人物风云｜他是热爱文学还发明了人工心肺机的心脏外科医生！

前言

他是那个年代的斜杠青年，热爱文学能写诗也能读到医学博士，还发明了人工心肺机拯救了无数人的生命。他对人类健康的影响不止在手术室内，今年因为疫情大火的ECMO也是从他的发明的基础上研制出来的。他就是约翰·海森·吉本！

一、体外循环装置，开胸手术必备“神器”

人工心肺机（Heart-lung machine）又称为体外循环（Extracorporeal circulation）装置，主要用于心脏直视手术时，替代人体心脏和肺脏的功能。心脏内腔手术（如心脏搭桥手术）必须在直视条件下才能进行，需要切开心脏并暂时阻断上、下腔静脉的血流，让心脏内处于无血状态。

在正常情况下，静脉血流停止时间不能超过3~4分钟，否则患者会因为缺氧而死。1960年代，有研究人员在动物试验中证明，如果将动物的体温降低，心脏的血流能暂时切断一个较长的时间而不致引起组织缺氧坏死。这种低温法后来被用于简单的临床心脏手术，并获得了多次成功。但低温法还是存在很多明显的缺陷，如，容易产生心律紊乱，往往会因此导致手术失败，病人死亡；血流组段时间不能超过10分钟，不适用于复杂的心脏手术。为了克服上述的缺点，复杂的心脏手术只能寄希望于体外循环的实现。

体外循环的历史可以追溯到1812年，当时有学者提出了体内或体外任何脏器，可以用体外循环的方法来维持生存，即提出了人工循环的概念。此后，不断有研究人员用体外循环的方法维持动物体内的血流循环，但直到1953年才能算人工心肺就第一次真正意义上的临床应用。当时，约翰·海森·吉本（John Heysham Gibbon）利用垂屏式氧合器和滚压式泵进行体外循环，为一例心室间隔缺损患者成功地进行了修补。这使心脏外科进入了一个新的阶段。

二、热爱文学的心脏外科医生

因发明了人工心肺机，被尊称为“体外循环之父”的约翰·海森·吉本（John Heysham Gibbon）或小约翰·吉本（John Gibbon，Jr），是美国著名的心脏外科医生。他出生于美国费城一个高级知识分子和望族家庭。他的母亲Marjorie Young是美国一位开国元勋的后代。他的父辈连续4代均为当时著名的医生。约翰·海森·吉本已是这个家族的第5代医生和第3个外科医生。

约翰·海森·吉本

约翰·海森·吉本从小热爱文学，不到16岁就考上了普林斯顿大学，并于1923年获得了文学学士学位。可能因为父辈都是医生，约翰·海森·吉本在获得了文学学士之后又考上了杰斐逊医学院学医，并于1927年获得了医学博士学位。但因为没法继续进行文学和诗歌研究，在医学院最初的那几年，约翰·海森·吉本过得十分无聊甚至痛苦。尽管如此，约翰·海森·吉本还是在父亲的鼓励下完成了学业。1929年，约翰·海森·吉本完成了在宾夕法尼亚医院时长2年的实习后，进入了哈佛医学院普胸外科爱德华·德洛斯·丘吉尔（Edward Delos Churchill）教授的实验室担任研究员。爱德华·德洛斯·丘吉尔教授在肺癌外科手术方面非常有建树。

爱德华·德洛斯·丘吉尔教授

1930年10月3日，27岁的约翰·海森·吉本负责分管一位53岁的女病人。这位患者因血栓形成而发生了致命的肺栓塞。病人的病情迅速恶化， “切开肺动脉，取出血栓”在上世纪30年代欧洲的纪录是——140例病人中仅有9例存活，而在美国则完全没有存活的报道。

约翰·海森·吉本被命令需在手术室里对她严加监护，并做好术前准备。第二天清晨，患者突发神志昏迷伴，呼吸心跳停止。手术立刻开始，虽然主刀医生以令人惊叹的6 分半钟速度，从患者的肺动脉内取出众多血块并缝合血管完成了手术，但遗憾的是，这位患者始终未能苏醒。

约翰·海森·吉本感到非常自责，他后来回忆道：“患者求生挣扎的场景太震撼了，我痛恨自己的无能为力。当我注意到她的血管逐渐膨胀，血液的颜色也越来越黑的时候，很自然地想，如果这时能将这些血液用某种方法持续抽出，去除二氧化碳，加入氧气，再将血液注入血管内，同时让主刀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……我们应该绕过血栓在病人体外做一部分心和肺的工作。”

三、神队友IBM工程师助力梦想照进现实

当约翰·海森·吉本提出要制造一个体外循环装置的时候，实验室里的人都觉得是个天方夜谭，但拥有医学和工程学知识的约翰·海森·吉本还是不顾阻拦，自顾自进行原型机的研发。1935年，他用人工心肺机原型机替代了猫的心脏和呼吸功能，让它存活了26分钟。1937年，他又用狗做了试验。在约翰·海森·吉本苦恼原型机缺口“仙气”的时候，他遇到了一位神队友，IBM的CEO，托马斯·约翰·沃森（Thomas John Watson Sr.）。

托马斯·约翰·沃森

给力的托马斯·约翰·沃森很快就带着一组工程师来到了杰斐逊医学院，与约翰·海森·吉本合作。1949年，他们成功研制出第一版人工心肺机（IBM I），并且很快就研制出了第二版人工心肺机（IBM II）。第二版人工心肺机（IBM II）采用了一种精巧的方法将血液顺着一层薄薄的膜层滴下来充氧，而不是采用旋转式技术，因为旋转式技术可能会损坏血细胞。使用这种新方法，在心脏直视手术期间，有12条狗活了一个多小时。

1953年5月6日，Cecelia Bavolek成为第一个成功接受开放性心脏搭桥手术的人，IBM II在手术过程中完全支持他的心脏和肺功能。手术成功修复了这名18岁男孩的心室间隔缺损。约翰·海森·吉本的成功在全球都引起了轰动。1956年，美国、瑞典、英国和日本等国家也相继在临床开展了心内直视手术。到了1957年，体外循环开始在全世界广泛开展。有了体外循环技术这一有力的保障，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。夸张一点讲，体外循环是病人生命垂危时，最后一根救命稻草。

首次成功的开放性心脏手术

结语

约翰·海森·吉本发明的人工心肺机无疑拯救了无数生命，让人遗憾的是，约翰·海森·吉本发明的人工心肺机没能救到他自己。他晚年在打网球时因心脏病发作去世。但他锲而不舍的精神和对人类健康的贡献，仍然鼓励着一代又一代的年轻人积极探索医工交叉。

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作者 杨柳荣 | 编辑 杨柳荣 | 排版 Elsa

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