Величайшее открытие Рентгена, давшего человечеству x-лучи, названные его именем, совершило фантастический переворот в медицине, и хирургии в частности. Подумать только, стало возможным видеть внутренние органы и особенно кости, наиболее интенсивно задерживающие x-лучи. Шагнуло вперед, стало более точным распознавание различных болезней.
Была открыта и способность металлов задерживать эти лучи. Так появилась возможность при введении рентгеноконтрастных веществ внутрь осматривать контуры полых органов, изучать поверхность этих органов, выявлять проходимость кровеносных сосудов.
Однако желание увидеть изменение какого-либо органа, потрогать, мягкое оно или твердое, подтолкнуло развитие еще одного метода исследования — эндоскопию («эндо» — «внутри», «скопео» — «смотрю»). Ведь человек привык больше всего доверять своим глазам. Очень важно сопоставить увиденное с тактильными (осязательными) ощущениями.
О методах исследования внутренней поверхности полых органов и некоторых способах лечения будет рассказано в этой главе.
Факир-шпагоглотатель
XIX век в Европе начинался бурно… Гремели пушки… Это было десятилетие военного триумфа Наполеона! Трехцветное знамя развевалось там, где прошли наполеоновские войска. Искусственные границы Франции раздвинулись так широко, что сравнить их можно было только с государством Чингисхана.
В 1806 году немецкий город Франкфурт, расположенный на реке Майн, был взят французами и обложен колоссальной контрибуцией. Франкфурт потерял свою самостоятельность. Бургомистром Наполеон назначил своего ставленника князя Дальберга. Он был тонким политиком и, желая хотя бы на время отдалить народный гнев, решил руководствоваться принципом римских цезарей: «хлеба и зрелищ». Хлеба, правда, было маловато, зато зрелищ достаточно. Во Франкфурт благодаря хорошим подъездным путям хлынули толпы артистов. Дальберг был доволен: народ развлекается, а значит, не помышляет о сопротивлении.
В один из погожих дней начинающейся осени 1807 года, выйдя на балкон городской ратуши, князь заинтересовался собравшейся на площади толпой. Бродячие актеры давали представление…
Красивая цыганка сплясала зажигательный танец. В награду ей достались аплодисменты и град монет. После цыганки выступал дрессированный медведь, его проделки были не сложны, но неожиданно для зрителей весьма ловки. Завершилось выступление медведя борьбой с поводырем. Номер привычный, но он также вызвал бурю восторга, когда пожилой хозяин уложил на землю своего питомца. Ловкость победила силу, находчивость — мощь зверя.
Перед следующим номером воцарилась тишина. В центре появился худой гибкий человек. Он проделал несколько акробатических трюков, которые не вызвали особых восторгов зрителей: акробатами не удивишь! Но вот артист надел на голову белую чалму, сел на корточки и заиграл какую-то заунывную мелодию на флейте. Из корзинки, стоявшей у ног артиста, раскачиваясь из стороны в сторону, появилась большая кобра.
Толпа напряженно молчала. И когда номер закончился, люди облегченно вздохнули: хорошо, ничего не произошло, змея-то ведь ядовитая!
Но тут факир приступил к своему главному трюку: он вынул из ножен обычную блестящую стальную шпагу. Несколько добровольцев из числа зрителей удостоверились, что шпага настоящая. Это князю было уже не интересно, и он ушел, кинув артистам еще несколько мелких монет. А между тем в толпе за факиром наблюдали внимательные глаза. Какой-то незнакомец смотрел все представление из-за этого последнего номера. Ради него он уже много раз смотрит все остальное, щедро одаривая всю толпу…
Факир, запрокинув голову, быстрым, уверенным движением направил острый клинок шпаги себе в рот. Было полное впечатление, что он насквозь проткнул себя шпагой. Погрузив в себя шпагу по самый эфес и подержав несколько минут для большего эффекта, он вынул ее, раскланялся под гром аплодисментов и пошел по кругу собирать плачу за доставленное удовольствие.
