前言
在21世纪，医院都能安全有效地进行VATS肺切除术时，人们很容易忘记以前的肺部手术是多么的危险和致命。虽然推动微创肺叶切除术的重大技术进步是在过去的几百年里发生的，但肺切除术的概念已经存在了几个世纪。当今的肺外科手术基于麻醉、通气、双腔气管插管、手术技术、胸腔闭式引流系统、成像技术以及肺解剖和生理等方面的巨大进展。20世纪初逐步确定了肺切除术死亡率降低到可接受程度，近一个世纪后出现了胸腔镜手术，这是肺叶切除术的两个快速发展时期。
肺切除手术的适应症和手术技术的发展
胸腔引流治疗胸腔感染的概念在古代文明中就存在了，但直到13世纪人们才意识到肺切除手术是不可能完成的。最早的肺切除术依赖于肺组织外展。该手术仅尝试应用于开放性胸部损伤，创口有肺组织疝出的情况，或胸壁和胸膜的化脓性伤口暴露出肺组织的情况。年，Rolandus发表了有记录的第一例成功的肺切除病例——“我被叫到博洛尼亚的一个市民那里，我发现在他受伤后的第六天，两根肋骨之间疝出一部分肺组织，于是我在伤口周围的皮肤上切开了小指甲宽的切口。然后我用切割工具切除了与切口直径相当的部分肺组织。我缝合好了伤口，并用红色粉末和其他消*制剂进行包扎。蒙上帝之恩，伤口愈合了，患者康复的很好。”
许多中世纪的参考文献中描述了对战伤的处理方法（图1），包括年的FeldtbuchderWunderarztnet和年著名的ChirurgionAmbroseParey的报告。另外还有来自这一时期的创伤性肺疝的轶事报道。Haldanus在歌剧Omnia中，描述了Roscius为治疗创伤性肺疝而进行的肺切除术。年NicholasTulp描述了成功的治疗类似创伤性肺疝的情况。患者男性，在一次醉酒打斗中左乳下方被刀刺伤，第二天醒来时发现有三指宽的肺疝出胸部伤口。他步行了两天到阿姆斯特丹求助医生，一位外科教授用剪刀剪掉多余的肺组织，重达三盎司，缝合后经过治疗，病人恢复很好，偶尔有断断续续的咳嗽。FrederikRuysch记录了一个水手的下胸部受伤导致肺疝出，他用结扎和反复的换药治疗，直到坏死的肺脱落，病人最终康复。年Heister在他的《外科》一文中评论了其中的两个病例，阐述了为了防止空气进入胸腔、将肺与伤口边缘缝合的重要原则，并延迟切除结扎坏死的肺组织，直到肺与胸壁粘连。年，CharlesBell报告了另一例创伤性肺疝结扎病例。
年，美国外科医生MiltonAntony进行了第一例肺及胸壁切除术(图2)。患者是个17岁男孩，两三年前不慎从马背上摔下来，胸部受伤后并发了慢性肺脓肿。十九世纪还没有发明麻醉,MiltonAntony和一位经验丰富的外科医生皆解剖学家朋友Pugsley博士联合，在探查伤口时惊奇的发现“我的连个手指都能够直接进入右侧胸腔，在三个半英寸的深度的每个方向，均没有任何阻力和物质”。他的方法被称为“非暴力、不出血的方式切除我的手指可触及的所有东西。”治疗结果是切除手指触及空腔范围内的组织(判定为一至两磅重)。Antony提出的想法是，应用胸廓成形术解决残留的腔隙，意思是“切除从第五到隔膜的整块肋骨，仔细解剖肌肉和组织,，使得胸壁塌陷。”不幸的是,患者获得最初的恢复并开始正常生活，却于手术后4个月因麻疹而死亡。
