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[转载]李清晨:心脏外科之花的艰难绽放(2)

已有 913 次阅读 2019-10-19 07:54 |个人分类:医学史话|系统分类:科普集锦| 心脏外科, 发展史, 手术禁区 |文章来源:转载

第二章   冷冷的心,沸腾的血

Blalock-Taussig分流术的出现,是现代心脏外科的伟大开端,由于心脏外科极特殊的复杂性,其后的发展是显然不会是一帆风顺的。塔西格等人的故事后来被导演 约瑟夫·萨珍(Joseph Sargent)拍成了电影神迹(Something the Lord Made),于 2004年,也即该术式创立60周年之际上映。影片艺术地再现了60年前的那个激动人心的时刻,性命堪忧口唇青紫的患儿,在分流建立之后即转为粉红。需要指出的是,该片中费雯·托马斯(Vivien Thomas)的贡献在片中被大大地加强了,成了贯穿影片始终的关键人物,这一处理从艺术创作上及影片上映之后的效果上来说无可厚非,但从历史的真实上来看,我们的读者应该清楚海伦·布鲁克·塔西格(Helen Brooke Taussig)才是这一事件真正的核心人物,可惜在影片中却沦为了配角。

按照丹顿·阿瑟·库利的提法,即把1944年11月29日第一例BT分流手术当做心外科的正式开端,迄今心脏外科的发展已经历了60余年的发展。如果按1896年德国医生雷恩成功地为一位心脏外伤的病人进行了缝合来计算,那就是百多年了。但我以为那种被动的偶发的对心外伤的处理,跟后来常规进行的计划内的心脏外科手术显然是不能同日而语的。以普通人的常识来说,心脏外伤这种事显然不会是医生经常遇到的情况。不过,且慢,真的没有某些医生会在某一个集中的时期内处理很多心脏的外伤并总结出对心脏外科的发展有促进作用的有关经验么?

还真的有,不过那绝对是人类历史上最大的悲剧时期。不管我有多么厌恶上世纪的那场战争,二战之后现代医学尤其是外科学得以突飞猛进的事实,却容不得我无视,而且这两者又不仅仅是时间上的先后,而是存在着确切的因果关系。

毕业于哈佛大学的德怀特·埃默里·哈肯(Dwight Emary Harken,1910–1993),在二战期间摸索出了一套行之有效的在跳动的心脏上取出弹片的方法,他也成了第一个连续为130个在战斗中负伤的士兵取出心脏弹片的外科医生,并无一例术中死亡。他的贡献为现代心外科的诞生和发展做了重要的前期铺垫,甚至有人认为他的工作简直就是B-T分流术得以确立的催化剂。

不过,比尔罗特的魔咒好像仍然在起作用,一直到B-T分流术确立为止,外科医生的手仍只能停留在心脏之外,无法打开心脏,进入其内部进行确切的修复。心脏的外壁仿佛是一个不可逾越的解剖壁垒,阻挡着外科医生的手术刀,无奈之下,很多外科医生只能通过心脏之外的途径修复心内的缺损,这当然是一个不幸的限制。包括哈肯在内,许多先行者因此发展了许多富有创造性的闭式手术的方法,但毕竟是通过心脏之外的途径去试图处理心脏内部的结构,缝合的效果医生根本看不到,是否确切只有靠手指尖在里面才能大致感知,不知道得有多少手指在那个时期被扎伤。更重要的是,这一系列方法并不可靠,初期的手术死亡率很高,虽然在后期死亡率开始下降,也确实有很多患者的生存质量因此而获得了改善。但这种不乏盲目且危险的尝试由于显而易见的局限性,注定只能是阶段性的产物,如今这部分术式基本都已被临床淘汰了,但这真实地反映了当时医疗困境:医生们为挽救垂死患者而不惜进行任何探索。

这一迫切心情,我们今人是可以理解的,但在死亡率很高的初期,有没有人真如比尔罗特所说的那样尝到了身败名裂的苦果?如果你是那个时代的外科医生,你是选择安安稳稳地用既有的技术混饭吃,还是为了救更多的人力图闯进心内这个禁区?毕竟还是有少数勇敢者,义无反顾地踏上这一充满凶险的拓荒之旅。也许正是因为人类幸运地曾经拥有过许多这样的勇敢的探索者,我们今天的生活才会如此不同。

应该说,历史上的多数事件都不是独立发生的,我们今天要回顾的这段故事,虽然只有在这一过程中取得辉煌成就的著名医生和学者会进入视野,但是我们不要忽略,现代心外科的发端是以20世纪以来科学技术的蓬勃发展为重要背景的。没有基础医学的发展和诊查手段的进步,时代就不会产生心脏外科发展的需要。试想如果人们干脆不曾认清某些疾病的本质,又何谈正确的治疗呢?这个需要大师的时代,呼唤着那些不甘平庸的人们迎难而上。

