心脏外科与体外循环技术

心脏外科与体外循环技术第1页，共38页，2023年，2月20日，星期四

心脏外科的诞生

胸腔是人体中最后一个对外科医生开放的体腔；心脏外科是外科领域中较年轻的分支学科；人体的心脏和大血管系统是一个具有高压力的封闭系统，其完整性及连续性遭到破坏，导致严重的后果：大出血及重要器官的缺血和缺氧；心脏功能对维持机体的生命来说头等重要；心脏功能活跃但结构脆弱。第2页，共38页，2023年，2月20日，星期四心脏手术是横亘在外科医生面前难以逾越的鸿沟和最大挑战；直到本世纪初，最富于想象力的科幻作家也未曾萌发在心脏上施行手术的念头。

—心脏是外科医生的最后禁区！第3页，共38页，2023年，2月20日，星期四十九世纪末至二十世纪初心包炎手术被认为是“胆量过人”的手术。绝大多数外科医生对心脏禁区敬而远之。蜚声世界的外科大师持坚决的反对态度：

1896年StephenPaget爵士：心脏外科已经达到外科的天然极限，处理心脏外伤的各种自然困难，是没有任何新的方法或发明能够克服的。

1896年Theoder

Billroth：在心脏上做手术，是对外科艺术的亵渎,将失去同行们的尊重。第4页，共38页，2023年，2月20日，星期四

但是，权威们的“结论”并没有使勇敢者停止探索的脚步！第5页，共38页，2023年，2月20日，星期四1897年，德国的Rehn成功地为一位心脏外伤的病人进行了缝合；1913年，Rehn施行了心包剥脱术；1925年，HenrySouttar经左心耳行二尖瓣狭窄交界分离术；1934年，DeBakey首先描述闭合的滚动泵。第6页，共38页，2023年，2月20日，星期四1938年，R.E.Gross(USA)施行了动脉导管结扎术

——开创手术治疗先天性心脏病的先河；尽管取得了成功，但外科医生仍在心脏的大门外徘徊。切开心脏，在直视下从容不迫地矫正心内畸形，成了许多外科医生所憧憬的理想。第7页，共38页，2023年，2月20日，星期四1944年，A.Blalock(USA)在著名的心脏病学家Taussing的建议下，为1例重症TOF患者施行了锁骨下动脉－-肺动脉吻合术，即著名的

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

当时，医生试图给病人施行心脏手术，会被同行视为疯狂，被公众看作谋杀，被教会认为大逆不道。尽管如此，倔强的外科医生们仍然不断地向心脏禁区发起了一次又一次的冲击。第9页，共38页，2023年，2月20日，星期四体外循环技术的诞生

——年轻的JohnGibbon医生为打开心脏禁区的大门做出了杰出的贡献。第10页，共38页，2023年，2月20日，星期四1931年，28岁的Gibbon在麻省总医院外科实习时，分管一位53岁的女病人。该患者施行胆囊切除术后15天，因上腔静脉血栓而发生了致命的肺栓塞，右心功能迅速衰竭出现了极度缺氧。“切开肺动脉，取出血栓”史无前例。外科主任Churchill决定，除非证明病人的死亡迫在眉睫，否者不能施行手术。Gibbon的任务：观察和记录病情变化

——病人处于极度的痛苦之中。第11页，共38页，2023年，2月20日，星期四在观察病情时，Gibbon突然产生了一个奇怪的想法：

“如果能有一台机器把郁积在病人静脉的血液引到体外进行氧合，然后输回病人的动脉，就可以缓解病人的缺氧，同时可以使医生在阻断回心血流的情况下，安全地切开肺静脉，取出血栓，从而挽救病人的生命。”

—这就是体外循环的最初的构想第12页，共38页，2023年，2月20日，星期四次日清晨，Churchill医生在迫不得已的情况下为患者施行了取栓术，6分30秒钟的手术做得干脆、漂亮，但是……这件事情Gibbon终生难忘，发明人工心肺机的念头在头脑中深深地扎下了根。