年南非医生Forde记录了一个年轻士兵遭遇枪伤，出现的右下肺疝约5英寸长。他形容道：“我决定采用切除方法来治疗，我将疝出的肺组织进行了结扎切除，直到第三天开始出现粘合，所行粘连的过程较理想，几乎和分离结扎过程同步。在两周后，病人又能够奔跑并再次投掷他的长矛。”19世纪中期，Hale和Grinnell也报告了另一例应用类似方法取得成功的病例。Padget描述了19世纪各种战争中的创伤性的多发性肺疝，包括美国内战期间的7名患者。其中一名士兵胸部中枪后出现了很小的绞窄性疝，用结扎法治疗——“肺疝直径约1英寸，是从一个非常小的胸壁伤口中疝出来的。但由于出现绞窄，肺组织全身漆黑，根本摸不着。我们在疝的颈部应用了一种结实的丝线结扎。”
年报道了首例因肿瘤而非外伤而行肺切除术的病例。Pean成功地切除了一个肺部肿瘤，方法是将胸膜缝合到肺上，然后用电流烧灼法去除，并用石炭酸包扎伤口。在年至年期间，在动物和人类研究对象中进行了多次肺部切除的各种尝试，结果各不相同。年，Glück报道了一例成功清创并存活的患者，类似于Antony的病例，对实验性动物手术的潜在应用前景感到鼓舞。Schmid也有类似的经验，他最初将肺血管和支气管全部结扎，但后来研究了肺门结构的单独结扎，这种做法直到现代仍有争议。
年Block在狗、兔、猪和牛身上进行了实验，证明胸膜腔可以剩余的肺组织填充。年，他在德国外科大会(GermanSurgicalCongress)上发表了他的研究报告，他也对在人类病例中实施肺部切除手术充满希望。并没有被吓住,阻止了。他的表妹患有肺结核，她同意手术切除两个肺尖。不幸的是，她在手术后立即死亡，病理检查显示双肺正常。法律调查开始了，沮丧的Block自杀了。
尽管动物研究取得了很有前途的进展，但Block医生病人的死亡让使得人们对人类肺切除术的可行性一直持怀疑态度。当时的一篇社论评论称：虽然这些实验可能表明，切除肺疝可能是安全的，而手术干预肺部疾病的可行性并不是很遥远，但我们很难想象有谁会鲁莽地按照Block医生的建议去尝试切除一个结核性肺尖。
年，意大利内科医生Forlanini推荐用人工气胸使得肺萎缩，来治疗肺结核，理由是病人的充分休息对肺结核的康复至关重要，也许患侧肺的休息也有好处。他也承认切除的技术困难。随后这种塌陷疗法成为数十年来首选的治疗方法。动物研究在19世纪90年代继续进行，强调了肺门结构单独结扎的必要性，探讨了脏胸膜和壁层胸膜粘连的发病机制，抗脓肿治疗的重要性，以及不同缝合方式的应用。
年，法国外科医生Tuffier第一次成功地完成了肺结核肺切除术，随后不久就开始了肺切除术治疗其他肺部疾病的尝试。他使用氯仿麻醉，经第二次肋间入路，患者顺利恢复且无并发症发生。术后第8天，患者能够爬两段楼梯，并在手术会议上呈现。年，英国的Lowson在给一位患有右上肺叶结核病的患者动手术之前，已经做了兔子的肺切除和尸体解剖的实验。他切除了前第二和第三根肋骨，右肺病变的尖部牵出，切除了拳头一半大小的部分肺组织。患者术后恢复好且存活，术后10周因支气管胸膜瘘出院。年，Doyen也成功地实施了部分肺切除术，Kronlein()和Ruggi()也尝试了类似的手术，但没有成功。
年，MacEwen实施了首例成功的全肺切除术，切除了肺结核患者的整个左肺。他描述了盎司脓液的清除，以及肺的破碎和干酪样的碎片…用手指和长探针插入胸腔，可见一层致密的肺组织仍附着在胸壁上，其中有碎裂的肺碎片。4周后，伤口继续引流，患者重新接受胸廓成形术后又活了至少11年，而且有较好的生活质量，并能从事轻体力工作。6例肺肿瘤患者(3例肉瘤和3例软骨瘤)也接受了部分肺切除术，取得了良好的效果。
