【摘要】 環鉆術是人類歷史上第一個神經外科手術，這一手術最早可以追溯到公元前10000年。最初環鉆術被人們用于治療頭外傷和宗教活動，新石器時代末期Hippocrates將醫學和神學、巫術區分開來，使環鉆術純粹用于醫學治療。6個世紀后Galen進行了大量的神經解剖和生理的實驗研究，使環鉆術的手術指征更加廣泛和科學，手術器械和技術也得到了完善和提高。在以后的1000多年時間里Galen所創造的這些有關神經系統的醫學理論和環鉆術手術技術一直處于主導地位，之后隨著神經解剖、神經生理理論的發展和其他領域科學技術的進步，環鉆術這一古老的神經外科手術逐步發展成了現在的開顱術。

【關鍵詞】 神經外科;環鉆術

環鉆術(trepanation)就是在顱骨上打孔、暴露顱內結構的外科手術[1]，現有考古學證據表明這是人類歷史上第一個神經外科手術，這一手術最早可以追溯到公元前10000年[1，2]。隨著人類歷史的進步，環鉆術也得到了發展和完善，以至于今天現代神經外科開顱術中仍然能夠看到它的影子。

1 環鉆術的概念[1～3]

環鉆術這一術語起源于希臘文“τρυπαυου”，意思是鉆孔、鉆頭或環鉆。它的確切定義是：為了醫學和神學的目的，在顱骨上鉆孔、暴露顱內結構的過程。它含有4項技術內容：(1)環形鉆孔去除顱骨(圖1a);(2)鉆孔后刮除或挖除顱骨(圖1b);(3)在顱骨上做4個垂直的直線切割，去除一塊方形的顱骨(圖1c);(4)在要切除的顱骨周圍鉆若干小孔，然后將這些小孔通連以去除中間的顱骨(圖1d)。在世界各大洲的考古活動中，如中美洲、南美洲、非洲、亞洲、歐洲和太平洋島國均發現有實施環鉆術的證據，表明當時環鉆術的應用十分廣泛，幾乎遍布世界各地。

2 環鉆術的發展

2. 1 新石器時代中、早期的環鉆術[1～6] 新石器時代中、早期人們使用尖銳的石頭進行環鉆術，手術的目的是治療小兒癲癇和頭外傷造成的顱骨骨折、癲癇和頭痛。那時候人們認為癲癇的原因是顱內存在邪惡的幽靈，通過環鉆術將頭顱中邪惡的幽靈釋放出來就能緩解癲癇發作。另外，考古學家發現環圖1 環鉆術的方法

鉆術的部位多見于左顳及前額，因而推測手術的目的是用來治療頭外傷，因為古代戰場上右利手敵人易造成被攻擊者左顳受傷，攻擊也多來自前方造成前額受傷。考古學家還發現有的環鉆術部位有骨折線，這是環鉆術用于治療頭外傷更為可靠的證據。這個時代人們使用環鉆術除了用于醫療目的外，也用于宗教活動、驅除妖魔。早在10000多年前人類就能進行這種開顱手術實在是一個奇跡!但更讓人驚奇的是手術后居然有很多受術者能夠存活。考古發現很多實施環鉆術的顱骨鉆孔邊緣有新生骨形成(圖2)，這表明受術者術后存活了相當長的時間。Julio對400個秘魯出土的實施過環鉆術的顱骨研究發現，250個顱骨鉆孔邊緣有新生骨生成的證據，也就是說超過50%的受術者術后存活了相當長的時間。考慮到有些環鉆術是在傷者死后進行的，所以有人推測術后存活率為70%左右。在美國和加拿大的考古發現環鉆術后存活率高達90%。圖2 秘魯出土的公元前約2000年的顱骨，顯示鉆孔周邊有新生骨形成