十九世纪晚期美国外科医生威廉·斯图尔特·霍尔斯特德(William Stewart Halsted,1852 -1922)提出了著名的无血术野的手术原则:只有充分的暴露、仔细地止血才可以给外科医生必要的冷静,使他们可以在手术台上清晰地思考,有序的操作。这,是外科雷打不动的金科玉律。然而对维持机体的生命来说,对心脏完整性的任何损害都将带来灾难性的后果。跳动的心脏涌动的血流,如何才能安全地打开心脏外壁,又没有血流的干扰呢?这看起来似乎不可能完成的任务使当时绝大多数外科医生敬而远之——毕竟任何时候平庸的医生都是绝对的多数。

也只有那些具有出类拔萃的智慧和勇气的人,才会思考如何才能突破这层解剖壁垒的问题。当B-T分流的手术引起极大关注,许多人前来霍普金斯大学医院参观学习的时候,我相信这些参观者一定会为手术之后的神奇效果所震撼的,来自加拿大多伦多总医院的外科医生威尔弗雷德·戈登·比奇洛(Wilfred Gordon Bigelow,1913-2005)就是其中之一。但震撼之余他清醒地意识到:“如果外科医生不能阻止血液流过心脏,在无血术野下直视操作,那他们显然将永远无法纠正或治愈心脏疾病。”

但知易行难,人们在当时的观点是,心脏的跳动要么停不了,要么永远停。而无血术野则意味着流入心脏的血液将不得不暂时中断,这怎么可能呢!这一时期的挑战主要在于如何维持循环,传统的研究者是通过泵和管道建立绕过心脏和肺的旁路,进行体外循环,这相当于是要在体外实现模拟心脏和肺的功能,其技术难度不言而喻。这一后来被证实确实正确的思路,在初期的研究及应用中却遭遇了极大的挫折。这使得回到加拿大的比奇洛,没有囿于这一传统思路转而另辟蹊径。据说在一个难眠之夜过后,他想到了一个简单的解决办法:“我在一个夜晚醒来,想到了解决这一问题的一个简单办法,不需要泵和管道,只需全身降温,减少机体对氧的要求,即可中断循环打开心脏。”

为什么是比奇洛而不是别的人首先想到了这个办法呢?有人认为因为他是加拿大人,加拿大是个北方国家,有着寒冷的冬天,所以他才能首先想到低温的办法。咦?这个说法,怎么看起来跟扯淡似的毫无逻辑可言呢?

 

比奇洛

1941年,当比奇洛还是多伦多总医院的外科住院医生时,他的工作包括给那些因冻伤而造成手指或肢体坏死的病人截肢,这促使他曾花费多年的时间去研究人体的低温现象。在对这一机制的研究中比奇洛发现,重要器官及细胞的代谢水平,在体温下降时将成比例下降。比奇洛关于低温下中断循环的设想正是基于这一实验基础。但科学界一直持一个错误的印象,认为机体的代谢水平与体温的早期下降成反比:面对低温的侵袭,没有一个实验能消除机体的适应性产热机制——我们谁挨冻的时候会不打哆嗦呢?这一哆嗦,显然是代谢水平要上升的啊。而且由于既往长期的关于低温与严重创伤和休克的观念,外科医生们不认为低温会给人体带来什么好处。

由于比奇洛的这种新方法颠覆了所有的传统观念,自然遭到了外科界一部分的激烈反对——而他们反对的理由却仅仅是基于自己旧有知识的第一反应,这个不可思议的本能感觉,几乎毁掉了一个在现代心外科技术领域中必不可少的组成部分。还好强大如比奇洛拥有足够的勇气与自信——决定走自己的路,让他们嚷嚷去吧。

但在科学的创新之路上,如果仅有勇气而无足够的理性智慧显然将行之不远,比奇洛当然不是在蛮干。他利用动物模型表明,通过仔细的麻醉不仅可以消除因寒冷而产生的发抖,还可以消除因之而引起的肌肉张力的增加和震颤,氧耗的下降几乎与体温的降低成线性关系。该研究第一次证明了体温和代谢的直接关系,这一发现对心外科甚至对整个医学的影响均十分深远,所谓路遥知马力,不要说其他一众人等,也许比奇洛本人当时也未必意识到该发现的意义有多么重大。