世纪之交后，抗菌药物、麻醉和气管内正压通气等理论和技术的发展促进了肺手术的进步。治疗支气管扩张,以前通过连续切口引流，加肋骨切除造成人工气胸，促进胸腔粘连，结扎肺动脉成为部分肺切除术的新方法。年德国的Gluck为一个患支气管扩张的孩子做了了左肺下叶和上叶部分切除术，术后康复的很顺利。年，Heidenhain为一名有支气管扩张症的43岁男性患者实施了肺叶切除术，切除了左肺下叶。在切除的肺叶标本中意外又发现了一个较小的肺癌。虽然术后患者出现支气管胸膜瘘，但其他方面恢复良好。
年，Babcock切除了一名20岁男子的右肺下叶和四根肋骨。虽然这名患者在手术后两周死亡，原因是在暴风雨时疏于照顾被忽视在门廊上冻死。Babcock评论道，切开胸廓的后方切除肺叶，可直接面对肺门血管，方便进行控制和结扎，而不需要使用烧灼术。尽管这些成功的手术令人鼓舞，但在麻醉和通气类型、患者体位、单期还是多期手术、气道分泌物控制方法等多个问题上仍缺乏共识，这些早期胸部手术进展缓慢。这些手术风险极高，常伴有感染和支气管瘘。
年，Davies为一名44岁的肺部肿瘤患者做了右肺下叶切除手术，他使用了自己发明的正压麻醉装置(图3)。通过第六肋间隙切开胸廓，暴露分离肺门后游离并结扎，不幸的是患者在术后第8天死于脓胸。尸检发现支气管闭合完好。当时的单期肺切除术治疗支气管扩张的死亡率仍然很高，导致Mumford和Robinson在年质疑单期切除的方法“偶尔的成功不能证明单期肺切除术是首选的治疗方法。至少在目前，普通外科医生先应通过人工气胸或肺动脉结扎使肺塌陷；后期才应该实践肺切除术。”
年，尽管第一次世界大战期间选择性肺叶切除术被推迟，Robinson还是主张进行分阶段的肺叶切除术。初期行肋骨切除，一星期后，进行肺门血管的结扎，随后的7-10天肺组织坏死脱落切除。如果手术时出血过多，可能会推迟第三阶段。支气管闭合一直是很困难的，Robinson建议应用皮肤和脂肪皮瓣来闭合支气管瘘。
关于手术流程的争论持续了整个20世纪20年代。年Graham描述了一种利用烧灼法进行的多期肺切除术。尽管存在空气栓塞、迟发性出血、脓胸和严重毁损等并发症，但许多人认为该手术比一期肺叶切除术更安全。他报告了48例支气管扩张症患者行肺切除术治疗，总死亡率为52%。年Whittemore基于其经验推荐两期治疗方法：一期治疗过的6名患者中有5名死亡，而两期治疗的5名患者中有4名存活。他的技术未烧刀，而是通过导管环绕肺门，将肺叶外露，并将其缝合到伤口边缘，导致最终脱落，并不需要进一步处理支气管胸膜瘘，两名患者完全恢复。年，Coryllos描述了一种标准化的多期肺叶切除术，包括人工气胸、膈切开术、胸廓成形术和经外或烧灼的肺叶切除术，并成功治愈了2例晚期支气管扩张患者。
相比之下，Sauerbruch在年报道了4例接受一期肺叶切除术的患者的死亡率为%。两年后，Lilienthal进行了31例一期肺叶切除术，死亡率为58%，并评论了缩短手术时间的重要性。“任何超过45分钟的肺叶切除术意味着几乎肯定会失去病人。”大部分死亡原因是脓胸、败血症、肺炎或出血。年，Brunn描述了6名接受一期肺叶切除术的支气管扩张患者，只有一人死亡。他建议用膈肌切开术夹闭、结扎和缝合膈肌以保持膈肌不活动，在未受影响的肺和胸壁之间建立粘连，以及头向下定位、局部麻醉和肋间切口。他也是第一个完全封闭胸膜腔和胸壁并使用肋间导管引流的外科医生。
年，Ballon,Singer和Graham为支气管扩张症患者共进行了例肺叶切除术，其中72例死亡，99例治愈。他们推荐一种两期的方法，包括切除多根肋骨，10天的过渡期，然后至少用烙铁烧灼一次，如果有必要的话，再进行烧灼。他们的技术是专门用于分离左下肺门，但他们正确地预测了解剖性切除方法在所有肺叶切除术中都是可行的，可能除了左上叶。同年，Nissen对一名12岁的女孩进行了首次全肺切除术，该女孩有左侧主支气管损伤、继发纵隔脓肿、支气管狭窄和广泛的支气管扩张病史。应用松紧带和厚重的丝线缝合左肺，约两周后脱落。恢复过程中出现了复杂的支气管瘘，较小脓胸逐渐的自行愈合。两年后,Haight报道了相似的术后16天上叶结扎坏死脱落方法，下叶结扎术后17天，患者最终完全康复。
