孙学军
高压氧医学奠基性工作:无血的生命
2024-5-27 20:24
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高压氧医学奠基性工作:无血的生命

高压氧今天已经非常流行,中国的大医院几乎都具备这种技术,高压氧的发展历史已经非常久,几乎可以延续到400年前的博伊尔时代,但前300多年人们并没有确认这种技术的真正价值,也限制了这种技术的广泛认可和发展。60年前,荷兰工程师外科学家Ite Boerema(伊特·博雷玛)通过巧妙的无红细胞动物实验证明了高压氧对于提供血液运输氧气的作用,把这一技术的真正价值展现给世人,极大推动了高压氧医学的发展。本文是关于伊特·博雷玛生平的文章。

伊特·博雷玛,1902-1978:一位拥有辉煌学术外科生涯的荷兰人,也是二战中因抵抗德国人而获得勋章的战争英雄。作为一个将手术视为“医学中的工程”的人,我们今天在医疗技术方面仍能感受到他的遗产,特别是关于他对于食管吻合术和高压氧疗法的工作。这篇传记将他对医学的主要贡献放在了他个人以及当代医学的背景中。

Leopardi LN, Metcalfe MS, Forde A, Maddern GJ. Ite Boerema--surgeon and engineer with a double-Dutch legacy to medical technology. Surgery. 2004 Jan;135(1):99-103.

一、伊特·博雷玛一个出身卑微的人

伊特·博雷玛于1902年10月14日出生在荷兰北部海岸的一个小型农业村庄乌伊图森。他的家庭贫穷,他的父亲是一个河船船长。甚至他的名字也表明了他的低微社会地位,因为Boerema源自荷兰语中的农民。身体上他是一个健康状况不佳的瘦弱孩子,后来因太瘦而被军事服务拒绝。然而,即使在很小的时候,博雷玛的智慧就很明显,早期的学校报告宣称“将会取得很大成就”。尽管大学主要是为特权阶级预留的,但他的老师建议博雷玛追求高等教育,学习工程而不是医学。他只接受了他想听的建议,并入读格罗宁根大学学习医学。尽管通过奖学金赢得了大学的位置,但来自较低阶层的学生遭受了富有同学的歧视,以至于许多人辍学;有些人甚至自杀。相比之下,博雷玛既坚强又聪明,通过学术成就赢得了同龄人的尊重。回顾他在大学里不断努力取得卓越成就的经历,博雷玛与拿破仑进行了类比,后者曾观察到“我不是通过继承成为皇帝的,我不允许输掉一场战斗。”

流浪的学生

完成医学博士和哲学博士学位后,博雷玛在他的早期外科生涯中从专业转到专业。首先在美国与哈维·库欣一起接受神经外科训练,然后转到布鲁诺·瓦伦丁手下的骨科,最后回到荷兰并专注于心血管外科,对移植产生了兴趣。这种早期的游牧职业路径可能反映了他的学校老师是对的,并且一直在寻找一种“医学中的工程”的外科专业。

历史的插曲

博雷玛蓬勃发展的学术外科生涯被第二次世界大战粗暴打断。他将精力重新集中,积极参与荷兰抵抗运动,帮助囚犯从医院逃脱,并反对将学生驱逐到德国。他被纳粹监禁了两次,只是因为德国人极度缺乏外科医生,他的生命才得以保留。战争结束后多年,博雷玛仍然在他办公室保留了一张年轻狱友的照片,这位狱友被他们的看守处决,以提醒他自己的生命多么容易就被夺走。博雷玛和他的同事们后来发表了他们在荷兰占领期间的经历的描述,这个国家被剥夺了食物和药物,并遭受白喉、猩红热、伤寒和饥饿的流行病。经过动荡的战争年代,现在不仅是杰出的外科医生,还是荷兰和法国的勋章战争英雄,博雷玛返回美国继续他的移植研究。博雷玛在动物身上进行了第一次心脏和脾脏移植,并发表了关于移植的首次报告,为现代移植手术铺平了道路。1946年12月,他成为阿姆斯特丹大学的外科教授(图1)。

