2013.04.05 第 237 期

Tilman Sauerbruch教授:治療超音波的先鋒

Tilman Sauerbruch: a pioneer in therapeutic ultrasound

醫學系五年級 卓聖里同學

 

摘要

這篇關於醫用超音波的文章介紹Tilman Sauerbruch教授與治療性超音波。身為德國名外科醫師Ferdinand Sauerbruch的孫子,Tilman Sauerbruch是兩項消化道疾病治療方法的發展先驅:膽結石、胰臟結石的超音波震波碎石治療(N Engl J Med 1986; 314:818-22Gut 1992; 33:969-72),以及運用支架治療受損的膽管 (Gastroenterology 1986; 90:1998-2003)。這篇文章還介紹了他的生平、醫師生涯、研究生涯、以及教師生涯。

 

介紹

上學期在台灣大學醫學院修完陳炯年教授開設的「超音波醫學」課程之後,猶記有一堂復健科陳文翔醫師在課堂上,深入淺出的介紹治療性超音波的理論及應用,引起我對這個主題的興趣。

這份報告介紹德國專家Tilman Sauerbruch教授,他退休前是德國波昂大學附設醫院的第一內科的主任,也於2002-03年擔任德國消化醫學會的president2009-10年擔任德國肝臟研究協會的主席。作者曾經聽過他的演講,也與笑容可掬的他談過話,加上這幾年學習德語,能查閱一些德文文獻為報告加料。相信對超音波有興趣的老師和同學,可以從這份關於Sauerbruch教授的介紹得到樂趣。

 

(Fig.1) Professor Tilman Sauerbruch. From [1]

 

震波碎石和超音波醫學的關係

這項嶄新治療方法和超音波有什麼關係?原來,超音波醫學的觀念告訴我們,震波能在幾奈秒(nanosecond)的時間內產生巨大壓力,而產生聲波的物理效應。你可以想像以水作為超音波震波的傳遞媒介,當震波穿透身體時,並不會嚴重傷害人體組織,因為體內大多數組織的acoustic impedance和水相近;然而當集中的震波通過結石的時候,由於結石的acoustic impedance和水突然不一樣,就會釋放高能量(mechanical stress)[2],破壞石頭。

利用超音波治療膽結石?這似乎較不為現在的醫學生所熟知。1989年的Annals of Surgery中,有一篇文章中《Extracorporeal shockwave lithotripsy for gallstones- possibilities and limitations[2],看出當時一項新興治療正如火如荼的發展著:體外震波碎石。利用體外震波碎石(extracorporeal shockwave lithotripsyESWL)的技術來治療膽結石,這項新興治療的研究,就在當時的德國慕尼黑,由Tilman Sauerbruch教授等人所完成。

每位研究人員的各個研究階段中,都有得意之作,Sauerbruch教授以下1986-1992年一系列關於ESWL治療的研究,發表在New England Journal of MedicineGastroenterologyAnnals of Internal Medicine[3-8]等很好的雜誌,可以說是Tilman Sauerbruch研究生涯早期中得意且重要的階段:從這類治療性超音波之早期收案、治療成效評估到後續追蹤、基礎研究,Tilman Sauerbruch既是開創者、也是值得學習的人。究竟誰是Tilman Sauerbruch呢?

 

生平介紹

Tilman Sauerbruch1946年七月九日出於德國的巴伐利亞[1],其祖父是德國當時最令人熟知的外科醫師,Ferdinand Sauerbruch。熟知外科發展的人知道,外科教授Ferdinand Sauerbruch20世紀前半最重要且具影響力的外科醫師之一,桃李滿天下。他開展了胸腔外科,將許多手術變得可行(號稱人類史上第一個成功開胸手術)、推廣氣管插管、並發展插管麻醉、改善心臟、胃食道之手術,其影響力在今日之醫學仍可見蹤影。

 

(Fig.2) Ferdinand Sauerbruch, surgeon.

