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刘路路 住院医师 华西医院 心脏大血管外科

心脏停止,生命不息

刘路路 住院医师 华西医院 心脏大血管外科
发表于2018-01-15
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尊敬的朋友们,大家都知道人活着离不开心脏的规律有序的跳动和双肺的呼吸。心脏的跳动把氧合血液(动脉血)送到全身各个角落供给生命所需的氧和能量,并把全身各处代谢出来的垃圾和不含氧的血液(静脉血)运到各个垃圾处理站如肝脏、肾脏等进行净化处理,再经过肺吸入的氧气变成富含氧和能量的血液(动脉血)由心脏再次进往全身,这样的周而复始,维持人们的生存。可当心脏因为先天和(或)后天的原因产生疾病,需要进行手术治疗时,手术过程中心脏还是不是在跳动着呢?双肺还在进行呼吸吗?如果心脏不再跳动,会不会就醒不过来了呢,医生又是怎样做到让心脏不跳还让人们安全恢复的呢?下面我们就来向大家做一介绍。

容纳心脏和肺的胸腔是人体中最后一个对外科医生开放的体腔,心脏手术曾经是横亘在外科医生面前难以逾越的鸿沟和最大的挑战。直到20世纪初,最富有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!当时,医生如果试图给病人施行心脏手术,会被同行视为疯狂,被公众看做谋杀,被教会认为大逆不道。可尽管如此,倔强的外科医生们仍然不断地向心脏禁区发起一次又一次的冲击。在这个过程中,年轻的John Gibbon医生为打开心脏禁区的大门做出了杰出的贡献。当时,他所管理的一位53岁的女病人,在实施胆囊切除术后的第15天,因为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。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淤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构想。Gibbon在以后近20年的时间里, 一直不为世人理解,在备受讽刺和打击的情况下,仍然青云之志不坠,苦心孤诣,锲而不舍,终于研制成世界上第一台人工心肺机。1953年,Gibbon使用了体外循环方法将一位18岁女孩的室间隔缺损成功闭合了。从此,心脏外科进入了一个新时代。麻醉科医生以体外循环和低温麻醉为武器,帮助心脏外科将征服心脏禁区的梦想变为现实。

先来认识一下什么是体外循环.先天性或后天性心血管疾病,须在心内直视下手术。心脏直观手术,必须阻断循环,为手术提供无血手术野,以便进行心内操作,在阻断循环期间,应用人工管道将人体大血管与人工心肺机连接,把人体内静脉血液引流出人体外至人工心肺机内,进行氧合和排出二氧化碳。然后再由泵输回人体内动脉系统,以维持周身血液循环。这种心肺转流的方法就叫体外循环(见图5.7)。也就是用人工心肺机代替心脏和肺进行泵血和氧合。

正常状态下人体的心脏里面是充满血液的,有了体外循环之后就把血液全都引入体外循环机里了,绕开了心脏和肺,这样手术医生就可以在空空的心脏上做手术了,而心脏和肺也因此得以充分的休息。

可是心脏光空还不够,心脏一直跳动着也不利于手术医生进行操作,因此接下来的一步工作就是要让心脏停止跳动,听上去很可怕是吗?其实大家不必太担心,只要不是特别严重的心脏疾病,手术做完后心脏是可以重新恢复跳动的。

大家已经知道了心脏是给全身供血的泵,那谁来给心脏供血呢,答案就是冠状动脉。它位于心脏顶部、几乎环绕心脏一周,恰似一顶王冠罩在心脏上,这就是其名称的由来。冠状动脉供给心脏血液——能量和氧气,维持心脏跳动。因此医学研究者们就想了.如果将冠状动脉内的血液替换成其他液体,那么心脏得不到能量和氧气供应.是不是就可以停止跳动了,当手术结束后,再将血液灌输进冠状动脉,心脏是不是又可以恢复跳动了呢?

经过近20年的研究,医学研究者们终于确定了目前常用的低温高钾停跳液(其他电解质成分与体液相同)。为什么要用低温高钾停跳液呢?其实在这之前,医学家们实验了无数种方法,如单纯枸橼酸钾液停跳、电机停跳、低温停跳等,但是由于这些方法使得心脏在停跳前都有一段快速耗能的过程,同时心脏又没有获得足够的能量,因此往往造成大面积不可逆的心肌损害。而低温高钾停跳液可以使心脏迅速停跳,并且可以减少心脏在停跳前因电机械活动所造成的能量损耗。

那么,为什么要用高钾液呢?大家是否知道,钾离子是机体必需的电解质,人体内所有细胞的活动,都是从钾离子由细胞内流向细胞外这一过程开始的。例如,机体的细胞在不产生任何活动的情况下,细胞内是“高钾”的状态.而细胞外是“高钠”的状态。心肌细胞要收缩,首先,在细胞膜上有一个特殊的通道(这个通道只允许钠、钾离子通过)被打开,这两种离子就会顺着浓度梯度的作用,钾离子从细胞内流向细胞外,钠离子从细胞外流向细胞内,它们俩的一出一进,产生了心肌细胞的一个电活动,这个电活动迅速地传遍整个心肌,产生心肌的收缩。而心脏跳动其实就是心肌细胞同步有序收缩的结果:之后细胞膜又会通过主动运输将钠、钾离子各自转运回细胞外和细胞内。因此,当心肌细胞外的钾离子浓度升高后,钾离子就不能外流而产生有效的电活动,从而使心肌细胞不能收缩。如果把钾离子比作乘客,心肌细胞比作公交汽车,那整个过程就更加生动易懂了。

当然,目前还有各项研究在停跳液中增加各种各样的物质,如温血液,吸人性麻醉药异氟烷、七氟烷等。其目的是为了更好地保护心肌,减少心脏循环再恢复时的损伤,使心脏更好地复跳。

体外循环应用于临床已有超过40多年的历史.随着人工心肺机和各种灌注技术不断发展,目前的体外循环技术日臻完善。当然,随着科技的发展,今后肯定会有更加快捷、创伤小的方法应用于心脏病病人的手术。如目前仍在实验阶段的应用机器人实施心脏手术,或者是将超微机器人注射到血液循环内后,由其直接在心脏内修复病变部位,或者应用基因技术在心脏的发育下进行改进等。

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