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外科之花的艱難綻放(4)

科學松鼠會_96
・2013/07/16 ・2909字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 523 ・七年級

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

第二章 冷冷的心,沸騰的血(下

如果說是B-T分流的手術點燃了比奇洛創新的激情,那麼這位挑戰者的熱血,則顯然是因比奇洛而沸騰起來的。

在美國科羅拉多斯普林斯市舉行的外科會議上,比奇洛的報告將其推到風口浪尖,引起了巨大爭議。然而同樣在會場的美國外科醫生約翰‧劉易斯(F. John Lewis,1916-1993)在豔羨的同時卻生出「彼可取而代之」的豪情,暗下決心比拚一番,想要「竊取革命勝利的果實」。

所謂「竊取」當然是我戲謔的說法,因為同時代的人對比奇洛的評價是他對自己的新觀念總是非常慷慨,毫無保留。試想上世紀50年代不比今天,在學術會議上幻燈片動態投影十分容易,在那種相對落後的會場條件下,比奇洛居然能把記錄自己手術過程的電影膠片在現場演示,真可謂慷慨到家了。

我想正是因為比奇洛在學會上,將實驗方法透露的足夠細緻,才使劉易斯有信心試一試。

但是,要想在這種極具技術含量與創新要求的挑戰中取勝自然殊非易事,更何況別人已經贏在起跑線上了。如果我與讀者諸君在他們之間的輸贏上設一賭局,我想絕大多數人也不會押寶在劉易斯一邊。因此時人並不看好他,甚至不乏嘲諷。雖然許多朋友認為他是最聰明最有判斷力的天才,但劉易斯自己卻甚為低調甚至有些害羞。當有人問起劉易斯是否介意這些批評的聲音時,他回答的乾脆而巧妙:如果你很少意識到那些人的所作所為,就會大大減少對這些事情的關注了。

沉穩的劉易斯當然很清楚情勢,若要後發先至則必須改進比奇洛的技術,他將狗降溫至26至28℃,夾閉腔靜脈8分鐘,在直視無血的術野下施行了房缺(通過外科手段建立的房缺)修補術,結果是10個動物,最後有9個得以存活。在動物實驗的存活率方面,劉易斯果然已經做到後來者居上了。

他是如何做到的呢?

原來劉易斯的改進主要是對抗和最大程度地預防室顫——一種十分棘手的心跳節律紊亂。他發現這主要是由於冠狀動脈循環被氣拴阻塞和過度降溫造成的。於是他採取措施限制術中冠脈內氣拴的形成並使溫度高於比奇洛改採用的溫度,因此手術死亡率得以大大降低。到1952年的時候,和比奇洛一樣,劉易斯也覺得開展這種臨床人體試驗的時機已近成熟了。

現在,一加一美一南一北的兩個人都拔劍四顧躍躍欲試,只等決戰時候的制勝一擊。只不過科學上的這種爭鬥顯然不同於你死我活的搏命之爭,嚴格說來甚至並不存在真正的失敗者,因為無論他們中誰獲得成功都將是人類的福祉。可是當我們回溯這段歷史,對於一個精彩故事而言,我們最饒有興味的當然還是到底是誰最終拔得頭籌。

正所謂天時不如地利地利不如人和,以天時論,他們二人年紀相當均處於二十世紀中期科學技術迅速崛起的黃金階段,時代呼喚一個可以將心外科更推進一步的大師,這是共同的歷史大背景;以地利與人和論,雖然比奇洛起跑在先,但劉易斯也已將後發優勢利用到了極致,幾乎追平了比奇洛——甚至在某些方面還有所超越,畢竟他是站在前者的肩膀上起步的;再則他們都必須背靠自己所在的醫院依靠強大的團隊合作;最後,一個看似不太重要的非學術方面的因素,結果卻成了決定這次競爭輸贏的關鍵所在——人脈關係——他們都需要有人為其推薦一個合適的病例。

