你知道嗎,“半機械人”不僅出現在科幻小說中,它們也存在於現實世界中?
彼得·霍頓(Peter Houghton)是英國人。 在他生命的最後幾年,他沒有脈搏,沒有心跳,也沒有血壓。 如果您將他連線到心臟監護儀,裝置上將始終出現一條直線。
但他沒有死,他活著。 在他的心臟裡,有乙個拇指大小的電子幫浦,可以晝夜不停地從他的左心室排出血液並將其送入主動脈,依此類推。
電子幫浦連線到一根電線上,電線從他的頭骨伸出耳朵後面,並連線到乙個帶有電池的控制器——他生命中的控制器。
彼得依靠這個電子幫浦,過了七年半的正常生活。 直到 2007 年,享年 69 歲的他死於多器官衰竭,醫生通過從電子幫浦中取出電池來宣布他死亡。
彼得是目前壽命最長的人造心臟患者。 而他的例子,在某種程度上證明,人類完全靠人造心臟生活是可能的。
不跳動的人工心臟。
彼得使用的電子幫浦,稱為“Javik 2000”,是由美國科學家羅伯特·賈維克在上世紀90年代發明的。
在那些日子裡,人工心臟基本上被用作心臟移植前的過渡**。 這是因為嚴重心力衰竭患者需要安裝心室輔助裝置來替換患者疲憊、幾乎不動的心臟,然後才能找到合適的供體心臟。
當時,心室輔助裝置是脈動的,這意味著人工裝置將模仿心臟跳動的方式並將血液輸送到全身。
然而,一些科學家發現,血管和器官根本感覺不到心臟的脈搏,重要的是血液在體內迴圈,而不是跳動。
通過動物實驗,他們證明了這一點。 這個概念徹底改變了人造心臟的設計方式。
正是在這種背景下,Javik 2000誕生了。 它由電池供電,體積小,無脈動,工作非常安靜,噪音和振動最小。 它將安裝在患者的左心室中,幫浦內有乙個葉輪,每分鐘 1 1在 20,000 轉時,它每分鐘幫浦送 5 公升血液,類似於正常心臟。
這種心臟幫浦不僅限於過渡**,設計者認為它有可能取代心臟移植作為永久性**。
在英國,申請捐獻心臟的患者要經過嚴格的審查,心臟會移植給症狀較輕的年輕患者,而症狀較嚴重的老年患者幾乎不可能通過審查程式,相當於判處死刑。
彼得·霍頓無疑是後者。 手術前,這位61歲的老人被診斷出患有擴張型心肌病,心臟功能正常只有10%,稍有用力就會呼吸困難,說話就能讓他大汗淋漓。 他不能走路,不能平躺,只能靠枕墊睡覺。
醫生認為彼得只剩下幾個星期的生命了。 因此,當彼得得知存在這樣的心臟幫浦時,他自願成為“Javik 2000”的實驗者,“我只是要用乙個確定的緩慢死亡來換取乙個不確定的選擇。 ”
失去心跳的人。
2000 年 6 月,Peter 接受了植入心臟幫浦的手術。
醫生開啟他的胸腔,切開他的心包,露出幾乎不動的心臟,然後在心臟尖端挖出一塊心肌,將其幫浦入他腫脹的左心室。
連線到心臟幫浦的電線穿過他的脖子,到達他的左耳後部。 在那裡,醫生用電鑽在頭骨上鑽了乙個螺絲孔,並連線了乙個微型三針插座,該插座連線到外部電池和控制器。
過去,電線通常從胃中伸出,但由於胃的脂肪層較厚,感染的可能性很高。 頭皮幾乎沒有脂肪,牙槽牢牢地附著在頭骨上,所以這次醫生讓電線從頭骨中伸出來。
手術完成後,彼得變成了乙個完全靠電池生活的“半機械人”。 手術後第11天,彼得出院了。 手術兩周後,他能夠步行三公里。
慢慢地,彼得能夠像正常人一樣生活。 他參加過多次愛心慈善**的籌款活動,甚至爬過山,飛到世界各地講學,有一次還參加了一次長達144公里的慈善遊行。
但是,他一刻也不能離開電池。 電池需要每天更換兩次,晚上睡覺時身體需要接通電源。 還要帶著乙個裝有控制器和電池的背包出門。
醫生開玩笑說他就像“弗蘭肯斯坦”。
有一年冬天,他外出購物時,突然感到頭疼。 原來,乙個小偷搶走了他的背包——小偷以為裡面有相機。 電線一斷,袋子裡的警報器就發出刺耳的聲音,小偷嚇得把袋子扔了下來就跑了。
好心的路人撿起袋子還給彼得,彼得摸索著電線,但好在通電時間不長,沒有造成嚴重後果。
帶著心臟幫浦生活並完全失去心跳是什麼感覺? 彼得說,他覺得自己好像真的變成了乙個冷血、無情的人。 “我變得不那麼情緒化了,是的,非常明顯地不那麼情緒化了。 ”
醫生對他情緒的變化有不同的看法。 一些醫生認為,心臟確實與情緒有關。 例如,當乙個人生氣或害怕時,他的心率紊亂,而混亂的心率啟用了大腦中控制刺激和興奮的部分; 相反,當乙個人的心率穩定時,大腦會產生讓你感到平靜和放鬆的物質。
