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我第一次看到跳动的心脏,真是激动人心的经历,那仿佛是在寻找通往天堂之门。

Denton A. Cooley, Annals of Thoracic Surgery 1986;41(1):20

——题记

第三章、起步维艰,山穷水尽(下)

上回

我们的英雄上路了。万事开头难,这一设想要想落实到实验,其纷繁复杂的种种细节超乎我们的想象。经过一段时间的忙碌,在妻子Mary Hopkins的帮助下,到1934年底时吉本用橡胶、 玻璃、 废金属、 自制瓣膜、 橡皮手指套等零星实验杂物(怎么听起来就觉得像一堆破烂儿!)制成了一台“人工心肺机” ——单就我们知道的这些材料来说,不用亲眼目睹该机器的尊荣,我们称其为简陋或者原始都未免太客气了。

就是在这样艰苦的起始条件下,吉本夫妇不顾一切质疑与嘲讽,凭着满腔热忱和坚定的信念,逐步展开、推进实验研究,他们首先采用的动物是猫(因为当时猫比狗更容易得到,而且当时机器的容量尚不能在大体型的动物上进行心肺转流),将静脉血自颈静脉引出, 经与氧气结合后注入股动脉, 然后钳夹肺动脉10~ 25分钟以模拟肺动脉栓塞。到1935年的时候,他们已能用机器代替心肺,使猫的心脏在体外循环下停止搏动,39分钟后恢复循环功能。

1937年的全美胸外科会议,在吉本看来应该是一个崭露头角引起学术界瞩目的大好机会,但他的研究成果,并没有多少人在意,外科学界对该研究表现的极为冷淡,只有一个学者关注到了吉本到的报告,称其为“儒勒·凡尔纳式的幻想”。凡尔纳这位被后人称之为现代科学幻想小说之父神奇作家,在19世纪的好多作品中幻想出来的事物都在后世得以实现,但吉本实验被冠以这样的评价,显然是讽刺多于赞同,但可悲的是,这种讽刺居然让吉本感到些许慰藉,因为在学术界一片的冷落和沉默中讽刺也是关注的一种啊,这是多么令人沮丧!

吉本在这次会议上吃到了一个软钉子,但他坚信自己的方向是正确的,于是他继续改进着各方面的细节,到1938 年的时候, 在39次动物实验中已有13 次可以获得存活, 这在当时已是极为可贵的纪录了。吉本详细记录着每一只动物的死亡情况,发现死亡的主要原因是低血压、休克和低氧血症。问题总是随着实验的逐步深入而纷纷浮出水面,那就一个一个的啃好了。虽然在当时,也有别的科学家为完善心肺机做出了贡献,但相关的最主要的难题多是由吉本解决的。高处不胜寒,这一孤独的领军人物在这一布满未知困难的领域里披荆斩棘,踯躅而行。

1942 年他参军,也许战火的洗礼使其更加坚定了自己的理想,1946 年复员后转到杰斐逊医学院继续人工心肺机的改进, 他的坚持与阶段性的成果终于使其获得了部分人的认可,在此期内他得到了美国国立卫生研究院(NIH)的资助, 并受到IBM公司负责人汤姆·华森 (Thomas Watson)的赏识。得益于这两大巨头的经济和技术的支持,吉本如虎添翼,有钱了,自然可以鸟枪换炮,实验动物也由猫改成了狗。虽然实验过程的基本原则还是由吉本负责,但IBM强大的技术力量还是为其助力颇多,又兼结合了其他同道的合理建议,人工心肺机在这一阶段遂得到极大改进。

当时需要攻克的技术难点包括:心肺机血流调节的精度问题,为抗凝血而加入的肝素与血液的比例问题,混合气体的比例问题,减少溶血的问题,防止各种血栓进入血管的问题,如何选择适当的麻醉剂的问题……甚至于器械拆卸、 清洗、 消毒装配等等细节问题均须一一加以觖决, 这些问题(远非全部)罗列到一起,普通人看着都要头晕的,可吉本却凭着过人的智慧与精力与这些问题死磕。

比如当时经过对死亡动物的详细研究,吉本发现,一个极主要的原因是脏器里的小血栓形成。这使吉本意识到,在血液回到动物体内之前,需要一个过滤器来去除转流过程中形成的栓子。开始,他们用动物的肺组织充当滤网,但这一招似乎没有奏效,实验动物还是死。而后,他们选用了一种人工材料的滤网才使这一问题获得解决。