年Janes和Shenstone为15支气管扩张患者行切除区域局部或脊髓麻醉，通过第六肋间隙切口，进行膈神经粉碎或切除，死亡率为26.7%。他采用改良的扁桃体圈套环绕肺门结构，他指出：“在该手术中，没有什么能像这个简单的设备那样给我们带来如此舒适和安全的感觉。在不使组织失去活力的情况下，它控制血液供应，闭塞支气管，在缝合椎弓根时提供坚实的支持，此外还可限制手术期间纵隔摆动。”两年后，格拉斯哥的Young进行了一次肺叶切除术，对肺门进行了单独的解剖并结扎；然而，年Roberts和Nelson报道了10例支气管扩张所行的肺下叶叶切除术合并肺门肿块结扎，表明在肺门控制方面缺乏共识。
在20世纪30年代，人们还发现肺癌比支气管扩张更易于手术切除。年，Churchill报道了了4名肺癌患者。其中两名患者的肿瘤在开胸手术时无法切除，第三名患者接受了肺叶切除术，但在术后第三天死亡。第四例存活，切除的两个肺叶标本显示为腺癌，无淋巴结浸润。Churchill主张气管内麻醉和个体化肺门血管解剖游离和结扎，但他仍然对肺癌切除治疗成功的预测保持谨慎：“我们需要一个勇敢的乐观的决定，有一天会对早期肺癌进行完全切除，并仔细清扫区域淋巴结，这一定会有良好的成功前景。”
年，Graham为肺癌患者进行了第一次全肺切除术。术前X线和支气管镜病理已明确病理。他希望只做肺上叶切除术，但发现一个侵犯广泛的肿瘤，需要切除整个肺。他使用一根肋间导管引流胸膜腔，患者随后需要进行脓胸引流和胸廓成形术，切除第一、第二肋骨，但最终完全恢复。Graham认为完整的肺切除术是降低癌症复发的可能，他认为：“如同身体其他部位肿瘤治疗的经验教训一样，一般来说，横向和纵向浸润转移的程度是成正比，因此可以推断，与仅一个肺叶切除或部分肺切除术，整个肺都切除会明显减少复发的可能性。”
年晚期，Rienhoff对一个患有纤维肉瘤的三岁女孩进行了全肺切除术。行肺血管及左主支气管解剖性游离切除，但未行胸廓成形术及胸腔引流，患者痊愈无并发症。年，Freedlander成功切除了一名既往行胸改术治疗结核失败的患者的右肺上叶。年，Bohrer提出了在儿童时期进行双侧肺叶切除术治疗支气管扩张的想法，并报道了一名7岁男孩的成功治疗案例。年，Crafoord在全肺切除术中采用了正压通气麻醉。年，Adams也走在了时代的前面，他建议行气管内麻醉、肋间切口和胸腔后方引流术。术中控制肺门以切除远端肺组织，之后分别缝合血管和支气管。年,Churchill和Belsey描述了通用的左肺上叶切除的技术流程，一个重点中的要点是肺段，才是外科学和病理学上肺组织基础单位，他认为：“肺叶仅仅是由或多或少被肺裂所包围的肺段集合而成。正是由于这些肺段间隙，才决定了肺切除术的范围。他们认为支气管肺段可以取代肺叶作为肺的手术单位。
个体结扎和缝合方法最初被推荐用于全肺切除术，但自年Blades和Kent在解剖83具尸体肺后开始应用于肺叶切除术。Boyden对于支气管和血管解剖的细致研究，为肺叶切除术技术的完善有重要贡献。年，Churchill和Klopstock报告了6名肺结核患者成功接受肺上叶切除术，结果对塌陷疗法提出了挑战。他们评论说，与彻底的塌陷疗法相比，肺叶切除术为根除某些结核病变提供了一种更具选择性和相对中间性的方法。这种治疗方法不仅有利于保护肺功能，迅速转化痰液，并缩短治疗时间。在其治疗之争被更充分地探索之前不能被忽视。
