心臟外科與體外循環(huán)技術

心臟外科與體外循環(huán)技術第1頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

心臟外科的誕生

胸腔是人體中最后一個對外科醫(yī)生開放的體腔；心臟外科是外科領域中較年輕的分支學科；人體的心臟和大血管系統(tǒng)是一個具有高壓力的封閉系統(tǒng)，其完整性及連續(xù)性遭到破壞，導致嚴重的后果：大出血及重要器官的缺血和缺氧；心臟功能對維持機體的生命來說頭等重要；心臟功能活躍但結構脆弱。第2頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四心臟手術是橫亙在外科醫(yī)生面前難以逾越的鴻溝和最大挑戰(zhàn)；直到本世紀初，最富于想象力的科幻作家也未曾萌發(fā)在心臟上施行手術的念頭。

—心臟是外科醫(yī)生的最后禁區(qū)！第3頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四十九世紀末至二十世紀初心包炎手術被認為是“膽量過人”的手術。絕大多數外科醫(yī)生對心臟禁區(qū)敬而遠之。蜚聲世界的外科大師持堅決的反對態(tài)度：

1896年StephenPaget爵士：心臟外科已經達到外科的天然極限，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Theoder

Billroth：在心臟上做手術，是對外科藝術的褻瀆,將失去同行們的尊重。第4頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

但是，權威們的“結論”并沒有使勇敢者停止探索的腳步！第5頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四1897年，德國的Rehn成功地為一位心臟外傷的病人進行了縫合；1913年，Rehn施行了心包剝脫術；1925年，HenrySouttar經左心耳行二尖瓣狹窄交界分離術；1934年，DeBakey首先描述閉合的滾動泵。第6頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四1938年，R.E.Gross(USA)施行了動脈導管結扎術

——開創(chuàng)手術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畸形，成了許多外科醫(yī)生所憧憬的理想。第7頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四1944年，A.Blalock(USA)在著名的心臟病學家Taussing的建議下，為1例重癥TOF患者施行了鎖骨下動脈－-肺動脈吻合術，即著名的

Blalock--Taussing分流術!第8頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

當時，醫(yī)生試圖給病人施行心臟手術，會被同行視為瘋狂，被公眾看作謀殺，被教會認為大逆不道。盡管如此，倔強的外科醫(yī)生們仍然不斷地向心臟禁區(qū)發(fā)起了一次又一次的沖擊。第9頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四體外循環(huán)技術的誕生

——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。第10頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四1931年，28歲的Gibbon在麻省總醫(yī)院外科實習時，分管一位53歲的女病人。該患者施行膽囊切除術后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了極度缺氧?！扒虚_肺動脈，取出血栓”史無前例。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。Gibbon的任務：觀察和記錄病情變化

——病人處于極度的痛苦之中。第11頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四在觀察病情時，Gibbon突然產生了一個奇怪的想法：

“如果能有一臺機器把郁積在病人靜脈的血液引到體外進行氧合，然后輸回病人的動脈，就可以緩解病人的缺氧，同時可以使醫(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。”

—這就是體外循環(huán)的最初的構想第12頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四次日清晨，Churchill醫(yī)生在迫不得已的情況下為患者施行了取栓術，6分30秒鐘的手術做得干脆、漂亮，但是……這件事情Gibbon終生難忘，發(fā)明人工心肺機的念頭在頭腦中深深地扎下了根。

——馬薩諸塞州的不眠之夜，對Gibbon的前途產生了深刻影響，同時也對人類心臟外科的未來產生了深刻影響。第13頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四1934年Gibbon成了麻省總醫(yī)院的住院醫(yī)師，向他的導師Churchill提出研制人工心肺機的正式請求；Churchill認為：這位才華橫溢、前程似錦的弟子“走火入魔、不務正業(yè)”，非常反感，深感惋惜；但是Gibbon的堅定決心，最終征得了導師的同意；Churchill給了一個動物實驗室，又配了一個年輕漂亮的小姐MaryHopkins,后者成了Gibbon的得力助手和合作者。第14頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四按照設想他們先做成了人工心、人工肺；深入研究解剖學、生理學、病理學、血液學、機械工程學。1935年他們用機器代替心肺，使貓的心臟在39分鐘的體外循環(huán)后恢復循環(huán)功能。1936年Gibbon回到故鄉(xiāng)費城，在濱州大學繼續(xù)研究。第15頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四1937年在全美胸外科會議上，Gibbon報告了他的研究成果；面對Gibbon的滿腔熱情；外科學界極為冷淡；只有一個學者關注到Gibbon的報告，評價道“儒勒·凡爾納式的幻想”。學術界的冷落和沉默比激烈的反對更使人傷心百倍；Gibbon對那些偏見和短視一笑置之，繼續(xù)實驗。第16頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四40年代初期，實驗初見曙光，CPB可使動物長期存活；1942年Gibbon應征入伍；1946年在費城Jeferson醫(yī)學院外科系繼續(xù)關于氣體交換效率的研究，并進行了許多發(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公司負責人Watson的關注；第17頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四在公司經濟和技術的支持下Gibbon制造出更為精密、復雜的人工心肺機，開始在狗身上做實驗；經過3年的改進，動物的死亡率從80%下降到12%；在此期間Gibbon對低溫酸堿平衡、灌注流量等進行了深入研究；體外循環(huán)臨床應用時機已經成熟。第18頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四1953年5月6日是一個值得紀念的日子：JohnGibbon創(chuàng)造的人工心肺機正式投入臨床應用，為一位19歲的小姑娘施行了ASD修補術。患者術前在半年時間里發(fā)生3次心衰；體外循環(huán)時間為26分鐘，術后病人順利恢復。同年HenrySwan（USA）推出低溫麻醉方法在直視下修復ASD。

