05 體外循環(huán)技術(shù)

心臟外科醫(yī)生面臨的問(wèn)題是手術(shù)過(guò)程中周而復(fù)始的心臟跳動(dòng)以及里面的的血液。這項(xiàng)問(wèn)題不解決，就根本談不上高超的手術(shù)技巧在復(fù)雜性心臟手術(shù)上的應(yīng)用。盡管低溫條件下直視手術(shù)促進(jìn)心臟外科的發(fā)展，但直視手術(shù)在心臟外科的應(yīng)用仍有局限性。因?yàn)樾迯?fù)法洛四聯(lián)癥合并肺動(dòng)脈狹窄這種共存如此多的畸形是無(wú)法在中度低溫流入道阻斷8分鐘的時(shí)限內(nèi)完成修復(fù)。挑戰(zhàn)更有難度的復(fù)雜心內(nèi)畸形手術(shù)時(shí)，卻難以突破低溫手段固有的時(shí)間限制。

人們不會(huì)想到在人類(lèi)歷史上突破低溫手段固有時(shí)間限制事件與一位偉大的飛行員查爾斯·奧古斯塔斯·林德伯格(Charles Augustus Lindbergh，1902–1974)有關(guān)。林德伯格在1931年曾在在《SCIENCE》發(fā)表過(guò)一篇論文——題為 “一個(gè)封閉的恒壓下使液體流動(dòng)的裝置”。 在1929年，林德伯格的妻妹患有嚴(yán)重的風(fēng)濕性心臟瓣膜疾病，無(wú)法治療。林德伯格曾多次詢(xún)問(wèn)心臟專(zhuān)科醫(yī)師們是否可用一種類(lèi)似人造心臟的裝置暫時(shí)替代自然心臟， 然后切開(kāi)心臟進(jìn)行糾治。林德伯格結(jié)識(shí)了艾利克斯·卡萊爾教授（Alexis Carrel，1873-1944，1912年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者)，后來(lái)林德伯格放棄飛行員職業(yè)，來(lái)到卡萊爾教授的實(shí)驗(yàn)室工作。林德伯格研制出了當(dāng)時(shí)最好的灌注裝置，可以保存離體腎臟，使之能維持到移植為止。盡管如此，林德伯格并沒(méi)有能發(fā)明體外循環(huán)機(jī)。

1930年10月，美國(guó)波士頓麻省總院外科，一女病人行膽囊切除術(shù)后兩周出現(xiàn)肺大塊栓塞死亡，促動(dòng)其監(jiān)護(hù)醫(yī)師、剛畢業(yè)的約翰·希舍姆·吉本（John Heysham Gibbon，1903-1973）產(chǎn)生設(shè)想：如果將此病人的靜脈血氧合變成動(dòng)脈血后再輸入其動(dòng)脈內(nèi)，也許能救活此病人。吉本針對(duì)這個(gè)難題設(shè)計(jì)了一臺(tái)機(jī)器可以在病人麻醉狀態(tài)下替代心臟和肺的工作，這臺(tái)機(jī)器的基本原理是是指通過(guò)特殊裝置將回心血液引流至體外，經(jīng)氧合后再輸回人體，從而臨時(shí)完全或部分代替心、肺功能的一種專(zhuān)業(yè)技術(shù)。循環(huán)技術(shù)使常規(guī)條件下難以進(jìn)行的心內(nèi)畸形、高難大動(dòng)脈疾病糾治手術(shù)得以開(kāi)展，開(kāi)創(chuàng)了心、血管外科學(xué)的新紀(jì)元。