彼得的心臟不再跳動,這很可能影響了他的情緒。 另一方面,也有醫生認為,彼得只是患有臨床抑鬱症,他的情緒波動不會太大,因為他對自己的人生前景很悲觀。
2007 年 11 月,在使用電池七年半後,彼得去世了。 醫生重新取出了他體內的心臟幫浦,它仍然像新的一樣,裡面的軸承幾乎沒有磨損。
彼得情感的奧秘是無法解開的。 畢竟,彼得已經踏上了無人區,沒有人能像他一樣用人造心臟存活這麼久。
數以萬計的心力衰竭患者希望。
事實上,人工心臟的歷史非常短暫。
直到 1969 年,才進行了第乙個人工心臟植入物。 在美國德克薩斯州心臟移植中心,一名 47 歲的男性被植入心室輔助裝置作為移植前的過渡**。 人工心臟在患者體內僅停留了 64 小時,然後才被供體心臟取代,但患者在手術後不久就死於感染。
人工心臟首次成為永久性心臟**是在 1982 年。 病人巴尼·克拉克(Barney Clark)當時61歲,和彼得一樣,沒有希望等待捐獻心臟。 他植入的人工心臟是“Javik 7”,他用這顆電子心臟生活了 112 天。
時至今日,心臟移植仍是嚴重心力衰竭患者的主要原因。
全世界每年有超過5000例心臟移植手術,數以萬計甚至數十萬的患者正在急切地等待合適的供體心臟。 每年都有大量患者在等待中死亡。
特別是對於終末期心力衰竭患者來說,人工心臟幾乎是他們唯一的希望。
2019年,一半的患者不得不等待一年多的時間才能進行心臟移植。 **the conversation
與此同時,人工心臟的技術也在不斷發展。
早期的“Javik 7”後來經過改進並更名為“Syncardia Tah”,這是一種完全人工的心臟,可輔助左心室和右心室。
過去,植入人工心臟的患者必須一直躺在醫院等待移植。 通過植入“Syncardia Tah”,患者可以過上正常的生活,直到找到供體心臟。
斯坦·拉金(Stan Lakin)是美國一名25歲的男孩,患有罕見的心肌病,他植入了這顆人工心臟。 根據 2016 年的乙份報告,他在手術後 555 天過著健康的生活。 但是沒有發現關於他的新報道。
2015年,Javik Heart推出了心臟幫浦“Javik 15mm”。 它的直徑僅為 15 公釐,專為 1 至 10 歲的小兒心力衰竭患者設計。 然而,人工心臟的成本極其昂貴,僅裝置的成本就高達19022萬美元(約合人民幣13.5156億元),這還不包括手術費用。
在國內,人工心臟的研發也在不斷推進。
Evaheart、CH-VAD和Heartcon等三款國產人工心臟已獲批上市。 北京安貞醫院心臟外科中心龔明醫生認為,這些國產人工心臟已達到國際領先水平。
2022年7月,中國首例人工心臟植入手術也在北京安貞醫院進行。 患者為張先生,47歲,來自內蒙古自治區,患有嚴重擴張型心肌病。 手術乙個月後,張先生出院時帶著乙個黑色斜挎包,裡面裝著乙個用於人工心臟的體外控制器。
未來,人工心臟將變得越來越重要。
可以想象,人工心臟技術成熟後,心力衰竭患者不再需要等待好心的陌生人捐獻心臟,而是直接訴諸技術,植入微型人工心臟,可以延長預期壽命,提高生活質量。
參考文獻[1]Stephen Westaby. 《敞開心扉》,廣西師範大學出版社。 [2]khan, sanna, and waqas jehangir. 2014. "evolution of artificial hearts: an overview and history".[3] 世界心臟日 |“人工心臟”能讓病人起死回生嗎? 論文 [4]。"longest-living recipient of artificial heart worldwide". 2007. los angeles times.[5]"obituary: peter houghton". 2007. the guardian.[6]"heartfelt: man says metal heart left him cold". abc news.[7]longest-living recipient of an artificial heart dies. the washington post.
*丨把科學帶回家(ID:steamforkids),《大眾科學中國》。