這是兩個人對榮譽的爭奪,似乎也是兩個國家科技實力的一次比拚,我不由得想到,假如此等條件下的兩個人中有一個是中國人,想必勝負的結果已經出來了,為了國家的榮譽,我們一定會舉全國之力,在最短的時間內選出最合適的病例來。我們當然知道這不過是我的意淫而已,上世紀50年代,我們中國人忙著呢……

當時,劉易斯和比奇洛都仔細地尋找著第一例適合心內直視下修補房缺的病例,這一選擇的意義對於這些開拓者來說是顯而易見的。理想的病例應該是年紀小的,其心內的畸形不太可能產生遠期的不良後果。從他們認為時機成熟,提出臨床試驗設想,到最後獲得合適的病例可以一拼高下的這段時間裡,兩個人的內心一定是極不平靜的,那種混雜著興奮與緊張的期待,也許只有當事人才知道是多麼的難熬。

比奇洛後來回憶說:在我們選擇第一個合適病例的過程中,我們更希望他是兒童或青少年。但我們工作在一家成人醫院(多倫多總醫院),沒有兒童的病例,而且當時加拿大的醫療環境對心外科是持保留態度的。

最後,由於一次偶然的機會,理查德‧維克(Richard Varco,1912-2004)的轉介使劉易斯獲得了先機——他將為一個5歲女孩做這個手術,該女孩存在一個大的房缺聽診有雜音。1952年9月2日,劉易斯在明尼蘇達大學成功地在人體上實施了第一例直視下的心臟內手術操作(作為轉介者的維克也幸運地以第一助手的身份參與了這次手術)。他利用26°C的低溫,在流入血流阻斷時間不到6分鐘的時間裡,乾淨漂亮地完成了對該患兒心臟實質缺損的確切修補縫合。這個幸運的孩子在沒有現代外科術後重症監護幫助的情況下,依然得以順利康復,並於11天之後痊癒出院。她的心臟雜音消失了,隨訪33年後,患者健康狀況良好,有兩個孩子,甚至做過木匠。

第一例心內直視下手術的成功,為人類最常遇到的先天性心臟畸形提供了一個可治癒的方法,開啟了心臟疾病治療的新時代。這一成功極大鼓舞了心外科同道的熱情,甚至很多原本冷眼旁觀外科醫生也跟著熱血沸騰,他們紛紛採納了這項技術。在整個20世紀50年代,運用直視下心內手術手術治療了大量簡單的先天性心臟缺陷。多倫多和丹佛的治療中心成了開展和使用這一技術的翹楚,並在嬰幼兒的心內直視手術中報導了驚人的低死亡率。

儘管這一場暗戰以劉易斯率先取得成功而告一段落,但比奇洛並沒有因這一落敗而感慨「既生瑜何生亮」,反而為他的理論在臨床應用中被證明有效而感到十分高興。雖然當劉易斯宣稱自己是破冰之舉(broke the ice)時,比奇洛忍不住要甩他一句:厚臉皮……(cheekily)

在隨後採用低溫手段進行心臟手術的後繼者中,又以亨利‧施萬(Henry Swan)的成就最為出色,他利用這一技術成功地開展了多項手術,並完善和發展了心肌保護和空氣栓塞預防等一系列原則,這些原則至今仍是心臟外科中的核心宗旨。總之,應用低溫和流入道阻斷,直視下修復簡單的心臟畸形,為發現並實施複雜的心臟外科手術提供了經驗。儘管亨利‧施萬樂觀且擁有遠見,他還是清楚直視手術在心臟外科的應用侷限。當他試圖修復法洛四聯症合併肺動脈狹窄(BT分流只能緩解症狀,而亨利‧施萬試圖根治)時意識到,共存如此多的畸形是無法在中度低溫流入道阻斷8分鐘的時限內完成修復的,甚至像室間隔缺損(其複雜程度在房缺之上法洛四聯症之下)之類的畸形,也無法在如此短的時間內完成修復,更複雜的修復需要一種新穎的方法。

由於處理更具挑戰性和複雜性的病變接連遭遇失敗,到了50年代中期,許多外科醫生開始對以現有的技術糾正更複雜的心內病灶持變得謹慎。而作為低溫時代最偉大的理論奠基者和實踐者的比奇洛則相信,使用低溫可安全地突破幾分鐘的限制,延長到幾個小時。為此他瞄上了土撥鼠,開始研究這種動物冬眠的秘密,試圖獲得某些啟示,找到突破口。這一回他能再有所創見麼?