就这样经过长达近二十年的辛勤工作,解决了无数的细节问题,吉本付出了常人难以想象的心血,终于将动物实验的结果大大地改进了,在1949年到1952年之间,实验动物的死亡率已经由80%下降至10%了——这已是当时最好的实验结果了。基于这些成功的实验,吉本开始考虑进行人体试验了。

如果,我们将这一阶段吉本的成果与同一时期的比奇洛和刘易斯相比,我们不难发现,在时间限制方面吉本的心肺机明显占优,但在动物的存活率方面也只能打个平手。毕竟10%的实验动物死亡率还远说不上安全,而且,这些还是健康动物,同样的措施应用到一个病人身上,将是什么结果呢?而在这个时候要进行人体试验,我们真的不免要为吉本和病人都捏一把汗。当时明尼苏达州大学的克拉伦斯·丹尼斯教授(Clarence Dennis,1909-2005)也在进行体外循环机的有关研究,当他们初次相遇时,吉本曾热情地拥抱他, 并自嘲地说:“原来在这个世界上还有人不认为我只是一个做白日梦的家伙。”

丹尼斯到1951年也开始考虑进行人体试验,但他两次试图在体外循环的帮助下关闭房缺都惨遭失败。而今同一战壕的战友已经初尝败绩,等待吉本的又将是什么命运呢?

1952年2月,吉本的机会来了,一位体重 11 磅,15 个月的女婴因巨大房间隔缺损而住院。吉本用人工心肺机作体外循环转流后切开右心房,但是他却未发现房间隔的缺损!惊出一身冷汗的手术团队不得不迅速思考问题到底出在哪里,正当吉本打算作其他部位探查时,女婴死掉了。后来的尸检结果证明该患儿不存在房缺而是巨大的动脉导管未闭——也即误诊是导致该患儿死亡的主因,真是“天亡我也,非战之过”。虽然不是由于体外循环和手术操作直接导致的患儿死亡,但首战即折戟沉沙毕竟不是什么好兆头。人体试验不同于爱迪生实验灯泡,败了多少次之后你还可以宣称成功地发现了999种不合适的选择材料,这种试验人命关天,很可能成则封奏九重天,败则贬去潮阳路八千了。

好在这次失败的阴影,并没有影响吉本太久,他很快就重振旗鼓了。1953年5月6日,这个值得心脏外科发展史大书特书的日子,吉本再次获得机会,一位18 岁的大学女生患有巨大房间隔缺损,她在手术前半年的时间的里已经发生了3次心衰,说不定下次什么时候这个年轻的生命就会画上句号了。吉本用人工心肺机转流 26 分钟获得修补成功。这是世界首例临床体外循环下心内直视手术。患者于术后2个月作检查,显示缺损完全修复。在80年代后期的随访中患者生活质量良好。

二十年辛苦无人问,一举成名天下知,也许吉本一直在做着这样的美梦,并无数次在梦中笑醒之后,继续直面惨淡的困境。这一成功凝结了他20年来心血与智慧的结晶,实属来之不易。当丹尼斯得知消息去电话向他表示祝贺时,吉本的兴奋溢于言表,两个寂寞的孤胆英雄真应该为此大醉一番。

但吉本期许的那种一鸣惊人、举世轰动的效果并未出现。我们应该还记得,房间隔手术的第一次直视下修补,是1952年9月2日刘易斯在明尼苏达大学利用低温下阻断血流成功实施的,并且到1953年的时候低温已经在一定范围内得以普及和应用,因此吉本的这一次原本具有非凡意义的成功,在当时并没有取得应有的关注,其光芒由于低温所取得的卓越成果而显得黯然失色了。如果1952年2月吉本的第一次尝试没有因为误诊而失败,那么,这第一例房间隔的修补手术就是由吉本完成的了,这种低温反客为主的情形还会出现么?我相信,这个问题吉本也一定反复问过自己,只是答案已不再重要了。因为现在重要的是,扭转形势,迎头赶上。

方法只有一个,那就是继续做几个漂亮的手术!可按当时的情况,从病人的角度来说,这等于是在有一个风险相对较低的选择的情况下,医生却建议病人选择一个成功把握并不大的方法,这要花费多少唇舌之功。个中深意,我们可以慢慢思考,但假如没有当年的这些尝试,今天的医学界就会是另外一番摸样了。

然而更为遗憾的是,吉本再也没有能够重复这一令人鼓舞的结果。在随后的三次心脏手术中他的病人先后死亡。同一时期,另外三个独立的研究者 Helmsworth, Dodrill, 和Clowes-were,他们在体外循环下尝试简单的心内修补的努力也因为导致了意料之外令人费解的死亡而归于徒劳。这一连串接踵而至的打击终于击溃了这位强人的意志,绝望的吉本对体外循环机的临床应用彻底失去了信心,告别了他已倾注20余年心血的研究领域,再也不做心脏手术了。