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二、医学工程师博雷玛博士

尽管他涉足了许多外科专业,但伊特·博雷玛将因两项主要的医学技术进步而被记住:他在高压氧疗法和博雷玛按钮方面的工作。2-4

无血的生命:证明高压氧疗法的有效性。

据说在战后荷兰的寒冷冬天,博雷玛经常穿着他的大外套工作以保持温暖,他首先有了实验低温的想法。在一个心脏旁路机尚未出现的时代,博雷玛一直在寻找一种方法来降低代谢率,以便心脏输出可以在开放心脏手术期间停止足够长的时间。他在动物模型中发现,当核心温度降低时,它可以在心脏停搏的情况下存活的时间是原来的两倍。

2正是这个延长可允许心脏停顿的目标引导他研究高压氧疗法。在荷兰皇家海军学校用于训练潜艇船员的高压舱中进行的实验被称为“无血生活”。2,4-6博雷玛用猪证明了使用血浆溶解氧在缺乏血红蛋白的情况下维持生命的原理。这项研究的最终结果是将主动脉的“交叉钳夹”时间从大约3分钟增加到11分钟2,3,并且随着在他的阿姆斯特丹医院安装了一个高压舱,许多新的心脏手术程序成为可能(图2)。

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7高压氧的其他应用出现了,包括作为呼吸窘迫婴儿、氰化物、一氧化碳和巴比妥中毒患者以及肠梗阻和低血容量休克患者的替代治疗。1,2,4,6,8然而,可能最戏剧性的成就是治疗气性坏疽。1,3,6,9在使用高压氧治疗之前,气性坏疽是通过广泛清创伤口或截肢来治疗的。然而,通常截肢证明是进行得太晚或太低,疾病已经蔓延到髋关节或肩关节之外,并被证明是致命的。4,6,8当1960年引入高压氧疗法时,死亡率突然下降(从66%降至23%4),并且发病率和残疾率也大幅下降,展示了高压氧疗法挽救生命和肢体的效果。

在博雷玛代理下,世界许多主要医疗中心都安装了高压氧舱室。虽然,随后心肺转流的发展取代了其在心血管手术中的使用,但高压氧治疗在管理各种医学和外科问题中的使用,包括产气软组织感染、一氧化碳暴露、热烧伤和放射治疗引起的骨坏死,一直持续到今天。

发明手术器械博雷玛按钮。

最初为全胃切除术开发的“博雷玛按钮”旨在减少全胃切除术后吻合口的泄漏率。2,5,7,10-12众所周知,这种吻合口往往存在一些张力,而且在缺乏纵向肌肉的情况下,食道中的任何缝合线都会撕裂壁并导致泄漏,常常带来致命的后果。图3显示了博雷玛按钮的组件。通过一个小的前胃切开术插入按钮。按钮的上部放置在食道中,尼龙线的一端附着在按钮的上部,而另一端穿过鼻子然后绑在患者的脸颊上。连接到手柄的按钮下端随后被插入并通过按下手柄并将食道壁的一个凸缘夹在按钮的两个部分之间来锁定位置。手柄被拧开并移除,附着在按钮基部的尼龙线通过胃带到皮肤上。两部分的边缘通过弹簧对食道和肠道的翻转壁施加压力,这些部分的壁慢慢坏死,同时允许活组织生长在一起(图4)。9最近,博雷玛按钮用于治疗食道静脉曲张的食道横断。13博雷玛按钮的原理与墨菲按钮相同,2,11后者用于更远端的肠道吻合;然而,博雷玛按钮的两半可以从远处带在一起。在第10天,患者被给予镇静剂,通过拉动缝合线将按钮带入口中。如果按钮拒绝松动,它就被留在原地,允许患者回家,并且按钮最终会通过消化系统。5,10-12男性患者被承诺如果他们取回并返回按钮,就会得到一盒雪茄!没有记录向女性提供什么诱惑,也许博雷玛太尴尬以至于不敢问。在引入食道横断之前,用于出血食道静脉曲张的门体分流术有很高的死亡率和脑病发生率。5研究表明,使用博雷玛按钮将食道出血的死亡率从48%到73%的范围降低到低至10.9%。13最后一次报告使用博雷玛按钮是在1980年,13尽管在其时代显著降低了死亡率,但它现在已被内腔缝合装置所取代。然而,这些装置是基于博雷玛在开发博雷玛按钮时使用的初始原则开发的。

