【中國心外科體外循環發展史】

中國體外循環發展史 http://www.chinacpb.com/gyxh_list_show.asp?chanelid=603&news_id=75&vol_id=190&pageno=1? 【先賢名家】嶽雲：憶我國現代麻醉學科開拓者尚德延教授

一． 中國心髒外科的誕生   在第二次世界大戰以前，中國並沒有心血管外科。有記載的首次成功的心髒手術是在1940年10月由張朝偉醫生（Zhang Chao-wei）實施，手術是直接修補右心室的刀刺傷。中國胸外科的奠基人吳英愷教授，於1944年在重慶中央醫院完成首例動脈導管結紮術。並在1948年醫院遷址至天津後成功進行首例縮窄性心包炎心包剝脫術。二十世紀40年代，由於日本侵略軍占領的原因，國內許多大學遷址至四川省成都和重慶。許多後來成為新中國內、外科領域學術帶頭人的醫生在這兩個城市接受了醫學訓練，其中包括中國心外科的著名先驅石美鑫教授。1953年3月2日，石美鑫為1位患有先天性法樂氏四聯症的13歲男孩成功實施了中國首例Blalock-Taussing 分流術，患者術後順利恢複。1954年2月，蘭熙純在上海第二醫科大學完成首例二尖瓣閉式擴張術，開創了中國心內直視手術的新紀元。1年後，該小組報告32例同樣的手術，隻有1例死於腦栓塞。與此同時，上海第二醫科大學廣西醫院的傅培炳於1955年10月13日為1例患有巨大無名動脈梅毒性動脈瘤的患者實施手術。1957年，上海第二醫學院仁濟醫院的梁其琛和王義山在非體外循環下實施了肺動脈狹窄切開術。1958年4月10日，在全身中度低溫和非體外循環條件下，石美鑫為1位21歲的學生實施了房間隔缺損閉合術，手術持續了7分15秒，這是中國首例房間隔的直接修補術。至1959年底，國內13個省30家醫院開展了心內直視手術，手術均是在非體外循環、全身低溫下完成，主要集中在在上海和北京兩地開展。外科經驗的積累為體外循環的誕生奠定了基礎。     二． 中國體外循環的初期發展       新中國成立後，由於當時國際形勢的變化，我國被迫處於被動的閉關自守狀態，加上經過與世隔絕的8年抗戰，剛剛恢複的對外交流又告中斷。 國際上心髒外科發展的信息隻能從醫學雜誌上獲得。國內首先啟動研究體外循環的是上海三所大醫院的專家，即上海第一醫學院中山醫院的石美鑫等、上海第二醫學院仁濟醫院的葉椿秀等和上海市胸科醫院的顧愷時等。葉椿秀等於1956年7月開始研製指壓泵，到1957年4月製造成功。他們又於1958年研製成橫置轉碟式氧合器（上海II型）。石美鑫等與中山醫院銅匠間（修理車間）技工合作於1957年開始研製靜立垂幕式氧合器，經過1年多的努力於1958年製成，在經過191例動物實驗後並取得滿意效果後，於1959年9月21日成功地應用於臨床。1960年，他們又研製了轉碟式氧合器，共80片，每分鍾能攝氧122毫升，1961年用於臨床。上海市胸科醫院從1957年3月起與上海醫療器械廠合作，於同年7月製成滾壓式體外循環機和De Wall-Lillehei IV型鼓泡式氧合器，並於1958年7月應用於臨床，他們在當時如此困難的條件下從製作體外循環機開始進行孜孜不倦的研究，為發展我國的體外循環事業作出了十分傑出的貢獻。 在國內同行艱苦閉門造車時，蘇鴻熙和範秉哲分別從美國和法國回國，他們各自帶回一台剛剛上市的Sigma Motor體外循環機，前者受聘於第四軍醫大學，後者受聘於北京結核病研究所。蘇鴻熙於1957年6月7日成立了體外循環實驗室，經過42次動物實驗，於1958年6月26日成功地為1例6歲男孩修補了室間隔缺損，這是國內第1例體外循環下心內直視手術。蘇鴻熙教授畢業於國立南京中央大學，1949年赴美進行胸心血管外科的專業培訓學習，先後在芝加哥西北大學和伊利諾斯州大學進行了7年的學習。