——马萨诸塞州的不眠之夜，对Gibbon的前途产生了深刻影响，同时也对人类心脏外科的未来产生了深刻影响。第13页，共38页，2023年，2月20日，星期四1934年Gibbon成了麻省总医院的住院医师，向他的导师Churchill提出研制人工心肺机的正式请求；Churchill认为：这位才华横溢、前程似锦的弟子“走火入魔、不务正业”，非常反感，深感惋惜；但是Gibbon的坚定决心，最终征得了导师的同意；Churchill给了一个动物实验室，又配了一个年轻漂亮的小姐MaryHopkins,后者成了Gibbon的得力助手和合作者。第14页，共38页，2023年，2月20日，星期四按照设想他们先做成了人工心、人工肺；深入研究解剖学、生理学、病理学、血液学、机械工程学。1935年他们用机器代替心肺，使猫的心脏在39分钟的体外循环后恢复循环功能。1936年Gibbon回到故乡费城，在滨州大学继续研究。第15页，共38页，2023年，2月20日，星期四1937年在全美胸外科会议上，Gibbon报告了他的研究成果；面对Gibbon的满腔热情；外科学界极为冷淡；只有一个学者关注到Gibbon的报告，评价道“儒勒·凡尔纳式的幻想”。学术界的冷落和沉默比激烈的反对更使人伤心百倍；Gibbon对那些偏见和短视一笑置之，继续实验。第16页，共38页，2023年，2月20日，星期四40年代初期，实验初见曙光，CPB可使动物长期存活；1942年Gibbon应征入伍；1946年在费城Jeferson医学院外科系继续关于气体交换效率的研究，并进行了许多发明，其中包括目前广泛使用的血泵。1950年Gibbon的研究工作得到了IBM公司负责人Watson的关注；第17页，共38页，2023年，2月20日，星期四在公司经济和技术的支持下Gibbon制造出更为精密、复杂的人工心肺机，开始在狗身上做实验；经过3年的改进，动物的死亡率从80%下降到12%；在此期间Gibbon对低温酸碱平衡、灌注流量等进行了深入研究；体外循环临床应用时机已经成熟。第18页，共38页，2023年，2月20日，星期四1953年5月6日是一个值得纪念的日子：JohnGibbon创造的人工心肺机正式投入临床应用，为一位19岁的小姑娘施行了ASD修补术。患者术前在半年时间里发生3次心衰；体外循环时间为26分钟，术后病人顺利恢复。同年HenrySwan（USA）推出低温麻醉方法在直视下修复ASD。

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从此，心脏外科进入了一个新时代。心脏外科医生以体外循环和低温麻醉为武器，将征服心脏禁区的梦想变为现实。第20页，共38页，2023年，2月20日，星期四

但是天有不测风云，在随后的三次手术中病人先后死亡；就在黎明前的最后黑暗中，Gibbon对体外循环的临床应用失去了信心，最终使他与钻研20余年的人工心肺机彻底告别，改弦易辙，去研究肝脏疾病去了。第21页，共38页，2023年，2月20日，星期四Gibbon的失败，科学界还没来得及为人类打破心脏“禁区”而欢欣雀跃，就迅速被悲观气氛笼罩，体外循环的安全性及可行性受到质疑。其他“心脏中心”的体外循环研究也纷纷下马，甚至有人认为CPB手术是行不通的；就在主帅易帜、军心涣散、CPB手术面临夭折的关头，另一位颇有胆识的美国年轻人Lillehei激流勇进，担起了“振兴”CPB手术研究的重任。第22页，共38页，2023年，2月20日，星期四心脏外科的发展

