外科之花的艰难绽放
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外科之花的艰难绽放(1)
我第一次看到跳动的心脏,真是激动人心的经历,那仿佛是在寻找通往天堂之门。
——丹顿·阿瑟·库利,胸外科年鉴,1986;41(1):20[Denton Arthur. Cooley, Annals of Thoracic Surgery 1986;41(1):20]
和悠悠人类历史长河相比,区区六十余年的心脏外科发展史,不过是石火光中的一瞬而已。回望这半个多世纪以来的人与事,多是杀戮与争斗、欲望与权谋不断地被搬上银幕,为人们所津津乐道反复咀嚼的历史人物,似乎也只有踏着枯骨的党魁与流氓。不过可曾有人想过,相比于残杀同类以建功立业的所谓“人物”,那些为拯救万千生灵而呕心沥血与死神抗争的人,才是我们人类的骄傲,才是真正值得铭记的英雄。他们,以及由他们谱写的那一段壮丽诡谲如传奇般的现代史诗,本不该如此悄无声息地被岁月淹没。谨以此文向那个伟大时代的心脏外科的拓荒者们致敬。
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第一章 破冰之举,走出魔咒(上)
十九世纪末,西方传统医学在生命科学体系完成基本构架之后,逐步摆脱了黑暗与蒙昧,开始了在现代医学轨迹上的漫漫征程,各个分科与专业在科学之火的指引下迅速攻城略地到处开花结果,号称“医学之花”的外科的发展尤为引人注目,这其中又以被后世尊为“外科之父”的奥地利医生西奥多·比尔罗特(Theodor Billroth,1829-1894)的成就最为辉煌。由于他开创性的贡献,使腹腔几乎成了外科医生纵横驰骋的跑马场,以其名字命名的部分术式甚至至今仍在外科领域的临床实践中继续发挥作用。可就是这样一位现代外科的开山祖师爷,却曾经为心脏外科下过这样一个“魔咒”似的评语:
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“在心脏上做手术,是对外科艺术的亵渎。任何一个试图进行心脏手术的人,都将落得身败名裂的下场。”
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以历史的眼光看来,当时不但有关心脏的病理生理状态人们所知甚少,手术器械与技巧亦处于初级阶段,也基本没有高级生命支持手段,进行心脏手术无疑是盲人瞎马夜半深池,其危险性不言而喻。但这是一个时刻充满着变数的伟大时代,历史的巨轮必将滚滚向前,诸如蒸汽机似的伟大发明,已彻底颠覆了此前人们对动力的认识,并深刻改变着整个世界。或许打破比尔罗特这一魔咒也只是时间的问题,可将由谁在什么时候完成这一破冰之举呢?据说一颗有生命力的种子,在起破土而出的时候,可以掀翻压在它身上的巨石,也许心外科正是这样一颗种子,只待雨露充足。
没有多久,比尔罗特的这一训诫就遭到挑战了。仅仅在其去世后不到3年,一位德国法兰克福的外科医生路德维希·雷恩(Ludwig Rehn,1849-1930),便成功地为一位心脏外伤的病人进行了缝合。时间是1896年9月7日,警察送来一个重患:一位22岁的小伙子被刺中心脏,面色苍白,呼吸困难,脉搏不规则,衣服被血浸透,情况十分危急。此时,若遵循大师的训诫,为不使自己身败名裂而不予施救的话,这个年轻人当然必死无疑。雷恩记录道“我决定进行开胸手术,发现心包内持续有血流出。扩大心包伤口,清除了陈旧的血液和血块,发现右心室上有一个1.5厘米的伤口……我决定缝合这个伤口。当缝合至第三针后,出血得到了控制,脉搏心率呼吸都得到了改善……这个手术无疑证明了心脏缝合修补的可靠性。”
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在那个没有心脏外科专业医生的年代,心脏受伤而居然不死,我怀疑,这个病人在当时很可能比救他性命的医生雷恩还要出名,太狗屎运了。由于人类争斗的本性,我们有理由相信,遭遇到心脏外伤病例的外科医生显然不止雷恩一位,这些医生当中,也一定会有人为救病人性命而置前辈的警告于不顾的,可其他人处理的结果是怎么样的呢?也许我们大约可以从同年的这样一句话中推断出来,出生于医学世家的著名英国外科医生斯蒂芬·帕赫特(Stephen Paget,1855-1926)爵士,在1896年时曾经说过:“心脏外科可能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。”这一番话,我们甚至无法用悲观来形容,因为显然在当时人们对心脏外科的前途是几乎不抱任何希望的。既已绝望,悲观自然无从说起。既然连蜚声世界的外科大师们都持以如此坚决的反对态度,还会有人为这个根本不会有前途的事业继续奋斗么?
面对一个心脏受了外伤的病患,不要说在外科学刚刚兴起的当年,即使是在各种施救条件均已相当完善的今天,如果医生表示无力回天的话,恐怕人们也不难接受。可如果是面对一个先天性心脏病的孩子呢?怀着无比的欣喜迎接他的出生,而后眼睁睁地看着他羸弱,青紫,直到最后衰竭死亡,所有的人都束手无策——当时学界普遍认为,一个因先天心脏畸形而发生青紫的孩子,是超越了手术可以纠治的极限的——也许这是造物主早已判定了的死亡。这是怎样的人间悲剧!那些多次目睹,并倾听着这些言语诉说的惨状的医生们,就没有人能站出来,为拯救这些可怜的孩子,向不公平的造物主,向死神反戈一击么?
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我们知道人类的心脏是个“四居室”,分为左右心房和左右心室,各自与重要的大血管相连接,左心室连接主动脉,右心室连接肺动脉,左心房连接肺静脉,右心房连接上下腔静脉,左右心房间以房间隔为隔断,左右心室间以室间隔为隔断,房室之间存在二尖瓣和三尖瓣以保障血液不会发生返流。先天性心脏病就是由于上述心脏大血管等重要结构在胚胎发育过程中出现发育障碍,产生位置、连接的异常,从而使血液的分流出现问题,轻则影响生存质量重则致命。据统计先天性心脏病的发病率约为出生活产婴儿的7‰至8‰,未经治疗者约34%可在1个月内死亡,50%在1岁内死亡。那些侥幸获得相对长期生存时间的人(畸形程度较轻),其生活质量也是极低的,发育差,体力差,容易被感染等等。
从这些数据中,我们大致可以估计到在当时有多少这样令人心痛的悲剧不断上演了,终于有些医生坐不住了……
心脏的解剖
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外科之花的艰难绽放(2)
第一章 ?破冰之举,走出魔咒(下)
出生于波士顿的海伦·布鲁克·塔西格(Helen Brooke Taussig,1898-1986),是美国约翰·霍普金斯大学医院(位于马里兰州巴尔蒂摩)的医生,她一手开创了小儿心脏病专业,我想在当时应该没有谁比她经历过更多先心病患儿的死亡了。1938年,她经过反复观察系统研究之后发现,那些罹患法洛四联症⑴的孩子在其正常病程中,只有动脉导管⑵闭合后才会明显发生青紫。她的临床观察提示如果建立一个新的管道以增加肺动脉的血流将会缓解紫绀的症状。
塔西格婆婆年轻时是美女一枚啊,还是职业美女
这一理论需要一个外科人才来帮助验证,可到哪去找这么一个合适的人呢?