在此期間參與了體外循環的實驗研究，1957年歸國時個人出資購買了人工心肺機。1957年，蘇鴻熙教授受聘於西安第四軍醫大學，主持心血管外科工作，開始進行體外循環的動物研究。他帶領的研究小組共計使用168條犬，進行了體外循環下的各種實驗操作，成活率為78%。在其後不到1個月內，上海胸科醫院的顧愷時在體外循環下完成了先天性右心室流出道阻塞的外科糾治術，他們使用的是完全國產化的人工心肺機，體外循環管路由一個滾壓泵和鼓泡式氧合器組成，氧合器由上海胸科醫院的外科醫師設計、上海醫用設備廠生產。 北京體外循環研究啟動稍晚。1948年北京協和醫院開始複院，到1955年外科剛剛恢複到戰前水平。1956年吳英愷從北京協和醫院抽調一批醫護人員創立了解放軍胸科醫院，吳英愷非常了解研究體外循環的重要性。在他的領導下，於1957年建立了一個體外循環研究籌備小組，參加的人員有外科李平、麻醉科徐守春和生理科張琪。同時邀請了當時北京協和醫院修理工廠的張承先工程師和趙工長來協助。他們先查閱了國外的有關文獻，然後去上海中山醫院和上海胸科醫院參觀學習，之後有幸看到了蘇鴻熙和範秉哲兩位帶回來的Sigma Motor體外循環機。機器很小巧，安裝在一塊木板上，中間是一個電動機，電動機兩頭分別帶動兩個無級變速器，無級變速器又帶動Sigma泵（指壓泵），整機大小與縫紉機桌麵相似，兩個人便可輕易抬走。機器的關鍵在無級變速器。張工程師是一位有經驗的工程師，看到實物後便開始設計製造。1958年，軍隊精簡機構，解放軍胸科醫院大部人員又回到中國醫學科學院組建阜外醫院，此時第1台機器經過多次修改後製造成功，取名“北京I號”。“北京I號”比較笨重，與Sigma Motor相比，電動機、無級變速器、指壓泵都大一倍，故麵積與方桌相似，裝有4輪，可推動。氧合器采用改良的De Wall I型鼓泡氧合器，最大安全流量僅1500 毫升/分。1959年他們進行了大量動物實驗，又設計製造了第2台體外循環機，取名“北京II號”。北京II號的特點是將指壓泵（Sigma泵）改為滾壓泵，以減少由於波浪式震蕩而破壞血液的問題。另外，氧合器除了鼓泡式外，還設計了一個多層錐型動態血膜式氧合器。經過大量動物實驗後，於1959年冬季過渡到臨床。1959年11月25日為1例5歲室間隔缺損女孩進行了缺損修補，但一個半月後死亡。1959年前II孔房缺、肺動脈瓣狹窄和簡單的室缺都已在低溫麻醉下進行修補，效果很好。到1959年計劃進行法樂氏四聯症手術，當時的低溫麻醉溫度尚不夠低，安全時間尚不能滿足四聯症手術的需要，同時體外循環機的性能也還不能應付心內側枝大量分流的問題。因此，他們采用體表降溫法將體溫降到深低溫（22.10C ~26.80C），阻斷上下腔靜脈後術野在完全無血的環境下修補四聯症畸形，心內手術完畢後用體外循環機進行複蘇。到1961年報道時共進行了11例，5例存活。阜外醫院開展體外循環手術早期多采用低溫麻醉與體表深低溫相結合的方法進行手術。1962年阜外醫院開展了低溫低流量體外循環技術。1963年利用左心輔助體外循環轉流，完成了主動脈手術。 由於當時氧合器氧合能力有限，對於較大體重的患者不能滿足灌注需要，1957年國外學者Kay報道淺低溫合並微流量腦部灌注法的實驗。1959年，哈爾濱醫科大學也報告了類似的實驗。之後，天津醫科大學附屬醫院張天惠和王源昶在奇靜脈原則和哈爾濱醫科大學腦灌注實驗的啟發下創立了半身體外循環法。即體表降溫到25 ~ 300C，全身體外循環灌流量20 ~ 40 ml/(kg·min)，然後阻斷上、下腔靜脈（下腔靜脈不插管）和降主動脈，上半身灌注流量降至10 ml/(kg·min)，保證腦的供氧。此時心髒保護為心包冰屑冷凍。待心內手術完畢，心髒複跳後再轉為全身循環。