1949年,经过3年的研究,比奇洛的团队计算,20℃的体温可使体循环中断15分钟,这也许足够在直视下关闭房间隔缺损了。1950年,在美国科罗拉多斯普林斯市举行的外科会议上,比奇洛报告了他的实验结果:狗在20°的温度下阻断血循环15分钟,死亡率51%。这在历史上是第一次,一个心脏被打开并观察了一段时间,最后安全关闭。演示的部分还包括一段记录手术操作的电影胶片。经过进一步的技术改进,他在1952年报道了猴子在降温至18℃后直视下打开心脏的生存纪录。由于这些令人鼓舞的结果,比奇洛认为可以准备应用低温和血流阻断技术,安全地在直视下修补人类的房间隔缺损[1]了。

现在看起来,第一次在无血术野直视下实施对人心脏内畸形纠治手术已经呼之欲出了,万事俱备只欠东风——只要有一个合适的病人就OK了。正当比奇洛踌躇满志,打算如探囊取物一般,将这项足以震惊世界的的殊荣纳入自己怀中的时候,孰料半路杀出个程咬金,其实力竟至于足以能够抢夺这个殊荣,这个人是谁?这项殊荣最终将会花落谁家呢?一场看似波澜不惊的暗战就此展开。

 

房间隔缺损(ASD):即心房间隔存在缺损(如画圈处所示),是心内畸形当中,最简单的一种。[1]

 

这是房缺的实体图,能看懂么?看懂才怪呢……总之呢,手术就是把那窟窿给补上就完事,一般是把心脏外面的心包剪下来一片,典型的拆了东墙补西墙。心包不认识?那护心肉吃过没?

 

非直视心脏手术的情况。

如果说是B-T分流的手术点燃了比奇洛创新的激情,那么这位挑战者的热血,则显然是因比奇洛而沸腾起来的。

在美国科罗拉多斯普林斯市举行的外科会议上,比奇洛的报告将其推到风口浪尖,引起了巨大争议。然而同样在会场的美国外科医生约翰·刘易斯(F.John Lewis,1916-1993)在艳羡的同时却生出“彼可取而代之”的豪情,暗下决心比拼一番,想要“窃取***胜利的果实”。

所谓“窃取”当然是我戏谑的说法,因为同时代的人对比奇洛的评价是他对自己的新观念总是非常慷慨,毫无保留。试想上世纪50年代不比今天,在学术会议上幻灯片动态投影十分容易,在那种相对落后的会场条件下,比奇洛居然能把记录自己手术过程的电影胶片在现场演示,真可谓慷慨到家了。

我想正是因为比奇洛在学会上,将实验方法透露的足够细致,才使刘易斯有信心试一试。

但是,要想在这种极具技术含量与创新要求的挑战中取胜自然殊非易事,更何况别人已经赢在起跑线上了。如果我与读者诸君在他们之间的输赢上设一赌局,我想绝大多数人也不会押宝在刘易斯一边。因此时人并不看好他,甚至不乏嘲讽。虽然许多朋友认为他是最聪明最有判断力的天才,但刘易斯自己却甚为低调甚至有些害羞。当有人问起刘易斯是否介意这些批评的声音时,他回答的干脆而巧妙:如果你很少意识到那些人的所作所为,就会大大减少对这些事情的关注了。

沉稳的刘易斯当然很清楚情势,若要后发先至则必须改进比奇洛的技术,他将狗降温至26至28℃,夹闭腔静脉8分钟,在直视无血的术野下施行了房缺(通过外科手段建立的房缺)修补术,结果是10个动物,最后有9个得以存活。在动物实验的存活率方面,刘易斯果然已经做到后来者居上了。

他是如何做到的呢?

原来刘易斯的改进主要是对抗和最大程度地预防室颤——一种十分棘手的心跳节律紊乱。他发现这主要是由于冠状动脉循环被气拴阻塞和过度降温造成的。于是他采取措施限制术中冠脉内气拴的形成并使温度高于比奇洛所采用的温度,因此手术死亡率得以大大降低。到1952年的时候,和比奇洛一样,刘易斯也觉得开展这种临床人体试验的时机已近成熟了。

现在,一加一美一南一北的两个人都拔剑四顾跃跃欲试,只等决战时候的制胜一击。只不过科学上的这种争斗显然不同于你死我活的搏命之争,严格说来甚至并不存在真正的失败者,因为无论他们中谁获得成功都将是人类的福祉。可是当我们回溯这段历史,对于一个精彩故事而言,我们最饶有兴味的当然还是到底是谁最终拔得头筹。

正所谓天时不如地利地利不如人和,以天时论,他们二人年纪相当均处于二十世纪中期科学技术迅速崛起的黄金阶段,时代呼唤一个可以将心外科更推进一步的大师,这是共同的历史大背景;以地利与人和论,虽然比奇洛起跑在先,但刘易斯也已将后发优势利用到了极致,几乎追平了比奇洛——甚至在某些方面还有所超越,毕竟他是站在前者的肩膀上起步的;再则他们都必须背靠自己所在的医院依靠强大的团队合作;最后,一个看似不太重要的非学术方面的因素,结果却成了决定这次竞争输赢的关键所在——人脉关系——他们都需要有人为其推荐一个合适的病例。