第二次世界大战标志着胸外科被确定为一个独立的专业。在20世纪40年代和50年代，大多数肺叶切除术和肺切除术的技术困难被克服，并发展了肺组织保存的原则。链霉素于年被引入，导致了肺结核医学治疗的改变，随后减少了肺结核手术治疗。进一步的动物研究和战时创伤外科治疗支气管断裂的经验，促进了肺袖式切除技术的发展。年Overholt和Langer促进了以支气管肺段作为主要治疗单元的一种新方法——使用夹子或缝合的肺表面。肺段间平面的发展是精确的，相对无血管性的，而非创伤性的。
20世纪50年代和60年代继续强调肺保护和其他重要的技术和医学进步。年，Chamberlain报告了例肺结核的肺段切除术，其中只有9例死亡。年Thomas报告了3例肺癌患者的肺段切除术。年Nagel报道了使用肺段切除术治疗结核病。年的Rasmussen和年的Bronfils-Roberts和Claggett分别发表了肺癌肺段切除术的低死亡率报告。根据Sommerwerck年的描述，他也经常用肺段切除术来治疗早期肺癌。在20世纪80年代，就长期生存率而言，对于肺癌的根治性治疗，肺段切除术是否适当存在争议。Kutschera发现肺段切除术与肺叶切除术相比，5年生存率显著下降，而其他报告发现，在高选择性的较小的周围性肺癌患者接受肺段切除术后，生存率没有差异。
年Androsov和Potechina首次使用吻合器进行肺切除术，年Amosov和Berezovsky再次报道在肺切除术中使用吻合器。年，Salzer证明肺癌的肺叶切除术疗效与全肺切除术相同，因此肺叶切除术成为常规首选手术方式。年，免疫学的进步促成了第一例成功的肺移植，在20世纪70年代和80年代，技术继续改进。最后，经过7个世纪的发展，肺叶切除术可以安全地进行，肺癌是最常见的指征。
延迟的现代微创肺切除术时代
微创肺切除术技术的发展也遵循了一个复杂而迷人的过程。虽然胸腔镜治疗被认为是一种现代技术，但在19世纪晚期，瑞典医生Jacobaeus在尝试第一次选择性肺叶切除术时就奠定了基础。他讲胸腔镜作为一种诊断技术，在局部麻醉下使用硬膀胱镜和蜡烛作为光源检查胸腔。在他那篇具有里程碑意义的论文中，他描述了该技术的三个重要原则:用套管针置入组织损伤和疼痛最小化，在腔内使用透明介质，以及需要一个足够薄的套管针放置范围。年，Jacobaeus描述了使用胸腔镜和通过第二个切口进行烧灼的粘连松解术，该手术在接下来的半个世纪里一直用于治疗结核病。链霉素的引入改变了肺结核的治疗方法，但在20世纪50年代，胸腔镜开始用于肺活检。
直到40年后，光源和透镜与微型摄像机和视频系统的结合才促进了高分辨率的胸部全景成像技术。该技术最初主要用于诊断，但20世纪80年代中期腹腔镜手术的成功使得很快应用于胸外科。传统的后外侧开胸术伴有明显的、持久的疼痛，主要是由肋骨扩张引起的。胸腔镜外科手术(VATS)有潜在的优势，最大限度地减少手术切口引起的疼痛。然而，就像一个世纪前最初的肺叶切除术一样，最初在胸腔镜下进行肺门结构的安全分离和血管的处理是非常有挑战性的。年，VATS的第一次重要会议是与胸外科医生协会会议一起召开的。VATS肺叶切除术最初采用传统的经叶间裂分离肺门血管、完成肺门血管、分离支气管的开放方法，但由于肺门血管的固定，导致分离和结扎危险。原来的吻合器不能缝合，增加了另一个血管损伤的风险，一些外科医生开始试图缝合结扎血管。年，Lewis是第一个报道了个连续的VATS肺叶切除术，他同时缝合肺门结构，没有游离。大部分胸外科医生对这种同时缝合技术持怀疑态度，尽管没有证据表明两者的结果有差异，但肺门结构的单独分离和结扎仍在继续。根据经验分析，很明显McKenna首创的控制静脉、动脉、支气管的前后入路更有效。