這就是當年的低溫手段,像不像冰鎮活人?
F. John Lewis右

作者聲明:未經授權,禁止任何形式的轉載。

關於本文

轉載自科學松鼠會 外科之花的艱難綻放系列,作者李清晨

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科學松鼠會_96
112 篇文章 ・ 5 位粉絲
科學松鼠會是中國一個致力於在大眾文化層面傳播科學的非營利機構,成立於2008年4月。松鼠會匯聚了當代最優秀的一批華語青年科學傳播者,旨在「剝開科學的堅果,幫助人們領略科學之美妙」。願景:讓科學流行起來;價值觀:嚴謹有容,獨立客觀

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鑑識故事系列:車禍無外傷,心臟卻破裂
胡中行_96
・2022/09/22 ・2292字 ・閱讀時間約 4 分鐘

有個 14 歲的少年戴著安全帽,騎乘輕便型機車[註]。一輛轎車正對著衝過來,他閃避不及,摔落地面,胸部撞擊油門把手。[1]

人類的心臟。圖/J.Wong on Wikimedia Commons(CC BY 3.0

少年至醫院就診時,雖然胸部觸診會疼痛,但肉眼看不到瘀青, X 光也顯示沒有骨折。從心電圖可見心臟跳動的頻律正常,不過有左束支傳導阻滯(left bundle branch block,簡稱 LBBB)的現象。[1] 也就是說心肌裡流動的電脈衝,在前往心臟左邊下面,那個叫做左心室的部位時,被阻斷或變得遲緩。這可能會影響血液的輸送。[2] 他被留院觀察一夜,隔天早上回家。預計一週後,至心臟科回診。[1]

正常的心電圖。圖/Madhero88 on Wikimedia Commons(CC BY-SA 3.0
左束支傳導阻滯的心電圖。圖/Madhero88 on Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0

不料,才過五天,少年便猝死了。[1]

為了釐清死因,驗屍團隊在二天後進行解剖。他們發現少年的左心室肥大(left ventricular hypertrophy), [1] 該症狀的常見成因是心肌太過賣力運作[3] 此外,心臟不僅有多處破損及血浸潤;盛裝心臟的心包裡頭,還有 700 毫升的血液,[1] 差不多就是臺灣一般大杯手搖飲的容量。[4] 因此,他被認定死於心臟破裂導致的心包填塞(cardiac tamponade 或 pericardial tamponade)。[1] 換句話說,因心臟受傷而流出的血液,在心包裏頭緩緩累積,使得內部壓力不斷升高,最後心臟承受不住,於是停止跳動。[5]

在左心室後壁中央深色的挫傷處,放入刺針以展示破洞。圖/參考資料 1,Figure 1(CC BY 4.0

追根究底探討起來,少年的心臟流血,是源自所謂的心臟鈍傷(blunt cardiac injuries)。[1] 它雖非遭受外物穿刺,卻有幾種可能造成破裂的機制,例如:

  1. 直接衝擊胸口的外力,使心臟在胸骨與脊椎之間被擠壓。[1, 6] 這也是心肺復甦術(cardiopulmonary resuscitation,簡稱 CPR)的罕見副作用之一,發生機率只有 0.6%。[7] 請大家千萬不要因噎廢食,該救人的時候,還是要做 CPR。
  2. 按壓身體的下肢和腹部時,突然增加靜脈的壓力,並間接提高胸腔內壓,因而壓迫到心臟。[1, 6]
  3. 在瞬間加速、減速或旋轉的過程中,[1] 扯壞了心臟本身的結構,以及它與血管之間的連結。[6]
  4. 爆炸事件改變受難者周遭的氣壓,朝著胸部直來的衝擊,造成看似微不足道的心臟挫傷,卻引發心肌壞死。尤其是年輕人血流改道的功能較差,特別容易受到的影響。[1]

