体外循环发展史

    从1953年实施世界上第1例体外循环心脏外科手术至今，心脏外科已经有50年的发展历程。体外循环作为心血管外科手术的重要支持，同样取得了巨大的发展。回顾体外循环的发展历程，激励新一代的体外循环师更加努力，并以此缅怀开创体外循环事业的一大批著名学者。

  一．体外循环的诞生

  （一）体外循环的构想

    1812年，Le Gallois 根据一些研究者用血液灌注死亡动物的组织和器官后，这些组织和器官表现出暂时的恢复生命的现象，从而提出体内某些器官如能有一个体外装置的灌注即可维持生命的设想。

19世纪中叶Brown-Sequard观察到被执行断头的死刑犯会出现尸僵，其肢体用死者的血液灌注后尸僵即消失。

     1929年，前苏联学者Brukhonenko 和 Tchetchuline用氧合血灌注断头犬的颈动脉可使犬头维持正常功能数小时，此后他们又用同法对停止心跳的犬进行全身灌注，尽管不能使心脏恢复跳动，但可延长心脏的存活时间。

  （二）体外循环的诞生

1．体外循环的设想

    1930年10月3日，美国波士顿麻省总院外科收治了一位肺动脉栓塞的患者，尽管医生们倾尽了全力，但患者最后还是死亡。这次诊治过程对刚从杰弗逊医学院毕业的Gibbon医生产生了巨大的触动。整夜守侯在病人身旁的Gibbon眼看着病人与死神搏斗，而医生毫无办法给予帮助的事实使他十分震动，他想，如果能把静脉中的乏氧血抽出用氧气使之成动脉血，再注入病人的动脉是否有可能救活病人，从而设想制造一个能完全代替心脏和肺功能的机器，以确保肺动脉栓子摘除术安全顺利地进行。

2．体外循环的初期动物试验  

     Gibbon在麻省总院Churchill实验室工作了1年，翌年他和新婚的妻子Maly Hopkinson回到了费城，在宾雪维尼亚大学Harrison外科实验室任职。但由于未能得到同事的支持和缺乏经费支持，未能实现他的人工心肺机设想。此后哈佛医学院再次聘用了他，同时麻省总院也为他提供了一个实验室。Gibbon从旧货商店买到空气压缩机做驱动血泵，自己用橡皮塞剪制成活瓣，利用野猫做实验动物。妻子Maly 是他的忠实助手。1935年，Gibbon和妻子又回到了费城，继续进行体外循环实验，不断改进技术。1939年，Gibbon在美国胸外科协会学术会议上报告，经过全心肺转流的实验猫已能长期存活。

     第二次世界大战的爆发使Gibbon的实验中断。1945年战争结束后，Gibbon复员回到他的实验室。IBM公司的董事长Thomas Watson被Gibbon执着的精神所感动，委派了高级工程师，并提供最好的材料来帮助Gibbon制造新机器。新机器使50%以上经过半个多小时全心肺转流后的实验猫长期存活。

3．氧合器的研制和改进

   Gibbon最初采用动态血膜技术来进行血液氧合，即将血液从转动的圆柱筒内壁的顶端按切线方向喷敷到内壁上，利用离心力和重力的作用形成薄薄的血膜，向下流动时进行氧合。氧合圆柱筒的下缘套入储血槽，圆柱筒的外壁与储血槽的内壁间的间隙甚小，这样氧合血可以沿着储血槽内壁顺畅地流到槽底而不产生气泡。但这种氧合器的效能不高，虽能满足做猫实验用；如果采用这种氧合器给人做手术可能需要数层楼高的氧合筒才行，因此设计新的氧合器势在必行。此时，Gibbon的两位年轻助手Stokes 和Flick发现产生涡流的血液可以使氧合提高8倍之多，而血液在网状结构表面流过时可以产生涡流。于是，根据Miller的原设计改进后制出新的静态垂幕式氧合器，动物实验效果十分满意，实验犬经过4个小时的全心肺转流状况良好。接着设计出多张静态垂幕式氧合网，大大提高了氧合能力，为临床应用做好了准备。大体重实验犬在新氧合器的支持下，进行了房间隔、室间隔切开，然后再缝合的手术，术后实验犬长期存活良好。至此，体外循环技术临床应用的曙光即将到来。 

二．体外循环的临床应用

     1951年，已有数家医院在临床试用了体外循环，但无一成功。1951年3月至1953年5月期间，Gibbon先后在4例患者实施体外循环转流进行心脏手术，但是由于多种原因均告失败。

    1953年5月6日，Gibbon为一位18岁的女孩Cecelia Bavolek实施房间隔缺损修复术，体外循环运转45分钟，其中完全心肺转流26分钟。术后病人完全康复，至此世界上第1例体外循环下心内直视手术才宣告成功，经过了23年的努力，Gibbon的理想终于实现了。