心脏外科与体外循环技术

心脏外科与体外循环技术

的诞生和发展新疆心脑血管病医院

灌注师冯文婷

心脏外科的诞生胸腔是人体中最后一个对外科医生开放的体腔；心脏外科是外科领域中较年轻的分支学科；人体的心脏和大血管系统是一个具有高压力的封闭系统，其完整性及连续性遭到破坏，导致严重的后果：大出血及重要器官的缺血和缺氧；心脏功能对维持机体的生命来说头等重要；心脏功能活跃但结构脆弱。心脏手术是横亘在外科医生面前难以逾越的鸿沟和最大挑战；直到本世纪初，最富于想象力的科幻作家也未曾萌发在心脏上施行手术的念头。—心脏是外科医生的最后禁区！12十九世纪末至二十世纪初心包炎手术被认为是“胆量过人”的手术。绝大多数外科医生对心脏禁区敬而远之。蜚声世界的外科大师持坚决的反对态度：

1896年StephenPaget爵士：心脏外科已经达到外科的天然极限，处理心脏外伤的各种自然困难，是没有任何新的方法或发明能够克服的。1896年TheoderBillroth：在心脏上做手术，是对外科艺术的亵渎,将失去同行们的尊重。但是，权威们的“结论”并没有使勇敢者停止探索的脚步！12431897年，德国的Rehn成功地为一位心脏外伤的病人进行了缝合；1913年，Rehn施行了心包剥脱术；1925年，HenrySouttar经左心耳行二尖瓣狭窄交界分离术；1934年，DeBakey首先描述闭合的滚动泵。12341938年，R.E.Gross(USA)施行了动脉导管结扎术——开创手术治疗先天性心脏病的先河；尽管取得了成功，但外科医生仍在心脏的大门外徘徊。切开心脏，在直视下从容不迫地矫正心内畸形，成了许多外科医生所憧憬的理想。1944年，A.Blalock(USA)在著名的心脏病学家Taussing的建议下，为1例重症TOF患者施行了锁骨下动脉－-肺动脉吻合术，即著名的Blalock--Taussing分流术!当时，医生试图给病人施行心脏手术，会被同行视为疯狂，被公众看作谋杀，被教会认为大逆不道。尽管如此，倔强的外科医生们仍然不断地向心脏禁区发起了一次又一次的冲击。体外循环技术的诞生1——年轻的JohnGibbon医生为打开心脏禁区的大门做出了杰出的贡献。21931年，28岁的Gibbon在麻省总医院外科实习时，分管一位53岁的女病人。该患者施行胆囊切除术后15天，因上腔静脉血栓而发生了致命的肺栓塞，右心功能迅速衰竭出现了极度缺氧。01“切开肺动脉，取出血栓”史无前例。外科主任Churchill决定，除非证明病人的死亡迫在眉睫，否者不能施行手术。01Gibbon的任务：观察和记录病情变化——病人处于极度的痛苦之中。01在观察病情时，Gibbon突然产生了一个奇怪的想法：12—这就是体外循环的最初的构想3“如果能有一台机器把郁积在病人静脉的血液引到体外进行氧合，然后输回病人的动脉，就可以缓解病人的缺氧，同时可以使医生在阻断回心血流的情况下，安全地切开肺静脉，取出血栓，从而挽救病人的生命。”