2.2 新石器時代末期的環鉆術[1，2，7，8] 新石器時代末期古希臘出現了一位偉大的醫學家、科學家和思想家--Hippocrates。Hippocrates(公元前460-377，圖3)生活在古希臘文明最輝煌的時期，對包括環鉆術在內的人類醫學起到了革命性的推動作用。Hippocrates是第一個將醫學和神學、巫術區分開的人，他反對以前人們認為疾病是由于邪惡的幽靈造成的觀點，認為疾病的形成是有客觀原因的，醫學是一門不同于神學的科學。他在治療病人時強調詳細了解病史、仔細觀察和檢查、對外傷要進行觸診，然后確定治療方法和判斷預后。這些與現代醫學診療病人的過程基本一致，因而后人將Hippocrates稱作醫學之父。Hippocrates不僅善于治療疾病，還注重經驗總結和理論研究，一生中寫下了大量的醫學文稿。他這些文稿被后人于古羅馬時代(主要于117-138年)收集整理成為一部醫學巨著--《Hippocrates文集》(圖4)。這部文集收錄了Hippocrates70篇各種題材的文章，包括教材、講稿、研究記錄、哲學散文和各種治療經驗。這些文章不僅包含有醫學方面的內容，也涉及倫理學并闡述了醫學與哲學的關系以及醫學不同于神學的觀點，其中《希波克拉底誓言》(Hippocratic Oath)仍是今天醫學生的必修課。Hippocrates所處的年代戰爭頻發，當時包括Hippocrates在內的醫師有很多接觸和處理頭外傷病人的機會，這促進了人們對頭外傷治療的進步。Hippocrates對人類神經外科的貢獻是他于公元前400年前后寫成了《頭外傷》(On Injuries of the Head)。書中對頭外傷進行了人類歷史上第一次分類并提出了不同類型頭外傷的治療方法。Hippocrates將頭外傷分為6類：(1)線形骨折;(2)顱骨挫傷;(3)凹陷性骨折;(4)凹痕骨折，即兵器打擊顱骨造成外板凹陷，但內板完整;(5)遠處骨折，既傷口遠處的骨折;(6)顱縫處損傷。

對線形骨折、顱骨挫傷、凹痕骨折和遠處骨折Hippocrates提倡用環鉆術進行治療，但奇怪的是他反對用環鉆術治療凹陷性骨折。Hippocrates認為同樣外力造成的顱縫處損傷較其他部位的損傷更為嚴重，預后較差。在用環鉆術處理顱縫處骨折時要避開顱縫，不能在顱縫上鉆孔，這與現代神經外科學的觀點一致，但Hippocrates沒有解釋為什么要這樣做。在處理頭外傷時Hippocrates也提倡使用切開技術，既將傷口延長擴大，目的是便于檢查骨折情況，選擇治療方法。也有學者認為切開技術有利于引流，減少感染的發生。在那個時代Hippocrates就觀察到顳部血供豐富，因而不提倡在顳部使用切開技術，同樣道理Hippocrates也禁忌在顳部實施環鉆術。Hippocrates不僅提倡用外科手術處理頭外傷，也重視外科干預的時機。他主張對頭外傷應盡早實施環鉆術，對傷情較重或暫時不能明確診斷的頭外傷應將傷口切開擴大，然后用煮熟的面粉和醋做成的糊劑充填傷口，24h后重新檢查傷口，對有指征的骨折實施環鉆術，手術一般應在傷后3天內完成。Hippocrates除了用環鉆術治療頭外傷外，還治療顱高壓造成的視力障礙。Hippocrates在他的著作中寫道“沒有明顯眼部疾患出現視力障礙時，應在頂部切開頭皮實施環鉆術，釋放下面的液體--這是這種疾病的治療方法，治療后病人能夠好轉。”新石器時代末期用于環鉆術的手術器械也有了很大的進步，由原來的石器演變成了青銅器，由原來單一的鉆演變為多種器械并用。Hippocrates描述的環鉆術手術器械主要有4種--普通鉆、帶鋸齒的鉆、探條和骨刮匙。普通鉆用于鉆孔，帶鋸齒的鉆可鋸除顱骨，探條用來探察鉆孔的深度和鉆孔底部骨質的活動度，防止損傷硬膜;骨刮匙用于探察傷口和刮除挫傷的顱骨。在那個時代環鉆術手術技術也有了長足的進步。Hippocrates強調：鉆孔需要耐心和時間，鉆孔過程中要不時地停下來觀察和用探條探察鉆孔的深度和剩余骨的活動度，防止損傷硬膜。那時環鉆的性能已大大優于以往的石器鉆，鉆孔速度加快，鉆孔過程中會產熱，因而Hippocrates提倡鉆孔時要不時地用水降溫。Hippocrates所處的年代不允許解剖人體，人們只能通過對人體的觀察和外部觸診來了解人體解剖學知識，有時也通過動物解剖來推斷人體結構。因而那時候人們對人體的解剖結構了解不多，在Hippocrates遺留下來的著作中僅有對顱縫的描述。他認為人的顱骨上有3條顱縫，分別呈希臘字母的“χ”、“τ”和“ι”形。圖3 Hippocrates(公元前460-377)雕像圖4 《Hippocrates文集》封面照片