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1939年,波士顿儿童医院的罗伯特·格罗斯(Robert Gross,1905–1988)报道了他于1938年完成的动脉导管未闭的结扎手术,由于这一手术开创了手术治疗先天性心脏病的先河,因此为其带来了巨大声誉(其实德国医生埃米尔·卡尔·弗赖(Emil Karl Frey)已在1938年更早的时候完成了该手术,不过其发表较晚)。
获悉这一报道之后,塔西格认为,既然外科医生可以将肺动脉与主动脉之间的管道闭合,那么他们也一定能在肺动脉与主动脉之间建立管道,这对那些可怜的法洛四联症的孩子们一定是有帮助的,这将改善他们肺部的血液供应。
1941年之前的某一天(具体时间几个目前活着的当事人都记不准了),塔西格辗转找到了当时声望正隆的格罗斯,详尽地阐述了自己的观点,并恳请他出手相助。可格罗斯仍沉浸在因他的创举而带来的赞誉之中,未能发现塔西格理论的价值所在,他直截了当地告诉塔西格:“我的工作是关闭异常开放的导管,而不是把已关闭的导管打开。”关于格罗斯的这一回应,后来被广为引用。但在1979年的一个学术会之后的晚宴上,作为荣誉嘉宾的塔西格却提供了一个另外的版本,她说:“既然格罗斯讲了这个关于他自己的故事,那么我也来说一说吧。当年我问他是否可以建立这样一个人造管道时,格罗斯医生回答道,Oh, yes!我已经这样做好多了,小菜一碟。我几乎是低眉顺眼地说,这对那些因法洛四联症肺动脉狭窄而发生青紫的孩子,将有很大帮助啊。可是格罗斯先生对此毫无兴趣,我只好回到巴尔蒂摩等待时机。”但无论这两个版本哪个更接近真实,可以肯定的是,格罗斯的轻率使他失去了一个足以使自己再创辉煌、登坛入圣的机会。
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并不气馁的塔西格最终同另外一个外科医生联手开创了一个时代,创立了一个以二人名字命名的,一直沿用至今的经典姑息手术方式——BT分流,这一巨大贡献使其名动江湖,一举奠定了二人在业内的大佬级地位。彼时,格罗斯是否会因为自己的错失良机而懊悔万分?他会扼腕叹息仰天长叹,免冠徒跣以头跄地么?2006年一位当年曾在格罗斯手下学习的医生提到这件往事,他说格罗斯后来十分懊悔没能对塔西格的理论给予足够重视,轻易错过了这个本可改写心脏外科历史的机会。也许是造化弄人,上帝为了使这一段历史群星灿烂刻意剥夺了格罗斯一枝独秀的机会,转而去垂青另一个幸运儿了。
这幸运儿是阿尔弗雷德·布莱洛克(Alfred Blalock,1899 –1964),这个后来大名鼎鼎的心外科奠基人之一,其早年的经历不要说与幸运毫无关系,甚至可以说成是相当地点儿背!1922年自霍普金斯大学医学院毕业后,他最初的意愿是在霍普金斯大学医院做一名普外科医生,但他的申请被拒绝了,原因是成绩不够,哎,这真让人情何以堪。于是他去了泌尿外科,话说是金子总是会发光的,布莱洛克很快以出色的表现赢得了上级医生的另眼相看,这位伯乐认为布莱洛克是个外科天才,应该让他去他最想去的地方,因此为他争取到了去普外科培训的机会。可布莱洛克去了普外科不久,就同其他几个实习医生发生了严重的争端,结果……布莱洛克被普外科踹了出来,之后又去了耳鼻喉科……对普外科情有独钟的布莱洛克此时仍未死心,最后又辗转在多家医院断断续续地勉强完成了普外科医生的培训。霍普金斯大学医学院差不多是全美第一的医学院了,从这毕业而又不得不到别家医院接受培训,其窝囊程度堪比哈佛毕业而去西太平洋大学教书了。
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1927年,郁郁不得志的布莱洛克得了肺结核,甚至经历了严重的肺出血,要知道真正有效的抗结核抗结核药物异烟肼和利福平是分别于1952年和1965年才出现,可布莱洛克居然奇迹般地挺了过来。通常我们说大难不死必有后福,不过是对经历过磨难的人一种善意美好的期许罢了,磨难就是磨难,它本身绝不会孕育任何福祉(去他妈的多难兴邦!)。我在写作此文时,出于对所有这些人的尊敬,我不厌其烦地标注了所有人的生卒年,到此文完成时我发现,布莱洛克毕竟逝去的稍早了些。
我更愿意相信布莱洛克的大难不死,是因为他在等待他事业中的那位幸运女神塔西格,上帝还不允许他在未完成其历史任务之前就挂掉,纵使肺结核这是个几乎必死的理由也不行!
在布莱洛克主持实验室工作时,他与助手费雯·托马斯(Vivien Thomas,1910-1985)曾试图通过吻合锁骨下动脉和肺动脉,来建立肺动脉高压的动物模型,不过幸运的是,他失败了。是的,他没能通过这种分流如愿地建立肺动脉高压的模型,实在是一种太过幸运的失败,因为这恰好说明在肺循环中,可以在不增加异常压力的情况下增加肺的血流量,而这不正是塔西格所需要的么?
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我们从1985年出版的托马斯的自传中得知,塔西格的造访是在1943年,她动情地向布莱洛克描述着那些可怜的孩子的惨状,他们唯一的希望就是通过外科手段让肺得到更多的血液。布莱洛克接受了这一理论,他也认为肺血流的缺乏是许多先心病患儿死亡的首要原因。通过系统的改进,布莱洛克-塔西格分流术(Blalock-Taussig shunt)⑶的雏形得以确立——吻合锁骨下动脉与肺动脉。
病例已准备好,是一个叫艾琳·撒克逊(Eileen Saxon)的15个月大的孩子,已发生青紫了。由于在当时布莱洛克的手术技术还远称不上高超,但其助手Thomas却是个天才的实验员,手技十分了得,为保证病人的安全,布莱洛克要求自己先作为手术助手协助托马斯,在狗身上做一次,然后再由自己主刀托马斯作为助手做一到两个。写到这的时候我忍不住想,假如托马斯当初不是由于在大萧条时期没能读成医科,而后阴差阳错的做了布莱洛克的实验室助手,那么这个BT分流有没有可能变成TT(Thomas-Taussig)分流?但人算不如天算……我是说,准备工作还没能如期完成时——布莱洛克只作为手术助手协助托马斯做了一次动物实验,病人撒克逊的病情就开始迅速恶化了,情况危险,再拖,就一点儿机会也没了。
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怎么办?按计划完成准备工作,可能患儿已经等不到那个时候了,冒险现在做手术,那一旦失败布莱洛克真的会身败名裂。这时候,如果仅仅为自己的前途命运着想的话,完全可以按部就班的完成准备工作,就算这个患者死了,病例总会再有的,到时候再稳稳当当的一鸣惊人,岂不是更稳妥?不过,幸亏布莱洛克不像我这么胆小怕事,为了不使这个病人死在眼前,他决定硬着头皮上。
1944年11月29日,护士将那个已极度脆弱的孩子转运到手术室,手术中布莱洛克要求托马斯必须站在他旁边,塔西格则紧挨着麻醉医生站在患儿的头端,以观察孩子脸色的变化。
我曾经不止一次地目睹这样的情景:手术室的自动门关上之后,几个家属相拥着轻声啜泣,此时此刻,患儿撒克逊的父母又在做什么呢?除了向上帝祷告之外,就只有心焦如焚的等待了吧。无论如何,这扇手术室的门终究会再次打开,只是,打开之后,还能看到亲爱的孩子,微笑的脸么?
手术室之门,见证了多少人间悲欢,而这一回,在霍普金斯大学医院,它将见证一个重要的历史时刻。
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当时还是低年资住院医的丹顿·阿瑟·库利(Denton Arthur Cooley,1920——)记录到:
“1944年11月29日,这是一个在心脏历史上值得纪念的日子,布莱洛克医生将施行第一次这样的分流手术。当手术结束婴儿的嘴唇颜色由深蓝色的发绀转变为令人愉快的粉红色时,可以想见我们当时所感受到的兴奋,这可能是心脏手术时代的正式开始。”
就在这种几乎是赶鸭子上架的情况下,手术居然获得了成功,我们真不知道这到底是布莱洛克的幸运,还是那个叫撒克逊的患儿幸运,抑或这乃是整个时代的幸运。该手术的确立,使得许多严重的心脏畸形获得了足够的肺血流,改善了生存质量,那些不幸的孩子终于不必再任由死神蹂躏了,救命的曙光似已在天际出现。
这种手术虽然没有改变心脏的畸形,但由于增加了肺的血供从而使患儿的青紫情况明显得到缓解,运动的耐受性也得以极大提高。这在当时普遍认为先心病等于没救的情况下,其震撼效果可想而知。到1949年,已有1000多符合手术条件的儿童实施了BT分流,心血管外科以无可辩驳的益处迅速推广。当布莱洛克和塔西格提倡的原则被医学界确切接受时,心脏外科也开始在世界范围内被外科医生承认,正式成为现代医学中一个重要的分支。
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被冰封了近半个世纪的心脏外科,终于破土而出,原来心脏并不是脆弱得不允许任何操作,似乎走出比尔罗特的魔咒已指日可待,但事实果真如此么?
⑴法洛四联症:一种常见的引起青紫的先天性心脏病,较复杂,主要畸形包括心室间隔的缺损和肺动脉狭窄等。
⑵动脉导管:存在于肺动脉与主动脉之间,通常于出生后逐渐闭合。如未能成功闭合,则称为动脉导管未闭,单独存在的动脉导管未闭是最简单的一种先心病,也是最早可以通过手术治疗的先心病。
Patent ductus: 开放的导管
⑶ Blalock-Taussig分流术:A为将右锁骨下动脉与右肺动脉直接吻合B为在右锁骨下动脉和右肺动脉之间通过人工血管建立了通道(此为改良BT分流)。
Taussig和Blalock
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Helen Brooke Taussig(1898-1986)
Alfred Blalock(1899 –1964)(得过肺结核你还吸烟!还摆POSE!)