次日清晨，Churchill医生在迫不得已的情况下为患者施行了取栓术，6分30秒钟的手术做得干脆、漂亮，但是……这件事情Gibbon终生难忘，发明人工心肺机的念头在头脑中深深地扎下了根。——马萨诸塞州的不眠之夜，对Gibbon的前途产生了深刻影响，同时也对人类心脏外科的未来产生了深刻影响。011934年Gibbon成了麻省总医院的住院医师，向他的导师Churchill提出研制人工心肺机的正式请求；02Churchill认为：这位才华横溢、前程似锦的弟子“走火入魔、不务正业”，非常反感，深感惋惜；03但是Gibbon的坚定决心，最终征得了导师的同意；04Churchill给了一个动物实验室，又配了一个年轻漂亮的小姐MaryHopkins,后者成了Gibbon的得力助手和合作者。深入研究解剖学、生理学、病理学、血液学、机械工程学。1935年他们用机器代替心肺，使猫的心脏在39分钟的体外循环后恢复循环功能。1936年Gibbon回到故乡费城，在滨州大学继续研究。按照设想他们先做成了人工心、人工肺；01020304051937年在全美胸外科会议上，Gibbon报告了他的研究成果；面对Gibbon的满腔热情；外科学界极为冷淡；只有一个学者关注到Gibbon的报告，评价道“儒勒·凡尔纳式的幻想”。学术界的冷落和沉默比激烈的反对更使人伤心百倍；Gibbon对那些偏见和短视一笑置之，继续实验。40年代初期，实验初见曙光，CPB可使动物长期存活；1942年Gibbon应征入伍；1946年在费城Jeferson医学院外科系继续关于气体交换效率的研究，并进行了许多发明，其中包括目前广泛使用的血泵。1950年Gibbon的研究工作得到了IBM公司负责人Watson的关注；在公司经济和技术的支持下Gibbon制造出更为精密、复杂的人工心肺机，开始在狗身上做实验；01经过3年的改进，动物的死亡率从80%下降到12%；02在此期间Gibbon对低温酸碱平衡、灌注流量等进行了深入研究；体外循环临床应用时机已经成熟。031953年5月6日是一个值得纪念的日子：JohnGibbon创造的人工心肺机正式投入临床应用，为一位19岁的小姑娘施行了ASD修补术。患者术前在半年时间里发生3次心衰；体外循环时间为26分钟，术后病人顺利恢复。同年HenrySwan（USA）推出低温麻醉方法在直视下修复ASD。从此，心脏外科进入了一个新时代。心脏外科医生以体外循环和低温麻醉为武器，将征服心脏禁区的梦想变为现实。但是天有不测风云，在随后的三次手术中病人先后死亡；就在黎明前的最后黑暗中，Gibbon对体外循环的临床应用失去了信心，最终使他与钻研20余年的人工心肺机彻底告别，改弦易辙，去研究肝脏疾病去了。Gibbon的失败，科学界还没来得及为人类打破心脏“禁区”而欢欣雀跃，就迅速被悲观气氛笼罩，体外循环的安全性及可行性受到质疑。01其他“心脏中心”的体外循环研究也纷纷下马，甚至有人认为CPB手术是行不通的；01就在主帅易帜、军心涣散、CPB手术面临夭折的关头，另一位颇有胆识的美国年轻人Lillehei激流勇进，担起了“振兴”CPB手术研究的重任。01