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從此，心臟外科進入了一個新時代。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)的夢想變?yōu)楝F實。第20頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

但是天有不測風云，在隨后的三次手術中病人先后死亡；就在黎明前的最后黑暗中，Gibbon對體外循環(huán)的臨床應用失去了信心，最終使他與鉆研20余年的人工心肺機徹底告別，改弦易轍，去研究肝臟疾病去了。第21頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四Gibbon的失敗，科學界還沒來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疑。其他“心臟中心”的體外循環(huán)研究也紛紛下馬，甚至有人認為CPB手術是行不通的；就在主帥易幟、軍心渙散、CPB手術面臨夭折的關頭，另一位頗有膽識的美國年輕人Lillehei激流勇進，擔起了“振興”CPB手術研究的重任。第22頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四心臟外科的發(fā)展

20世紀50～60年代，由于WaltonLillehei及John

Kirklin

的杰出貢獻,體外循環(huán)技術逐漸成熟,大多數的先天性心臟病先后為心臟外科醫(yī)生征服。第23頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四1953年Lillehei在明尼蘇達醫(yī)學院完成住院醫(yī)師的培訓,成為一名主治醫(yī)師；他以年輕人“特有的敏銳”分析了當時的形勢：要使CPB手術順利開展,首先要以安全的方法完成幾個漂亮的手術，以破除人們關于病變心臟不能耐受手術的觀念。Lillehei指出：Gibbon的機器過于笨重復雜，選擇一種簡易、有效、安全的體外循環(huán)方法,才是斬斷“Gordian之結”的利劍。第24頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四在一次閑聊中，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狗當作手術狗的“胎盤”，向后者提供氧合血以完成心臟手術呢？”這個奇妙的想法，使大家茅舍頓開、興奮不已；于是產生了一種新的體外循環(huán)方法：

“交叉循環(huán)法”第25頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四1953年10月22日，Lillehei進行了第一例交叉循環(huán)動物實驗:30分鐘的交叉循環(huán)手術,供血狗的心臟毫無困難地負擔起手術狗血流循環(huán)的任務；第二天早晨,兩條狗滿屋亂跑,到處覓食。

Lillehei等人欣喜若狂：實驗動物能夠如此迅速地恢復，是用人工心肺機從未有過的；在隨后幾個月里，他們對手術的細節(jié)進行了改進，對交叉循環(huán)的血液動力學、血液學、血氣分析等方面進行了深入的研究。第26頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

Lillehei對“交叉循環(huán)”的臨床應用充滿信心，但需要得到批準，尚未應用即引起悍然大波：一位外科權威說:“他們把健康人送到手術室里當氧合器，不僅令人無法接受，而且是不道德的?！边€有人講：“這是外科歷史上第一個有可能引起200%死亡率的手術?！?/p>

Lillehei心里忐忑不安！第27頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

但是，

Lillehei的導師Wangensteen卻及時地簽發(fā)了批準書：“DearWalton，Doit.Don’tbecareofanyotherthings.”

————Wangensteen第28頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四1954年3月26日是心臟外科歷史上一個值得紀念的日子。Lillehei和他的三個年輕的同事，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修補術,整個修補過程僅用了19分鐘；

不久患兒及其父親蘇醒。

看臺上第一個向Lillehei祝賀的就是他的導師Prof.Wangensteen！第29頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四隨后在不到半年的時間里Lillehei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；1954年3～7月這個小組在世界上孤軍奮戰(zhàn)完成了45例復雜先天性心臟病矯治術，獲得巨大成功；第30頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四年輕的Lillehei和他的研究小組力挽狂瀾，令人信服地向科學界證明：

心臟禁區(qū)是可以打破的！第31頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四在心胸外科界贊譽之聲四起，世界各地到明尼蘇達醫(yī)學院的參觀者如潮如云的大好形勢下，Lillehei并沒有被勝利所陶醉；他清醒的認識到：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；誰研制出了高效、經濟、安全、簡便的人工心肺機，誰將執(zhí)掌心臟外科學界的牛耳；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。第32頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四由于Lillehei

的杰出貢獻心臟外科從1956年起走出低谷進入飛速發(fā)展的新階段。

體外循環(huán)的誕生，使人類多年來沖破心臟“禁區(qū)”的夢想變?yōu)楝F實。第33頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

Gibbon和Lillehei是為體外循環(huán)的發(fā)展做出重大貢獻的醫(yī)學家，回顧他們的足跡，我們可得到下面的啟示：第34頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四Gibbon作為一個外科醫(yī)生，他最大的與眾不同在于他對理論思維的追求，他最瞧不起的是那些自視為“外科正宗”，一心想靠手術刀打天下的“手術匠”。Gibbon的手術技巧相當高超，但從不以此為驕傲；他認為要做一個杰出的外科學家，科學的頭腦、扎實的理論基礎、廣泛的新知識比靈巧的雙手更重要，他說：“手術操作是人人