Представление для артистов и для зрителей было окончено. А вот для внимательного наблюдателя, о котором мы упомянули, только началось. Он был известным в городе врачом и акушером (в те времена уже намечалось разграничение медицинских специальностей). Звали его Филипп Боццини, по происхождению итальянец, которого судьба и наполеоновское нашествие забросили во Франкфурт.
Образованный, мыслящий врач имел большую практику. Ему приходилось сталкиваться с самыми необычными случаями. К нему обращались люди, подавившиеся костью, случайно проглотившие какой нибудь предмет. Если из глотки часто можно было, не пользуясь никакими приспособлениями, удалить рыбью кость или булавку, то когда подобные предметы проникали глубже, в пищевод, достать или хотя бы разглядеть их было невозможно.
Боццини, правда, знал, что знаменитый врач древности Сукрута пытался извлекать инородные тела из пищевода при помощи гибкого прута, на конце которого прикреплялся маленький шарик, обмазанный специальным клейким составом из воска и меда.
Заставляя больного заглатывать этот шарик, можно было, как утверждала древнеиндийская книга «Аюрведа», наткнуться на проглоченный и застрявший в пищеводе предмет, который прилипал к этому своеобразному клею, а затем извлекался наружу. Все это, возможно, так и происходило, но вероятность стопроцентного успеха при этом сомнительна: вся процедура проходит вслепую.
А как же факиры-шпагоглотатели? Они вслепую проводят длинную шпагу в желудок, через весь пищевод, не повреждая его при этом! Конечно, это искусство, мастерство, но ведь выполняемое для развлечения, для потехи.
Боццини решил, что через пищевод можно безопасно провести прямой металлический предмет. Его надо сделать в виде трубки, через которую, наверно, удастся заглянуть внутрь органа. А если это выйдет, то тогда можно увидеть, что делается в просвете пищевода.
Итак, Филиппу Боццини первому пришла в голову мысль непосредственно осмотреть пищевод, обычно недоступный глазу.
В 1807 году он уже напечатал статью о своем изобретении — приборе, предназначенном для осмотра начальных отделов пищевода. Прибор этот представлял короткую металлическую трубку, на конце которой было поставлено под углом небольшое плоское зеркальце. Инструмент вводился в полость глотки. При помощи второго большого зеркала в просвет трубки направлялся пучок света от керосиновой лампы, который зеркальцем трубки отражался вниз по пищеводу, и глаз исследователя получал отражение просвета пищевода.
Так появился первый на свете прибор, родоначальник всех современных приборов для исследования полостей человеческого тела и носящих название эндоскопов.
Однако первенцу предстояло пройти еще долгий путь, пока он не стал удобным для исследования и перестал быть опасным тем, кому делается исследование.
Первый эндоскоп страдал рядом конструктивных недостатков: во-первых, освещение было недостаточным, во-вторых, длина трубки была незначительной и не позволяла хорошо осмотреть весь пищевод.
Но идея оказалась плодотворной и, как это часто бывает в науке, дала лучшие результаты совсем не там, где она предлагалась.
В течение следующих двадцати пяти лет рядом немецких, английских и французских врачей были сконструированы и стали применяться различные эндоскопические аппараты для осмотра мочевого пузыря, матки, прямой кишки. Модели этих аппаратов постепенно совершенствовались, улучшалось освещение. Совершенствовался и самый первый эндоскоп — эзофагоскоп («эзофагус» по-латыни значит «пищевод»). Однако трубка по-прежнему была слишком короткой, чтобы осмотреть весь пищевод.
Многие ученые того времени считали, что осмотр всего пищевода невозможен. Страх перед повреждением стенки пищевода был очень велик.
Теперь хирург не боится рассечь грудную стенку и, войдя в плевральную полость, обнажить пищевод и оперировать на нем.