這個案例中少年遇到的,應該是屬於上述的第一種情形。他的前胸被油門把手擊中,心臟順勢往脊椎撞上去,並挫傷後壁。心臟鈍傷從外表看不出來,又未必有明顯症狀,所以診斷時較具挑戰性。不過,有些病患能迅速痊癒,不見得會產生致命後果。事實上,驗屍團隊發現少年的心臟,也的確有一些復原的跡象,只是所受的傷害太大,於事無補。[1]

為了安全起見,當醫療人員見到第一張心電圖有異狀,就應該持續再做幾張,觀察心臟的狀況。同時,要反覆測量血液中肌鈣蛋白(troponin)的濃度,以協助判斷。[1] 肌鈣蛋白只有在心臟受損的時候,才會出現在血液裡,從其含量可以推測傷害的程度。[8] 值得注意的是,少年車禍後的驗血報告正常。[1] 這也是為什麼醫師通常不僅要為胸痛病患驗血,而且 24 小時內可能會抽血 2 次以上,注意結果是否隨時間變化。[8]

嚴重心臟鈍傷的肇因,50% 為車輛交通意外;35% 是行人被車撞;9% 與機車事故有關;而 6% 則是從高處摔落所致。[6] 臺灣有些都市交通繁忙,所以事故頻傳。[9]若是不幸遭遇車禍,就算沒有顯著外傷,大家最好還是去醫院稍做檢查。

非當事輕便型機車。圖/Elizabeth M on Flickr(CC BY 2.0

  

延伸閱讀

保護腦袋都靠它!——安全帽的科學技術

備註

輕便型機車(moped)的排氣量在 50 c.c. 以下,視覺上和小綿羊機車(scooter)最大的差別,在於駕駛座前方,沒有臺灣人拿來載小狗的那個腳踏板。[10]

參考資料

  1. Gentile G, Tambuzzi S, Giovanetti G, et al. (2021) ‘Sudden death due to cardiac contusion: Forensic implications in a rare pediatric case’. Journal of Forensic Sciences, 66, 5, pp. 1996-2001.
  2. Bundle branch block’. (11 JUN 2022) Mayo Clinic.
  3. Left ventricular hypertrophy’. (25 NOV 2020) Mayo Clinic.
  4. 黃韻文(01 JUL 2022)〈環保杯6大QA懶人包!今起帶杯折5元 杯子挑多大才夠裝?〉NOWnews
  5. Cardiac Tamponade’. (22 OCT 2021) Cleveland Clinic.
  6. Singh S, Heard M, Pester JM, et al. (22 MAY 2022) ‘Blunt Cardiac Injury’. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
  7. Yonezawa N, Takei T, Fujisawa M. (2021) ‘Right ventricular blowout rupture complicating cardiopulmonary resuscitation in a patient with acute pulmonary embolism’. BMJ Case Reports, 14:e245520.
  8. Troponin Test’. (09 SEP 2021) MedlinePlus.
  9. 道安資訊查詢網」交通部道路交通安全督導委員會(Accessed on 17 SEP 2022)
  10. Scooter Vs Moped – What’s The Difference?’. The Bike Insurer. (Accessed on 16 SEP 2022)
胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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醫生,你在做什麼?教導孩子認識看診過程——《看醫生,不怕不怕》
台灣愛思唯爾_96
・2022/07/12 ・918字 ・閱讀時間約 1 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

走吧,看醫生囉!醫生會仔細檢查你的心臟跟肺臟,也會看看你長了多高。

醫生是怎麼檢查身體的呢?又為什麼要檢查呢?來一探究竟吧!

圖/台灣愛思唯爾

我們不平凡的身體裡有各種器官。

圖/台灣愛思唯爾

醫生也會用聽診器聽你的心臟。如果你把手放在胸前,說不定也可以感覺到心臟的跳動。
Your doctor will use the stethoscope again to listen to your heart. If you put your hand on your chest, you might be able to feel your heart beating!

