第一章 胸外科学发展与医师培养
第一节 胸外科学发展史
1970年，在第50届美国胸外科年会上Leo Eloesser被特邀发言，他称普通胸外科已经成为一门“刻意追求和科学指导的艺术”。20世纪以前，人们对自身解剖结构和生理调节的认识为胸外科的发展奠定了坚实的基础，特别是19世纪末，医学各个领域的革命性进步，使得20世纪胸外科的形成和发展成为可能。例如，1842年Long和1844年Wells将麻醉学应用于临床，1863年Pasteur发现了细菌，1867年Lister用外科方法治疗感染化脓性疾病，1895年Roentgen发现了伦琴射线，以及1870～1880年Billroth对腹外科的发展。
胸外科的诞生日期没有准确的记录，也没有具有标志性意义的特殊事件，胸外科学也不起源于某个国家或某个学校。但是，早在Hippocrates所在时代，已经出现以治疗为目的的胸部外科手术的记载。Hippocrates曾经避开肋间动脉损伤而在肋骨上钻孔进行脓胸引流，并在周围填塞敷料以使液体和气体流出，同时又避免了气胸的发生，Hippocrates还描述了结核病的特点，如体重下降、消瘦等消耗性表现。
到了20世纪，胸外科开始建立，逐步发展并趋于完善，形成了一个单独的外科学分支，无论是胸部创伤外科、肺外科、食管外科、纵隔外科，还是后期随工业革命发展起来的胸腔镜外科，都得到了长足的进步和发展。通过长期实践，人们对机体生理、病理过程的认识更加深入，从而推动了胸外科从单纯破坏性外科手术向以维持适宜生理功能为目的的治疗发展。作为一名胸外科医师或者有志成为一名胸外科医师的临床住院医师或医学院校的学生，有必要对胸外科的发展历史有所了解，领悟前人是如何从一些偶然的现象中发现、开拓出新的技术领域，并使之逐步成为标准化的操作模式，从而为以后在临床实践中对现代胸外科技术的理解和创新打下坚实基础。
一、胸部创伤外科
历史上胸部创伤外科经验的积累伴随着战争而发展起来。在第一次世界大战期间，人们开始认识到胸膜腔内积气、积血和积脓是引起战时死亡的重要原因，从而建立了气胸、血胸和脓胸的基本概念，以及相应的处理方法。
第二次世界大战中，人们对于维持人体正常生理结构完整的认识更加完善，因此，对于胸部外伤的治疗更趋向于生理化，如迅速关闭开放性胸部创伤的伤口并施行胸腔闭式引流，使萎陷的肺尽快膨胀复张，恢复其正常的通气和换气功能；固定浮动的胸壁，防止反常呼吸；清除气管、支气管内分泌物，用气管插管或气管切开的方式保持气道通畅。这些技术简便易行，在当时的战争中，对抢救伤员的生命起到了非常积极的作用。
在第二次世界大战中，Brewer等第一次阐述了“创伤性湿肺”的概念，认为在脑部、胸部、腹部或肢体严重创伤过程中，肺对其液体容量迅速增加产生了巨大反应。1944年间歇正压呼吸机研制成功，有效地治疗了与各种创伤相关的严重肺水肿。后来这种“创伤性湿肺”被命名为呼吸窘迫综合征。此外，Brewer等还规范了胸膜剥脱术的手术适应证和手术技巧，制订了胸腔内弹片和异物的外科处理方法，并确定了胸部外伤和胸腔内感染时应用抗生素的重要意义。
白求恩是中国人民所熟悉的国际共产主义战士，同时他也是一位杰出的胸外科医生。白求恩曾是加拿大外科医师协会的五位执行委员之一，他改良或发明了12种医疗器械，其中肋骨剥离器和白求恩肋骨剪至今仍然在胸外科临床上广泛应用。1930年，白求恩发明了滑石粉胸膜融合技术，用于治疗恶性胸腔积液和气胸。他竭力主张社会化医疗制度，被认为是西方医疗保险制度的先驱。1938年，白求恩为了共产主义信念来到中国，支援中国人民的解放事业，曾创下连续工作69小时，为115名伤员进行手术的记录。1939年秋天，白求恩在抢救伤员的过程中伤及手指，造成感染性链球菌淋巴管炎，于1939年在河北省唐县黄石口村不幸逝世。国际胸外科界对白求恩在学术上所做出的贡献评价颇高。毛泽东对白求恩为中国人民的解放事业而奉献的精神给予了高度的赞扬，并号召全国人民学习白求恩精神。
二、肺外科
