植入一颗人工心脏,像钢铁侠一样归来

文章来源:微信公众号“八点健闻”(ID:HealthInsight)

作者:朱雪琦

导读:

人工心脏大致由血泵、驱动装置、监控系统、能源等四个部分构成。2019年8月26日,“重庆造”植入式左心室辅助系统EVAHEARTI(简称人工心脏)获国家药监局批复上市。据介绍,重庆这家公司2013年从日本引进“永仁心”项目,为中日合资生产,原件大部分依赖进口,在中国组装。在临床试验前,“永仁心”产品已获日、欧销售许可,取得美国临床试验豁免(IDE)。2019年正式上市后在国内已完成了多例植入手术,有效填补了国内空白,并推动了中国高端医疗器械的进步。据了解,所有零部件都由中国制造的人工心脏“火箭心——Heart.Con心室辅助装置”也已问世,在技术上可比肩国际先进水平。本文讲述的是浙江大学附属第二医院在今年初成功开展的浙江省首例人工心脏“永仁心”植入术的全过程。

2019年人工心脏在中国上市后,全中国只有三个人,接受了和56岁的台州瓜农周金明一样的手术:在原来的心脏下方,放一颗重约400克的人工心脏,它的叶片以每分钟1810转左右的速度转动,泵出4-6升左右的血量。

这些血量相当于一颗正常的、健康心脏的工作量——心脏就是一个肌肉泵,将静脉回流的血液,泵到主动脉,再供应到全身的脏器。

这也是2021年2月28日之前几天的周金明,一个心衰终末期的心脏病患者每分钟泵出血量的4倍左右——那时的他,心脏像一颗失去弹性的皮球,几近停止工作。

浙大二院的急诊科医生们,在2月22日晚医院的急诊室见到周金明时,这位病人的心跳很快,血压极低——已经没有力气将血泵出去的心脏,正在努力增加自己跳动的频率。

如果周金明再早一周送进浙大二院,他的命运将和中国其它100万终末期心力衰竭的患者一样,如果不能成为每年600-700例心脏移植的幸运儿,心脏就会停止跳动。

在周金明入院的一周前,浙大二院决定启动人工心脏项目,并开始寻找第一例适合植入人工心脏的病人。

心脏,一直以来是生命的象征,承载着比人体其他器官更深的情感色彩。

但在外科医生和科学家们的眼中,它不过是一台设计精密的“血液泵”,当心脏重度衰竭时,唯一的方式就是进行心脏移植——但全世界近2600万的心衰病人,每年只有5000个左右的心脏供体。

20世纪以来,人工心脏的诞生,完美地填补了心脏供体的不足。2013年的美国,做人工心脏植入的病人已超过心脏移植的病人。这项在世界范围内已比较成熟的技术,2019年才在中国正式获批——在周金明之前,中国只有几十个病人通过临床试验的方式接受了人工心脏植入手术。

见过无数个终末期心衰患者的死亡的董爱强,将“人工心脏”尽可能通俗地解释给周金明的大女儿周惠时,她前半生中都没有听到过这么多的医学术语。

植入一台机器,代替左心的工作,想想就感到恐怖。但当她听到医生说“父亲的心脏随时都可能停止跳动时”,失去父亲的恐惧,逐渐战胜了对人工心脏的恐惧。

最终,周惠做了她一生中最艰难的决定,带着她和董爱强一次次谈话中累积的信任,她对董爱强说:“我把我爸爸交给您了。”

几天前,周金明渡过危险期,移出了ICU病房,做了一辈子农民的他,至今也没有彻底弄明白自己的“心”到底产生了多大的变化。一直以来,促使他决定手术并努力活下去的动力,是“他的两个女儿愿意花那么多钱来救他。”

如今,在周金明身体中跳动的那颗人工心脏,和董爱强十几年前参观柏林心脏中心时,对人工心脏的感受有些不同。

它机械的跳动着,但并不冰冷。

一颗衰竭的心脏

董爱强记得,送到本院急诊室时,周金明心跳很快,每分钟达到120-130次;血压很低,心脏收缩力很弱——只能通过加快频率来弥补。

扩张性心肌病使他的左心室显著扩大。心脏在舒张时,正常左心室的直径约为4.5到5厘米,周金明的左心室直径已达8.5厘米,直径大了差不多一倍,而体积就是正常心脏的8倍。

最可怕的是,他的心脏就像弹性减退的“皮球”,衰竭了。

在外科医生的眼里,心脏不过是一个血液泵而已。它年复一年毫无停滞地工作,每天泵出7000多升血液,流过近10万公里长的血管。

心脏每次收缩泵出的血越多,说明功能越强。专业的术语——射血分数(EF值)被用来判断心脏的泵血功能,也是临床上评估心力衰竭程度的重要指标。周金明的射血分数只有14%,这可以通俗的理解为,他的心脏在舒张的时候,左心室的容积如果是100ml,收缩时的容积就是86ml,只有14ml的血在心脏收缩时被泵了出去。

