和死神爭時間,心肺機讓「開心手術」成為可能——《心臟的故事》

吉本不是唯一一位致力於研發心肺機的科學家。在 1950 至 1955 年間,有五家醫學中心都投注於這項工作,而且各有自己的設計。

圖/pixabay

  1. 在多倫多大學,威廉.馬斯塔德(William Mustard)研發了一部機器,利用隔離的獼猴肺臟為血液充氧。
  2. 在底特律的韋恩州立大學,佛瑞斯特.達德利爾(Forest Dodrill)與通用汽車的工程師打造了一部心臟幫浦,看起來很像凱迪拉克的引擎。
  3. 在梅約醫學中心,科克林(John Kirklin)與他的同事根據吉本的設計打造了一部心肺機,使用直立充氧器和滾軸式幫浦(這部心肺機最後被稱為「梅約─吉本充氧器」)。
  4. 在明尼蘇達大學,李拉海的同事克拉倫斯.丹尼斯(Clarence Dennis)曾參觀吉本的實驗室,並利用吉本當時與他分享的一張草圖自行研發了一部機器,而丹尼斯後來也成為在人類身上試用心肺機的第一人,對象是六歲的派蒂.安德森,後來不幸死在手術檯上。丹尼斯的第二次嘗試也以失敗收場,原因是他的助手任由儲血槽被抽取一空,結果機器將空氣打入病患的動脈,造成病患當場死亡。

根據紀錄,1951 至 1953 年間,共有 18 名病患在心肺機的輔助下接受開心手術,結果有 17 人死亡。

心肺機第一次在人類身上成功使用

後來率先在人類身上「成功」使用心肺機的不是丹尼斯,而是吉本。這個結果可說是恰如其分,因為吉本不但是構想出心肺機的人,研發這種機器的時間也比別人更長。

經過數十年的動物實驗,吉本的第一次人體試驗是一名 15 個月大的女嬰,卻在他慌忙找尋她根本沒罹患的心房中隔缺損時,因出血過多而死(對,那名嬰兒遭到誤診)。

心肺機連接到靠近心臟靜脈和動脈的典型方式。圖/wikimedia

吉本在 1953 年 3 月 27 日又試了一次,這次的對象是 18 歲的塞席莉雅.巴佛列克。她是賓州威克斯學院的新鮮人,在過去六個月間曾三度因心臟衰竭住院。

為了修補她的心房中隔缺損,手術花費了超過五個小時。吉本的機器重達一噸以上,由六名助手管理。在他以棉線縫合那個直徑 0.3 公分的孔洞時,助手會接管病患的血液循環,時間約 30 分鐘。

手術過程中發生了一個意料之外的問題:機器因為血液稀釋劑用完而出現堵塞,必須手動操作。吉本把塞席莉雅與機器分開來後,原本不抱著什麼期望,但她年輕的心臟卻幾乎立刻開始跳動。

吉本縫合完胸腔大約一個小時後,塞席莉雅便甦醒過來,而且可以依照指令活動肢體。她的恢復過程很順利,13 天後就能出院,而且後來又活了將近 50 年,在 2000 年去世(就在我開始接受心臟科訓練的前一年),享年 65 歲。

吉本與塞席莉雅.巴佛列克與一部心肺機合照。圖片來自《心臟的故事》。

《時代》雜誌雖然宣稱吉本「實現了(開心手術的)夢想」,但他卻極度害羞,對公開宣傳避之唯恐不及。只在塞席莉雅同意陪他一起入鏡後,才願意跟他的機器合照。最後,他把關於這項手術唯一的一篇記述發表在《明尼蘇達醫學》這本沒什麼人注意的期刊裡。

在塞席莉雅的手術成功後,吉本又以他的心肺機進行了四次嘗試,但結果都相當糟。

他在自己的研究生涯中,雖然表現出高度的堅忍與勇氣,但四名孩童死於他刀下的事實,卻令他深感灰心。以李拉海為例,他一直非常清楚自己真正的目標何在,即便面對手術病患死亡時依然如此;吉本卻無法忍受讓幼兒承擔風險的做法,甚至為了避免這種情形,不惜放棄自己畢生追求的計畫。

吉本認定自己的機器還沒有穩定到能安全使用的程度,於是要求暫停使用這部機器一年。吉本後來再也沒有動過心臟手術,至於他的機器,則是由各大學與私人公司接手研究。1973 年,他在打網球時因心臟病發去世。

心肺機的後續發展

1954 年左右的一部早期心肺機。圖片來自《心臟的故事》。

今天的心肺機大小和一部小型冰箱差不多大,醫院也有全職專業人員操作它。當然,還是不免出現問題:血球會在這種由塑膠與金屬製成的裝置裡被打碎,病患也可能發生中風。有少數但顯著的病患在術後出現若干程度的認知障礙,例如記憶與注意力缺損,以及語言問題。

這種症狀稱為「幫浦頭」(pump head),可能在術後持續多年,在許多案例中也可能是不可逆的。這種情形的肇因仍然不明,但可能包括微小的血栓或氣泡、手術期間大腦的血流不足、主動脈內脂肪物質移位以及大腦發炎等。

不過,儘管有這些問題,心肺機對過去 50 年來心臟手術的進展卻是不可或缺的,挽救了無數性命。早在 1950 年代初期,開心手術就已是美國醫學技術的指標,吉本的發明更是加速了這個領域的進展。

心臟手術的死亡率從 1955 年的 50% 降到 1956 年的 20%,再到 1957 年的 10%;到了 1950 年代末期,即便是最複雜的先天性缺損也都能透過手術修補。「在 1952 年之前,面對因心內畸形而瀕死的兒童,醫師還是只能祈禱盼望他們康復!」李拉海寫道,「但現在有了心肺機,矯正這種病症已成了例行公事。」如同一名作家所言,心臟成了「手術攻堅的對象」。

我的祖父無疑患有冠狀動脈疾病,也幾乎可以確定是死於冠狀動脈血栓。當時如果有吉本的發明可供他使用,那麼我的家族史說不定會出現不同的發展。只可惜,這個領域必須等到 1960 年,麥可.羅曼(Michael Rohman)醫師才會於布隆克斯進行第一起成功的人類冠狀動脈繞道手術。

而 1967 年,勒內.法瓦洛羅(René Favaloro)醫師在克里夫蘭醫學中心成功進行了全世界第一次利用腿部靜脈繞過冠狀動脈阻塞的冠狀動脈繞道手術,這種術式至今仍是標準做法。時至今日,每年全世界有超過 100 萬次手術在術中使用心肺機,換言之,平均每天有 3000 次。

——本文摘自《心臟的故事》,2019 年 9 月,究竟出版

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