（一）肺切除手术
1821年，Anthony在无麻醉的情况下施行了世界上第1例开胸肺部分切除术。1913年，Meltzer和Auer在19世纪开创的麻醉学基础上，建立了气管内插管麻醉方法，为开胸和肺切除手术奠定了基础。1910年，Kummel用钳夹闭合肺门的方法为1例患者施行了全肺切除术，术后钳子留在体内，患者存活了6天。20世纪20年代，Shenstone和Janes用止血带结扎肺门的方法进行肺叶切除，该方法简单而安全有效，但术后支气管胸膜瘘的发生率极高。1922年，美国纽约的Lilienthal报道了14例单纯肺叶切除术患者，死亡率达43%。
20世纪30年代初，Nissen和Haight先后用止血带法行分期的双肺叶切除术和全肺切除术。1931年，Churchill和Belsey进行了世界上第1例解剖性肺叶切除术。
直至1942年，Blades和Kent应用肺血管和支气管分别结扎的方法进行了肺下叶切除，由于对解剖结构认识和外科技术水平的局限性，他们认为肺上叶切除在解剖和手术技术上是不可能完成的。但同年7月，Brewer证实在掌握和了解肺上叶的解剖结构基础上，应用血管和支气管分别结扎法完全有可能进行肺上叶切除，术后安放两根胸腔引流管，可使剩余的下肺迅速膨胀，减少术后并发症的发生。采用血管和支气管分别结扎法进行肺叶或全肺切除，显著减少了止血带法进行肺叶切除术后常见的支气管胸膜瘘的发生。有些外科医师还采用闭合支气管后用带蒂的心包瓣包埋支气管残端的方法预防支气管胸膜瘘。1943年，Huber和Jackson详尽描述了肺各叶的血管、支气管解剖，并系统地对肺段、肺血管分支和支气管分支进行了命名，为胸外科的进一步发展奠定了解剖学基础。1946年，Allison经临床证实了心包内处理肺血管的安全性和可靠性。
在支气管成形并肺切除方面，1932年，Bigger首先为一名14岁男孩施行了左支气管切开、支气管内肿物摘除术，术后病理报告为恶性肿瘤。一周后再次为该患者施行了左全肺切除术。1947年，Thomas为一名患右主支气管腺瘤的英国皇家空军学员施行了右主支气管袖状切除术。
在肺癌的治疗方面，1933年，Graham为一名患有肺癌的牙科医生施行了全肺切除术，术后患者生存20余年，*终死于非癌性疾病，且之后的病理学检查结果确诊为类癌，尽管如此，这依然增强了外科医师和患者治疗肺癌的信心。之后在全世界范围的各个医学中心应用外科手术方法，施行楔形切除、肺叶切除或一侧全肺切除治疗肺癌的病例报道逐年增多。为了培养国际胸外科人才，自1951年开始，美国胸外科学会提供Graham奖学金，每年资助一名从全世界范围内评选出的优秀青年胸外科学者，可在美国数个医疗中心进行为期一年的学术交流。近30年来，肺癌发病率逐年增高，越来越受到人们的重视，胸外科医师也把更多的精力放在肺癌的早期发现、早期诊断和早期治疗上。
除了解剖性肺叶切除术，1952年，Allison首次应用支气管袖状切除术治疗支气管肺癌，这种手术技巧为肺功能差而不能耐受全肺切除的患者提供了外科治疗的机会。1959年，Johnson和Jones首次报道了68例支气管肺癌患者支气管袖状切除术后长期随访结果，提出经过适当选择的肺癌患者，支气管袖状切除术后的长期生存率与接受传统肺叶或全肺切除术的患者无明显差异。
1939年，Barney和Churchill首先为一例肾细胞癌肺转移的女性患者施行了肺叶切除术，术后患者生存了23年。1944年，Blalock首次为结肠腺癌肺转移患者施行了肺叶切除术。1947年，Alexander和Haight提出了各器官的原发癌或肉瘤伴发肺转移的患者，可从外科切除肺转移瘤中获益。