Grandfather form Tilman Sauerbruch. From [9]

 

身為名醫的孫子,1946年出生的Tilman Sauerbruch,對科學研究的熱愛卻走了不同的路。就讀漢堡大學醫學系後,他主要在海德堡、慕尼黑接受內科及Gastroenterology的訓練(1973-1979)1979-1983期間他在慕尼黑大學附設醫院擔任內科總醫師、並於1983-1991升任成為第二內科的助理教授(超音波用來治療膽胰結石的研究,便是在慕尼黑這個階段完成)[10]1992後,得到終身職教授,升遷至波昂大學第一內科的主任至今(在德國升等教授時常需轉換學校,帶來學術交流),主導研究、教學與行政;也於2002-2003年擔任德國消化醫學會的president2009-2010年擔任德國肝臟研究協會的president。現年67歲的他,屆齡退休,享受其騎馬和進行研究的嗜好。

 

影響Sauerbruch研究生涯的因素

Sauerbruch將自己研究生涯的興趣歸功給許多因素。第一,在海德堡內科訓練時,指導老師便對gastroenterologyhepatology的研究很有興趣,他曾加入過他的實驗室,進行臨床研究。這段經歷,讓Sauerbruch決定要成為hepatologist

        第二,後來到了慕尼黑,Gustav Paumgartner老師則是在「人格」及「智慧」上令人受益良多。Paumgartner老師是位願意教導年輕同事、善待病人的醫師。Paumgartner老師除了教他寫scientific papers,還教他文學和音樂。從一些關於Sauerbruch的訪談中,看得出他對Paumgartner老師的感激與欽佩[10]。可見一位好的老師,能夠影響一個學生的academic career

第三,當時有一篇研究論文,深深地影響他至今。那篇論文是由B.S. Blumberg所寫的《A serum antigen (Australia angiten) in Down’s syndrome, leukemia and hepatitis》,發表於Annals of Internal Medicine 1967;66:924。許多讀者可能都知道,這篇研究是邁向發現Hepatitis B virus的第一步,也因為這篇,才有了日後發展B肝疫苗。受到這篇文章的刺激,Sauerbruch想到了他的doctoral thesis,作為博士論文題目,開始進入hepatology的領域。

 

Sauerbruch對醫學的貢獻

Sauerbruch創造了兩個GI diseases的治療方法:Shockwave lithotripsy of gall stones[3-6, 8]Shockwave lithotripsy of pancreatic stones[7]Sauerbruch也發展利用放置支架來治療bile ducts injuries。《Treatment of postoperative bile fistulas by internal endoscopic biliary drainage》,Gastroenterology[11]

正由於他的開創性,他的第一篇文章[3]至今總共被引用465次,光是從發表的論文題目、文章內容,就能看到他的團隊在後續幾年做的相關研究、以及引起的國際討論。以震波碎石治療膽結石(Biliary ESWL)為例,他的研究面相便包括了、治療儀器研發 (和科技公司合作)、膽結石特性研究、震波碎石治療的優點評估、震波碎石術的限制、震波碎石造成的組織傷害研究、震波碎石的適應症研究、臨床治療研究、副作用研究與追蹤、結石再發之研究、口服輔佐治療之研究。可以說是一個主題,研究了非常多的面向。

 

Sauerbruch教授在教學上的傑出表現

        升上了波昂大學教授之後,Sauerbruch教授主導的內科教學、病房教學深受學生們的喜愛。德國的教授很大,很像我們早期知道的日式醫學教授,及教學、臨床、研究於一身。德國教授在負責教學的那幾週,常可以較為免除臨職務。Sauerbruch負責的有名課程就包括了內科學中的PancreasLiverGallbladder diseasesEsophagusStomachDuodenumColon等器官的疾病,每堂課一個半小時,開給醫學系高年級學生。

 

(Fig.3) 波昂大學第一內科建築,和外科建築相對

Medizinische Klinik und Poliklinik I, Bonn, Germany[12]

 

