多年来,人类的预期寿命显著提高。虽然有很多发展导致人类寿命延长,但大部分进步都来自少数几个重大进展,其中最重要的是外科手术的发展。如今存在的外科手术类型只是漫长的身体医疗程序的最新成果。在本期《无处不在的日常》节目中,了解更多关于外科手术以及使现代手术成为可能的技术和科技。
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疫苗接种、抗生素和外科手术。疫苗接种和抗生素是化学和生物治疗方法。然而,外科手术是物理的。它涉及使用器械来物理地修复、修理或移除身体中的东西。大多数情况下,这是一种侵入性手术,需要在皮肤上切开。如今有不同类型的外科手术,从常规门诊手术到可能涉及全器官移植的极其严重的手术。
但所有这些外科手术类型都有相同的总体历史,而这段历史比大多数人意识到的要久远得多。最早的外科手术证据可以追溯到大约1万年前的新石器时代。考古发现表明,史前人类进行过开颅术,这是一个在头骨上钻孔或刮擦孔的过程。
令人着迷的是,许多这些古代头骨都显示出愈合的迹象,表明患者实际上挺过了这些手术。我们不知道这些手术的确切目的。它们可能是为了治疗头部受伤,或者可能是为了回应关于释放邪灵的精神信仰而进行的。然而,鉴于缺乏医学知识甚至金属加工知识,这些早期接受手术的人大多不需要它,就像他们不需要头上的另一个洞一样。
古代文明以非凡的方式在这些早期基础上发展壮大。来自古埃及的埃德温·史密斯纸莎草纸,其历史可以追溯到公元前1600年左右,读起来就像一本早期外科手术教科书,描述了48例创伤及其治疗方法。埃及医生了解伤口护理,使用动物肌腱制成的缝合线,甚至进行过基本的去除白内障手术。
他们以令人惊讶的有条理的思维方式对待医学,对损伤和结果进行分类,就像现代医学案例研究一样。在古代印度,苏什鲁塔(通常被称为外科手术之父)在公元前600年左右编纂了《苏什鲁塔本集》。这篇文献描述了300多种外科手术和120种外科手术器械。
苏什鲁塔的作品包括摘除白内障、切除肾结石以及用于重建鼻子和耳朵的非常详细的整形外科技术。这些描述的精确性表明对解剖学的理解非常精湛,西方世界在1000多年里都没有达到这种水平。使这些早期手术成为可能的关键进展是通过酒精、鸦片或各种植物提取物开发基本麻醉。
古代外科医生也认识到清洁的重要性,尽管他们不了解感染背后的科学原因,因为感染的细菌理论还要过几千年才会出现。希腊人,特别是希波克拉底和盖伦,以及罗马人,都在此基础上发展壮大。
盖伦,一位公元2世纪在罗马的希腊医生,进行动物解剖并广泛撰写关于解剖学的文章,影响了欧洲超过一千年的外科理论。然而,罗马外科手术主要限于战场医学。在罗马军队中,野战医生被分配到军团,通常在营地附近设立的指定医疗帐篷或野战医院工作。
这些外科医生接受过伤口护理、截肢和骨折治疗方面的训练,经常使用镊子、手术刀和骨锯等工具,这些工具与现代外科手术器械非常相似。使用了灼烧和草药防腐剂,但与古代印度人一样,他们不知道它为什么有效。中世纪的欧洲与外科手术有着复杂的关系。基督教的影响创造了一个悖论。虽然照顾病人被认为是神圣的工作,但切入人体却被认为是有问题的。
这导致了诊断疾病和开出治疗方案的医生与理发外科医生之间的分歧。理发外科医生是中世纪和近代欧洲的医疗从业人员,他们提供各种服务,从剪发和刮胡子到进行外科手术,例如放血、拔牙、切开脓肿和截肢。
随着时间的推移,理发外科医生变得越来越重要,尤其是在军事和城市环境中,尽管他们通常被视为工匠而不是学术医学精英的成员。他们的行业在几个国家正式得到认可,例如1540年在英国成立理发外科医生公司,尽管随着医学科学的进步,外科手术和理发最终分成了不同的职业。
理发杆上有红色条纹的原因是他们过去进行放血。在此期间,伊斯兰世界成为外科手术进步的领导者。例如,10世纪在科尔多瓦的扎拉维医生撰写了全面的外科手术文献,其中包括外科手术器械的详细插图。他的作品《阿尔-塔斯里夫》描述了去除肾结石、进行剖腹产和治疗骨折的程序。
伊斯兰外科医生还在眼科方面取得了重大进展,开发了去除白内障的复杂技术。尽管这些中世纪的外科手术非常复杂,但它们缺乏有效的麻醉和防腐措施。外科医生通常必须快速工作,由于感染和休克,患者的存活率很低。文艺复兴带来了思想上的根本转变,彻底改变了外科手术。
这一时期对直接观察和解剖学研究的重视,由达芬奇和维萨里等人物开创,首次为外科医生提供了关于人体解剖学的准确知识。法国军事外科医生安布鲁瓦兹·帕雷在16世纪做出了一些关键的创新。他放弃了用沸油灼烧伤口的残酷做法,而是使用更温和的治疗方法和结扎来结扎血管。
印刷术的发展也使外科知识传播得更快。详细的解剖学文献以及准确的插图变得可用,使欧洲各地的外科手术教育标准化。18世纪和19世纪,外科手术变得更加系统化和科学化。英国的约翰·亨特将外科手术确立为基于仔细观察和实验的科学学科。他强调在尝试治疗之前要了解潜在的病理。