14%的EF值,不到正常人的1/4。而需要做心脏移植的病人,EF值往往都比周金明要高不少。

心脏超声则显示,他的二尖瓣,三尖瓣都有大量的返流。

二尖瓣,三尖瓣分别是连接左右心室和心房的单向阀门。在人体的血液循环中,血液从第第一站右心房流入右心室,然后进入肺循环进行有氧交换,氧和好的血液再依次进入左心房、左心室,最后左心室将血液泵到全身。

整个过程都是单向的,不能倒流。如果二尖瓣,三尖瓣出现大量返流,也就是说,心室和心房的门关不住了,心脏做了很多无用功。

周金明既有扩张性心肌病,二尖瓣,三尖瓣大量反流,同时有中重度的肺动脉高压。

这些专业术语,女儿周惠一知半解,真正让她意识到父亲的心脏“不好了”,是在手术之前,心脏CT检查时,需要注射造影剂,造影剂要流到心脏内,但是父亲的造影剂打进去之后,流不到心脏了。

那天,CT没有做成。她怕的不行,心里直打寒颤,一个人血都流不动了,心脏病得重到什么程度呀?

闲不下来的父亲

周金明身高1米73,长着一张典型的农民脸庞,常年风吹日晒,他瘦削黝黑。在浙江台州,他有一个瓜田,十几年来以种西瓜为生。

活了大半辈子,他身体硬朗,很少生病。平时闲不住,就喜欢干活,即使下雨了,也要扛着锄头到瓜田里看看。

周惠也说不清是什么时候,父亲第一次犯病。从医生的询问里,她才回忆起,大概是2017年夏天,浙江台风很多,一次淋雨感冒后,父亲开始表现出心脏类疾病的症状。

心脏疾病的常见表现,就是活动耐力的下降,平时走个三四楼、四五楼毫不费力,但父亲发病时,走一楼两楼就气喘、需要休息。

即使到今天,对于心脏受损的起点,医学界仍然没有定论。董爱强推测,也许是2017年夏天的那次淋雨感冒导致的肺炎,诱发了周金明原本就有的心肌损伤问题。

心衰急性发作时,周金明感到胸闷气急,饭也吃不下了,躺不下去,一躺下就能感到那种濒死的窒息感,好像有人掐住了你的脖子。

但是经过治疗后,这些症状很快就消失了,因此,一家人都没当回事。父亲可能太劳累了,休息休息就会好,周惠心里一直这么想。

但她没有想到的是,急性发作的心衰很多变成了慢性顽固性心衰。一个基础疾病,例如伤风感冒、高血压等就可能诱发慢性心衰转变成急性心衰。

心衰的死亡率很高,据国外的统计数据,心衰患者药物治疗的总体5年生存率约35%,终末期心衰患者5年生存率仅20%;一旦发生心源性休克,一年生存率降至11%。

知道父亲患有心脏疾病后,周惠不让他再干体力活了,母亲身体也不好,她一家四口搬回了父母所在的台州市,照料双亲。但是忙了一辈子的父亲天天闲在家里,太难受,他自己又找了一份保安的工作。

之后两三年里,周金明心衰反复发作,住院的频率越来越高,治疗效果却越来越差。

最凶险的一次发生在2021年春节后,在台州当地医院出院后一天,周金明的心衰再次发作。再次住院的那天晚上,医生问周惠,到底要不要住院要想清楚,现在住进来,可能就再也回不去了。

她第一次意识到问题这么严重。父亲患病3年,对于他的病情,周惠却始终一知半解。她一直以为,父亲的症状都是慢性的,跟心情好坏有关系。

直到转入浙大二院之后,医生跟她解释,她才知道,父亲是心脏病终末期,心脏跳不动了,血也流不动了,已影响到其他脏器。

医学界的一个常识是,心功能不好,肝肾功能也会不好。心脏是个动力器官,心脏不好会导致淤血,全身的脏器都受到损害:肝脏淤血,肝硬化肝脾肿大;肠道淤血,影响吸收,没胃口;下肢淤血,血液无法回流,双腿双脚浮肿。