不停搏動的心臟,驅動我們的生命。

圖/台灣愛思唯爾

醫生會聽看看血液在心臟不同地方流動的聲音。心臟的血流是很複雜的喔!
Your doctor will try to listen to the different places where blood flows in your heart. The path can seem pretty complicated!

血液像是遵循心臟的指揮,用規則的旋律流動全身。

圖/台灣愛思唯爾

肺臟就像胸中的氣球,會容納你吸入的氣體(獲得氧氣),然後再排出廢氣(如二氧化碳)。
Your lungs are like balloons in your chest. They take in the air you breathe (to get oxygen), and then push out waste gases (like carbon dioxide).

吸入氧氣和排出二氧化碳,是我們每分每秒都在做的事。

圖/台灣愛思唯爾

醫生也會摸摸你的脖子下方、腋窩附近,以及身體的其他部位來檢查淋巴結
The doctor will feel under your neck, near your armpits, and along other parts of your body to check your lymph nodes.
淋巴結是免疫系統的一部分,如果你生病了,淋巴結就會腫起來。
Lymph nodes are part of your immune system and can swell if you are sick.

喉嚨裡的扁桃腺,最常在我們感冒的時候腫起來。

——本文摘自《寶寶醫學院:中英雙語繪本系列套書》(看醫生,不怕不怕),2022 年4月,台灣愛思唯爾出版。

台灣愛思唯爾_96
3 篇文章 ・ 0 位粉絲
愛思唯爾(Elsevier)於1880年成立於荷蘭阿姆斯特丹,是全球首要經營醫學、科學和技術資訊產品及出版服務的出版商。台灣愛思唯爾致力深耕繁體中文版的醫學知識內容,包含專業教科書、醫學資料庫,以及符合大眾需求的知識普及書。

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「冬令進補」飲食要控制——高油高鹽恐讓心衰竭患者恐越補「傷心」
careonline_96
・2021/12/21 ・2493字 ・閱讀時間約 5 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

劉育志醫師:大家好,我是劉育志醫師,歡迎辛和宗醫師來到照護線上。

辛和宗醫師:大家好,我是亞東醫院辛和宗主任。

劉育志醫師:請問辛醫師,冬天對於心衰竭的患者有什麼影響?

辛和宗醫師:冬天到了、天氣冷,我們身體為了保持體熱讓身體不要過度寒冷,所以周邊的血管會收縮,收縮的結果造成血管的阻抗整個上升之後,對一個有心臟衰竭的病人,他的心臟功能已經不好了,這個時候心臟的壓力跟負擔就更大。

劉育志醫師:心衰竭惡化的時候,患者會有什麼症狀?

辛和宗醫師:病人很容易水腫,水腫最常見是看到腳的水腫,腫到其他地方。譬如腫到肺部裡面,我們叫肺水腫、肺鬱血,這時候病人就很容易喘,可能原來走個三層樓沒有問題但是症狀開始嚴重的時候,其實可能爬一層樓就覺得很喘,原來可以做的事情,運動等等就沒有辦法做了,這叫運動耐受力下降。甚至還有更嚴重的是連躺平都會喘,所以很多病人心臟衰竭變差時,他晚上睡到一半會爬起來,說他晚上會非常喘、沒有辦法睡著,枕頭越疊越高,就會有這種很特殊的表現。

劉育志醫師:在冬天的環境,患者應該要如何保養他的心臟?

辛和宗醫師:按時服藥是最重要的,心臟病病人有三分之一以上有共同疾病,像糖尿病、高血壓或高血脂,這些藥物要按時服用。我剛提到的在冬天到了,尤其我們的血壓的變化,甚至會明顯升高,這時候你就要跟你的醫師討論,需不需要在這個時候,血壓藥該做什麼調整;甚至血壓的量測要更加頻繁,最重要的是早上的血壓不要超過心臟的負荷,所以早上的血壓非常重要。

劉育志醫師:心臟衰竭的患者適合冬令進補嗎?