Vivien Thomas(1910-1985)
外科之花的艰难绽放(3)
第二章?冷冷的心,沸腾的血(上)
Blalock-Taussig分流术的出现,是现代心脏外科的伟大开端,由于心脏外科极特殊的复杂性,其后的发展是显然不会是一帆风顺的。塔西格等人的故事后来被导演?约瑟夫·萨珍(Joseph Sargent)拍成了电影神迹(Something the Lord Made),于?2004年,也即该术式创立60周年之际上映。影片艺术地再现了60年前的那个激动人心的时刻,性命堪忧口唇青紫的患儿,在分流建立之后即转为粉红。需要指出的是,该片中费雯·托马斯(Vivien Thomas)的贡献在片中被大大地加强了,成了贯穿影片始终的关键人物,这一处理从艺术创作上及影片上映之后的效果上来说无可厚非,但从历史的真实上来看,我们的读者应该清楚海伦·布鲁克·塔西格(Helen Brooke Taussig)才是这一事件真正的核心人物,可惜在影片中却沦为了配角。
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按照丹顿·阿瑟·库利的提法,即把1944年11月29日第一例BT分流手术当做心外科的正式开端,迄今心脏外科的发展已经历了60余年的发展。如果按1896年德国医生雷恩成功地为一位心脏外伤的病人进行了缝合来计算,那就是百多年了。但我以为那种被动的偶发的对心外伤的处理,跟后来常规进行的计划内的心脏外科手术显然是不能同日而语的。以普通人的常识来说,心脏外伤这种事显然不会是医生经常遇到的情况。不过,且慢,真的没有某些医生会在某一个集中的时期内处理很多心脏的外伤并总结出对心脏外科的发展有促进作用的有关经验么?
还真的有,不过那绝对是人类历史上最大的悲剧时期。不管我有多么厌恶上世纪的那场战争,二战之后现代医学尤其是外科学得以突飞猛进的事实,却容不得我无视,而且这两者又不仅仅是时间上的先后,而是存在着确切的因果关系。
毕业于哈佛大学的德怀特·埃默里·哈肯(Dwight Emary Harken,1910–1993),在二战期间摸索出了一套行之有效的在跳动的心脏上取出弹片的方法,他也成了第一个连续为130个在战斗中负伤的士兵取出心脏弹片的外科医生,并无一例术中死亡。他的贡献为现代心外科的诞生和发展做了重要的前期铺垫,甚至有人认为他的工作简直就是B-T分流术得以确立的催化剂。
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不过,比尔罗特的魔咒好像仍然在起作用,一直到B-T分流术确立为止,外科医生的手仍只能停留在心脏之外,无法打开心脏,进入其内部进行确切的修复。心脏的外壁仿佛是一个不可逾越的解剖壁垒,阻挡着外科医生的手术刀,无奈之下,很多外科医生只能通过心脏之外的途径修复心内的缺损,这当然是一个不幸的限制。包括哈肯在内,许多先行者因此发展了许多富有创造性的闭式手术的方法,但毕竟是通过心脏之外的途径去试图处理心脏内部的结构,缝合的效果医生根本看不到,是否确切只有靠手指尖在里面才能大致感知,不知道得有多少手指在那个时期被扎伤。更重要的是,这一系列方法并不可靠,初期的手术死亡率很高,虽然在后期死亡率开始下降,也确实有很多患者的生存质量因此而获得了改善。但这种不乏盲目且危险的尝试由于显而易见的局限性,注定只能是阶段性的产物,如今这部分术式基本都已被临床淘汰了,但这真实地反映了当时医疗困境:医生们为挽救垂死患者而不惜进行任何探索。
这一迫切心情,我们今人是可以理解的,但在死亡率很高的初期,有没有人真如比尔罗特所说的那样尝到了身败名裂的苦果?如果你是那个时代的外科医生,你是选择安安稳稳地用既有的技术混饭吃,还是为了救更多的人力图闯进心内这个禁区?毕竟还是有少数勇敢者,义无反顾地踏上这一充满凶险的拓荒之旅。也许正是因为人类幸运地曾经拥有过许多这样的勇敢的探索者,我们今天的生活才会如此不同。
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应该说,历史上的多数事件都不是独立发生的,我们今天要回顾的这段故事,虽然只有在这一过程中取得辉煌成就的著名医生和学者会进入视野,但是我们不要忽略,现代心外科的发端是以20世纪以来科学技术的蓬勃发展为重要背景的。没有基础医学的发展和诊查手段的进步,时代就不会产生心脏外科发展的需要。试想如果人们干脆不曾认清某些疾病的本质,又何谈正确的治疗呢?这个需要大师的时代,呼唤着那些不甘平庸的人们迎难而上。
十九世纪晚期美国外科医生威廉·斯图尔特·霍尔斯特德(William Stewart Halsted,1852 -1922)提出了著名的无血术野的手术原则:只有充分的暴露、仔细地止血才可以给外科医生必要的冷静,使他们可以在手术台上清晰地思考,有序的操作。这,是外科雷打不动的金科玉律。然而对维持机体的生命来说,对心脏完整性的任何损害都将带来灾难性的后果。跳动的心脏涌动的血流,如何才能安全地打开心脏外壁,又没有血流的干扰呢?这看起来似乎不可能完成的任务使当时绝大多数外科医生敬而远之——毕竟任何时候平庸的医生都是绝对的多数。
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也只有那些具有出类拔萃的智慧和勇气的人,才会思考如何才能突破这层解剖壁垒的问题。当B-T分流的手术引起极大关注,许多人前来霍普金斯大学医院参观学习的时候,我相信这些参观者一定会为手术之后的神奇效果所震撼的,来自加拿大多伦多总医院的外科医生威尔弗雷德·戈登·比奇洛(Wilfred Gordon Bigelow,1913-2005)就是其中之一。但震撼之余他清醒地意识到:“如果外科医生不能阻止血液流过心脏,在无血术野下直视操作,那他们显然将永远无法纠正或治愈心脏疾病。”
但知易行难,人们在当时的观点是,心脏的跳动要么停不了,要么永远停。而无血术野则意味着流入心脏的血液将不得不暂时中断,这怎么可能呢!这一时期的挑战主要在于如何维持循环,传统的研究者是通过泵和管道建立绕过心脏和肺的旁路,进行体外循环,这相当于是要在体外实现模拟心脏和肺的功能,其技术难度不言而喻。这一后来被证实确实正确的思路,在初期的研究及应用中却遭遇了极大的挫折。这使得回到加拿大的比奇洛,没有囿于这一传统思路转而另辟蹊径。据说在一个难眠之夜过后,他想到了一个简单的解决办法:“我在一个夜晚醒来,想到了解决这一问题的一个简单办法,不需要泵和管道,只需全身降温,减少机体对氧的要求,即可中断循环打开心脏。”
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为什么是比奇洛而不是别的人首先想到了这个办法呢?有人认为因为他是加拿大人,加拿大是个北方国家,有着寒冷的冬天,所以他才能首先想到低温的办法。咦?这个说法,怎么看起来跟扯淡似的毫无逻辑可言呢?
比奇洛
1941年,当比奇洛还是多伦多总医院的外科住院医生时,他的工作包括给那些因冻伤而造成手指或肢体坏死的病人截肢,这促使他曾花费多年的时间去研究人体的低温现象。在对这一机制的研究中比奇洛发现,重要器官及细胞的代谢水平,在体温下降时将成比例下降。比奇洛关于低温下中断循环的设想正是基于这一实验基础。但科学界一直持一个错误的印象,认为机体的代谢水平与体温的早期下降成反比:面对低温的侵袭,没有一个实验能消除机体的适应性产热机制——我们谁挨冻的时候会不打哆嗦呢?这一哆嗦,显然是代谢水平要上升的啊。而且由于既往长期的关于低温与严重创伤和休克的观念,外科医生们不认为低温会给人体带来什么好处。
由于比奇洛的这种新方法颠覆了所有的传统观念,自然遭到了外科界一部分的激烈反对——而他们反对的理由却仅仅是基于自己旧有知识的第一反应,这个不可思议的本能感觉,几乎毁掉了一个在现代心外科技术领域中必不可少的组成部分。还好强大如比奇洛拥有足够的勇气与自信——决定走自己的路,让他们嚷嚷去吧。
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但在科学的创新之路上,如果仅有勇气而无足够的理性智慧显然将行之不远,比奇洛当然不是在蛮干。他利用动物模型表明,通过仔细的麻醉不仅可以消除因寒冷而产生的发抖,还可以消除因之而引起的肌肉张力的增加和震颤,氧耗的下降几乎与体温的降低成线性关系。该研究第一次证明了体温和代谢的直接关系,这一发现对心外科甚至对整个医学的影响均十分深远,所谓路遥知马力,不要说其他一众人等,也许比奇洛本人当时也未必意识到该发现的意义有多么重大。
1949年,经过3年的研究,比奇洛的团队计算, 20℃的体温可使体循环中断15分钟,这也许足够在直视下关闭房间隔缺损了。1950年,在美国科罗拉多斯普林斯市举行的外科会议上,比奇洛报告了他的实验结果:狗在20°的温度下阻断血循环15分钟,死亡率51%。这在历史上是第一次,一个心脏被打开并观察了一段时间,最后安全关闭。演示的部分还包括一段记录手术操作的电影胶片。经过进一步的技术改进,他在1952年报道了猴子在降温至18℃后直视下打开心脏的生存纪录。由于这些令人鼓舞的结果,比奇洛认为可以准备应用低温和血流阻断技术,安全地在直视下修补人类的房间隔缺损[1]了。
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现在看起来,第一次在无血术野直视下实施对人心脏内畸形纠治手术已经呼之欲出了,万事俱备只欠东风——只要有一个合适的病人就OK了。正当比奇洛踌躇满志,打算如探囊取物一般,将这项足以震惊世界的的殊荣纳入自己怀中的时候,孰料半路杀出个程咬金,其实力竟至于足以能够抢夺这个殊荣,这个人是谁?这项殊荣最终将会花落谁家呢?一场看似波澜不惊的暗战就此展开。
“]
房间隔缺损(ASD):即心房间隔存在缺损(如画圈处所示),是心内畸形当中,最简单的一种。[1
这是房缺的实体图,能看懂么?看懂才怪呢……总之呢,手术就是把那窟窿给补上就完事,一般是把心脏外面的心包剪下来一片,典型的拆了东墙补西墙。心包不认识?那护心肉吃过没?
