przeprowadza metodą małoinwazyjną, również klasycznymi, stalowymi narzędziami. Zawsze bowiem ręka, od której pochodzi nazwa naszego zawodu, będzie najważniejsza. Poza tym potomkami dinozaurów są ptaki, a przecież lubimy ich trele.

Wszystkie skopie świata czyli historia zaglądania do ciała człowieka

Jako, że wszystko zaczyna się od Hipokratesa, nie może i tu być inaczej. Otóż w swych dziełach, Mistrz z Kos sugerował, że należy wiele spraw powierzyć naturze, gdyż organizm posiada zdolność do samoleczenia. Zatem uraz operacyjny, jeśli już konieczny , winien być jak najmniejszy. W jakimś sensie, łączy się to z podstawową zasadą hipokratejską: „Primum non nocre”. Endoskopia i powstała z niej chirurgia małoinwazyjna spełnia owo założenie. Paradoksalnie największy rozwój medycyny i chirurgii, związany był z wykonywaniem wielkich zabiegów operacyjnych.

Stało się to możliwe, dzięki wprowadzeniu znieczulenia ogólnego, a także zasad aseptyki i antyseptyki w drugiej połowie XIX w. Owe rozległe operacje wymagały dużych cięć, stąd ukute w owym czasie powiedzenie: „duży chirurg- duże cięcie”. Powrót do idei Hipokratesa trwał długo. Jednak pierwsze wzmianki na temat endoskopii pojawiają się w tzw. Papirusie Edwina Smitha, datowanym na 1700- 1600 rok p.n.e.. Owo dzieło było prawdopodobnie podręcznikiem medycyny wojskowej. Wspomniane są tam proste narzędzia endoskopowe, lecz ciekawszy jest fakt, że autorzy odwołują się do jeszcze starszego dokumentu z roku 2640 p.n.e., gdzie opisano również narzędzia endoskopowe. Papirus Smitha jest znany z tego, że po raz pierwszy podzielono tam choroby na uleczalne, uleczalne z trudnością oraz nieuleczalne (nieoperacyjne). Sam Hipokrates stosował i doceniał speculum w leczeniu chorób proktologicznych. W piątym tomie swego dzieła „Sztuka medycyny” (rok 400 p.n.e.), zatytułowanym „O hemoroidach”, daje wykład zastosowania wziernika. Istnieją dowody archeologiczne na szerokie stosowanie owych narzędzi w granicach Cesarstwa Rzymskiego i innych państw starożytnych, w pierwszych wiekach naszej ery. Najsłynniejsze znaleziska pochodzą z Pompei. Problemem było światło. Nie istniało, na tyle silne jego sztuczne źródło, aby można używać endoskopów po zmierzchu. Również zasięg owych instrumentów, ograniczał się do naturalnych otworów ciała i nie stosowano żadnych elementów optycznych.

W dziełach starożytnych filozofów żyjących w I wieku naszej ery, Seneki i Pliniusza Starszego pojawiły się wzmianki o powiększających czy podpalających kawałkach szkła. Były to prawdopodobnie przypadkowo „wyszlifowane” kawałki przeźroczystych minerałów lub szkła. Pierwsze intencjonalnie wykonane soczewki pojawiły się około roku 1000 i zwane były „szkłem czytającym”. W XIII wieku Salvino D’Armate skonstruował pierwsze okulary z zamysłem używania ich do czytania. W następnych stuleciach, ludzkość nauczyła się szlifowania soczewek wedle potrzeb, co umożliwiło konstruowanie początkowo prostych, zaś z upływem czasu bardziej złożonych, urządzeń optycznych. Prowadzono też badania i rozważania nad samym procesem widzenia.