В 70-х годах прошлого столетия в немецком городе Фрейбурге работал врач Куссмауль, занимавшийся специальным изучением болезней пищевода и желудка. Он так же, как и другие ученые, скептически относился к возможности разглядеть всю полость пищевода, и все из-за того же страха перед его повреждением.
Так, наверно, ничего бы Куссмауль и не придумал, если бы в одном из городских кабачков не выступал… опять шпагоглотатель! Последнего привели к Куссмаулю, уговорив артиста продемонстрировать свое искусство в больничной обстановке.
Внимательно наблюдая за движениями артиста во время «глотания» шпаги, врачи наконец решили рискнуть. Была заказана металлическая трубка длиной 47 сантиметров (это давало возможность осмотреть весь пищевод) и 13 миллиметров диаметром, которую сначала ввел себе артист, а потом такими же приемами трубка вводилась ему врачами. Опыт оказался удачным, и в ближайшее время его повторили на большом количестве здоровых людей.
Врачи наконец получили надежный инструмент. С его помощью можно было распознать заболевания пищевода и даже удалять застрявшие в пищеводе инородные тела, используя несложные приспособления, вводимые в просвет эзофагоскопа.
Дальше история совершенствования эзофагоскопов пошла быстрее. Вскоре к нему приспособили маленькую электрическую лампочку, освещавшую темную полость пищевода.
Врачи были довольны инструментом, который быстро завоевал признание и стал казаться почти идеальным.
Правда, стоит сказать, что, когда Рентген открыл x-лучи, способ рентгенологического (как стали называть этот метод) исследования полостей человеческого тела сначала несколько поколебал ценность эзофагоскопии.
Но оказалось, что не все инородные тела задерживают рентгеновы лучи. Например, деревянные, пластмассы. Да и, кроме того, увидеть — это еще не значит удалить. Десятки тысяч людей обязаны жизнью именно методу эзофагоскопии, при помощи которого врачи удаляли из пищевода застрявшие в нем мясные и рыбные кости, монеты, булавки, иголки, крючки, пуговицы. Самый большой в мире опыт таких операций (как мы, хирурги, говорим — бескровных) имеет знаменитый институт скорой помощи имени Н. В. Склифосовского в Москве: в нем сделано около двадцати тысяч таких операций!
К шестидесятым годам нашего столетия было уже невозможно сосчитать, сколько во всем мире было сделано эзофагоскопических исследований, да и счет уже давно потерял свое значение. Трудно было сосчитать и количество врачей, которые отлично овладели техникой этого исследования. Но… бывало, то в одной больнице, то в другой случались несчастья. Малейшее неправильное, нечеткое движение концом твердого металлического инструмента, и пищевод, представляющий мягкую трубку, состоящую из слизистой и мышечной оболочек, рвется. Возникают при этом тяжелейшие осложнения: человек начинает плохо, с трудом, дышать, появляется нагноение из-за проникшей из пищевода инфекции, и, несмотря на самое хорошее лечение, человек может погибнуть. У врачей есть такой закон: исследование никогда не должно быть опаснее самой болезни. А тут получается явное нарушение этого ответственного закона.
Как же этого избежать? Врачи давно уже понимали, что надо сделать эзофагоскоп мягким, что «шпага», хоть и медицинская, не лучший вариант для такого исследования. Даже пытались еще в прошлом веке сделать сгибающиеся эзофагоскопы, которые были более безопасны, чем те, которые мы описали. Но сразу ухудшались условия освещенности. А в темноте что можно разобрать? Увеличилось количество ошибок при исследованиях. Отсюда прямой путь к неправильному лечению.
Сложная система зеркал, которыми старались изобретатели снабдить сгибающиеся трубки эзофагоскопа, к сожалению, практически дела не улучшали, не говоря о том, что изготовить такой эзофагоскоп стоило неимоверных трудов. И эти попытки были довольно быстро оставлены.