以上所有症状,周金明都出现了。入院时,他肝肾功能不全,吃不下东西,下肢严重水肿。

但这是父亲成为终末期心衰患者后,周惠才明白的事情。

一颗永不停歇的人工心脏

周金明的临床诊断很快出来:扩张型心肌病,终末期心力衰竭,伴有心源性休克,二尖瓣,三尖瓣大量返流,中重度肺动脉高压。

这些术语背后,只有一个判断:这种病人,唯一有效的治疗手段,就是做心脏移植。

心脏供体一直都是稀缺的资源。中国的1000万心衰患者,不到一半能活过5年。其中,100万的晚期心衰患者中,每年只有600-700人等到了心脏供体,完成心脏移植。

周金明的病情很急,不可能熬到等到供体,而肺动脉高压又是心脏移植的一个相对禁忌症。“他适合做人工心脏植入。”董爱强团队很快做出了这个判断。

其实,人工心脏的概念并不”超前”,多年来,除了供体心脏,科学家一直在寻找用人造器官代替自然器官的可能性,并逐渐从体外演化到体内。

最早被称为“人工心脏”的就是一台相当于体外循环机的设备,心脏手术时代替心脏行使血液循环的功能。后来出现的“人工肝(MARS)”“人工心/肺(ECMO和呼吸机)”“人工肾(CRRT)”都是体外设备,但它们只能短暂的替代人体器官的功能。

这些体外设备精密复杂,而且体型大,只能在手术时由专业人员操作使用,或者在监护室内被用作生命支持设备。

人工心脏要植入体内,小型化是必须的,植入周金明体内的人工心脏重400克,只有200克左右的人工心脏也已经生产出来——所有厂家都在找寻求让人工心脏体积更小、重量更轻、和人体相容性更好的产品。

另一方面,临床应用的条件也逐渐成熟。

董爱强介绍,人工心脏临床应用的标志性事件要回溯到2001年,《新英格兰医学杂志》发表了一篇rematch研究结果。终末期心衰患者被随机分成两组,一组使用人工心脏,另一组用药物治疗,结果表明,人工心脏组的生存曲线要远远要远高于药物治疗组。有了循证医学的依据之后,人工心脏的临床应用终于看到了光明的前景。

随后,国外每年几千例人工心脏植入,得到了医学界的普遍认可。

浙大附二院准备使用的人工心脏是重庆一家公司生产的,企业于2018年1月启动临床试验, 2019年9月正式上市启用。它的设计并不复杂:一个肽合金材质的银色“疙瘩”是整个器械的核心,重量400g左右,拳头大小,由上部的血液泵室和下面的电机组件构成,液体轴承和机械轴封连接二者。在电机的驱动下,血液泵的叶片会匀速运转。

手术时,这颗人工心脏将被外科医生放到患者心脏的下方腹腔中。

在外科医生一系列的操作中,人工心脏就能代替衰竭的左心室,成为向全身泵血的动力源。因此,它有个更加准确的名字:左心辅助装置。

在国内临床试验前,重庆那家企业的人工心脏产品已获日、欧销售许可,取得美国临床试验豁免(IDE),已完成超过200例的植入手术。

但在国内,这一技术仍然非常早期,正式上市前,只能通过临床试验以及人道主义豁免形式,在少量病人身上得到应用。2019年正式上市后,目前也仅仅完成了3例植入手术。

浙大二院在2021年春节假期后,正式决定启动人工心脏临床应用项目。浙大二院党委书记、心脏中心主任、国内著名心血管病专家王建安是启动人工心脏项目的坚定推动者,他不仅认为开展人工心脏植入术,是打造浙大二院心脏高峰学科的重要组成部分,而且对心力衰竭这一世界性难题,人工心脏植入,是为终末期心脏病患者的治疗迈出的最坚实的一步。

2021年2月16日,是正月初五,在上班第一天早上8点,浙大二院召开了人工心脏临床应用项目启动会。各个职能部门都来参加,为即将开展的人工心脏植入手术做准备,包括备案、物价、伦理等在内的准备工作非常复杂。

从医多年,董爱强看过太多等不到供体,失去希望的晚期心衰患者。十多年前,他参观德国柏林国家心脏中心时,他就对人工心脏印象深刻。十几年的发展,让人工心脏的安全性,有效性在国外经过了验证。但这个救命的器械,却因为种种原因,始终未能成为中国晚期心衰患者的救命稻草。

那一天起,董爱强开始期待第一个适合进行人工心脏植入手术的患者。

六天后,周金明入院。

人工心脏运转示意图

人工心脏的主要构成组件

一生中最艰难的抉择

3月19日,手术后第19天,周惠第一次穿着防护服,走进了心脏大血管重症监护室。早上9点多,查房刚刚结束,父亲完成了简单的床边活动后,躺回了病床上。

如果没有病号服,和遍布周身的管道,他看起来气色不错。

父亲瘦了很多。刚刚拔完管,他每次只吃一两勺流质食物。但是那天早上,他喝了整整一碗粥,这样一个平常的消息,就足以让周惠“开心的不得了。”