非直视心脏手术的情况。
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外科之花的艰难绽放(4)
第二章 冷冷的心,沸腾的血(下)
如果说是B-T分流的手术点燃了比奇洛创新的激情,那么这位挑战者的热血,则显然是因比奇洛而沸腾起来的。
在美国科罗拉多斯普林斯市举行的外科会议上,比奇洛的报告将其推到风口浪尖,引起了巨大争议。然而同样在会场的美国外科医生约翰·刘易斯(F. John Lewis,1916-1993)在艳羡的同时却生出“彼可取而代之”的豪情,暗下决心比拼一番,想要“窃取革命胜利的果实”。
所谓“窃取”当然是我戏谑的说法,因为同时代的人对比奇洛的评价是他对自己的新观念总是非常慷慨,毫无保留。试想上世纪50年代不比今天,在学术会议上幻灯片动态投影十分容易,在那种相对落后的会场条件下,比奇洛居然能把记录自己手术过程的电影胶片在现场演示,真可谓慷慨到家了。
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我想正是因为比奇洛在学会上,将实验方法透露的足够细致,才使刘易斯有信心试一试。
但是,要想在这种极具技术含量与创新要求的挑战中取胜自然殊非易事,更何况别人已经赢在起跑线上了。如果我与读者诸君在他们之间的输赢上设一赌局,我想绝大多数人也不会押宝在刘易斯一边。因此时人并不看好他,甚至不乏嘲讽。虽然许多朋友认为他是最聪明最有判断力的天才,但刘易斯自己却甚为低调甚至有些害羞。当有人问起刘易斯是否介意这些批评的声音时,他回答的干脆而巧妙:如果你很少意识到那些人的所作所为,就会大大减少对这些事情的关注了。
沉稳的刘易斯当然很清楚情势,若要后发先至则必须改进比奇洛的技术,他将狗降温至26至28℃,夹闭腔静脉8分钟,在直视无血的术野下施行了房缺(通过外科手段建立的房缺)修补术,结果是10个动物,最后有9个得以存活。在动物实验的存活率方面,刘易斯果然已经做到后来者居上了。
他是如何做到的呢?
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原来刘易斯的改进主要是对抗和最大程度地预防室颤——一种十分棘手的心跳节律紊乱。他发现这主要是由于冠状动脉循环被气拴阻塞和过度降温造成的。于是他采取措施限制术中冠脉内气拴的形成并使温度高于比奇洛所采用的温度,因此手术死亡率得以大大降低。到1952年的时候,和比奇洛一样,刘易斯也觉得开展这种临床人体试验的时机已近成熟了。
现在,一加一美一南一北的两个人都拔剑四顾跃跃欲试,只等决战时候的制胜一击。只不过科学上的这种争斗显然不同于你死我活的搏命之争,严格说来甚至并不存在真正的失败者,因为无论他们中谁获得成功都将是人类的福祉。可是当我们回溯这段历史,对于一个精彩故事而言,我们最饶有兴味的当然还是到底是谁最终拔得头筹。
正所谓天时不如地利地利不如人和,以天时论,他们二人年纪相当均处于二十世纪中期科学技术迅速崛起的黄金阶段,时代呼唤一个可以将心外科更推进一步的大师,这是共同的历史大背景;以地利与人和论,虽然比奇洛起跑在先,但刘易斯也已将后发优势利用到了极致,几乎追平了比奇洛——甚至在某些方面还有所超越,毕竟他是站在前者的肩膀上起步的;再则他们都必须背靠自己所在的医院依靠强大的团队合作;最后,一个看似不太重要的非学术方面的因素,结果却成了决定这次竞争输赢的关键所在——人脉关系——他们都需要有人为其推荐一个合适的病例。
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这是两个人对荣誉的争夺,似乎也是两个国家科技实力的一次比拼,我不由得想到,假如此等条件下的两个人中有一个是中国人,想必胜负的结果已经出来了,为了国家的荣誉,我们一定会举全国之力,在最短的时间内选出最合适的病例来。我们当然知道这不过是我的意淫而已,上世纪50年代,我们中国人忙着呢……
当时,刘易斯和比奇洛都仔细地寻找着第一例适合心内直视下修补房缺的病例,这一选择的意义对于这些开拓者来说是显而易见的。理想的病例应该是年纪小的,其心内的畸形不太可能产生远期的不良后果。从他们认为时机成熟,提出临床试验设想,到最后获得合适的病例可以一拼高下的这段时间里,两个人的内心一定是极不平静的,那种混杂着兴奋与紧张的期待,也许只有当事人才知道是多么的难熬。
比奇洛后来回忆说:在我们选择第一个合适病例的过程中,我们更希望他是儿童或青少年。但我们工作在一家成人医院(多伦多总医院),没有儿童的病例,而且当时加拿大的医疗环境对心外科是持保留态度的。
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最后,由于一次偶然的机会,理查德·维克(Richard Varco,1912-2004)的转介使刘易斯获得了先机——他将为一个5岁女孩做这个手术,该女孩存在一个大的房缺听诊有杂音。1952年9月2日,刘易斯在明尼苏达大学成功地在人体上实施了第一例直视下的心脏内手术操作(作为转介者的维克也幸运地以第一助手的身份参与了这次手术)。他利用26°C的低温,在流入血流阻断时间不到6分钟的时间里,干净漂亮地完成了对该患儿心脏实质缺损的确切修补缝合。这个幸运的孩子在没有现代外科术后重症监护帮助的情况下,依然得以顺利康复,并于11天之后痊愈出院。她的心脏杂音消失了,随访33年后,患者健康状况良好,有两个孩子,甚至做过木匠。
第一例心内直视下手术的成功,为人类最常遇到的先天性心脏畸形提供了一个可治愈的方法,开启了心脏疾病治疗的新时代。这一成功极大鼓舞了心外科同道的热情,甚至很多原本冷眼旁观外科医生也跟着热血沸腾,他们纷纷采纳了这项技术。在整个20世纪50年代,运用直视下心内手术手术治疗了大量简单的先天性心脏缺陷。多伦多和丹佛的治疗中心成了开展和使用这一技术的翘楚,并在婴幼儿的心内直视手术中报道了惊人的低死亡率。
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尽管这一场暗战以刘易斯率先取得成功而告一段落,但比奇洛并没有因这一落败而感慨“既生瑜何生亮”,反而为他的理论在临床应用中被证明有效而感到十分高兴。虽然当刘易斯宣称自己是破冰之举(broke the ice)时,比奇洛忍不住要甩他一句:厚脸皮……(cheekily)
在随后采用低温手段进行心脏手术的后继者中,又以亨利·施万(Henry Swan)的成就最为出色,他利用这一技术成功地开展了多项手术,并完善和发展了心肌保护和空气栓塞预防等一系列原则,这些原则至今仍是心脏外科中的核心宗旨。总之,应用低温和流入道阻断,直视下修复简单的心脏畸形,为发现并实施复杂的心脏外科手术提供了经验。尽管亨利·施万乐观且拥有远见,他还是清楚直视手术在心脏外科的应用局限。当他试图修复法洛四联症合并肺动脉狭窄(BT分流只能缓解症状,而亨利·施万试图根治)时意识到,共存如此多的畸形是无法在中度低温流入道阻断8分钟的时限内完成修复的,甚至像室间隔缺损(其复杂程度在房缺之上法洛四联症之下)之类的畸形,也无法在如此短的时间内完成修复,更复杂的修复需要一种新颖的方法。
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由于处理更具挑战性和复杂性的病变接连遭遇失败,到了50年代中期,许多外科医生开始对以现有的技术纠正更复杂的心内病灶持变得谨慎。而作为低温时代最伟大的理论奠基者和实践者的比奇洛则相信,使用低温可安全地突破几分钟的限制,延长到几个小时。为此他瞄上了土拨鼠,开始研究这种动物冬眠的秘密,试图获得某些启示,找到突破口。这一回他能再有所创见么?
这就是当年的低温手段,像不像冰镇活人?
