抢救病人的ECMO究竟是何方神圣

赵言昌

新型冠状病毒侵袭人的肺部组织，引起广泛的炎症，严重影响患者呼吸，而ECMO（体外膜肺氧合）相当于一个机械肺，可以绕开肺脏给患者输送新鲜的氧气。因此，它被誉为患者“最后的救命稻草”。

那么，这样神奇的设备是如何出现的呢？

世家公子

发明ECMO的人，叫约翰·吉本。

三国时期的袁绍爱说自己家是“四世三公”，袁家往上数四代，代代都做过大官。吉本家的情况也差不多，往上数四代，代代都是名医。如果这家人在家庭聚会上集体感染流感，搞不好会影响其所在医院的实力排名……

如果沿着父辈们的路走下去，吉本应该进入某家医院安稳地做一名医生，可意外总会先来到。

1930年10月3日，27岁的吉本遇到了一个病人。这个病人的胆囊出了问题，必须切除。然而，切除胆囊后，患者体内出现了凝结的血块。血块随着血液循环，一路跑进了肺里，像栓子一样堵住了血管。

肺是一个非常神奇的内脏器官，它的内部由无数细小的像气球一样的肺泡组成。我们吸入的每一口空气，沿着各级器官组成的通路进入这些小气球，而它们会把其中的氧气抓出来输送到血液里，使生命之火保持燃烧。

以当时的医疗条件，要想救下这位病人必须进行手术，且手术速度要非常快。吉本的导师有一双令人惊叹的手，在几分钟之内就完成了切开血管、取出血栓、缝合血管等操作，比教科书上写的更加标准。

可病人还是死了。

迷途羔羊

那名患者剧烈挣扎，脸色铁青，无法呼吸，一点氧气也吸不到。

此后，这个画面经常在吉本的脑海里出现，使他产生了一个非常离经叛道的想法：用机械做一个肺脏，帮助患者呼吸！

所有人都认为他疯了，认为那条路根本走不通。朋友劝他选择一个更安全的研究领域，多发一些论文，好在哈佛大学找到工作;导师劝他换个研究方向，不必把大好的光阴浪费在死胡同里。

但吉本忘不了那张极度渴望氧气的脸。谁知道世间有多少这样的患者，等着有人能去缓解他们的痛苦。

导师虽然不看好他的研究，却尽自己所能，为他找到一个研究职位，让他有了一间小小的实验室。

1934年，在麻省总医院的布尔芬奇大楼里，吉本和他当时的助手、后来的妻子开始了制造肺脏的旅途。

峰回路转

按照吉本的规划，他们需要在动物身上做大量的试验，一点一点解决人工肺存在的问题，然后才能在人體上做进一步的验证。

人工肺的原理说起来并不复杂：把病人的血管切开，用导管将血液引出来，往血液中注入氧气，将血液中的二氧化碳释放出来，再把血液送回病人体内。但做起来千难万难：血液流出的速度太快病人会死，氧气注入的速度过慢病人会死，血液凝结产生血栓或者存在气泡导致空气栓塞病人会死……

说到这里，你也能猜出来，为什么大家不看好吉本的想法——人工肺研究中有太多工程学上的难题，这些留给工程师解决就好，一名医生凑什么热闹！

吉本不这么想。他抓住一切机会向别人求助，不断思考、不断学习。他逛遍波士顿的二手商店，寻找便宜可用的物件。

在所有的问题中，最难的是如何往血液中注入足够的氧气。不知道吉本有没有了解过仿生学，不过，他最终鼓捣出来的东西却充满了仿生学的智慧。

那是一个金属圆筒，跟血管有点像，里面充满了氧气，好比是肺泡。血液从金属圆筒中缓慢流过，依靠气体的自由扩散，释放二氧化碳，融入氧气。金属圆筒的底部负责收集血液、对血液进行加热，而连接在它后面的水泵则起着心脏的作用。

从萌生人工肺的想法到制订可行的方案，他花了4年时间，从正式开始研究到制作出原型机，又花了1年。在不知道做了多少次动物试验之后，1935年，吉本终于完成了一次成功的试验。

不负初心

一次成功的试验意味着一个可行的方向，只要再改进也许就能见到胜利的曙光。可生活中总有一些我们无法掌控的事。没过多久，第二次世界大战爆发，吉本参军，人工肺的试验被迫中断。

等他带着上校军衔回到学校的时候，所有人都知道那个研究人工肺的疯子回来了。

生活同样充满让我们意想不到的惊喜。有一个学生很敬佩吉本，他未婚妻的父亲认识IBM公司的总裁，便介绍吉本与IBM公司的总裁认识，吉本从IBM公司带回了一大批优秀的工程师。同时，美国国立卫生研究院也从吉本的研究中看到希望，给了他一大笔研究经费。

有了人和钱，吉本便可以安心改进人工肺。

人和动物相比，需要的氧气量要大得多。想把人工肺用到人类身上，必须设法提高氧气注入的效率。

那怎么才能提高氧气注入的效率呢？

说来有趣，答案藏在你的电脑、空调、汽车里。这些设备都含有散热片，它由许多金属薄片组成，金属片越密集，与空气的接触面积越大，散热效率就越高。与此类似，吉本制作了许多片金属丝网，将其垂直排列在充满氧气的箱子里。

血液从患者体内流出来，沿着每一片金属丝网落下，像一层层缓慢流动的塑料膜，释放二氧化碳摄取氧气，随后被水泵驱使着为患者送去生的希望。

随着人工肺不断改进，1953年5月6日，也是立志研究人工肺23年后，吉本终于用ECMO成功进行了一次人体手术。

吉本自始至终没有依靠ECMO赚一分钱，甚至没有动过这个心思。1973年2月5日，吉本在打网球时因心脏病发作，永远离开了这个世界。而他的发明留了下来，一直在帮助那些病情危重的病人。