心臟外科與體外循環(huán)技術(shù)

心臟外科與體外循環(huán)技術(shù)

的誕生和發(fā)展新疆心腦血管病醫(yī)院

灌注師馮文婷

心臟外科的誕生胸腔是人體中最后一個(gè)對(duì)外科醫(yī)生開放的體腔；心臟外科是外科領(lǐng)域中較年輕的分支學(xué)科；人體的心臟和大血管系統(tǒng)是一個(gè)具有高壓力的封閉系統(tǒng)，其完整性及連續(xù)性遭到破壞，導(dǎo)致嚴(yán)重的后果：大出血及重要器官的缺血和缺氧；心臟功能對(duì)維持機(jī)體的生命來(lái)說(shuō)頭等重要；心臟功能活躍但結(jié)構(gòu)脆弱。心臟手術(shù)是橫亙?cè)谕饪漆t(yī)生面前難以逾越的鴻溝和最大挑戰(zhàn)；直到本世紀(jì)初，最富于想象力的科幻作家也未曾萌發(fā)在心臟上施行手術(shù)的念頭?！呐K是外科醫(yī)生的最后禁區(qū)！12十九世紀(jì)末至二十世紀(jì)初心包炎手術(shù)被認(rèn)為是“膽量過(guò)人”的手術(shù)。絕大多數(shù)外科醫(yī)生對(duì)心臟禁區(qū)敬而遠(yuǎn)之。蜚聲世界的外科大師持堅(jiān)決的反對(duì)態(tài)度：

1896年StephenPaget爵士：心臟外科已經(jīng)達(dá)到外科的天然極限，處理心臟外傷的各種自然困難，是沒有任何新的方法或發(fā)明能夠克服的。1896年TheoderBillroth：在心臟上做手術(shù)，是對(duì)外科藝術(shù)的褻瀆,將失去同行們的尊重。但是，權(quán)威們的“結(jié)論”并沒有使勇敢者停止探索的腳步！12431897年，德國(guó)的Rehn成功地為一位心臟外傷的病人進(jìn)行了縫合；1913年，Rehn施行了心包剝脫術(shù)；1925年，HenrySouttar經(jīng)左心耳行二尖瓣狹窄交界分離術(shù)；1934年，DeBakey首先描述閉合的滾動(dòng)泵。12341938年，R.E.Gross(USA)施行了動(dòng)脈導(dǎo)管結(jié)扎術(shù)——開創(chuàng)手術(shù)治療先天性心臟病的先河；盡管取得了成功，但外科醫(yī)生仍在心臟的大門外徘徊。切開心臟，在直視下從容不迫地矯正心內(nèi)畸形，成了許多外科醫(yī)生所憧憬的理想。1944年，A.Blalock(USA)在著名的心臟病學(xué)家Taussing的建議下，為1例重癥TOF患者施行了鎖骨下動(dòng)脈－-肺動(dòng)脈吻合術(shù)，即著名的Blalock--Taussing分流術(shù)!當(dāng)時(shí)，醫(yī)生試圖給病人施行心臟手術(shù)，會(huì)被同行視為瘋狂，被公眾看作謀殺，被教會(huì)認(rèn)為大逆不道。盡管如此，倔強(qiáng)的外科醫(yī)生們?nèi)匀徊粩嗟叵蛐呐K禁區(qū)發(fā)起了一次又一次的沖擊。體外循環(huán)技術(shù)的誕生1——年輕的JohnGibbon醫(yī)生為打開心臟禁區(qū)的大門做出了杰出的貢獻(xiàn)。21931年，28歲的Gibbon在麻省總醫(yī)院外科實(shí)習(xí)時(shí)，分管一位53歲的女病人。該患者施行膽囊切除術(shù)后15天，因上腔靜脈血栓而發(fā)生了致命的肺栓塞，右心功能迅速衰竭出現(xiàn)了極度缺氧。01“切開肺動(dòng)脈，取出血栓”史無(wú)前例。外科主任Churchill決定，除非證明病人的死亡迫在眉睫，否者不能施行手術(shù)。01Gibbon的任務(wù)：觀察和記錄病情變化——病人處于極度的痛苦之中。01在觀察病情時(shí)，Gibbon突然產(chǎn)生了一個(gè)奇怪的想法：12—這就是體外循環(huán)的最初的構(gòu)想3“如果能有一臺(tái)機(jī)器把郁積在病人靜脈的血液引到體外進(jìn)行氧合，然后輸回病人的動(dòng)脈，就可以緩解病人的缺氧，同時(shí)可以使醫(yī)生在阻斷回心血流的情況下，安全地切開肺靜脈，取出血栓，從而挽救病人的生命。”