这是两个人对荣誉的争夺,似乎也是两个国家科技实力的一次比拼,我不由得想到,假如此等条件下的两个人中有一个是中国人,想必胜负的结果已经出来了,为了国家的荣誉,我们一定会举全国之力,在最短的时间内选出最合适的病例来。我们当然知道这不过是我的意淫而已,上世纪50年代,我们中国人忙着呢……

当时,刘易斯和比奇洛都仔细地寻找着第一例适合心内直视下修补房缺的病例,这一选择的意义对于这些开拓者来说是显而易见的。理想的病例应该是年纪小的,其心内的畸形不太可能产生远期的不良后果。从他们认为时机成熟,提出临床试验设想,到最后获得合适的病例可以一拼高下的这段时间里,两个人的内心一定是极不平静的,那种混杂着兴奋与紧张的期待,也许只有当事人才知道是多么的难熬。

比奇洛后来回忆说:在我们选择第一个合适病例的过程中,我们更希望他是儿童或青少年。但我们工作在一家成人医院(多伦多总医院),没有儿童的病例,而且当时加拿大的医疗环境对心外科是持保留态度的。

最后,由于一次偶然的机会,理查德·维克(Richard Varco,1912-2004)的转介使刘易斯获得了先机——他将为一个5岁女孩做这个手术,该女孩存在一个大的房缺听诊有杂音。1952年9月2日,刘易斯在明尼苏达大学成功地在人体上实施了第一例直视下的心脏内手术操作(作为转介者的维克也幸运地以第一助手的身份参与了这次手术)。他利用26°C的低温,在流入血流阻断时间不到6分钟的时间里,干净漂亮地完成了对该患儿心脏实质缺损的确切修补缝合。这个幸运的孩子在没有现代外科术后重症监护帮助的情况下,依然得以顺利康复,并于11天之后痊愈出院。她的心脏杂音消失了,随访33年后,患者健康状况良好,有两个孩子,甚至做过木匠。

第一例心内直视下手术的成功,为人类最常遇到的先天性心脏畸形提供了一个可治愈的方法,开启了心脏疾病治疗的新时代。这一成功极大鼓舞了心外科同道的热情,甚至很多原本冷眼旁观外科医生也跟着热血沸腾,他们纷纷采纳了这项技术。在整个20世纪50年代,运用直视下心内手术手术治疗了大量简单的先天性心脏缺陷。多伦多和丹佛的治疗中心成了开展和使用这一技术的翘楚,并在婴幼儿的心内直视手术中报道了惊人的低死亡率。

尽管这一场暗战以刘易斯率先取得成功而告一段落,但比奇洛并没有因这一落败而感慨“既生瑜何生亮”,反而为他的理论在临床应用中被证明有效而感到十分高兴。虽然当刘易斯宣称自己是破冰之举(broke the ice)时,比奇洛忍不住要甩他一句:厚脸皮……(cheekily)

在随后采用低温手段进行心脏手术的后继者中,又以亨利·施万(Henry Swan)的成就最为出色,他利用这一技术成功地开展了多项手术,并完善和发展了心肌保护和空气栓塞预防等一系列原则,这些原则至今仍是心脏外科中的核心宗旨。总之,应用低温和流入道阻断,直视下修复简单的心脏畸形,为发现并实施复杂的心脏外科手术提供了经验。尽管亨利·施万乐观且拥有远见,他还是清楚直视手术在心脏外科的应用局限。当他试图修复法洛四联症合并肺动脉狭窄(BT分流只能缓解症状,而亨利·施万试图根治)时意识到,共存如此多的畸形是无法在中度低温流入道阻断8分钟的时限内完成修复的,甚至像室间隔缺损(其复杂程度在房缺之上法洛四联症之下)之类的畸形,也无法在如此短的时间内完成修复,更复杂的修复需要一种新颖的方法。

由于处理更具挑战性和复杂性的病变接连遭遇失败,到了50年代中期,许多外科医生开始对以现有的技术纠正更复杂的心内病灶持变得谨慎。而作为低温时代最伟大的理论奠基者和实践者的比奇洛则相信,使用低温可安全地突破几分钟的限制,延长到几个小时。为此他瞄上了土拨鼠,开始研究这种动物冬眠的秘密,试图获得某些启示,找到突破口。这一回他能再有所创见么?


这就是当年的低温手段,像不像冰镇活人?



约翰·刘易斯(右)



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