F. John Lewis右
外科之花的艰难绽放(5)
第三章、起步维艰 山穷水尽(上)
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花开两朵,各表一枝。话说当初比奇洛等人为解决无血术野的问题,突破传统另辟蹊径,将低温医学的实验成果引入心脏外科的临床实践后,很多医生迅速掌握了这一技术并对简单的心内畸形发起了攻势,且成绩斐然,这可以说是心外发展史上的一个小高潮。但当他们试图以此为基础扩大战果,挑战更有难度的复杂心内畸形手术时,却难以突破低温手段固有的时间限制,很多人因此对心外科的发展前景再次悲观起来。比奇洛试图进一步通过相关研究延长低温下停循环的时间;同时,为解决无血术野而进行的体外循环的研究也在挫折中不断推进——事实上这一传统思路并没有因低温手段的出现而中断过,只不过在当时其光辉被大大地掩盖了。
如果说整个心外科发展史上的精彩事件,犹如一串异彩纷呈的宝石项链的话,那么体外循环机的从研发到正式确立应用的过程,则无疑是其中最为璀璨硕大的一颗。
今天,许多外科医生和技师也仅仅将体外循环机当做一种常规的医疗仪器加以摆弄时,普通人更没多少知道,这看似冰冷的机器背后有着许多令人激情澎湃的故事。为了这一伟大发明,很多人都付出了极大的心血,这其中不乏某些颇富传奇色彩的人物,甚至还包括人类历史上最伟大的一位飞行员——查尔斯·奥古斯塔斯·林德伯格(Charles Augustus Lindbergh,1902 –1974)。关于他1927 年飞渡大西洋的壮举及对世界空邮事业的巨大贡献几乎广为人知,但很少有人提及他在1931年曾在在《SC IENCE》这本著名的杂志上,发表过一篇创纪录的论文——题为 “一个封闭的恒压下使液体流动的装置”——仅有122字,堪称史上最短。
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该论文的缘起,是其小姨子1929 年患严重的风湿性心脏瓣膜疾病,这在当时是无法进行手术治疗的。林德伯格曾多次询问心脏专科医师们是否可用一种类似人造心脏的装置暂时替代自然心脏, 然后切开心脏进行纠治。 医师们对此毫无反应亦不作正面回答。有谁会在乎一个飞行员、工程师对如此重大医学事件的建议呢?更何况这一想法在当时看来就是异想天开嘛。
后来一个偶然的机会,林德伯格结识了当时已颇负盛名的艾利克斯·卡莱尔教授(Alexis Carrel,1873-1944,1912年诺贝尔生理医学奖获得者)。卡莱尔觉得林德伯格的想法很有价值,但由于当时人们对如何解决凝血、 溶血、 以及感染等问题尚缺乏了解, 所以建议暂时搁置人工心肺的研究。而先进行目前的,为器官移植而进行的器官灌注实验。因为器官自供体取出后,有时候不能立即植入受体,这段时间里如何保证离体器官的活性呢?这一实验就是试图解决这一问题。而Carrel教授自己正进行的多次实验均以失败告终。后来在其实验室工作的林德伯格不负所托,研制出了当时最好的灌注装置,可以保存离体肾脏,使之能维持到移植为止。由于时代的限制林德伯格用机械方法替代心肺功能的设想未能走向实践,也许是因为林德伯格在飞行方面的成就已足以名垂青史,上帝不愿再将体外循环机的实现这一大任降临于斯吧。这一伟大设想的最终实现,主要是由一位叫约翰·希舍姆·吉本(John Heysham Gibbon,1903-1973)的人历经二十余年不懈追求的结果。
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吉本出身于医学世家,其父亲爷爷太爷爷太太爷爷均为当时著名的医生,这种家庭环境的熏陶,恐怕与其日后在医学上的能够取得如此重大的医学成就不无关系。1927 年从杰斐逊(Jefferson)医学院毕业, 在宾夕法尼亚大学医院实习,2年后进入麻省总医院,在外科教授邱吉尔(Edward D, Churchill) 领导下工作。1930年10月3日,27岁的Gibbon分管一位53岁的女病人,该患者施行了胆囊切除术后15天后,因血栓形成而发生了致命的肺栓塞,病人的病情迅速恶化,出现了极度缺氧。“切开肺动脉,取出血栓”在当时的技术条件下几乎就是挑衅死神,这一以德国外科医生Trendelenburg名字命名的手术,在上世纪30年代欧洲的纪录是,140例病人中仅有9例存活,而在美国则干脆没有存活的报道,预后十分凶险。因此邱吉尔教授决定,除非万不得已,否则不能冒险手术。邱吉尔教授嘱吉本对此患者严加监护, 每 15分钟记录一次血压、脉搏、呼吸及体温, 并同时做好术前准备。吉本在患者床边整整守候了一夜。翌晨8 时, 患者突发神志昏迷伴, 呼吸心跳停止。手术立刻进行,在 6 分半钟内从肺动脉内取出众多血块并缝合血管, 但遗憾的是,患者始终未能苏醒。
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吉本后来回忆说 “……患者为求生而挣扎的情景深深震撼了我,但我无能为力。当我注意到她的血管逐步膨胀,血液颜色也愈来愈黑时,很自然地想到这时若能将这些血液用任何方法持续抽出, 去除二氧化碳, 加入氧气, 再将此血液注入血管内, 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,就可能挽救她的生命……我们应该在病人体外做一部分心和肺的工作”
每一个医生在其一生的执业生涯当中都将不可避免的遭遇到病患的死亡,尤其最初几例病人的离世往往会令该医生终身难忘,这当然首先是一种恶性刺激,会对该医生的从业产生重要影响,比如有的人会因受不了这种刺激而脱下白服离开医疗行业,有的人则在反复的刺激中渐渐因习惯耐受而麻木。在当时死于Trendelenburg手术的病人,通常可能不会被的外科医生认为是意外。显然,吉本还没到麻木的时候,该病人的死亡对他的刺激是如此强烈,马萨诸塞州的不眠之夜对吉本的前途甚至整个心脏外科的发展前景均产生了深刻的影响,此后的二十余年里,Gibbon把最为宝贵的青春年华全部奉献给了体外循环的事业。人生能有多少个二十年呢,更何况这二十年几乎布满坎坷与荆棘的。
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1934年吉本成了麻省总医院的住院医师,获得了研制人工心肺机的准许,但当时Churchill认为这位前程似锦的弟子已经走火入魔了,批准这一请求的同时亦深感惋惜。这个开局即不被人看好的研究,未来发展的难度亦可想而知了。就整个心外发展史而言,吉本在其中的成就无疑是里程碑式的,然而就他个人来说,这段漫长的日子由于太多失败和冷遇,显然又是充满悲壮甚至有些灰暗的。还好在这期间吉本结识他生命中最重要的人玛丽·霍普金斯(Mary Hopkins)——一个得力的实验室助手、合作者兼老婆。我相信他俩的爱情故事一定十分老套经典——哪有不老套的爱情呢?一个年轻美丽的女人,一个胸怀大志的勇士,在一个原属寂寞的实验室里朝夕相处,我忍不住要幻想出种种香艳的细节了,只不过这不属于我要讲的故事,人们常说每一个成功的男人背后都有一个伟大的女人,我只是隐隐觉得吉本能够在经历了那么多挫折的情况下,仍坚持研究20余年,玛丽一定功不可没,更何况她还不是吉本背后的女人,因为他们是并肩战斗。自古英雄皆寂寞,吉本居然得此红颜相伴,未来将有多少崎岖坎坷我们且去踏平它们吧。
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外科之花的艰难绽放(6)
第三章、起步维艰,山穷水尽(下)
接上回。
我们的英雄上路了。万事开头难,这一设想要想落实到实验,其纷繁复杂的种种细节超乎我们的想象。经过一段时间的忙碌,在妻子Mary Hopkins的帮助下,到1934年底时吉本用橡胶、 玻璃、 废金属、 自制瓣膜、 橡皮手指套等零星实验杂物(怎么听起来就觉得像一堆破烂儿!)制成了一台“人工心肺机” ——单就我们知道的这些材料来说,不用亲眼目睹该机器的尊荣,我们称其为简陋或者原始都未免太客气了。
就是在这样艰苦的起始条件下,吉本夫妇不顾一切质疑与嘲讽,凭着满腔热忱和坚定的信念,逐步展开、推进实验研究,他们首先采用的动物是猫(因为当时猫比狗更容易得到,而且当时机器的容量尚不能在大体型的动物上进行心肺转流),将静脉血自颈静脉引出, 经与氧气结合后注入股动脉, 然后钳夹肺动脉10~ 25分钟以模拟肺动脉栓塞。到1935年的时候,他们已能用机器代替心肺,使猫的心脏在体外循环下停止搏动,39分钟后恢复循环功能。
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1937年的全美胸外科会议,在吉本看来应该是一个崭露头角引起学术界瞩目的大好机会,但他的研究成果,并没有多少人在意,外科学界对该研究表现的极为冷淡,只有一个学者关注到了吉本到的报告,称其为“儒勒·凡尔纳式的幻想”。凡尔纳这位被后人称之为现代科学幻想小说之父神奇作家,在19世纪的好多作品中幻想出来的事物都在后世得以实现,但吉本实验被冠以这样的评价,显然是讽刺多于赞同,但可悲的是,这种讽刺居然让吉本感到些许慰藉,因为在学术界一片的冷落和沉默中讽刺也是关注的一种啊,这是多么令人沮丧!