这些失败使,已经蔓延的对直视手术修补复杂心脏疾病的悲观情绪雪上加霜,体外循环机的安全性及可行性受到人们的怀疑,其他各个心脏中心对体外循环的研究也纷纷下马。此路似已不通,那比奇洛对土拨鼠冬眠的研究又有哪些进展呢?悲哀的是他也未能成功地突破时间的限制,将低温的战果进一步扩大。似乎所有的路都被堵死了。难道人类对复杂心内畸形手术的征战之路,居然已经到了山穷水尽的地步么?

正所谓:

灵光乍现浮云过,廿年心血无处寻,英雄梦碎豪情尽,大业中兴靠谁人?

Gibbon早期的装备。

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鸟枪换炮之后,1949年和1951年的装备明显不那么土了。

请点击外科之花的艰难绽放系列

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24 Responses to “外科之花的艰难绽放(6)”

  1. hans说道:

    沙发?

    有趣的历史, 继续继续

  2. boron说道:

    沙发

  3. 西河说道:

    板凳

  4. 李清晨说道:

    糟糕,昨晚教授请客,喝高了,忘记把这部分的英文名改成中文了,哎,我现在在医院,修改不方便,只好回出租屋再改了,先对付着看吧,抱歉

  5. 单翼羽说道:

    难以想象是多么巨大的打击让Gibbon放弃投注二十多年心血的领域,而这本身也是很可怕的打击啊…… 期待柳暗花明~

    • 李清晨说道:

      我在正文没好意思说的太详细,其实除了那个成功的例子而外,其余的几个死掉的……都是直接死在手术台上了,你能想象一帮人一顿忙活,最后病人死在手术台上是个什么场景么?而且是接二连三的死,不多说了,在全文结束的时候,会对这些人有个简短的评价。

  6. senare说道:

    期待下回~~

  7. 卿云之歌说道:

    挖坑水准开始赶上萨苏了。。。没撤,继续等吧。

    死在手术台上……也就是说麻醉前就要想着这一睡可能再也醒不来了。。。

  8. Cherrio说道:

    cool...

  9. wanda说道:

    难怪不得心脏搭桥手术,有停心跳和不停心跳,还在想停了心跳还可以活吗,猜想应该就是用体外循环这种方法来实现的吧。

    • 李清晨说道:

      搭桥这部分涉及成人心脏外科的,在我这次并没有提及,但是目前正在重写这段历史,补充进去重要的背景知识,成人心脏外科冠脉搭桥和瓣膜手术等等也将占有一定的篇幅……就是不知道我得写到猴年马月去,目前的进度不好,写的很卡,究竟写到什么深度、广度等等这些问题,我自己也迷糊着呢,希望读者多多提自己的想法,内行的外行的都欢迎,谢谢。

  10. szanc说道:

    中医以身试方令人敬佩,但是医学的发展不是光靠几味草药能解决问题的啊,怎么这些故事中医粉丝都不置一词呢?

  11. wanlifei说道:

    啊 吉本。。。。。。。

  12. Iris说道:

    加油

  13. zigzed说道:

    谢谢你的文章。我一直在跟着第一时间阅读。因为我的小孩出生后诊断为室间隔缺损,在10个多月的时候做的手术。我永远忘不了在手术室外度过的几个小时。

    谢谢。

  14. thekinfeman说道:

    行文异常吸引人,写的真是很棒。不过,江湖规矩还是要的吧,文中的图片,似乎没有授权或者来源。这样不太符合原创的题名吧?!

    • 李清晨说道:

      惭愧,犯懒了,接受批评,那些图片是我随手在文献上抠下来的,肯定没授权,如果写书需要这些图片,我会通过出版社及编辑跟原作者要版权的。

  15. vermeil.pearl说道:

    一口气把六篇读完,非常期待后续.尽管不曾学医,很难真切感受到这些医学技术发展过程中的艰辛,但您的文章让一个普通大众非常的感动.不禁对那些一直为人类健康勇敢探索的科学家们产生无限崇敬.

  16. greatjam说道:

    一个人专注于研究一样别人眼中疯狂的发明二十年,科学的发展多亏了这些当时人们眼中的疯子啊。每每读到这样的文章,就会扪心自问能不能当这样的一个疯子。真是纠结啊~~

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