尽管如此,亨特仍然遭受着与古代和中世纪外科医生相同的根本问题。19世纪解决了这些古老问题的许多问题。首先是使用乙醚作为麻醉剂。1846年,威廉·莫顿在马萨诸塞州总医院公开演示乙醚麻醉,标志着外科手术的真正开始,正如我们今天所知的那样。外科医生第一次可以有条不紊地工作,而不会造成难以忍受的疼痛。
这一单一进展为复杂内部手术的可能性打开了大门。你可能看过电影,在截肢之前,病人被要求在喝了一口威士忌后咬住一根棍子。有了麻醉,这种事情不再需要了。尽管它在整个19世纪仍然发生。19世纪的另一个重大进展是路易斯·巴斯德的疾病细菌理论,我在之前的节目中已经介绍过。
英国外科医生约瑟夫·李斯特利用巴斯德的理论,开始使用石炭酸来消毒手术器械、清洁伤口和喷洒手术室的空气,这导致与感染相关的死亡人数显著下降。他的方法最初遭到抵制,但最终得到广泛接受,为现代无菌手术奠定了基础。
1879年,美国化学家约瑟夫·劳伦斯开发了自己的外科防腐剂,并以李斯特的名字命名。这个名字是李施德林。随后是通过高压灭菌器进行器械消毒、洗手、手术手套和无菌手术衣。这使得手术室更加安全,并扩展了手术的可能性。
另一个重大进展是对止血或血液凝固的更好理解,以及控制出血的改进技术的开发,这使得外科医生能够进行更复杂的手术,而不会使患者流血致死。20世纪初,外科手术发展成为我们今天所认识的复杂学科。并且有一些关键的发展促成了这种转变。
1895年德国物理学家威廉·伦琴发明X射线标志着医学和外科手术的突破性进展。这种非侵入性的体内内部结构可视化方法迅速改变了诊断医学,使外科医生能够在不切开的情况下找到骨折、异物和后来的肿瘤。
在其发现后的几个月内,X射线就被欧洲和美国的医院使用,彻底改变了术前计划,并大大提高了手术干预的准确性和安全性。卡尔·兰德施泰纳在1901年发现血型,使安全输血成为可能,大大降低了手术死亡率。
抗凝剂的发现和冷藏的使用使得无需供体在接受者附近即可进行输血。第一次非直接输血发生在1914年,由比利时医生阿尔伯特·休斯顿进行。这导致了血库的创建和献血的广泛实践。更安全的麻醉剂的开发以及对生理学的更好理解使得更长、更复杂的手术成为可能。
即使使用乙醚,手术也必须相对快速,但现在可以进行持续数小时的手术。随着许多这些基础知识的涵盖,为一系列新的外科手术技术打开了大门。20世纪标志着外科手术转变为高精度、通常是挽救生命的医学分支。第一次世界大战和第二次世界大战推动了创伤外科、皮肤移植和重建外科以及输血技术的创新。
随着20世纪50年代心肺旁路机的使用,心脏手术应运而生。心肺旁路机是医疗设备,可在手术期间暂时接管心脏和肺的功能,允许外科医生通过在体外循环和充氧患者的血液来对静止和无血的心脏进行手术。器官移植在世纪中叶成为可能。
20世纪早期的尝试主要由于组织排斥而失败,但在第二次世界大战后,随着对免疫系统的更好理解,进展加快了。1954年,约瑟夫·默里医生首次成功地将一个同卵双胞胎的肾脏移植到另一个同卵双胞胎身上,从而避免了免疫排斥。
神经外科在20世纪成为现代学科。维克多·霍斯利等关键人物开创了脑肿瘤切除术和脊柱手术,而哈维·库欣(通常被认为是现代神经外科之父)引入了细致的外科手术技术、使用电灼术来控制出血以及对脑肿瘤的仔细记录。
腹腔镜手术,也称为微创手术,是一种外科手术技术,允许使用专用器械和称为腹腔镜的摄像机通过小切口进行手术。20世纪发展起来,1983年进行了第一次腹腔镜阑尾切除术,这种方法代表了从传统开放手术的重大转变。
腹腔镜提供来自体内的实时视频馈送,允许外科医生精确地查看和操作器官,同时最大限度地减少对周围组织的损伤。腹腔镜手术缩短了恢复时间、疼痛、疤痕和感染风险,并且已成为许多手术的标准。外科手术的艺术和科学仍在不断发展,并且未来还有许多创新。
达芬奇手术系统等机器人系统允许进行极其精确的动作,切口更小,并发症更少。使用实时 MRI 或 CT 扫描的图像引导手术可以改善神经外科和癌症治疗的结果。远程手术和远程控制的机器人系统也已经过测试,扩展了全球的外科专业知识。
这意味着可以在最偏远的社区建立机器人手术系统,经验丰富的外科医生可以从世界任何地方进行手术。这也不是空中楼阁的科幻小说。已经测试过原型机器人手术系统。从1万年前用粗糙的石器在头骨上刮擦孔到由算法引导的机器进行显微手术,外科手术的历史是一段渐进式改进的旅程。
每一次进步,无论是采用麻醉、防腐剂还是机器人技术,都得益于更广泛的科学和技术革命。如今的外科手术并非完全没有风险,但它比以往任何时候都更加安全有效。它还在生物学和技术的尖端不断发展。无处不在的日常节目的执行制片人是查尔斯·丹尼尔。副制片人是奥斯汀·奥克顿和卡梅伦·基弗。
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