Сейчас мы говорим, что развитие техники того времени не могло помочь медикам получить удобный и безопасный эзофагоскоп в течение многих десятков лет. Вот здесь, наверное, вы начинаете понимать, как врачи часто зависят от уровня развития техники. Врачи-то ясно представляют, что им надо в идеальном виде, а техника выполнить не может.
Около десяти лет назад промышленность освоила выпуск нового вида эзофагоскопа, который стал гибким благодаря эластичной фибровой оболочке, внутри которой заложено множество светопроводящих нитей стекловолокна.
Современный фиброэзофагоскоп — это очень сложный аппарат, который позволяет выполнять очень много разных манипуляций. Внутри тела прибора проходят трубки для промывания полости пищевода и удаления жидкости из него, через особую трубочку проходит приспособление, выпускающее на конце эзофагоскопа специальные щипчики, ими можно откусить кусочек ткани из пищевода и, вынув, послать на микроскопическое исследование.
Окуляр, через который исследователь смотрит в прибор, имеет приспособление, позволяющее увеличивать или, наоборот, уменьшать резкость изображения (как в фотоаппарате!), и, наконец, специальные вводы позволяют производить фотографирование и киносъемку того, что видит врач в пищеводе.
А главное — исследование стало безопасным благодаря точным анатомическим исследованиям пути введения эзофагоскопа и постоянному зрительному контролю.
Вишневая косточка
Ничто не предвещало несчастья. Кошка с утра не перебегала дорогу. Экзамены были далеко позади. День стоял погожий, трибуны стадиона оживленно гудели, переживая острую спортивную борьбу. Горсточка вишен в кулечке, казалось, дополняла удовольствие.
«Го-о-ол!!!» — взревел стадион, а с ним и герой нашего рассказа, забыв о том, что во рту вишня. Даже не ягода, а косточка от нее, впопыхах заложенная за щеку. Непроизвольный вдох — косточка, увлеченная могучей воздушной струей, попала в дыхательное горло и, застряв где-то в глубине воздухопроводных путей правого легкого, вызвала взрыв бурного кашля. Как принято в таких случаях, постучали по спине, посочувствовали, поохали. Герой покряхтел, покашлял да и забыл об этом, увлеченный событиями на футбольном поле.
Прошло не так уж много времени, начались дожди, холода, а с ними воспаление легких. Ни малиновое варенье, ни липовый цвет, заваренный бабушкой по старинному рецепту, ни даже добрый доктор не помогли. Просвечивание легких рентгеновскими лучами тоже не внесло большой ясности.
Пришлось лечь в больницу. В специальное отделение, где лечат болезни легких. А там пришли к заключению о необходимости посмотреть, что делается в воздухопроводных путях больного. Его усыпили и в дыхательное горло ввели специальным приемом полую металлическую трубку, называемую бронхоскоп, в стенке которой находился пучок стекловолокна — световод. Мощный источник света, направленный вглубь, высветил воздухопроводящие пути, похожие на тоннели метро с разъездами и перекрестками, от которых отходят новые, но уже более узкие тоннели, куда не проникает металлическая трубка и где теряется луч света.
Рассматривая шаг за шагом участки воздухопроводящих путей, врачи вдруг натолкнулись на препятствие. Оно слегка смещалось в такт с дыханием. Пощупали его специальным инструментом, чтобы выяснить степень плотности. Это иногда помогает распознать ту или иную болезнь. Внимательно осмотрели телескопом специальной конструкции, как выглядит внутренняя оболочка воздухопроводящего отрезка у подозрительного места. Она показалась не похожей на обычное воспаление. Складочки не такие, сосуды расположены не так, да и окраска внутренней поверхности стенок отличается от обычной.
Попытались специальными щипцами захватить странное образование, чтобы кусочек его исследовать под микроскопом. А оно вдруг подвинулось, повернулось и стало подаваться вверх вместе с трубкой для осмотра воздухопроводящих путей.