到20世纪90年代中期，人们对VATS的兴趣日益浓厚，似乎VATS将成为包括肺叶切除术在内的许多胸外科手术的首选技术。这一进展被一系列报告一度中断，包括年Landreneau的一项横断面综述和年Kirby的一项随机前瞻性研究，该研究表明与开胸手术相比，VATS在急性或长期疼痛减轻方面没有任何益处。这些报告阻碍了VATS技术的广泛接受。年，普通胸外科协会的一项调查显示60%的受访者应用VATS手术的时间少于20%。在封闭的胸腔中进行肺门清扫的安全性、肿瘤预后的充分性和成本是目前提出的一些担忧。
技术上的广泛差异和由此产生的对结果的怀疑，需要严格的标准来定义肺叶切除术。CancerandLeukemiaGroupB试验纳入了例患者，对肺叶切除术做了定义:不做肋骨扩张，切口不超过8cm，单独游离切除静脉、动脉和支气管，以及标准化淋巴结取样。这一特定的定义使相关的研究继续进行，并证明了VATS相对于传统开胸术的优势。与开胸相比，VATS已经被证明可以减少疼痛、缩短恢复时间、缩短胸管引流时间、缩短住院时间、减少并发症、提高术后生活质量。VATS还与免疫功能降低相关，可能使肺癌患者的长期生存率提高。由于其低风险和良好的预后，新技术很难取代VATS作为肺叶切除术的护理标准。
随着VATS肺叶切除术经验的增加，已有成功的胸壁切除术、支气管成形术和肺动脉成形术的报道。所有VATS解剖性肺段切除术中最常见的是上叶后段和下叶背段切除，通常由经验丰富的胸外科医生实施。与开放入路相比，微创入路可减少失血量、肺部并发症、住院时间和肿瘤预后。在年，微创技术一直在不断发展。在微创胸外科手术中使用达芬奇机器人系统(IntuitiveSurgical,Sunnyvale,CA)可以实现3D视觉、提高灵活性和更稳定的器械，尽管它通常需要放置第四个切口。由于机器人的初始投资和持续购买的兼容器械的主要成本限制，以及缺乏触觉反馈，机器人胸外科手术尚未得到广泛接受。一项比机器人辅助手术更便宜、更普及的进步是针镜VATS。这种改进使用了视频胸腔镜和直径2-3mm的器械，可以进一步减少与胸廓通路相关的疼痛。
在另一种尽量减少胸壁创伤的尝试中，中国胸外科医生已经开始在VATS肺叶切除术中只使用两个切口:一个用于器械的操作和一个胸腔镜观察。这种方法也被DAmico在美国推广。下一个合乎逻辑的步骤将是单孔VATS，一种最初由Rocco在年描述的方法，它已经缓慢地获得广泛的接受。香港的Sihoe描述的单孔胸腔镜手术技术，是指在腋前线第5肋间做一个3-5cm的切口，通过这个切口置入胸腔镜和所有器械。器械之间和摄像机之间的距离很近，而且缺乏辅助孔，这需要有经验的外科医生和助手的良好合作。这些改进有可能使患者在缩短恢复时间和减少术后疼痛方面获益更多。
结语
虽然结核和创伤是最初的肺切除术适应症，但是现代的手术适应症主要是肺癌。既往的结核并发症，包括耐多药结核治疗失败、局部空洞性疾病或支气管扩张，在一些患者中仍然需要手术干预，但越来越少。包括射频或微波消融术、立体定向放射手术和立体定向身体放射治疗在内的新疗法已成为创伤小且可能治愈肺癌的方法。随着这一领域的不断发展，胸外科医生将需要能够自如地进行开放式和微创肺叶切除术，并持续