Wielkie zasługi ma tu, uczony polskiego pochodzenia (jak sam pisał o sobie „syn Turyngów i Polaków” ), Witelon. Działał on na przełomie XIII i XIV wieku na Dolnym Śląsku. Jego główne dzieło „Witelona Matematyka Wielce Uczonego o Optyce, to jest o naturze, przyczynie i padaniu promieni wzroku, światła, barw oraz kształtów, którą powszechnie nazywają Perspektywą, ksiąg dziesięcioro”, miało wielki wpływ na optykę przez następnych kilka wieków. W swym geniuszu doszedł do przekonania, że oko jest tylko odbiorcą światła i kształtów, zaś dopiero umysł dokonuje analizy widzianych zjawisk, uwzględniając również uprzednie doświadczenia. W roku 1590 Hans i Zachariasz Jensenowie konstruują urządzenie, dzięki któremu można oglądać w znacznym powiększeniu małe obiekty. Powstaje pierwszy mikroskop. Około 1600 roku podobne urządzenie przedstawia Antoni van Leeuvenhoek. Była to genialnie oszlifowana soczewka umieszczona na płytce metalowej z odpowiednimi trzymaczami dla oglądanego obiektu. Kilka lat później również w Niderlandach (w dokumentach ponownie przewija się nazwisko Z. Jensena), powstał pierwszy teleskop, a więc urządzenie, działające niejako odwrotnie do mikroskopu. Ulepszone przez Galileusza rozpoczęło swoją służbę na wielu polach, w tym bitewnych. Wielokrotnie poprawiany przez takich geniuszy jak Kepler czy Newton, teleskop przyczynił się do rewolucji w astronomii, która trwa do dziś. Mimo tak znacznego postępu, nadal nie można było zaglądać głębiej w ciało człowieka. Brakowało światła.

I znów musimy powrócić do Egiptu, tym razem do Papirusu Ebersa z 1550 roku p.n.e., bodaj najbardziej znanego tego typu dokumentu o charakterze medycznym. Opisano tam użycie lustra i światła słonecznego w celu oglądania wnętrza jamy nosowej. W dalszym etapie rozwijano w basenie Morza Śródziemnego ową technikę , często wzmacniając światło słońca, świecami i lampkami oliwnymi. Abulkasim, lekarz arabski z XX w n.e., jako pierwszy opisał oglądanie w takim świetle szyjkę macicy. Światło świecy pojawiało się w medycynie średniowiecznej (Arnold de Villanova), lecz nie miało to większego znaczenia, aż do drugiej połowy XVI w., kiedy to Gerolamo Cardano, skonstruował specjalną lampę do użytku medycznego. W 1585 Giulio Cesare Arranzi użył pojemnika z wodą, aby skupić promienie świetlne emitowane przez świecę, w celu oglądania jamy nosowej. W XVII wieku do medycyny wprowadzono lustra wklęsłe, skupiające światło, co przetrwało (laryngologia) do końca XX w. Nadal jednak nie odnotowano większego postępu w urządzeniach endoskopowych.

W pierwszych latach XIX wieku, niemiecki lekarz włoskiego pochodzenia, Filip Bozzini skonstruował urządzenie o nazwie „Lichtleiter” złożone z systemu luster i soczewek, oraz świecy jako źródła światła, umożliwiające oświetlenie badanego obiektu oraz zobaczenie go. Był to więc pierwszy prymitywny endoskop z wbudowanym źródłem światła. W ciągu następnych kilkudziesięciu lat ulepszano owo urządzenia , zmieniając układ soczewek i stosując pryzmaty, jednak nadal nie osiągnięto większych sukcesów.

Jakkolwiek zasługi Bozziniego są wielkie, za ojca endoskopii uważa się francuskiego urologa Antoniego Desormeaux. Nawiasem mówiąc, to on po raz pierwszy użył tego określenia. Zmodyfikował on optykę „Lichtleiera”, a przede wszystkim zastosował silne jak na owe czasy źródło światła, będące lampą zasilaną mieszaniną alkoholu oraz terpentyny. Dzięki temu mógł skupić światło na badanym obiekcie. W ten sposób diagnozował i leczył kamienie w pęcherzu moczowym. Od tego czasu rozwijano różne koncepcje zarówno dotyczące optyki, jak i oświetlenia.

Niemiecki dentysta Julius Bruck w roku 1866, stworzył pierwszą „żarówkę” z galwanizowanego drutu zamkniętego w szklanej tubie. W urządzeniu tym zwanym galwanoskopem, zastosowano też system chłodzenia. Po raz pierwszy światło "weszło" do jamy ciała wraz z endoskopem. Używano drutu platynowego (miedzy innymi Mikulicz).

Wkrótce pojawiły się żarówki Edisona, które na dobre weszły do endoskopii w latach 80-tych XIX w. Niestety powodowały one wiele powikłań, głównie poparzeń.

W tym okresie Konrad Rentgen odkrył promienie X, nazwane później jego imieniem. Szybko okazało się, że technika ta znajduje zastosowanie w badaniu nie tylko układu kostnego ale też, po zastosowaniu odpowiednich kontrastów, układu pokarmowego i naczyniowego.