吉本在这次会议上吃到了一个软钉子,但他坚信自己的方向是正确的,于是他继续改进着各方面的细节,到1938 年的时候, 在39次动物实验中已有13 次可以获得存活, 这在当时已是极为可贵的纪录了。吉本详细记录着每一只动物的死亡情况,发现死亡的主要原因是低血压、休克和低氧血症。问题总是随着实验的逐步深入而纷纷浮出水面,那就一个一个的啃好了。虽然在当时,也有别的科学家为完善心肺机做出了贡献,但相关的最主要的难题多是由吉本解决的。高处不胜寒,这一孤独的领军人物在这一布满未知困难的领域里披荆斩棘,踯躅而行。
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1942 年他参军,也许战火的洗礼使其更加坚定了自己的理想,1946 年复员后转到杰斐逊医学院继续人工心肺机的改进, 他的坚持与阶段性的成果终于使其获得了部分人的认可,在此期内他得到了美国国立卫生研究院(NIH)的资助, 并受到IBM公司负责人汤姆·华森 (Thomas Watson)的赏识。得益于这两大巨头的经济和技术的支持,吉本如虎添翼,有钱了,自然可以鸟枪换炮,实验动物也由猫改成了狗。虽然实验过程的基本原则还是由吉本负责,但IBM强大的技术力量还是为其助力颇多,又兼结合了其他同道的合理建议,人工心肺机在这一阶段遂得到极大改进。
当时需要攻克的技术难点包括:心肺机血流调节的精度问题,为抗凝血而加入的肝素与血液的比例问题,混合气体的比例问题,减少溶血的问题,防止各种血栓进入血管的问题,如何选择适当的麻醉剂的问题……甚至于器械拆卸、 清洗、 消毒装配等等细节问题均须一一加以觖决, 这些问题(远非全部)罗列到一起,普通人看着都要头晕的,可吉本却凭着过人的智慧与精力与这些问题死磕。
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比如当时经过对死亡动物的详细研究,吉本发现,一个极主要的原因是脏器里的小血栓形成。这使吉本意识到,在血液回到动物体内之前,需要一个过滤器来去除转流过程中形成的栓子。开始,他们用动物的肺组织充当滤网,但这一招似乎没有奏效,实验动物还是死。而后,他们选用了一种人工材料的滤网才使这一问题获得解决。
就这样经过长达近二十年的辛勤工作,解决了无数的细节问题,吉本付出了常人难以想象的心血,终于将动物实验的结果大大地改进了,在1949年到1952年之间,实验动物的死亡率已经由80%下降至10%了——这已是当时最好的实验结果了。基于这些成功的实验,吉本开始考虑进行人体试验了。
如果,我们将这一阶段吉本的成果与同一时期的比奇洛和刘易斯相比,我们不难发现,在时间限制方面吉本的心肺机明显占优,但在动物的存活率方面也只能打个平手。毕竟10%的实验动物死亡率还远说不上安全,而且,这些还是健康动物,同样的措施应用到一个病人身上,将是什么结果呢?而在这个时候要进行人体试验,我们真的不免要为吉本和病人都捏一把汗。当时明尼苏达州大学的克拉伦斯·丹尼斯教授(Clarence Dennis,1909-2005)也在进行体外循环机的有关研究,当他们初次相遇时,吉本曾热情地拥抱他, 并自嘲地说:“原来在这个世界上还有人不认为我只是一个做白日梦的家伙。”
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丹尼斯到1951年也开始考虑进行人体试验,但他两次试图在体外循环的帮助下关闭房缺都惨遭失败。而今同一战壕的战友已经初尝败绩,等待吉本的又将是什么命运呢?
1952年2月,吉本的机会来了,一位体重 11 磅,15 个月的女婴因巨大房间隔缺损而住院。吉本用人工心肺机作体外循环转流后切开右心房,但是他却未发现房间隔的缺损!惊出一身冷汗的手术团队不得不迅速思考问题到底出在哪里,正当吉本打算作其他部位探查时,女婴死掉了。后来的尸检结果证明该患儿不存在房缺而是巨大的动脉导管未闭——也即误诊是导致该患儿死亡的主因,真是“天亡我也,非战之过”。虽然不是由于体外循环和手术操作直接导致的患儿死亡,但首战即折戟沉沙毕竟不是什么好兆头。人体试验不同于爱迪生实验灯泡,败了多少次之后你还可以宣称成功地发现了999种不合适的选择材料,这种试验人命关天,很可能成则封奏九重天,败则贬去潮阳路八千了。
好在这次失败的阴影,并没有影响吉本太久,他很快就重振旗鼓了。1953年5月6日,这个值得心脏外科发展史大书特书的日子,吉本再次获得机会,一位18 岁的大学女生患有巨大房间隔缺损,她在手术前半年的时间的里已经发生了3次心衰,说不定下次什么时候这个年轻的生命就会画上句号了。吉本用人工心肺机转流 26 分钟获得修补成功。这是世界首例临床体外循环下心内直视手术。患者于术后2个月作检查,显示缺损完全修复。在80年代后期的随访中患者生活质量良好。
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二十年辛苦无人问,一举成名天下知,也许吉本一直在做着这样的美梦,并无数次在梦中笑醒之后,继续直面惨淡的困境。这一成功凝结了他20年来心血与智慧的结晶,实属来之不易。当丹尼斯得知消息去电话向他表示祝贺时,吉本的兴奋溢于言表,两个寂寞的孤胆英雄真应该为此大醉一番。
但吉本期许的那种一鸣惊人、举世轰动的效果并未出现。我们应该还记得,房间隔手术的第一次直视下修补,是1952年9月2日刘易斯在明尼苏达大学利用低温下阻断血流成功实施的,并且到1953年的时候低温已经在一定范围内得以普及和应用,因此吉本的这一次原本具有非凡意义的成功,在当时并没有取得应有的关注,其光芒由于低温所取得的卓越成果而显得黯然失色了。如果1952年2月吉本的第一次尝试没有因为误诊而失败,那么,这第一例房间隔的修补手术就是由吉本完成的了,这种低温反客为主的情形还会出现么?我相信,这个问题吉本也一定反复问过自己,只是答案已不再重要了。因为现在重要的是,扭转形势,迎头赶上。
方法只有一个,那就是继续做几个漂亮的手术!可按当时的情况,从病人的角度来说,这等于是在有一个风险相对较低的选择的情况下,医生却建议病人选择一个成功把握并不大的方法,这要花费多少唇舌之功。个中深意,我们可以慢慢思考,但假如没有当年的这些尝试,今天的医学界就会是另外一番摸样了。
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然而更为遗憾的是,吉本再也没有能够重复这一令人鼓舞的结果。在随后的三次心脏手术中他的病人先后死亡。同一时期,另外三个独立的研究者 Helmsworth, Dodrill, 和Clowes-were,他们在体外循环下尝试简单的心内修补的努力也因为导致了意料之外令人费解的死亡而归于徒劳。这一连串接踵而至的打击终于击溃了这位强人的意志,绝望的吉本对体外循环机的临床应用彻底失去了信心,告别了他已倾注20余年心血的研究领域,再也不做心脏手术了。
这些失败使,已经蔓延的对直视手术修补复杂心脏疾病的悲观情绪雪上加霜,体外循环机的安全性及可行性受到人们的怀疑,其他各个心脏中心对体外循环的研究也纷纷下马。此路似已不通,那比奇洛对土拨鼠冬眠的研究又有哪些进展呢?悲哀的是他也未能成功地突破时间的限制,将低温的战果进一步扩大。似乎所有的路都被堵死了。难道人类对复杂心内畸形手术的征战之路,居然已经到了山穷水尽的地步么?
正所谓:
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灵光乍现浮云过,廿年心血无处寻,英雄梦碎豪情尽,大业中兴靠谁人?
Gibbon早期的装备。
鸟枪换炮之后,1949年和1951年的装备明显不那么土了。
外科之花的艰难绽放(7)
第四章、绝地中兴,柳暗花明
心外科发展到这一阶段的特点是,通过常规应用低温和流入道血流阻断,可以以最低的死亡率来纠治简单的心脏缺损,那么对绝大多数外科医生而言,又何必冒险进行进一步的体外循环试验呢。但不幸的是那些目前手术不能解决的复杂的心内畸形,却恰恰是最需要手术处理的部分,因为他们的病情更重,自然预期寿命更短。
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行百里者半九十,也许有人会认为吉本再坚持一下,体外循环机就可能在他的手中得到完善了。但我们无意苛求吉本毕竟他已经为这一事业奉献了二十余年的青春,几乎将体外循环机带入临床了实践,我们的英雄累了。时代需要一位接力者将这项伟大的事业进行下去。目前的失败只是暂时的,笼罩在心脏外科的悲观情绪也不过是黎明前最后的黑暗了,那么,这个将要唤醒黎明托起朝阳的人,又会是谁呢?