2.3 Hippocrates之后的環鉆術[1，2，9，10] Hippocrates之后環鉆術不斷地得到傳播和發展，但不論是手術適應證還是手術技術、手術器械以及相關的解剖研究都進步不大。直到公元2世紀人類醫學史上出現了另一個里程碑式的人物--Galen，環鉆術的發展才得到了又一次的飛躍。Galen(公元129-200，圖5)出生于土耳其一個知識分子家庭。他的父親是位建筑師，但對醫學也很感興趣。在家庭的熏陶下，Galen進入醫學院校學習，先后學醫8年，28歲時被指派做專門為角斗士治病的醫師，從而積累了大量治療外傷，特別是頭外傷的經驗。6年后Galen來到了當時世界上最發達的羅馬帝國，由于他出類拔萃的醫術，很快就成為了皇家私人醫師。在皇權的保護和支持下Galen進行了大量的醫學研究和教學，并寫下了大量醫學著作。Galen的著作包括講稿、論文和書籍，總計超過400萬字。Galen十分推崇醫學實驗，包括解剖學、生理學和治療學的實驗，由此將過去的經驗醫學轉變成為經驗加實驗的醫學。圖5 Galen(公元129-200)畫像

Galen十分強調解剖的重要性，在他的著作中有這樣的描述，“一個人(可能指外科醫生)如果不了解重要神經、肌肉、血管的位置，他很可能造成病人的殘疾甚至死亡。”他解剖了大量類似于人的動物，如猿、猴等，并派他的學生到戰場上解剖戰死的敵人的尸體，從而獲得了大量解剖學知識。在神經解剖方面Galen首次描述了胼胝體、腦室、中腦導水管、穹隆、頂蓋、松果體、垂體和顱神經。通過實驗Galen還發現了周圍神經與脊髓的關系、神經和肌肉活動的關系以及部分顱神經的功能。

環鉆術在Galen所處的時代也獲得了巨大的進步，首先是手術適應證得到了擴展，其次是手術器械得到了改進和增加，手術技術進一步提高。Galen不僅將環鉆術用于治療，也用來進行實驗研究。例如他用環鉆術打開動物的頭顱，壓迫腦室觀察動物的反應。在頭外傷的治療上Galen主張各種骨折包括凹陷性骨折都適合用環鉆術治療，手術的目的是去除或撬起骨折片、緩解顱內壓、清除顱內血腫、引流顱骨下面的膿液。Galen也是腦積水研究的先鋒，他首次對腦積水進行了分類，并用環鉆術進行治療。1995年在羅馬市郊的一次考古研究中發現了用環鉆術治療腦積水的實物證據。當時發現行過手術的顱骨骨窗位于額頂部，范圍達5cm×5cm。Galen描述的環鉆術手術器械除了鉆外還有骨鉗(圖6)、骨撬(圖6)、骨鑿和硬膜保護板。當時所用鉆最大的進步是有了硬膜保護裝置，這個裝置主要是通過限定鉆頭的長度保護顱骨下的結構。骨鉗能夠更安全的取除顱骨，骨撬用于撬起凹陷的顱骨，骨鑿用來擴大骨窗和去除顱骨。在手術過程中，將硬膜保護板通過骨折線深入到顱骨和硬膜之間，用于進一步的硬膜保護。圖6 Galen描述的骨鉗(上)和骨撬(下)

在手術技術方面Galen提倡病人采用坐位手術，這樣有利于術中出血的引流，保持術野清晰，在當時沒有吸引器和良好照明的條件下這一做法無疑是一個很大的進步。Galen也十分注意術中硬膜的保護，他除了在術中使用硬膜保護板外還強調：鉆孔時要反復觀察鉆孔的深度和內板的情況，避免鉆孔過深損傷顱內結構。Galen也注意減少術中出血和術后失血，但目前還沒有發現他術中止血方法的證據。術后Galen用兩種藥膏涂抹傷口以達到止血和治療的作用，一種是醋、蜂蜜、海鹽和雨水的混合物，另一種是草藥汁加鴿血和黑珊瑚粉。在顱骨上開較大的骨窗時Galen采用兩種方法：一是先用小的鉆頭在要去除的顱骨周圍鉆若干小孔，然后用骨鑿將這些小孔通連，整個去除一塊顱骨;另一種方法是先在顱骨上鉆孔，然后用骨鑿鑿除鉆孔周圍的顱骨，逐漸擴大骨窗。Galen還觀察到并描述了術中腦膨出，但當時包括Galen在內的醫師對此毫無辦法。Heliodorus是與Galen同時代的另一位杰出的醫師，他關于環鉆術的手術指征、手術技術和手術器械的描述與Galen大體一致，但他強調根據不同的手術部位，病人采用不同的體位，手術者站在不同的位置。他也提倡手術時堵塞病人的耳朵以減少病人對手術噪音產生的恐懼和緊張。Galen和他同時代的醫師創造的這些有關神經系統的醫學理論和環鉆術手術技術在以后的1000多年時間里一直處于主導地位。在以后的歲月里隨著神經解剖、神經生理理論的發展和其他領域科學技術的進步環鉆術這一古老的神經外科手術逐步發展成了現在的開顱術。

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