次日清晨，Churchill醫(yī)生在迫不得已的情況下為患者施行了取栓術(shù)，6分30秒鐘的手術(shù)做得干脆、漂亮，但是……這件事情Gibbon終生難忘，發(fā)明人工心肺機(jī)的念頭在頭腦中深深地扎下了根?！R薩諸塞州的不眠之夜，對(duì)Gibbon的前途產(chǎn)生了深刻影響，同時(shí)也對(duì)人類心臟外科的未來(lái)產(chǎn)生了深刻影響。011934年Gibbon成了麻省總醫(yī)院的住院醫(yī)師，向他的導(dǎo)師Churchill提出研制人工心肺機(jī)的正式請(qǐng)求；02Churchill認(rèn)為：這位才華橫溢、前程似錦的弟子“走火入魔、不務(wù)正業(yè)”，非常反感，深感惋惜；03但是Gibbon的堅(jiān)定決心，最終征得了導(dǎo)師的同意；04Churchill給了一個(gè)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室，又配了一個(gè)年輕漂亮的小姐MaryHopkins,后者成了Gibbon的得力助手和合作者。深入研究解剖學(xué)、生理學(xué)、病理學(xué)、血液學(xué)、機(jī)械工程學(xué)。1935年他們用機(jī)器代替心肺，使貓的心臟在39分鐘的體外循環(huán)后恢復(fù)循環(huán)功能。1936年Gibbon回到故鄉(xiāng)費(fèi)城，在濱州大學(xué)繼續(xù)研究。按照設(shè)想他們先做成了人工心、人工肺；01020304051937年在全美胸外科會(huì)議上，Gibbon報(bào)告了他的研究成果；面對(duì)Gibbon的滿腔熱情；外科學(xué)界極為冷淡；只有一個(gè)學(xué)者關(guān)注到Gibbon的報(bào)告，評(píng)價(jià)道“儒勒·凡爾納式的幻想”。學(xué)術(shù)界的冷落和沉默比激烈的反對(duì)更使人傷心百倍；Gibbon對(duì)那些偏見和短視一笑置之，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。40年代初期，實(shí)驗(yàn)初見曙光，CPB可使動(dòng)物長(zhǎng)期存活；1942年Gibbon應(yīng)征入伍；1946年在費(fèi)城Jeferson醫(yī)學(xué)院外科系繼續(xù)關(guān)于氣體交換效率的研究，并進(jìn)行了許多發(fā)明，其中包括目前廣泛使用的血泵。1950年Gibbon的研究工作得到了IBM公司負(fù)責(zé)人Watson的關(guān)注；在公司經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的支持下Gibbon制造出更為精密、復(fù)雜的人工心肺機(jī)，開始在狗身上做實(shí)驗(yàn)；01經(jīng)過(guò)3年的改進(jìn)，動(dòng)物的死亡率從80%下降到12%；02在此期間Gibbon對(duì)低溫酸堿平衡、灌注流量等進(jìn)行了深入研究；體外循環(huán)臨床應(yīng)用時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。031953年5月6日是一個(gè)值得紀(jì)念的日子：JohnGibbon創(chuàng)造的人工心肺機(jī)正式投入臨床應(yīng)用，為一位19歲的小姑娘施行了ASD修補(bǔ)術(shù)?；颊咝g(shù)前在半年時(shí)間里發(fā)生3次心衰；體外循環(huán)時(shí)間為26分鐘，術(shù)后病人順利恢復(fù)。同年HenrySwan（USA）推出低溫麻醉方法在直視下修復(fù)ASD。從此，心臟外科進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代。心臟外科醫(yī)生以體外循環(huán)和低溫麻醉為武器，將征服心臟禁區(qū)的夢(mèng)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。