心脏是瞬间跳动,内部充满血液的器官,在外科领域,心脏一度被认为是禁止手术的区域。
已知最早的心脏外科手术是在1801年,而直到95年以后的1896年,才由一位德国医生完成了第一例成功的心脏手术。尽管,如今的心脏外科技术早已实现了飞跃,心脏移植、不停跳微创心脏手术等已经成为了现实,但一说起要在心脏上开刀,绝大部分人还是心存恐惧。而好消息是,有一群内科医生其实一直都在另辟蹊径,致力于不开胸就能解决心脏问题。
心脏导管
要想不开胸就解决心脏问题,第一个需要跨越的障碍就是:如何在不开胸的条件下,从体外直接“够得着”心脏并且能够“看得见”心脏里面的情况。攻克这个难题的技术叫做“心脏导管”技术,因此,如今大家在心内科进行介入手术的地方就叫做“导管室”。
1929年的春天,一位名叫沃纳·福斯曼的年轻德国医生提出:可以利用长导管直接从手臂的血管逆行抵达心脏里面。可惜的是,他提出在病人身上进行试验的计划被否决了。但是,他并没有放弃,既然无法在患者身上进行试验,那就在自己身上试验好了。他使用一根橡胶的导尿管插入了他自己的手臂静脉,并从这里一路逆行抵达了心脏里面的右心房。他利用X光摄影记录下了这次手术操作。1956年,他因为发明心脏导管技术而获得了诺贝尔生理学或医学奖。
这项伟大的发明成就了如今心脏介入领域的繁荣,可以说,每一台心脏介入手术都在重复着这位科学家当年的操作。只不过,导管不再是导尿管而是专为解决不同问题而设计的各类心脏导管;血管不仅仅是静脉,也可以是动脉;而所使用的显影设备也是专为心脏造影而设计的数字剪影X线机。
尽管,沃纳 福斯曼开创了心脏导管领域,让人类不用开胸就可以“触及”并“看见”心脏,但真正帮助解决心脏问题,让患者恢复健康的,则是他的后继者们开发出来的各类“黑科技”。
心脏支架
冠心病、心绞痛是心血管内科最常见的疾病之一,其主要的问题是为心脏供血的冠状动脉内出现了动脉粥样硬化性狭窄,而使得心脏缺血。对于很多患者来说,仅仅通过药物进行治疗效果并不理想。这是因为,药物很难让已经发生狭窄的冠状动脉恢复通畅。
1977年,一位瑞士的医生最先利用心脏导管技术将球囊输送到冠状动脉的狭窄处,并通过球囊向狭窄的血管内壁施加物理压力来将血管狭窄处给“撑开”。因此,这种技术被称为“球囊扩张术”,又可以叫做“血管成形术”,是最早的“经皮冠状动脉介入治疗”技术。然而,很快,医生们就发现了问题,相当一部分只做了扩张治疗的患者,在治疗后的6个月内就会出现血管的再度狭窄。
被扩张的血管内部缺乏持续的支撑,被认为是导致这一问题的原因。因此,很快就有研究人员开始研发能够为血管内壁提供持续支撑力的物质。1986年,首个自展式冠状动脉支架被植入患者体内,自此,冠脉支架开始全面普及。
冠脉支架的发展历经了金属裸支架以及好几代药物洗脱金属支架,如今已经进入可吸收支架的时代。而为了将支架顺利地植入血管狭窄的部位,医学上还研发出了旋磨术、旋切术以及血栓抽吸等先进的技术手段。
由于冠心病患者群体庞大,可以说,支架是每年被植入人类心脏里数量最大的一类“异物”。
起搏器 ICD
心脏与其他器官最大的一个不同点就在于,心脏不仅需要血液的供给还同时需要持续的心电刺激。心脏之所以能够有节律地跳动,正是因为心脏内有一套完善的“发电系统”。然而,当心脏内的“发电系统”出现异常,导致心脏跳得太慢甚至有停跳的风险时,帮助心脏来“发电”就成为了一种治疗手段。这种帮助心脏“发电”的过程,在医学上叫做“起搏”;而能够实现起搏的工具,则被称为“起搏器”。
最早,在1929年的时候,就有医生利用他自己发明的手提式起搏装置救活了心脏停跳的婴儿,这是起搏技术第一次应用于临床。到1932年,一位来自美国的生理学专家制造出了一台由发条驱动的电脉冲发生器,成为了人类历史上第一台人工心脏起搏器。但这台设备净重达到了7.2公斤。
直到1956年,随着硅晶体管的发明,电器小型化成为了可能。很快,就有研究者利用这项技术研发出了可植入人体的心脏起搏器。1958年,一位病毒性心肌炎合并完全性房室传导阻滞的患者成为了世界上第一例被植入埋藏式人工心脏起搏器的患者。这位患者一生总共更换了26台起搏器,依赖起搏器生活了46年,最终于86岁时因癌症死亡。
现如今,临床上应用较多的普通起搏器主要由两大部分组成:脉冲发生器与电极。植入起搏器的手术,其实就是把电极放入心脏内并且把脉冲发生器给埋入皮下的过程。大家可以简单地将这一过程理解为,通过一条“电线”连接心脏的内部,而把连接着这条“电线”的“发电机”埋在心脏附近的皮肤下面。
2013年,一种不需要电极长期留在心脏内部的无导线起搏器开始被应用于人体。据统计,到2021年,在全球已经有至少7万人安装了这种无导线起搏器。它的一大优势是避免了电极长期留在心脏内可能出现的断裂、感染以及对心脏瓣膜和功能的影响。
在能源问题上,随着电池技术的进步,很多起搏器电池的平均寿命已达到了10年以上。而利用血糖作为燃料的电池研发,则让不需要更换电池的半永久式起搏器成为可能。
与起搏器“长得”差不多,也是由脉冲发生器和电极共同组成的另外一种装置,叫做“植入式心脏复律除颤器”,英文缩写ICD。当心脏突发致命性快速心律失常时,该设备可以马上识别出这种猝死风险并自动地对患者释放电击。这就好比是在自己的身体里安装了一台微型的全自动“抢救器”。对于曾经发生过心脏骤停、恶性心律失常等猝死风险很高的患者,它是可以救命的“神器”。
经导管主动脉瓣置换
主动脉瓣是控制心脏血液流向全身脏器的一道“关口”,主动脉瓣一旦发生严重狭窄,全身各个脏器都可能出现缺血,甚至还有引发猝死的风险。但很不幸,在老年人群当中,主动脉瓣狭窄是比较常见的问题。以往,严重的主动脉瓣狭窄只能选择外科手术进行治疗,需要开胸并在体外循环的辅助下让心脏停跳,然后更换瓣膜。但是,对于老年人群而言,接受如此大的手术是有很高风险的。
2002年,一项名为“经导管主动脉瓣置换”的技术在欧洲开始发展。这项技术是通过腿上的股动脉把介入导管系统输送至主动脉区域,然后在这里直接打开人工瓣膜实现替换,从而恢复主动脉瓣的正常功能。
在过去的几年时间里,人工瓣膜的质量与寿命都得到了明显改善。在患者生活质量、生存期以及长期健康状况等方面,经导管主动脉瓣置换术表现出了与外科手术换瓣相似甚至更优的效果。
好的,关于这些可以植入心脏的“黑科技”就先说到这里。尽管,这些技术让不少患者避免了外科手术,但是,它们也在应用过程中暴露出了很多自身的局限性和不足。人类对于医学的探索是永无止境的。