吉本首先采用的動(dòng)物是貓，將靜脈血自頸靜脈引出，經(jīng)與氧氣結(jié)合后注入股動(dòng)脈， 然后鉗夾肺動(dòng)脈10～ 25分鐘以模擬肺動(dòng)脈栓塞。到1935年的時(shí)候，他們已能用機(jī)器代替心肺，使貓的心臟在體外循環(huán)下停止搏動(dòng)，39分鐘后恢復(fù)循環(huán)功能。 到1938年，39次動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中已有13次獲得存活。1946 年，吉本人工心肺機(jī)得到了美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(NIH)的資助， 并受到IBM公司負(fù)責(zé)人湯姆·華森 （Thomas Watson）的賞識(shí)。 當(dāng)時(shí)需要攻克的主要技術(shù)為血流調(diào)節(jié)的精度問(wèn)題，為抗凝血而加入的肝素與血液的比例問(wèn)題，混合氣體的比例問(wèn)題，減少溶血的問(wèn)題，防止各種血栓進(jìn)入血管的問(wèn)題。在1949年到1952年之間，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的死亡率已經(jīng)由80%下降至10%。吉本開(kāi)始考慮進(jìn)行人體試驗(yàn)。

1952年2月，一位15月大的女?huà)胍蚓薮蠓块g隔缺損而住院。吉本用人工心肺機(jī)作體外循環(huán)轉(zhuǎn)流后切開(kāi)右心房，但是他卻未發(fā)現(xiàn)房間隔的缺損，后來(lái)女?huà)胨懒耸瑱z結(jié)果證明該患兒患有巨大的動(dòng)脈導(dǎo)管未閉。1953年5月，吉本用其自制的體外循環(huán)裝置為一位18歲患有先天性房間隔缺損女孩cecelia bavolek成功進(jìn)行了世界首例于體外循環(huán)心內(nèi)直視下房缺修補(bǔ)術(shù)。這是一項(xiàng)了不起的外科成就。但此后吉本再?zèng)]有成功過(guò)，后來(lái)改行去做肝臟研究。此后吉本的好友明尼蘇達(dá)大學(xué)教授丹尼斯在1955年6月也成功地進(jìn)行了體外循環(huán)下心內(nèi)直視手術(shù)，這是世界第2例。

1954-1955年，明尼蘇達(dá)大學(xué)的外科醫(yī)生沃爾頓·李拉海（1919-1999）利用患者的父母當(dāng)作 '體外心肺機(jī)'，完成了45例手術(shù)，近一半獲得成功。李拉海與其助手莫利（Morley），用兩條狗進(jìn)行心臟手術(shù)，一條是手術(shù)狗，為受體；另一條模擬胎盤(pán)的原理當(dāng)作氧合器，稱(chēng)為供體。這是一種新的體外循環(huán)方法“交叉循環(huán)法”。1953年10月22日第一例交叉循環(huán)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)即大獲成功。由此李拉海想將此用于人類(lèi)身上。 1954年3月26日是心臟外科歷史上最令人激動(dòng)不已的日子。李拉海和他的三個(gè)年輕的同事，以患兒的父親作為供體，用交叉循環(huán)的方法完成了歷史上首例室間隔修補(bǔ)術(shù)，整個(gè)手術(shù)過(guò)程十分順利，父子平安。 李拉海所取得的巨大成功，將明尼蘇達(dá)大學(xué)醫(yī)院一下變成了世界心臟外科學(xué)的中心。

李拉海的活體交叉循環(huán)技術(shù)對(duì)于供體的健康來(lái)說(shuō)存在潛在威脅。也正是由于這個(gè)原因，活體交叉循環(huán)技術(shù)并沒(méi)有得到廣泛開(kāi)展。在吉本研究的基礎(chǔ)上，更多研究者對(duì)心肺機(jī)做了進(jìn)一步改進(jìn)和完善。他吉本在轉(zhuǎn)行肝臟研究后，將他的技術(shù)送給了梅奧診所。梅奧診所的約翰·韋伯斯特·柯克林（John Webster Kirklin，1917-2004)將這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用又推向了極致，為紀(jì)念吉本的卓越貢獻(xiàn)，他們將改進(jìn)后的設(shè)備命名為“梅奧-吉本”。1958年即報(bào)道了在梅奧診所成功地應(yīng)用梅奧-吉本設(shè)備在體外循環(huán)進(jìn)行的245例手術(shù)。