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三、学术记录和荣誉

伊特·博雷玛在欧洲和美国获得了广泛的认可,被认为是一个充满动力和决心的勤奋工作者,对医学和科学有着无尽的热情。

他先后在自己的领域培训了13位外科教授;在普通外科领域,A. Schmidt和W. Brummelkamp;在泌尿科领域,R. Janknegt和H. Ten Cate;在心血管外科领域,N. Meijne和K. Wieberdink;在实验外科领域,P. Klopper;在儿科外科领域,A. Vos;在创伤学领域,A. Holscher;在骨科领域,J. van der Eijken和H. Nielsen;在肿瘤外科领域,E. van Slooten;以及在放射学领域,J. Blickman。

博雷玛还培养了50名博士候选人以及超过100名助理和住院医生,并且他发表了250多篇文章。2他是国际心血管外科医师协会的主席,是荷兰外科科学进步研究所的重要组织者,荷兰狮骑士团成员,荣誉军团官员。他还获得了格拉斯哥大学的名誉博士学位,以及国际外科医师学院、美国外科医师学院、英国胸外科协会和美国胸外科协会的名誉会员资格。2尽管获得了这些众多的奖项和荣誉,但直到他生命的最后几天,博雷玛仍被视为一个谦虚的人,他形容自己为“不过是大自然的一点小帮助”,他“仍然不知道他制造的成千上万个伤口是如何愈合的。”1

四、博雷玛的个人反思

在退休期间接受的一次采访中,博雷玛分享了他个人哲学的见解。

患者知情同意。

目前高度讨论的一个问题就是患者同意的问题。博雷玛认为,患者需要为手术做好心理准备,否则手术后他们的表现不会好。因此,他开始认识到与患者建立良好关系的价值。然而,博雷玛预料到手术可能会使人失去人性,因为患者被他们不理解的设备包围,这反过来又使他们感到害怕。因此,博雷玛相信向他的患者解释手术,但只到一定程度。这种家长式的观点与当今的做法相反,14-16尽管这仍然是一个高度争议的问题。人们一致认为,在医疗或手术程序之前的高度焦虑可能会产生不良影响。15,16然而,在同意过程中提供额外信息对焦虑水平的影响仍然存在争议。最近的研究表明,对自己的程序有更多了解的患者手术后担心较少,焦虑较少,恢复更快。15,16它还具有允许患者在同意手术之前做出充分知情选择的额外优势,从而减少了随后诉讼的可能性。然而,许多人反驳这一点,并与博雷玛分享类似的家长式观点,他不赞成完全披露,因为他相信允许患者对他们的治疗做出完全知情的决定会产生不必要的和有害的焦虑程度。14-16他给了足够的信息让他的患者应对,但不想给他们太多的负担。“患者无法承受完整的信息,有必要通过创造神秘主义的艺术来维持手术的氛围。”1

安乐死。

鉴于他的国家最近引入了安乐死法律,博雷玛对另一个有争议问题的立场相当有趣。他区分了主动和被动形式的安乐死;尽管他接受了被动安乐死,“‘每个医生现在都会偶尔做一次’”,1但他绝对反对主动安乐死。

器官移植。

博雷玛对移植的兴趣延续到他的退休岁月,他看到了器官对未来医学的重要性,预测最近的异种移植研究,“‘永远不会有足够的器官,动物器官可能在遥远的未来会有所作为。’”1

医学教育。

尽管取得了所有的成就和成功,博雷玛相信他最伟大的成就是他对注册医生和住院医生的教学。1伊特·博雷玛于1978年去世,享年76岁。他出现了心绞痛的发展,并在接受血管造影后被推荐到伦敦,在那里他接受了五次旁路手术。不幸的是,他再也没有恢复意识,并在10天后去世。

哈维·库欣(Harvey Williams Cushing, 1869~1939),是一个美国的外科医生和作家,专长于脑外科,对脑外科手术的技术进行了改进,并在神经系统、血压、垂体和甲状腺领域有重大发现。以他名字命名的库欣综合征库欣反应成为了人人皆知的疾病。 哈维·库欣还撰写了关于他老朋友威廉·奥斯勒爵士(Sir William Osler)的传记,并在1926获得了普利策奖(Pulitzer Prize)。

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