20世纪50～60年代，由于WaltonLillehei及John

Kirklin

的杰出贡献,体外循环技术逐渐成熟,大多数的先天性心脏病先后为心脏外科医生征服。第23页，共38页，2023年，2月20日，星期四1953年Lillehei在明尼苏达医学院完成住院医师的培训,成为一名主治医师；他以年轻人“特有的敏锐”分析了当时的形势：要使CPB手术顺利开展,首先要以安全的方法完成几个漂亮的手术，以破除人们关于病变心脏不能耐受手术的观念。Lillehei指出：Gibbon的机器过于笨重复杂，选择一种简易、有效、安全的体外循环方法,才是斩断“Gordian之结”的利剑。第24页，共38页，2023年，2月20日，星期四在一次闲聊中，Lillehei的助手Morley偶然提及胎儿是从胎盘获得氧合血，我们为什么不能把另一条狗当作手术狗的“胎盘”，向后者提供氧合血以完成心脏手术呢？”这个奇妙的想法，使大家茅舍顿开、兴奋不已；于是产生了一种新的体外循环方法：

“交叉循环法”第25页，共38页，2023年，2月20日，星期四1953年10月22日，Lillehei进行了第一例交叉循环动物实验:30分钟的交叉循环手术,供血狗的心脏毫无困难地负担起手术狗血流循环的任务；第二天早晨,两条狗满屋乱跑,到处觅食。

Lillehei等人欣喜若狂：实验动物能够如此迅速地恢复，是用人工心肺机从未有过的；在随后几个月里，他们对手术的细节进行了改进，对交叉循环的血液动力学、血液学、血气分析等方面进行了深入的研究。第26页，共38页，2023年，2月20日，星期四

Lillehei对“交叉循环”的临床应用充满信心，但需要得到批准，尚未应用即引起悍然大波：一位外科权威说:“他们把健康人送到手术室里当氧合器，不仅令人无法接受，而且是不道德的。”还有人讲：“这是外科历史上第一个有可能引起200%死亡率的手术。”

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

但是，

Lillehei的导师Wangensteen却及时地签发了批准书：“DearWalton，Doit.Don’tbecareofanyotherthings.”

————Wangensteen第28页，共38页，2023年，2月20日，星期四1954年3月26日是心脏外科历史上一个值得纪念的日子。Lillehei和他的三个年轻的同事，以患儿的父亲作为供血者，用“交叉循环”的方法完成了历史上首例VSD修补术,整个修补过程仅用了19分钟；

不久患儿及其父亲苏醒。

看台上第一个向Lillehei祝贺的就是他的导师Prof.Wangensteen！第29页，共38页，2023年，2月20日，星期四随后在不到半年的时间里Lillehei用交叉循环的方法施行了世界首例房室管畸形、右心室漏斗狭窄及法乐氏四联症矫治术；1954年3～7月这个小组在世界上孤军奋战完成了45例复杂先天性心脏病矫治术，获得巨大成功；第30页，共38页，2023年，2月20日，星期四年轻的Lillehei和他的研究小组力挽狂澜，令人信服地向科学界证明：

心脏禁区是可以打破的！第31页，共38页，2023年，2月20日，星期四在心胸外科界赞誉之声四起，世界各地到明尼苏达医学院的参观者如潮如云的大好形势下，Lillehei并没有被胜利所陶醉；他清醒的认识到：交叉循环作为体外循环的一种特殊形式，受到很多限制；谁研制出了高效、经济、安全、简便的人工心肺机，谁将执掌心脏外科学界的牛耳；从1954年他和另一位青年医生德瓦尔研究新型的氧合器，1955年7月投入使用。第32页，共38页，2023年，2月20日，星期四由于Lillehei

的杰出贡献心脏外科从1956年起走出低谷进入飞速发展的新阶段。

体外循环的诞生，使人类多年来冲破心脏“禁区”的梦想变为现实。第33页，共38页，2023年，2月20日，星期四

Gibbon和Lillehei是为体外循环的发展做出重大贡献的医学家，回顾他们的足迹，我们可得到下面的启示：第34页，共38页，2023年，2月20日，星期四Gibbon作为一个外科医生，他最大的与众不同在于他对理论思维的追求，他最瞧不起的是那些自视为“外科正宗”，一心想靠手术刀打天下的“手术匠”。Gibbon的手术技巧相当高超，但从不以此为骄傲；他认为要做一个杰出的外科学家，科学的头脑、扎实的理论基础、广泛的新知识比灵巧的双手更重要，他说：“手术操作是人人