Так миллиметр за миллиметром, подвигая трубку вверх, крепко удерживая, неясное по происхождению образование удалось вытащить. К удивлению присутствующих, это была вишневая косточка. Та самая, которая попала в воздухоносные пути. Эпизод на стадионе был нашим болельщиком давно забыт. Лишь теперь он с трудом о нем вспомнил, да и то под напором вопросов врачей о случившемся. Еще немного времени, и воспаление легкого бесследно исчезло.
Попробуем разобраться, в чем была причина?
Косточка, попав в узкий воздухопроводящий путь, закупорила его, затруднив движение воздуха, значительно увеличив нагрузку, усилия, необходимые для того, чтобы воздух проходил через суженный просвет. Ниже косточки начала скапливаться мокрота, застаиваясь, она вызвала воспаление легкого. Как только косточку удалили, восстановилась нормальная вентиляция и самоочищение легкого. А это сложный механизм, важную роль в котором играют постоянно движущиеся в направлении из глубины кнаружи мириады тончайших ресничек, не видимых простым глазом. Их столько, что они образуют ворсистый «ковер», покрывающий внутреннюю поверхность всех воздухоносных путей. Этот «ковер» покрыт слизью, которая наподобие эскалатора непрерывно перемещается из глубины на поверхность. В ней как бы плавают пылинки и вредные микробы, попадающие в легкие с воздухом. Реснички постоянно подгоняют слизь, а их движения напоминают волны, которые возникают под влиянием ветра на злаковом поле.
Это и есть самоочищающий механизм легких. Вишневая косточка нарушила его. Движение ресничек затормозилось косточкой и усугубилось воспалением вокруг нее. Слизь стала густой, вязкой, склеивая между собой реснички. «Эскалатор» остановился. Легкое загрязнилось, даже кашель, этот «сторожевой пес», изгоняющий из легких все лишнее, оказался бессилен. Так возникла болезнь.
Заглянув внутрь воздухопроводящих путей, хирург увидел косточку, бескровно, то есть без операции, удалил ее и излечил больного. Как волшебник, только оснащенный точными знаниями, а вместо волшебной палочки был бронхоскоп, созданный физиками-оптиками.
Глаза хирурга
Для того чтобы увидеть собственными глазами внутреннюю поверхность желудка или пищевода и воздухопроводящих путей, где могут гнездиться разные болезни, нужны сложные оптические системы, многократно увеличивающие рассматриваемый объект. Особые требования, предъявляемые к такого рода приборам, надолго задержали их рождение. Пожалуй, только теперь физики-оптики сумели решить те задачи, которые поставили перед ними врачи-хирурги.
* * *
Огромная сила воздушных скоростей, развивающаяся в момент кашля в воздухоносных путях, сравнима со скоростью ветров, дующих на просторах суши и моря. У метеорологов существует специальная шкала Бофорта, в которой занумерованы все ветры. Например, ветер № 9 — шторм, срывающий с крыш железо, ветер № 12 — ураган. Так вот, в дыхательных путях, в частности трахее, в момент кашля скорость воздушного потока равняется 15–35 метрам в секунду, соответствуя ветру № 9 — шторму. А в глотке при кашле неистовствует ветер № 12 — ураган, дующий со скоростью до 100 метров в секунду. Огромная сила воздушных потоков обеспечивает выброс чужеродных частиц из дыхательных путей, тем самым способствуя их очищению.
Сравнительно недавно появилась возможность оглядеть наружную поверхность легких, печени, селезенки, кишечника — словом, заглянуть не только внутрь органа, но проникнуть взором внутрь полостей: вместилища легких, вместилища желудка, печени, селезенки и кишечника.
Суть этих приборов-телескопов заключается в том, что с помощью специальной системы линз и источника света создается возможность детально разглядеть тот или иной участок.