当时,体外循环应用于临床试验接连遭到失败,然而相同的技术应用于动物实验却能不断地产生不错的存活率,这却是为何?有学者解释为那些最需要打开心脏做手术的病人,由于其衰竭和复杂的病变不能承受这种操作,而健康的实验动物则没问题。这一结论看似拥有无懈可击的逻辑,他们相信问题并不在于灌注技术或心肺机,而是病人病态的心脏本身导致了失败,他们不能在承受这种强度的手术打击之后,还能恢复良好的射血功能,而同样的打击在健康的狗身上则没问题。由于这种“病态心脏”的理论很好地解释了相同的技术在病人和健康动物身上明显不同的结果,因而被广泛接受,甚至导致研究人员质疑心脏直视手术的终极价值。
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通常,理论往往是落后于实践的,事后诸葛亮似的总结,如果能上升为正确的理论,那么将反过来极大地推进实践,如果是错误的理论,则将影响甚至延缓实践的脚步,很不幸,这一“病态心脏”理论属于后者。
很显然,作为主帅的吉本,其临阵易帜对体外循环机的研发事业是个不小的打击,但即使在如此惨淡的情况下中,仍然有猛士坚持下来。比如吉本的好友,体外循环机的另一位研究者,明尼苏达大学教授丹尼斯就是其中的一位,他在1955 年 6 月也成功地进行了体外循环下心内直视手术,这是世界第 2 例。但使整个事件发生根本性转机的却另有其人,他是同属明尼苏达大学的外科医生沃尔顿·来里赫(C. Walton Lillehei,1919——1999)。
如果说在他之前的开拓者们体现了无与伦比的智慧与勇气的话,那么来里赫的所作所为则已几乎超越了人类想象的极限。1954年这个看起来近乎疯狂的家伙居然试图以患儿的父亲作为“心肺机”,用活人交叉循环的方法挑战历史上首例室间隔缺损的修补术,他能成功么?他是怎么想到这一招的呢?
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50年代初来里赫也想开展有关体外循环的动物实验,可遗憾的是他没有人工心肺机的实验条件,你要造饭,可你居然连锅都没有,这不是扯淡么?当然有人可能会想到,如果饿急了,想把食物弄熟也不是非有锅不可,你可以采用原始的方法嘛,直接用火烤成不成?那么人体体外的循环除了人工心肺机而外,还有别的什么原始途径么?我们人类社会再回到原始形态当然是不可能了,但是人之初的形态又是如何的?人不是出生以后才有自己的呼吸的么?那之前怎么存活的?
这一灵光乍现的思路,来自来里赫的助手莫利(Morley),既然胎儿可以从胎盘获得氧合血,我们为什么不能用动物实验来模拟这种情形呢?这真的又是一个幸运的遗憾!当年布莱洛克因为遗憾地没能如愿以偿地建立肺动脉高压的动物模型,导致了塔西格与其联手,创立了经典的术式B-T分流。而今,来里赫因为实验条件限制这一看似被逼到无奈的遗憾,居然使其迸发出以活体作为“心肺机”这一神奇构想,而这一构想恰恰为已经看似山穷水尽的体外循环的研究,带来了柳暗花明的一线转机。
, 百拇医药 他们用两条狗进行心脏手术,一条是手术狗,为受体;另一条模拟胎盘的原理当作氧合器,称为供体。这是一种新的体外循环方法“交叉循环法”。动物实验进行的较为顺利,1953年10月22日第一例交叉循环动物实验即大获成功。同时一个意外的发现是,实验动物的术后恢复如此之快状态如此之好,是此前用人工心肺机从未有过的。又经过几个月的系统改进及有关机制的深入研究,成竹在胸的来里赫认定,在人工心肺机几乎缺席体外循环人体试验的关口,这项全新的技术值得进行一项人体试验。
交叉循环法的原理为,在同样的时间里使病人和正常的供体之间交换等量的血流,通过循环泵来控制流量,而心脏的静脉流入则完全阻断,以保证可直视下切开心脏。一旦病人与供体建立连接,该病人的身体就可以不断地得到充分氧合后的血液供应。没有复杂的机器也不需要调解动态的平衡,因为供体的循环及时自动地承担着这些重要职能。这就解释了为什么实验动物的术后恢复较以前为快。这一方法至少从理论上似乎既规避了应用低温和体外循环实验过程中相关的常见的并发症,且没有时间限制。
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这一想法刚一抛出就引起悍然大波,这对已有的外科实践体系的是一个极大背叛。让一个健康的人在手术室里冒着潜在的危险(不管多么小)作为供体循环,哪怕只是暂时的,也是不能被接受的,有些批评者甚至说,你们想要创造历史么?想要做外科历史上第一个可能死亡率为200%的手术?
虽然这些激烈的批评令来里赫倍感焦虑,然而,箭在弦上不得不发,他还是向其导师欧文·H·王更(Owen H. Wangensteen,1899-1981)正式递交了试验申请。欧文力排众议批准了该试验计划,他在批准书答复道:亲爱的来里赫,放手去干,别的事情你不用操心。短短的一句话,寄托了欧文无尽的期待,在当时,若没有他的鼎力支持,这一项意义重大关乎心脏外科发展前途的试验绝不会进行的如此顺利。1981年1月欧文·H·王更去世后,医学界对其赞誉有加,评论者认为,明尼苏达大学能够在上世纪50年代对心外科的发展做出许多开创性的贡献,与其英明领导是分不开的。
1954年3月26日是心脏外科历史上最令人激动不已的日子。来里赫和他的三个年轻的同事,以患儿的父亲作为供体,用交叉循环的方法完成了历史上首例室间隔修补术,整个手术过程十分顺利,父子平安。看台上,一直为自己的爱徒捏了一把汗的欧文,第一个向来里赫表达了祝贺。
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这一幕如果能够被搬上银幕,即使是最蹩脚的导演,也足以使影院里的多数人痛哭失声。当我知道心外科历史这一细节时,除了对来里赫的创见惊讶不已而外,作为供体的父亲尤其让我感动万分。试想在当时,这一试验在一片激烈的反对声中勉强得以实施,手术过程中将会发生什么,没有人可以预料的到。当这一对父子在麻醉前深情地对望一眼之后,他们是否有可能活着再见?大爱无言父爱如山,这位勇敢的父亲,在这样一个空前事件里,为这一箴言做出了最好的注解。
科学,毕竟是人的科学,历史,永远将是人的历史,这一段烟花般绚丽的科学史中,最为耀眼的也许恰恰就是人性不朽的光辉。
可是,我们是否高兴的太早了呢?别忘了,想当初吉本第一次在人工心肺机体外循环下的手术成功之后,就再没能重复这一结果,同样的悲剧会再次上演么?
