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《科学24小时》

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旨在向全国广大群众,特别是具有中等文化程度的广大青年,普及科学技术知识,繁荣科普创作,启迪思想,...

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挺进“生命禁区”

2014-12-22 14:52:39

胸部大手术,尤其是心脏手术曾经被视作医学禁区,谁也无法越雷池一步。然而,一些勇敢的医学志士通过不懈的努力,终于突破了医学的禁区……

 

挺进“生命禁区”

█ 王震元

 

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从胎儿开始,我们的心脏就分秒不息地进行着有规律的搏动。一位70 岁的老人,其心脏至少已跳动了29 亿次!心脏把静脉血泵至肺部进行氧气交换,然后含有充足氧气的血液经过左心房和左心室运行至身体各个部位。每经过1分钟,心脏差不多就能把体内的全部血液环流一遍,一昼夜间输送血液的总量可高达7500 多千克。心脏始终不渝地忠实履职,直至生命的最后一刻。

 

绑护士导管插心 获诺奖史无前例

 

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心导管技术创始人福斯曼

 

20 世纪初开始,随着科学的进步,医生们虽然可以通过听诊器、X 射线检查、心电图等及时获得心脏的准确信息,但是这些方法都无法了解心脏内各个部位的压力变化,以及心脏泵至肺及全身的血量等重要数据,人类只能通过动物实验作间接估算。

1929 年,一位当时还是默默无闻的“小人物”登场了,他就是福斯曼。福斯曼在德国埃伯斯瓦尔德的一家医院当住院医生。他大胆建议,可以用一个可弯曲的细软管从人的肘部血管通向心脏做试验。负责医院管理的卫生委员施奈德是福斯曼父母的好友,他听后大吃一惊。这在当时被认为是十分危险之举,因而他断然拒绝。但是,福斯曼仍坚持自己的想法。他在遗体上进行了几次实验并取得满意结论后,果断决定首先把自己作为实验对象。

一个春风沉醉的晚上,福斯曼安静地躺在手术台上,由罗迈斯博士等两位同事操刀开始了实验。首先,他们在他的前臂割开一个小口。接着,在分离了静脉并剪开一个小口以后,开始插入一根消过毒的细橡皮导管。橡皮导管一厘米、一厘米地缓缓伸入静脉。导管到达锁骨部位时,福斯曼突然咳嗽起来。他的同事本来对这种试验就信心不足,担心导管穿透血管壁而出血,甚至引发心跳骤停。尽管离试验成功只有一步之遥,但两位同事仍不顾福斯曼的恳切请求,立即把导管拔了出来。

但是,这一次半途而废的试验并没有动摇福斯曼的决心和信念。一个星期以后,他请一位护士当助手再次进行试验。为了防止护士中途变卦,福斯曼竟将她绑在X 射线机的荧光屏前面。这名护士除了能握紧镜子外一点儿也动弹不得。他自己就坐在荧光屏后面操作,并通过镜子的反射观察屏上的景象。只见橡皮管从他的右肘前的静脉缓缓进入,通过腋静脉、锁骨下静脉和上腔静脉,一直前进到右心房,橡皮管整整推进了65 厘米。福斯曼无比兴奋,立即走出手术室,经过一条长廊,来到二楼的放射科,拍摄到了人类第一张心导管完全进入心脏的X 光片。1929 年年底,他将这张X 光片发表在著名外科杂志《KlinWochenschr》上。几年以后,美国科学家理查德和考纳德进一步发展了这种技术,使心导管成为诊断心脏疾病,以及判断能否进行手术治疗的一种重要工具。1956 年,福斯曼、理查德和考纳德三人一起荣获诺贝尔生理学或医学奖。

 

动物冬眠获启示 六分钟黄金时间

 

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低温麻醉法

 

心导管技术的应用,使外科医生可以在心脏的一定部位切开一个小口,将手指或器械伸进心脏内部,分离或扩张已经粘连的瓣膜,从而在治疗风湿性或先天性心脏病引起的二尖瓣狭窄、主动脉狭窄等方面,获得了有效的治疗手段。但是,这种手术也有缺陷,不但可供医生操作的时间极短,而且带有某种盲目性。这就像修理水泵一样,如果不切断电源停止抽水,单靠在水泵外部拨弄,是无法进行精致修理的。所以,只有切开心脏,吸干血液,使手术部位清晰地暴露出来,医生才能从容不迫地操作,这就叫做“心内直视手术”。但是,要使心脏在一个短时间内保持无血状态,就没有血液从心脏泵出,心脏也就不再向全身组织供应氧气和养料。但是,在长期缺氧的情况下,人是无法生存的,特别是大脑,只要缺氧几分钟,就会发生坏死而使生命终结。所以,这种“阻断”不能超过一分半钟。要在这么短的时间内完成精确而复杂的心脏手术,显然是不可能的。