但是天有不測(cè)風(fēng)云，在隨后的三次手術(shù)中病人先后死亡；就在黎明前的最后黑暗中，Gibbon對(duì)體外循環(huán)的臨床應(yīng)用失去了信心，最終使他與鉆研20余年的人工心肺機(jī)徹底告別，改弦易轍，去研究肝臟疾病去了。Gibbon的失敗，科學(xué)界還沒來(lái)得及為人類打破心臟“禁區(qū)”而歡欣雀躍，就迅速被悲觀氣氛籠罩，體外循環(huán)的安全性及可行性受到質(zhì)疑。01其他“心臟中心”的體外循環(huán)研究也紛紛下馬，甚至有人認(rèn)為CPB手術(shù)是行不通的；01就在主帥易幟、軍心渙散、CPB手術(shù)面臨夭折的關(guān)頭，另一位頗有膽識(shí)的美國(guó)年輕人Lillehei激流勇進(jìn)，擔(dān)起了“振興”CPB手術(shù)研究的重任。01

20世紀(jì)50～60年代，及JohnKirklin的杰出貢獻(xiàn),體外循環(huán)技術(shù)逐漸成熟,大多數(shù)的先天性心臟病先后為心臟外科醫(yī)生征服。心臟外科的發(fā)展由于WaltonLillehei010203041953年Lillehei在明尼蘇達(dá)醫(yī)學(xué)院完成住院醫(yī)師的培訓(xùn),成為一名主治醫(yī)師；01他以年輕人“特有的敏銳”分析了當(dāng)時(shí)的形勢(shì)：要使CPB手術(shù)順利開展,首先要以安全的方法完成幾個(gè)漂亮的手術(shù)，以破除人們關(guān)于病變心臟不能耐受手術(shù)的觀念。02Lillehei指出：Gibbon的機(jī)器過(guò)于笨重復(fù)雜，選擇一種簡(jiǎn)易、有效、安全的體外循環(huán)方法,才是斬?cái)唷癎ordian之結(jié)”的利劍。03在一次閑聊中，Lillehei的助手Morley偶然提及胎兒是從胎盤獲得氧合血，我們?yōu)槭裁床荒馨蚜硪粭l狗當(dāng)作手術(shù)狗的“胎盤”，向后者提供氧合血以完成心臟手術(shù)呢？”01這個(gè)奇妙的想法，使大家茅舍頓開、興奮不已；01于是產(chǎn)生了一種新的體外循環(huán)方法：“交叉循環(huán)法”011953年10月22日，Lillehei進(jìn)行了第一例交叉循環(huán)動(dòng)物實(shí)驗(yàn):30分鐘的交叉循環(huán)手術(shù),供血狗的心臟毫無(wú)困難地負(fù)擔(dān)起手術(shù)狗血流循環(huán)的任務(wù)；01第二天早晨,兩條狗滿屋亂跑,到處覓食。Lillehei等人欣喜若狂：實(shí)驗(yàn)動(dòng)物能夠如此迅速地恢復(fù)，是用人工心肺機(jī)從未有過(guò)的；02在隨后幾個(gè)月里，他們對(duì)手術(shù)的細(xì)節(jié)進(jìn)行了改進(jìn)，對(duì)交叉循環(huán)的血液動(dòng)力學(xué)、血液學(xué)、血?dú)夥治龅确矫孢M(jìn)行了深入的研究。03Lillehei對(duì)“交叉循環(huán)”的臨床應(yīng)用充滿信心，但需要得到批準(zhǔn)，尚未應(yīng)用即引起悍然大波：一位外科權(quán)威說(shuō):“他們把健康人送到手術(shù)室里當(dāng)氧合器，不僅令人無(wú)法接受，而且是不道德的。”還有人講：“這是外科歷史上第一個(gè)有可能引起200%死亡率的手術(shù)?！盠illehei心里忐忑不安！21但是，Lillehei的導(dǎo)師Wangensteen卻及時(shí)地簽發(fā)了批準(zhǔn)書：————Wangensteen“DearWalton，Doit.Don’tbecareofanyotherthings.”431954年3月26日是心臟外科歷史上一個(gè)值得紀(jì)念的日子。Lillehei和他的三個(gè)年輕的同事，以患兒的父親作為供血者，用“交叉循環(huán)”的方法完成了歷史上首例VSD修補(bǔ)術(shù),整個(gè)修補(bǔ)過(guò)程僅用了19分鐘；不久患兒及其父親蘇醒?？