辛和宗醫師:我們發現其實在這些飲食的習慣裡,含有大量的鹽,鹽分很容易讓水分留在身體裡面,造成心臟的負擔,然後造成水腫。這些鹽分過多的狀況下,也會造成腎臟的負擔,所以心跟腎兩個負擔一加重的狀況下,在有些心臟衰竭的病人,就會造成症狀惡化很容易在這個階段,發生心臟衰竭、造成住院,或甚至發生不幸的事件都有可能,所以建議其實像這樣心臟衰竭的病人,或者剛提到的那些共病的病人,其實維持你原來的正常生活型態就可以了,不用特別強調進補,進補其實對你原來身體這些疾病,大吃大喝、高糖、高鹽、高油的飲食,其實都不是好事。

劉育志醫師:心臟衰竭患者在冬天或者寒流來襲的時候,飲食上有什麼限制?

辛和宗醫師:心臟衰竭最重要的是防止體液過度累積,所以要注意的是不要吃太多鹽分,鹽分過多就會造成體液累積,造成心臟的負擔。所以在飲食方面,鹽分不要過多以外,如果你的心臟衰竭是已經到一定嚴重程度,中等程度以上的心臟衰竭的話,水分的攝取要特別注意。因為冬天我們不太會排汗,如果又照著夏天習慣的喝水方式,可能會造成攝取太多水分,累積在裡面之後造成心臟衰竭變差,這是要特別注意的, 剛講的鹽還有水、其他蛋白質或是脂肪、熱量的攝取,維持平常就可以了。

劉育志醫師:規則服藥對心臟衰竭患者來說非常重要,有沒有什麼方法可以提高他們的遵醫囑性?

辛和宗醫師:這些患者很容易有相對的共病,剛講的糖尿病、高血壓等等…這些共病的治療也都需要服藥,所以基本上他們吃的藥是一大把,所以在治療心臟衰竭,現在最重要的是提高服藥跟治療的服從性或遵醫囑性,可以讓病人的存活或者是治療結果都會變好。所以基本上我們現在都會非常強調,在藥物治療上面,有雙重機轉或多重機轉的藥物,使用這樣的藥物會讓病人,吃藥的顆數,原來可能雙重機轉的藥物,他必須吃兩顆,但是有雙重機轉合併在一起的藥物,他就只要吃一顆,再加上其他高血壓藥物等等。也有三重機轉的,就把它合併在一起吃的話,他就可以從原來的三重、二重,加起來五顆藥物,變成兩顆藥物。所以基本上這樣可以大幅提升,心臟衰竭病人吃藥的舒適度,或是他願意好好規則吃藥,這對他們治療跟後面的結果是非常重要的。

辛和宗醫師:我記得一個老人家大概八十幾歲,其實那個病人我看很久了,都已經看了十來年了,就是剛講的到冬天的時候,老人家在家裡子女有孝心,就說要給他進補,弄的非常補的人蔘雞或是羊肉爐,一個禮拜之後他腳腫起來了,他說晚上睡覺會一直咳嗽,一躺下去就咳嗽,他就說不太對,果然一照 X 光,就發現他有肺水腫的狀況,腳當然是腫起來,小便也變少了。

辛和宗醫師:所以他有好幾個原因,第一個他吃了進補,蛋白質的量大幅上升,鹽分又增加了,這些狀況下讓他的腎臟功能突然急劇惡化,水份上升造成他心臟衰竭也變差,後來趕快幫他調整一下水份、利尿劑,然後飲食恢復正常,甚至讓他先脫一點水,大概一個禮拜之後再回來門診,這些狀況就改善了。

辛和宗醫師:冬天就是一個很嚴苛的考驗,我們很常見在冬天的時候,這些患者會有重症的表現跑出來,不得已插管,甚至發生一些不幸的事情。其實大家都不用擔心,只要維持你原來的生活習慣,不用刻意強調進補、大魚大肉、大吃大喝也盡量避免,原來該吃的藥物、該有的健康生活習慣,請大家維持,有問題、有其他的症狀跑出來,請趕快連絡您原來熟悉的醫生。

劉育志醫師:感謝辛醫師來到照護線上,我們下次再見,掰掰。

辛和宗醫師:掰掰。

【本衛教文章由台灣諾華協助刊登】

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