此法在當時體外循環機性能十分有限的情況下可以應付成人的心內手術，這是一個創舉。之後，半身體外循環法已被北方幾個醫院所采用。1961年，阜外醫院也開始用半身體外循環法，使用過程中發現有的病人發生腹內髒器充血，尤其是嚴重的腎髒損傷。動物實驗中經同位素示蹤用I131伊文氏蘭（T-1824）進行上半身血流動力學觀察，發現阻斷降主動脈後，上半身灌注血仍有部分經側枝循環灌注腹內髒器，如下腔靜脈不插管引流則可發生充血，引起腹腔髒器的嚴重損傷。於是他們改為下腔靜脈插管並根據壓力引流，避免了腹內髒器充血問題，此後，降主動脈阻斷最長達83.5分鍾，病人恢複良好。他們將此改良法稱為“低溫低流量分量灌注法”。 為了加強相應的研究， 1964年尚德延教授開始培養研究生，並建立研究室，主要進行低溫低流量部分灌注的研究。 由於血液降溫複溫效率高且安全，變溫器成為體外循環下心內直視手術必備的裝置。上海第一醫學院任長裕等於1961年研製成不鏽鋼多管型和套筒型高效率變溫器，可以進行深低溫體外循環。上海第二醫學院馮卓榮等則采用較簡便的方法，在上海II型氧合器外套一夾層，灌以冰水或熱水進行變溫，十分方便，但效率不及前者。至1963年，上海II型體外循環機已批量生產供應各醫院，阜外醫院也開始使用。由於鼓泡式氧合器尚無批量生產，因此，他們自製的“北京I 號”和“北京II號”逐漸被上海II型所代替。到1964年4月，他們已在阜外醫院完成了145例體外循環手術。 1963年，天津醫大王源昶開始采用5%葡萄糖溶液或低分子右旋糖酐-40來代替部分預充血，阜外醫院尚德延等則用5%葡萄糖鹽水溶液進行稀釋性預充，效果良好。創業初期，心髒手術從常溫、低溫至體外循環，每一步都凝聚著老一輩科學家如吳英凱、尚德延、侯幼臨、郭加強等教授們的辛勤勞動和創造性的工作。由於相關人員的共同努力，阜外醫院當時的體外循環水平和國際發達國家差距不大。 正當全國心髒外科開始騰飛之時，發生了“十年動亂”。在此期間，大部分醫院都被迫停止了體外循環手術，阜外醫院1966年全年隻做了4例體外循環手術。當時唯一提供外科醫學信息的《中華外科雜誌》從1966年到1976年停刊了10年。翻開有關國內的科學文獻，此階段臨床和實驗無任何記載，猶如江河斷流。大量的醫務人員下放到農村或從事其他工作，使心髒外科及體外循環技術在理論、實踐和器械上均處於停滯，與發達國家的醫療水平拉開了很大距離。當時為了突出中國特色，突出政治，開展了針麻和中藥複合麻醉下體外循環的心髒手術。要求這項工作成功率必須高達60%，否則是政治問題。實在不能承受這一方法的患者，需要有關領導批準。針麻手術主要穴位有合穀、內關，並配有耳針和鼻針。中藥全麻由徐州醫學院帶頭。主要成分從洋金花中提取東莨菪堿合用（合成）冬眠一號，兩種麻醉深度不理想，鎮痛效果不佳，患者在體外循環時處於清醒狀態，手術刺激時血壓升高，術後蘇醒延遲、幻覺、譫妄、煩躁等。回顧這段曆史尚德延教授語重心長地說：“本著良心,從實事求是的態度講，我們應停止這種方法。”從70年代初期，北京、上海、西安、廣州、沈陽等地的幾家醫院重新開始實施手術。在北京，阜外醫院的郭加強教授於1972年實施首例心肌梗塞後室壁瘤切除術，於1974年首次應用大隱靜脈作為管道材料實施冠狀動脈搭橋手術。   三．中國體外循環的快速發展   “十年動亂”結束後，各項工作又開始蓬勃發展。除了上海II型體外循環機外，天津和廣州也生產體外循環機，而且性能都能滿足臨床需要。70年代末期到80年代初期體外循環機主要為上海生產。80年代廣東威達醫療有限公司生產體外循環機曾一度占領市場。90年代天津機械研究所生產的體外循環機有較好的性能價格比。70年代末期和80年代初期，我國絕大部分氧合器是鼓泡式，他們主要產自於長春、廣州、上海。