磁_(tái)上第一個(gè)向Lillehei祝賀的就是他的導(dǎo)師Prof.Wangensteen！隨后在不到半年的時(shí)間里L(fēng)illehei用交叉循環(huán)的方法施行了世界首例房室管畸形、右心室漏斗狹窄及法樂氏四聯(lián)癥矯治術(shù)；11954年3～7月這個(gè)小組在世界上孤軍奮戰(zhàn)完成了45例復(fù)雜先天性心臟病矯治術(shù)，獲得巨大成功；2年輕的Lillehei和他的研究小組力挽狂瀾，令人信服地向科學(xué)界證明：01心臟禁區(qū)是可以打破的！02在心胸外科界贊譽(yù)之聲四起，世界各地到明尼蘇達(dá)醫(yī)學(xué)院的參觀者如潮如云的大好形勢(shì)下，Lillehei并沒有被勝利所陶醉；他清醒的認(rèn)識(shí)到：交叉循環(huán)作為體外循環(huán)的一種特殊形式，受到很多限制；誰(shuí)研制出了高效、經(jīng)濟(jì)、安全、簡(jiǎn)便的人工心肺機(jī)，誰(shuí)將執(zhí)掌心臟外科學(xué)界的牛耳；從1954年他和另一位青年醫(yī)生德瓦爾研究新型的氧合器，1955年7月投入使用。由于Lillehei的杰出貢獻(xiàn)心臟外科從1956年起走出低谷進(jìn)入飛速發(fā)展的新階段。體外循環(huán)的誕生，使人類多年來(lái)沖破心臟“禁區(qū)”的夢(mèng)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。0102Gibbon和Lillehei是為體外循環(huán)的發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)的醫(yī)學(xué)家，回顧他們的足跡，我們可得到下面的啟示：Gibbon作為一個(gè)外科醫(yī)生，他最大的與眾不同在于他對(duì)理論思維的追求，他最瞧不起的是那些自視為“外科正宗”，一心想靠手術(shù)刀打天下的“手術(shù)匠”。01Gibbon的手術(shù)技巧相當(dāng)高超，但從不以此為驕傲；02他認(rèn)為要做一個(gè)杰出的外科學(xué)家，科學(xué)的頭腦、扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、廣泛的新知識(shí)比靈巧的雙手更重要，他說(shuō)：“手術(shù)操作是人人都能學(xué)會(huì)的”。03對(duì)基礎(chǔ)學(xué)科進(jìn)展的廣博知識(shí)，使他的立足點(diǎn)更高、視野更廣闊，能夠敏銳地發(fā)現(xiàn)醫(yī)學(xué)所面臨的最迫切及最重大的挑戰(zhàn)，同時(shí)對(duì)解決問(wèn)題的潛在可能性有充分的估計(jì)，對(duì)解決這些問(wèn)題抱有堅(jiān)定的信心；01正因如此，Gibbon在近20年的時(shí)間里不為世人理解、受到諷刺、打擊的情況下，青云之志不墜，苦心孤詣，鍥而不舍、自強(qiáng)不息，終于研制成世界上第一臺(tái)人工心肺機(jī)，成為心臟外科的奠基人。02那些忙忙碌碌于外科“正途“的人們，其佼佼者或許能夠成為一時(shí)名醫(yī)，但決不可能有Gibbon這樣的開拓性偉業(yè)。當(dāng)然Gibbon也有悲劇性的一面：20年含辛茹苦，慘淡經(jīng)營(yíng)，他能夠坦然忍受，但在曙光在望、理想即將變成現(xiàn)實(shí)的最后時(shí)刻，卻因小小的失敗而灰心喪氣，從畢生事業(yè)之輝煌跌落到屈辱的滑鐵盧。與Gibbon不同，Lillehei的成功在于他過(guò)人的洞察力，他能夠利用亞歷山大之利劍，斬?cái)郍ordian之結(jié)；這種洞察力得益于對(duì)前人思維方式的突破，這是一種高級(jí)的創(chuàng)造性思維活動(dòng)。Lillehei的成功還說(shuō)明那些頭緒紛繁、異常復(fù)雜，甚至表面上看來(lái)無(wú)法解決的難題后面往往隱藏一個(gè)異常簡(jiǎn)單而明快的解決方法，但這需要敏銳的直覺及對(duì)事物本質(zhì)的深刻理解力。0102我們心