箭头为血流方向
第五章、托起朝阳,霞光万丈
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都说孩子是一个家庭的希望,好比初升的太阳,那么这些为拯救万千孩子性命而勇敢探索孜孜以求的科学家,无疑就是那修复希望托起朝阳的巨人。
1954年和1955年之间,几乎是孤军奋战的来里赫团队通过使用亲子之间的交叉循环,为存在复杂心脏畸形的45位儿童施行了直视下的心脏手术。所有这些这些复杂的病变都是靠以前既有的技术无法解决的。全部接受手术的45名严重受损的病人中,有28名复杂的心脏畸形得到了治愈,45个循环供体均得以存活,但还是有一例发生了心脏骤停,需要打开胸腔进行心脏按摩,这当然是一重大事故。到1986年,术后30年随访的结果为22名(49%)仍然活着,并过着有质量的生活。
这些显著的临床试验结果,显然比其非凡的手术技巧更令人吃惊,这使当初吉本暂时失利之后学术界盛行一时的“病态心脏”理论被彻底打破了,心外科开始走出低谷,进入了一个快速发展的阶段。
来里赫所取得的巨大成功,将明尼苏达大学医院一下变成了世界心脏外科学的第一重镇,各地的参观学习者络绎不绝,后来这些参观者中又有人续写辉煌,这已是后话。但来里赫却并没有被一时的胜利所冲昏头脑,他清醒地认识到目前这种方法,供体的自我平衡机制,将自动纠正无数不知名的由于全身灌注引起的生理学紊乱,这对于供体的健康来说显然是存在潜在威胁的。也正是由于这个原因,活体交叉循环技术并没有得到广泛开展。因此他预言到:交叉循环的临床经验——尤其是对供体的不良影响,使我们清楚它显然不可能一直作为体外循环技术,为了病人和尤其是供体的安全问题,必将会发展出一种超越这项技术的体外循环措施。
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于是,包括他本人在内,许多研究者又重新开始重视人工体外循环的研究,在吉本研究的基础上,对心肺机做了进一步改进和完善。
不得不得承认,到目前为止,在已被应用到心外手术的技术中,交叉循环是最符合病人生理的技术。放弃一个在生理上近乎完美的技术,转而采用了一个至少目前看来比交叉循环在生理上尚有不足的技术,来里赫医生的这一作为在外科医学史上是令人叹服的,但又似乎是伦理学压力之下必然的选择,你不能总在每次做手术的时候,都让另一个健康的人冒着一定风险,而且一旦发生重大失败,真的可能是两条命都交代了。
来里赫的预言很快得到了证实,到1958年的时候,仅仅在吉本第一次体外循环下手术成功的5年之后,毕业于哈佛医学院的约翰·韦伯斯特·柯克林(John Webster Kirklin,1917-2004)即报道了在梅奥诊所成功地应用梅奥-吉本设备在体外循环进行的245例手术 。柯克林改进了吉本的心肺机,发展了安全可行可靠的体外循环措施,取代了交叉循环成为心内直视手术的首选方法。想当初吉本对同梅奥诊所的柯克林分享这一蓝图是非常犹豫的,因为他担心由于梅奥诊所强大的实力,会先于他完成第一例体外循环下的心脏手术。不过感谢上帝,吉本最终还是和盘托出了他的技术,而最后恰恰是梅奥诊所将这项技术的应用推向了极致,为纪念吉本的卓越贡献,他们将改进后的设备命名为“梅奥-吉本”。如果当时吉本由于一己之私而选择了保守,这项大业跌入谷底而无法一时中兴也未可知。这种胸怀,是那些只知道传男不传女传内不传外的江湖人士永远无法理解的。
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低温在此时则已成为心脏手术的常规并行手段,用以减少单独应用体外循环对人体固有的损害——在血流减少的时间段内保护重要的脏器,如脑、心脏和脊髓。
自此,由于有了体外循环技术这一有力的武器,心外科医生可以从容地在无血的术野下,对心脏进行精细的矫正与修补,挑战更复杂的手术,从此成为可能。阴魂不散的比尔罗特魔咒此时才被彻底摆脱了,心外科一扫阴霾,飞速发展,手术适应证范围不断扩大。后来甚至出现过三个独立的研究者,分别在几乎相同的时期内发展了同一术式,由于无法确定究竟谁是第一个,学界只好把这一手术命名为Damus-Kaye-Stansel手术,排排坐吃果果,你们仨别啰嗦!而这一术式纠正的畸形又绝不简单——单心室,也即只有2个心房一个心室,这不跟两栖动物的蛤蟆一样么!由于这一手术太过复杂,本文就不再细说了。至今,心脏外科仍是极富挑战且集中了最多前沿技术的外科分支之一,这一朵最年轻的外科之花,在经历了无数凄风冷雨之后,终于可以在万丈的霞光之中,精彩绽放。
第六章、尾声
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尽管心外科此后的发展仍不乏精彩的片段,可故事至此,似乎已可以告一段落,但这些拓荒者的事迹留给我们的思考却不应该就这么早结束。
在当时,来里赫所取得的巨大成功,使得来明尼苏达大学医院的参观学习者纷至沓来,这其中有一位来自南非开普敦的外科医生克里斯提安·巴纳德(Christiaan Barnard,1922–2002),他在1967年12月3日的石破天惊之举,再次续写了心脏外科的辉煌:人类历史上第一例同种异体心脏移植获得成功。这也绝不会是一个寻常的故事……另外,必须要说明的是,人工心肺体外循环这一技术,至今虽已相当成熟,但远非尽善尽美,更非绝对安全,并发症如中风,凝血功能障碍,对血液成份的破坏等,促使外科医生开始考虑使用体外循环之外的替代方案,这又将是另一番坚苦卓绝征程了。
我必须要说明的是,这段时期里对心外科的发展起过重要贡献的人,绝不仅仅是我在文中提到的几位,只不过为了方便叙事集中线索,不得不忍痛割爱了一些人物,甚至已经提到的这些大师,由于同样的原因,也未能将其全部贡献彻底展开。
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以哈肯为例,此人除了在二战中连续为130个在战斗中负伤的士兵取出心脏弹片,尝试进行心脏闭式手术,为心外科的发展做出了必要的前期铺垫这一贡献而外,他还是世界上提出重症监护(intensive care)这一理念的第一人,并建立了世界上第一个重症监护室(intensive care unit,ICU),而今ICU早已遍地开花,成为衡量一所医院综合实力的重要指标。ICU的创建,极大提高了重症救护的质量,每年全世界因之而获得新生的病人难以数计。
我们不妨对这一时期的重要事件进行一下简单的梳理。1938年格罗斯成功地完成了对动脉导管未闭的结扎,为其赢得了巨大荣誉;但由于其忽略塔西格理论的价值所在,使得塔西格转而和布莱洛克联手于1944年确立了B-T分流术,是为心脏手术的破冰之举,而这一术式得以创立的重要因素之一,居然是由于布莱洛克没能成功地建立肺动脉高压的动物模型。在1940年代中期B-T分流术一枝独秀,许多人前来参观学习,比奇洛创新的激情在此被点燃,发展了低温的理念;而他在学术会议上的实验报告又启发了刘易斯,使后者得以在低温的手段下完成了人类历史上第一次心内直视的手术;从封闭手术到直视下从容细致的心脏外科时代,低温扮演着重要的桥梁角色;而且,中度低温的应用,心脏停跳的诱导,深低温下阻断循环也为体外循环的使用留下了宝贵的遗产。而在低温手段在心脏外科方面已取得优异的初步战果,很多外科医生驻足不前的情况下,吉本却在重重困难之下,历尽二十年辛苦,为心外科的发展,迈出了至为关键的一步——将人工心肺机带入了临床实践。
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虽然,体外循环机的最终确立应用是由来里赫和柯克林等人完成的,虽然所有文中提到的人物都在这一历史进程当中发挥了重要作用,但笔者仍然认为,若以功劳大小计,吉本是当之无愧的第一功臣。
吉本作为一个外科医生,最大的与众不同之处在于他对理论思维的追求,他认为在现代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,是比灵巧的双手更为重要的成功因素。对基础学科知识的广泛涉猎,使他高屋建瓴,能够敏锐地发现当代医学所面临的最关键的挑战。惟其如此,吉本才能在对个人而言漫长的、近20年的时间里愈挫愈奋,默默地承受着世人的误解、讽刺和打击,成就了这样一番开拓性的伟业。
他的悲剧性在于,由于时代的局限,他第一次手术的成功并没有很快得到认可,学术界也并没有将其宣布为一重要事件——其重要性是后来逐步呈现的。我们现在知道该成就作为外科及医学上的一大进展足以和麻醉及抗生素的出现相提并论。多年以后,当诺贝尔奖金委员会请 Clarence Dennis 与 Jonathan Rhoads两位教授提交医学奖金候选者名单时, 两人不约而同都提吉本为候选人。这一奖项对吉本来说真的应该是名至实归,但遗憾的是吉本已于1973 年2 月5 日逝世,委员会以授奖于死者未有先例为由,拒绝接纳。如此重大的医学领域上的成就竟与这么重要的“炸药奖”失之交臂,诚属一大憾事。但是我想,纵使吉本泉下有知,他也未必会为自己没能获得这个劳什子“炸药奖”而有太多遗憾,毕竟,由他开创的事业后继有人,这一技术终于走向成熟,大量的病人因此获救,这些,已足以让这位居功至伟的无冕之王含笑九泉了吧。
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但是,这些遗憾也说明,心脏外科这种极具挑战性的探索,是不大可能由一到两个天才就可以完成的,也注定了其过程是不会一帆风顺的。吉本呕心沥血二十余年,中途因连续的挫败而易帜,使得来里赫和柯克林崭露头角,这也许恰如格罗斯错过了塔西格理论,而比奇洛止步于低温措施,这种看似机缘巧合的遗憾,背后却乎隐含着某种必然的历史逻辑——心外科的发展史注定了将是群星闪耀,不容尔等尊荣独享。
来里赫亦是笔者十分钦佩的人物,似乎除“天才”二字之外无以形容其卓越,他的成功与其说是由于其不懈的努力和幸运,倒不如说因为他那敏锐的直觉或者说是对事物本质的深刻洞察力,诚然这种洞察力常常得益于对前人思维方式的突破,但这绝对是一种似乎与生俱来的高级的创造性思维能力——那些头绪纷繁表面上看来无法解决的难题,其背后往往隐藏一个异常简单的解决方法。也许只有来里赫这样的天才,在能当时军心动摇一片悲观的严峻形势下,以“交叉循环”这一近乎疯狂的天才构想扭转乾坤,中兴残局。除了在前面提到的贡献而外,他还对心脏起搏器的更新起到了极关键的作用,并一手成就了赫赫有名的美敦力公司的创业传奇(关于心脏起搏器及美敦力公司的故事,我可能会在日后详细写)。
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但即使天才如来里赫,当其回顾心内直视手术起源时,情绪上仍不免带有强烈的时代印记:
无数的失败,失望,挫折和障碍,天然的,人为的。唯一的解决办法是混合了坚持和固执的信念。
(There were innumerable failures, disappointments, frustrations, and obstacles-nature’s as well as man’s. The only solution was a mixture of persistence and stubbornness.)
全文完。
2010-8-9 5:00 第二稿完成
2010-8-10 2:30 再修改。
PS:如有续集,纯属正常。目前完成的这部分文字,已被读库收稿,待该期出刊时,喜欢此文兼喜欢读库的读者可予收藏。
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