周惠手术后第一次进入重症监护室

看着逐渐恢复的父亲,周惠仍然有些后怕,如果当初不是来到浙大二院,“我可能就没有爸爸了”。

和每年几十万因心力衰竭而死亡的患者相比,周金民一家是幸运的。

周惠还记得董爱强主任和她的第一次关于人工心脏的谈话,当他提起人工心脏可能是他们最后的希望时,她第一反应是,“把自己的心拿掉,换一个机器放进去,这也太恐怖了。”

当然,现实并非如此,人工心脏植入和心脏移植不同,并不需要摘掉患者原来的心脏。但“植入型”的人工心脏仍然要靠随身携带的体外电池供电。她上网查了查,体外的控制器就像电瓶车的“电瓶”一样,带齐所有体外设备,差不多有3公斤重。

永远都离不开电源,这个事实非常可怕,它一直盘旋在她的脑袋里,化作无数个挥之不去的问题:没电了怎么办?电池出故障了怎么办?

平时洗澡又怎么办?

连接人工心脏的管道从患者腹腔穿出,约3米长,由稳定的防水材质制成,连接着控制器。

洗澡时,可以将控制器放到浴室外。董爱强一一回答了周惠的问题,她仍然犹豫不决,侥幸的心态在最初的时刻占据了上风,“也许能匹配到供体呢?”她想。

这样的谈话进行了多次,董爱强尽量通俗的向周惠介绍了人工心脏的利弊:植入后,异物在血液当中会产生血栓,需要长期服用抗凝药物;8-10个小时要充一次电,这需要患者和家人真正接受这颗植入体内的心脏,共同维护它的运转。

董爱强同时也坦诚,这是医院的首例人工心脏植入手术,医院也承担了很大的风险。

周金明的情况在入院短短几天内恶化。

周惠听到了最坏的消息,父亲随时都有可能心跳停止。2月26日,她做出了“一生中最艰难的决定”,一夜未眠后,她打电话跟董爱强:“我想抓住这个机会,这是我爸最后的一次机会了,我把我爸交给您了。”

决定做手术之后,周惠打了电话给父亲,父亲在电话中说,“你们两姐妹,愿意出钱救我,我再怎么也会咬紧牙关,拼了这条老命,也要拼一拼的。”

像钢铁侠一样归来

从周惠做出决定,到安排手术,就隔了两天。

手术在2月28日进行,相比于手术前的艰难抉择,和将要面对的复杂的术后管理,手术本身,反而显得不那么难了。

对于从医二十多年的董爱强这样的外科医生,这并不是一个难度很高的手术:常规的开胸建立体外循环,在心脏旁边分离出一个囊袋,把人工心脏放进去,修补二尖瓣、三尖瓣的返流,然后植入人工心脏。

在所有的操作当中,打开人工心脏的控制器开关最具仪式感。监测仪器上的数字最终调节到1810转,这意味着,人工心脏的叶片每分钟以1810转左右的速度转动。常规情况下,这个转速意味着,每分钟泵出4-6升左右的血量,和健康心脏工作时每分钟泵出的血量相当。

按下开关后,人工心脏完全代替了心脏的供血功能。

周金明自己的心脏仍在跳动。但是如果凑近听,他的腹腔内还有一个微弱的嗡嗡声,那是人工心脏共振的声音。

从早上8点到下午6点,周惠和家人在手术室外等待了10个小时,这只是第一关。

人工心脏植入后,周金明心衰的症状很快就消失了,但新的问题出现了,永不停歇的人工心脏打破了左右心的平衡状态:周金明的左心衰竭,也影响到了右心。

人工心脏植入后,泵出去的血增多了,回流的血液也相应增多,右心一下子难以承受。

建立左右心新的平衡,需要时间。

术后监护团队,又在监护室内通过辅助设备给右心辅助了一段时间,终于,右心看起来适应了新的泵血量。

三周后,父亲终于渡过了危险期,要从监护室转到普通病房。这是父亲入院大半个月以来,周惠终于开始睡安稳觉的时刻,此后的她,不用担心白天或夜里打来的病危通知电话。

一颗人工心脏的费用不低,八九十万。加上手术、住院费用,经济上的成本差不多上百万。她是工薪家庭,这不是一笔小的数字,几乎是她所有的积蓄。

手术前,周惠问过董爱强,如果一切正常,父亲能活多久?董爱强告诉她,国外有超过10年的。“我心里想,哪怕五年我也心甘情愿。”她说。

此前,周惠担心父亲出院后,一直要带着一条“尾巴”一样的“电瓶”生活,被别人盯着看,会不会感到自卑?

这个问题曾一度困扰着周惠,但是现在,她看到父亲逐渐恢复的精神,开始想,父亲出院回家的那一天,他的两个外孙一定是最开心的。

也许在他们心中,外公就像钢铁侠一样,历劫归来,变得无比强大。

“这也太酷了,外公将是他们的超级英雄。”周惠对未来充满希望。

注:应受访者要求,文中周金明、周惠均为化名

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