动物的冬眠现象,给了外科医生们深刻的启示。黄鼬、刺猬、蝙蝠及一些两栖类动物,冬季进入休眠时体温下降,与自然界温度相差无几。特别是蝙蝠在飞翔时,心跳高达每分钟数百次。而在冬眠时,却大幅下降到每分钟只有两次,体内所需氧气仅相当于正常活动时的1%。实验同样证明:人的体温每下降1,体内氧气需要量就会减少6%7%。这就很自然地使医生们联想到,只要设法降低病人的体温,就能延长阻断心脏血流的时间,从而可以在不必担心组织坏死的情况下,大胆地进行安全、精细的手术了。

就这样,外科和麻醉科医生携起手来,创造了“低温麻醉法”。他们用冰水、冰袋,以及特制的附有调温装置的橡皮毯包裹着病人,再综合麻醉手段将病人的体温下降到29(浅度低温),甚至26(中度低温)。这样,手术的安全时间就从一分半钟延长到了六分钟。

1952 年,世界上第一例低温麻醉下的心内直视手术获得成功。从1957 年开始,在低温麻醉下,我国也先后完成了各种先天性、后天性心脏狭窄瓣膜的切开和扩张手术,以及各种先天畸形的缝合修补手术。但是,等待医生的,是下一个更为严峻的挑战……

 

巧构思体外循环 创奇迹人工心肺

 

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人工心肺

 

1931 10 3 15 时,美国东部城市波士顿的麻省中心医院住进了一位53 岁的女病人。她在半个月前做胆囊手术后不幸引发了静脉血栓,粗大的凝固血块顺着上腔静脉通过右心房和右心室,牢牢地堵塞在肺动脉的分支上,产生了可怕的“ 肺栓塞”。病人先后出现呼吸急迫、胸口剧痛、血压骤降、脉搏微弱、脸色灰暗的症状。病房中的全体医护人员紧急动员起来,分配给时年28 岁临床研究生吉伯的任务是密切观察和记录病人的病情变化,并及时向主治医师报告。要抢救这种病人,唯一的办法就是取出肺动脉内巨大的血凝块。但当时即使在医学最发达的美国,也尚无成功的先例。第二天清晨,病人已濒临死亡,外科主任查吉尔决定孤注一掷。尽管历经六分半钟的手术做得干净、漂亮,成功地取出了血栓,但却因超出“黄金时间”仅仅30 秒,未能挽救病人的生命。

当时站在手术台旁当助手的吉伯,突发了奇想:如果能有一台机器把淤积在病人静脉中的血液引流到体外和氧气进行结合,然后再输回动脉,就能缓解病人的缺氧状况,从而使医生有更长时间安全地切开肺静脉,取出血栓。这样不就可以使病人转危为安了吗?当天晚上,吉伯生平第一次失眠了……

一切重大创新的起点都是提出问题。但吉伯要将解决“体外循环”问题的这种构想转化为现实,却是很不容易的。首先必须冲破传统观念的束缚。1934年,已经当了住院医师的吉伯,向他当年的导师、外科主任查吉尔提出研制人工心肺机的正式请求时,导师认为他走火入魔,不务正业,并为他深感惋惜。但吉伯决心已定,查吉尔勉强同意给了他一间很小的动物实验室,并让女研究生玛丽当助手。查吉尔和玛丽紧密合作,从解剖学、生理学、病理学和血液学以及机械工程学等多学科角度,进行了“人工心肺”的可行性研究。他们设计的这架机器由动脉泵(人工心脏)、血液氧化器(人工肺)和血液传送系统三个部分组成,还配有贮血器和滤血器等装置。1937 年,吉伯在全美胸外科学术会议上,报告了他的初步研究成果,但与会代表们对此的反应却十分冷淡,甚至有学者讥讽其为“凡尔纳式的幻想”。但这些质疑声却并未动摇他的信念。1942 年,二战爆发,吉伯应征入伍。1946 年,他复员后继续进行研究。1950 年,吉伯获得大公司IBM 的巨额资助,终于制造出更精密的人工心肺机,并进行实验。1952 年,不断改良后的人工心肺机已经可以使心脏血流中断30 分钟,实验狗的死亡率也由80%下降至12%

1953 5 6 日,是一个值得纪念的日子。吉伯和他的同事们,为一位患有先天性心脏病的18 岁女孩,成功地进行了世界上第一例运用人工心肺(体外循环)心内直视手术。病人的左右心房之间存在着一个巨大缺损,致使动脉血和静脉血相互贯通,半年来已出现三次严重心衰。此次手术时间长达26 分钟,远远超越了6 分钟的“黄金时间”。手术后仅2 个月,病人就已完全康复。

又是半个多世纪过去了,人工心肺机已经可以代替正常心肺功能长达2 小时之久。但是我们不能忘记福斯曼和吉伯这两位先驱者当年的开拓性贡献,正是他们勇闯心脏手术这个“生命禁区”的举动,才造就了日后的无数生命奇迹,他们将永垂史册!

 

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