Endoskopia, choć powoli rozwijała się, była bardziej eksperymentem klinicznym, niż rutynowym badaniem. Jedną z pierwszych gastroskopii w roku 1868 wykonał Adolf Kussmaul. Pacjentem był zawodowy połykacz noży pracujący w cyrku. W 1881 Jan Mikulicz Radecki oglądał za pomocą sztywnego gastroskopu wnętrze żołądka z zaawansowanym rakiem. W swoim geniuszu stwierdził, że liczy na to, iż rozwój endoskopii pozwoli na obserwację tej choroby w niższych stadiach zaawansowania. Jego proroctwo spełniło się w latach 60-tych XXw. w Japonii, kiedy zdefiniowano pojęcie raka wczesnego.

W 1932 Schindler skonstruował gastroskop z ruchomą końcówką. Rozwój techniki, a zwłaszcza miniaturyzacja pozwoliły na konstrukcje coraz to nowych urządzeń. W latach 50-tych XX w., Palmer i Hopkins opracowali technikę światłowodów, którą zastosowano w endoskopach, początkowo sztywnych, zaś następnie giętkich. W 1958 pochodzący z RPA amerykański gastroenterolog Basil Hirschowitz, przedstawił nowy typ gastroskopu, całkowicie giętki. Od tej pory całe badanie odbywało się pod kontrolą wzroku.

W tym samy czasie dokonano następnej rewolucji, czyli wprowadzenie „zimnego źródła światła”. Usunięto żarówkę z endoskopu, a światło do obiektu badanego także docierało poprzez światłowody. Rozpoczęła się era nowoczesnej endoskopii, dzięki której rozwinięto takie techniki jak ECPW, polipektomię, mukozektomię , poszerzanie balonem czy protezowanie. Było jednak jedno "ale". Endoskopista w czasie badania był sam. Tylko on widział co się dzieje.

I tu zaczyna się historia z gatunku opowieści o Jamesie Bondzie. W 1957 roku ZSRR wystrzelił pierwszego sztucznego satelitę. Niebawem przestrzeń wokół naszej planety zaroiła się od sputników wszelkiego rodzaju, z których większość miała charakter szpiegowski. Po zestrzeleniu Powersa i jego samolotu U2, okazało się że zdjęcia trzeba robić z kosmosu. Był jednak mały problem. Jak przekazać je na ziemię. Amerykanie mieli satelitę, z genialną jak na owe czasy optyką i pewnego razu samolot nie zdołał „odebrać” lecącej z góry przesyłki. Dziesiątki kilometrów taśmy uległo zniszczeniu, choć podjęto akcję podobną do odkrycia wraku Titanica. Rosjanie próbowali wywoływać je w automatycznych laboratoriach w kosmosie i przekazywać drogą radiową obraz. Jednak jakość analogowego przekazu była kiepska. Podjęto intensywne prace nad zdalnym przezywaniem obrazu wysokiej rozdzielczości. Ich efektem stała się matryca CCD, którą każdy ma teraz w „komórce”. Obraz można było przekazywać cyfrowo. Początkowo utajniony projekt przeniknął do „cywila” i znalazł zastosowanie w astronomii, fotografii i wielu innych dziedzinach, w tym medycynie.

Dziś większość sprzętu "skopowego" oparta jest na tej technice. Współczesne endoskopy nie mają już więc okularu, a chip i kamerę cyfrową , dzięki której transmitowany obraz widoczny jest na olbrzymich monitorach. Podobnie jak przy operacjach laparoskopowych, ogląda to samo cały zespół. Dzięki temu zgranie zespołów w zabiegach endolaparoskopowych staje się podstawą współczesnej małoinwazyjnej chirurgii. Nie wiadomo jednak czy technika i medycyna powiedziała w tej kwestii ostanie słowo. Osobiście wydaje mi się, że nie.

*Tekst ukazał się po raz pierwszy na stronie Facebooka profesora Szczęsnego.

Bibliografia:

From the Lumen to the Laparoscope Irvin M. Modlin, MD, PhD; Mark Kidd, PhD; Kevin D. Lye, MD

Wojciech Szczęsny

Profesor UMK, wykłada na Katedrze Chirurgii Ogólnej, Chirurgii Wątroby i Chirurgii Transplantacyjnej UMK.