他的教學特色是會安排及邀請二至三位病人到大講堂(徵得病人的同意),通常和該節所介紹的內科疾病有關。課程最後的半小時,Sauerbruch教授就會讓病人輪流上台坐著,從自己疾病發病的狀況講述起,或者點台下學生開始進行「病史詢問」,其後給予評論和講解。學生可以和學到的知識做印證,也可補充在病床邊的學習。畢竟當同一器官疾病、類似症狀的病人同時在眼前,教學效果相當不錯。

也許正因為他的教學十分獨特,發人深省,每當Sauerbruch教授上課,總是座無虛席,還有學生是來聽第二遍的!由於Sauerbruch教授要退休了,空下來的教授位置便要公開遴選。為了評估幾位候選人的教學能力,Sauerbruch會主動加課,讓候選人教幾堂原本由他負責的內科大堂課,他自己則當聽眾聆聽,了解教師和學生的上課情形。

 

結語

然而,從文獻中也知道,Sauerbruch很後悔自己沒有接受兩個來自過外博士後研究的邀請,分別是在紐約和瑞士。另外,身為senior leader的他,也很懊悔自己的擔任主任的管理工作之中,常有太多行政事項,阻礙了他進行更多臨床研究、和年輕夥伴合作、看病人[10]。其實人生就像一條路,在轉捩點上就會分成「選擇的路(the roads taken)和「未選擇的路」(the roads not taken)。從選擇專攻領域、找老師寫論文、到發展儀器做創新的臨床治療研究、基礎研究等,Tilman Sauerbruch教授做了許選擇,幫助許多病人,訓練許多醫生,也在教學上影響許多屆的學生。相信以上關於Tilman Sauerbruch教授的介紹,可以激發讀者的熱忱,引起共鳴和迴響。

 

參考文獻

1.     Sauerbruch T: Curriculum vitae. http://www.sauerbruch.org/_cms/index.php/home/curriculum-vitae-english .

2.     Vergunst H, Terpstra OT, Brakel K, Lameris JS, van Blankenstein M, Schroder FH: Extracorporeal shockwave lithotripsy of gallstones. Possibilities and limitations. Ann Surg 1989, 210(5):565-575.

3.     Sauerbruch T, Delius M, Paumgartner G, Holl J, Wess O, Weber W, Hepp W, Brendel W: Fragmentation of gallstones by extracorporeal shock waves. N Engl J Med 1986, 314(13):818-822.

4.     Sackmann M, Delius M, Sauerbruch T, Holl J, Weber W, Ippisch E, Hagelauer U, Wess O, Hepp W, Brendel W et al: Shock-wave lithotripsy of gallbladder stones. The first 175 patients. N Engl J Med 1988, 318(7):393-397.

5.     Schachler R, Sauerbruch T, Wosiewitz U, Holl J, Hahn D, Denk R, Neubrand M, Paumgartner G: Fragmentation of gallstones using extracorporeal shock waves: an in vitro study. Hepatology 1988, 8(4):925-929.

6.     Sauerbruch T, Stern M: Fragmentation of bile duct stones by extracorporeal shock waves. A new approach to biliary calculi after failure of routine endoscopic measures. Gastroenterology 1989, 96(1):146-152.

7.     Sauerbruch T, Holl J, Sackmann M, Paumgartner G: Extracorporeal lithotripsy of pancreatic stones in patients with chronic pancreatitis and pain: a prospective follow up study. Gut 1992, 33(7):969-972.

8.     Sauerbruch T, Holl J, Sackmann M, Paumgartner G: Fragmentation of bile duct stones by extracorporeal shock-wave lithotripsy: a five-year experience. Hepatology 1992, 15(2):208-214.

9.     Wikipedia: Ferdinand Sauerbruch. http://de.wikipedia.org/wiki/Ferdinand_Sauerbruch .

10.   Pounder R: Tilman Sauerbruch. GastroHepcom.

11.   Sauerbruch T, Weinzierl M, Holl J, Pratschke E: Treatment of postoperative bile fistulas by internal endoscopic biliary drainage. Gastroenterology 1986, 90(6):1998-2003.

12.   Bonn U: Medizinische Klinik und Poliklinik i. http://www.uniklinik-bonn.de .