80年代末期西京一次性鼓泡式氧合器逐漸占領市場的主導地位。它們的性能雖然尚不及國外產品，但已能滿足臨床需要。90年代末期國產希健膜肺漸漸進入市場。本世紀北京萬東醫療公司的洗血球機成功地應用於臨床。在管道方麵，國內均可生產各種規格的插管，可滿足80％臨床需要。80年代主要是重複使用國外產品。90年末期逐漸過渡為一次性使用。二十一世紀開始由於國家法製健全，絕大部分的進口產品改為一次性使用。應該說國內體外循環相關產業有一定規模，但與國外相比，國內產品尚有質量不穩定，研發能力不足等問題。 （一）體外循環研究 70年代末期徐守春教授經過反複實驗，研製出改良的St Thomas心髒停搏液，其臨床效果良好；1980年尚德延教授招收了文革後第一批碩士研究生，他們研究的課題與體外循環密切相關。1983年嶽雲醫師對體外循環中鈣離子代謝進行了全麵觀察，發現體外循環中總鈣變化不大，心肌內鈣含量在心肌阻斷血運和恢複灌注早期顯著升高，提出預充液不必加鈣，複蘇後補鈣時機最好延遲至恢複心肌灌注後5 ~ 10min，以避免再灌注損傷。80年代末期胡小琴教授觀察了體外循環中微循環變化並對深低溫停循環技術進行了大量係統的研究，並在臨床上逐步形成了一套切實可行的常規。1991年開展了ECMO工作，並為一例行換瓣術後發生急性呼吸衰竭的老年患者進行ECMO搶救，73小時後獲得成功，患者康複出院。長期以來我國普遍采用冷晶體停跳液灌注的主要原因有兩個方麵：相關醫務人員對其重要性認識不足；相應的灌注裝置昂貴。1994年龍村、郎亞軍等經大量臨床和實驗研究，研製出國產經濟實效的氧合血灌注裝置，並在臨床上推廣普及。為了促進體外循環專業化，1985年安貞醫院正式成立體外循環科。80年代初葉椿秀教授對體外循環的病理生理和輔助循環展開了大量研究。80年代末武漢軍區總醫院沈其襄教授成功地將體外循環應用於非心髒病急診患者的搶救。90年代初北京安貞醫院董培青教授在深低溫停循環下采用經上腔靜脈逆行腦灌注取得了良好效果。同期上海新華醫院丁文祥教授試製國產離心泵並在美國體外循環學會年會進行報告，並率先在全國將改良性超濾技術應用於臨床。90年代末廣東中山醫院黃偉民教授用體外循環高熱療法治療丙型肝炎病毒（HCV）、和癌症取得了可喜成績。 （二）體外循環教育和交流 1998年開始舉辦每年一期“全國體外循環理論培訓班”以集中學習、專家授課，係統地進行培訓方式，該項目屬衛生部成人繼續教育學項目，歸協和醫科大學成人教育學院常規管理。1995年胡小琴教授創辦了《體外循環通訊》，３年後《體外循環通訊》改為《體外循環》為季刊，並逐漸規範化，有正式的欄目、編輯委員會，為今天正式專業雜誌產生打下了良好堅實的基礎。1999年，《體外循環》雜誌改版並更名為《體外循環雜誌》。非正式雜誌不能適應體外循環事業發展的需要，在新世紀到來之際，經多方努力，在解放軍總醫院領導的大力支持下和各級領導的關懷下，終於使《體外循環雜誌》成為正式刊物，現更名為《中國體外循環雜誌》。有關中文體外循環書籍不到10本，其中以1986年徐新根主編的《體外循環和輔助循環》、1993年李佳春主編的《體外循環灌注學.》、1994年董培青主編的《人工心肺機與心髒直視手術 》、1997年胡小琴主編的《心血管麻醉和體外循環》影響較大。這些書籍對介紹體外循環新技術和灌注師的知識更新起有積極作用。2001年在北京成功舉辦“第六屆亞洲體外循環會議”。同年中國生物醫學工程學會通過批準成立體外循環分會決定，以籌備工作委員會形式開展工作，在體外循環分會第一次會議上龍村教授被推選為主任委員。 從上述曆史我們看到幾代人的不懈努力，有成功、有失敗，但更重要的是敬業勤奮之精神。希望我們這一代、下一代、再下一代的體外循環同行繼續努力，開創更新更光輝的明天。