20世纪50～60年代，及JohnKirklin的杰出贡献,体外循环技术逐渐成熟,大多数的先天性心脏病先后为心脏外科医生征服。心脏外科的发展由于WaltonLillehei010203041953年Lillehei在明尼苏达医学院完成住院医师的培训,成为一名主治医师；01他以年轻人“特有的敏锐”分析了当时的形势：要使CPB手术顺利开展,首先要以安全的方法完成几个漂亮的手术，以破除人们关于病变心脏不能耐受手术的观念。02Lillehei指出：Gibbon的机器过于笨重复杂，选择一种简易、有效、安全的体外循环方法,才是斩断“Gordian之结”的利剑。03在一次闲聊中，Lillehei的助手Morley偶然提及胎儿是从胎盘获得氧合血，我们为什么不能把另一条狗当作手术狗的“胎盘”，向后者提供氧合血以完成心脏手术呢？”01这个奇妙的想法，使大家茅舍顿开、兴奋不已；01于是产生了一种新的体外循环方法：“交叉循环法”011953年10月22日，Lillehei进行了第一例交叉循环动物实验:30分钟的交叉循环手术,供血狗的心脏毫无困难地负担起手术狗血流循环的任务；01第二天早晨,两条狗满屋乱跑,到处觅食。Lillehei等人欣喜若狂：实验动物能够如此迅速地恢复，是用人工心肺机从未有过的；02在随后几个月里，他们对手术的细节进行了改进，对交叉循环的血液动力学、血液学、血气分析等方面进行了深入的研究。03Lillehei对“交叉循环”的临床应用充满信心，但需要得到批准，尚未应用即引起悍然大波：一位外科权威说:“他们把健康人送到手术室里当氧合器，不仅令人无法接受，而且是不道德的。”还有人讲：“这是外科历史上第一个有可能引起200%死亡率的手术。”Lillehei心里忐忑不安！21但是，Lillehei的导师Wangensteen却及时地签发了批准书：————Wangensteen“DearWalton，Doit.Don’tbecareofanyotherthings.”431954年3月26日是心脏外科历史上一个值得纪念的日子。Lillehei和他的三个年轻的同事，以患儿的父亲作为供血者，用“交叉循环”的方法完成了历史上首例VSD修补术,整个修补过程仅用了19分钟；不久患儿及其父亲苏醒。看台上第一个向Lillehei祝贺的就是他的导师Prof.Wangensteen！随后在不到半年的时间里Lillehei用交叉循环的方法施行了世界首例房室管畸形、右心室漏斗狭窄及法乐氏四联症矫治术；11954年3～7月这个小组在世界上孤军奋战完成了45例复杂先天性心脏病矫治术，获得巨大成功；2年轻的Lillehei和他的研究小组力挽狂澜，令人信服地向科学界证明：01心脏禁区是可以打破的！02在心胸外科界赞誉之声四起，世界各地到明尼苏达医学院的参观者如潮如云的大好形势下，Lillehei并没有被胜利所陶醉；他清醒的认识到：交叉循环作为体外循环的一种特殊形式，受到很多限制；谁研制出了高效、经济、安全、简便的人工心肺机，谁将执掌心脏外科学界的牛耳；从1954年他和另一位青年医生德瓦尔研究新型的氧合器，1955年7月投入使用。由于Lillehei的杰出贡献心脏外科从1956年起走出低谷进入飞速发展的新阶段。体外循环的诞生，使人类多年来冲破心脏“禁区”的梦想变为现实。0102Gibbon和Lillehei是为体外循环的发展做出重大贡献的医学家，回顾他们的足迹，我们可得到下面的启示：Gibbon作为一个外科医生，他最大的与众不同在于他对理论思维的追求，他最瞧不起的是那些自视为“外科正宗”，一心想靠手术刀打天下的“手术匠”。01Gibbon的手术技巧相当高超，但从不以此为骄傲；02他认为要做一个杰出的外科学家，科学的头脑、扎实的理论基础、广泛的新知识比灵巧的双手更重要，他说：“手术操作是人人都能学会的”。03对基础学科进展的广博知识，使他的立足点更高、视野更广阔，能够敏锐地发现医学所面临的最迫切及最重大的挑战，同时对解决问题的潜在可能性有充分的估计，对解决这些问题抱有坚定的信心；01正因如此，Gibbon在近20年的时间里不为世人理解、受到讽刺、打击的情况下，青云之志不坠，苦心孤诣，锲而不舍、自强不息，终于研制成世界上第一台人工心肺机，成为心脏外科的奠基人。02那些忙忙碌碌于外科“正途“的人们，其佼佼者或许能够成为一时名医，但决不可能有Gibbon这样的开拓性伟业。当然Gibbon也有悲剧性的一面：20年含辛茹苦，惨淡经营，他能够坦然忍受，但在曙光在望、理想即将变成现实的最后时刻，却因小小的失败而灰心丧气，从毕生事业之辉煌跌落到屈辱的滑铁卢。与Gibbon不同，Lillehei的成功在于他过人的洞察力，他能够利用亚历山大之利剑，斩断Gordian之结；这种洞察力得益于对前人思维方式的突破，这是一种高级的创造性思维活动。Lillehei的成功还说明那些头绪纷繁、异常复杂，甚至表面上看来无法解决的难题后面往往隐藏一个异常简单而明快的解决方法，但这需要敏锐的直觉及对事物本质的深刻理解力。0102我们心