В чем же сложность создания этих приборов? Дело в том, что эндоскопы должны отвечать следующим требованиям: позволять оптимальный обзор, увеличивать рассматриваемый объект, обладать «управляемостью» — гибкостью и переменой угла зрения, иметь минимальный диаметр (нередко 3–5 миллиметров), объединять возможности обзора и манипуляций, легко подвергаться обеззараживанию, иметь регистрирующие фото- и киноустройства.
Много десятков лет прошло с тех пор, как были сделаны первые образцы. Это были простые полые трубки из металла с источником света, луч которого падал в просвет. Они были примитивны, а их устройство не позволяло выполнять сложные действия, рассматривать в деталях нужный участок. Кроме того, ими было трудно управлять. А значит, и заглянуть в «закоулки» того или иного органа и даже полости. Техническая мысль и уровень развития оптики явно отставали.
Обязательным условием использования прибора является возможность обеззаразить его поверхность. Убить микробов, находящихся на его поверхности. Этого можно достичь погружением в специальные растворы или кипячением. Но нежная оптическая система не выдерживала такого обращения, поэтому на первых порах хирурги и пользовались полыми металлическими трубками с наружным источником света. Да и то не очень ярким. Ведь если поместить яркую миниатюрную электролампочку внутри прибора, на конце его, то можно обжечь нежные ткани рассматриваемых органов.
Нужно не только посмотреть самому, но и показать другим. Обучающимся врачам и главным образом студентам-медикам. Для этого необходима фотография, а освещенности не хватало. На помощь, уже в который раз, пришли физики-оптики, специалисты по электричеству и электронике, для того чтобы реализовать идеи врачей.
В Советском Союзе существует особый научно-исследовательский институт, где разрабатываются приборы и инструменты, помогающие врачам, и в частности хирургам, в их сложной и ответственной работе.
Химики создали новые стойкие, эластичные пластические материалы. И вот в содружестве были разработаны современные «глаза» хирургов. Это сложные гибкие, управляемые приборы, где самая современная оптическая система сочетается со стекловолоконной оптикой и мощными световодами. Их можно изогнуть, но все равно луч достигает самых потаенных уголков исследуемого органа, а мощный источник света, созданный на основе последних достижений науки, не только осветит, но и позволит зарегистрировать увиденное — сфотографировать или снять кинофильм. Это тоже очень нужно, ибо потом, в спокойных условиях, можно еще раз рассмотреть фотографию, пригласить на консультацию товарищей по профессии и точно наметить наиболее подходящий план лечения.
Есть еще одна сложность в конструировании «глаз» хирурга — эндоскопов, о которых мы уже говорили. Сложность эта заключается в том, что наружный диаметр прибора должен быть очень мал. Он ограничен величиной тех отверстий, через которые эндоскопы вводятся в организм человека.
Для обследования глотки и пищевода через рот ввели эндоскоп. Диаметр его относительно велик.
А если нужно осмотреть воздухопроводящие пути? Их максимальный диаметр на уровне дыхательного горла равен приблизительно восемнадцати миллиметрам, а чем дальше вглубь, тем они становятся уже. Отходят друг от друга под разными углами, затрудняя управление прибором. Значит, он должен быть не только минимален по диаметру, но и нести в себе целый набор различных по назначению систем. Эта «начинка» должна состоять из оптической системы, осветительного канала, гибкого троса управления, канала для введений «руки» — щипцов или кусачек.
Трудная задача поставлена врачами перед инженерами. Но сегодня она решена.
Например, в наших руках имеется прибор для исследования воздухоносных путей. Наружный диаметр бронхоскопа равен трем миллиметрам! С его помощью не только видны мелкие бронхи, как принято говорить, четвертого порядка, их фотографируют и производят всякие лечебные действия.
Приборов, помогающих глазам хирурга, создано много — имя им эндоскопы. Только тесное содружество представителей множества специальностей разных стран и народов позволило создать замечательные приборы, сделавшие еще зорче глаза хирургов.