在我国胸外科的发展进程中，*早的工作可以追溯到20世纪30年代。北京协和医院首先组建胸外科专科，当时开展了胸部创伤、脓胸和肺结核的外科治疗。1937年，王大同医师首次在北京协和医院为一名支气管扩张患者施行了肺叶切除术。1941年，张纪正医师在北京协和医院首次为国内肺癌患者施行了一侧全肺切除术。1947年初至1949年年底黄家驷在3年内为肺结核、支气管扩张、肺囊肿及肺癌等各种疾病患者施行了50例肺切除术，是当时国内报道*多的一组。此后，国内多家医院相继开展肺切除术治疗肺结核、支气管扩张、肺脓肿、肺癌等，并且积累了大量的临床经验。同时，我国胸外科医师紧跟国际胸外科学发展，很快掌握了支气管袖状切除等手术技术，做到在尽可能多地切除病变前提下，保留更多有功能的肺组织。在肺转移瘤的治疗上，我国胸外科医师在国际会议上报道了大组应用肺叶切除治疗滋养细胞肿瘤肺转移的临床经验，积累大量临床病例，引起世界瞩目。
（二）气管、支气管外科
气管造口术是古老的外科手术之一。对于高位气管梗阻患者，低位气管造口术是维持患者生命的关键措施。而气管环状切除术首先是由Belsey于1950年完成的，参照1949年Bob和Bateman尸检研究结果，他提出气管切除并一期修复应局限在4个气管软骨环或2cm之内。放射学研究显示，在颈部极度俯曲和过伸时，胸骨上窝以上部分气管可有2.5cm长度的变化。1950年，Ferguson通过动物实验和对人体气管弹性的观察，认为切除1/3气管后仍能实现对端吻合。1957年，Barclay等为2例患者切除5cm长气管，同时广泛游离气管后进行对端吻合，并将左主支气管再植至右侧中间段支气管。1961年，Michelson等在进行认真的尸检研究后表明，在切断肺下韧带和充分游离左主支气管后，气管可以切除的长度为4～6cm，50岁以上的患者，气管的移动性只有30岁患者的一半。1964年，Grillo等提出成人大约1/2的气管被切除以后，仍可行对端吻合。由于个体解剖、年龄、身体姿态或其他因素的差异，气管可以被切除的长度也有所不同。此后，一期气管切除和重建技术被广泛应用于临床并得到了快速发展。
临床上气管广泛损伤和较长节段气管病变切除后难以进行气管对端吻合，气管重建需要气管替代物。管状气管替代物很早就出现了，其材料包括金属、玻璃、塑料等，以及有或没有支撑材料的合成组织，但由于感染、慢性溃疡、肉芽组织增生、炎症侵蚀和替代物松动等诸多问题，总的来说，气管替代物的临床应用并不成功。应用同种移植物替代气管，无论如何处理移植物，*终均会被瘢痕组织所取代。自体气管移植片即使有充足的血液供应，也不易正常生长，组织会缓慢发生无菌性坏死，逐渐被瘢痕组织所代替，从而不可避免地产生狭窄。利用自体组织重建气管，主要有翻转带蒂食管片、带蒂小肠、胸壁肌皮瓣和肋软骨肋间肌瓣等组织。Nelson等在一组动物实验中利用大网膜包裹人工气管支架和自体组织，为其提供血运，但*终结果显示，气管支架脱落、气管软化、瘢痕形成及气管狭窄，是影响实验成功的主要问题。
1950年，Daniel、Ferguson、Jackson等先后报道了犬同种异体气管移植的实验研究，所有实验犬均于术后2周左右出现严重的气管狭窄，并死于气管阻塞及肺炎。1979年，Rose等报道了人类同种异体气管移植，术后患者生存9周。随着有效免疫抑制剂的临床应用，各种脏器的移植均取得明显进展，然而气管移植却停滞不前。气管的血供呈节段性分布，上段由甲状腺下动脉的第三分支供给，下段由支气管动脉分支供给，这两组动脉细小，在气管移植中很难通过血管吻合来使移植气管获得血运，这是气管移植失败的主要原因。为了解决这一难题，人们进行了大量的动物实验，比较成功地建立移植气管血运的方法是带蒂大网膜移植。Takachi和Li的犬气管移植实验中，带大网膜的自体气管移植的成功率达83%。解剖检查发现，移植气管无收缩、肉芽组织形成或坏死，组织学检查显示移植气管结构无变化。带大网膜的异体气管移植的成功率约为44%，不带大网膜的自体气管移植的成功率约为50%。实验结果证明，利用带蒂大网膜可对移植气管进行再血管化，增加移植气管的抗感染能力，是加快移植气管愈合和提高术后动物
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