厉害的“人工肺”——ECMO

◆赵言昌

ECMO是什么？

它名叫体外膜肺氧合，相当于机械肺，主要是给重症心肺功能衰竭患者提供持续的体外呼吸与循环，被誉为重症患者的“最后救命稻草”。这种神奇的设备是如何发明出来的呢？

遇到难题

ECMO的发明者叫约翰·吉本，出身于医学世家。如果沿着父辈们的路走下去，他应该安稳地做一名医生，可是意外总是先来。

1930年10月3号，27岁的吉本遇到一位患者，这位患者的胆囊有点问题必须切除。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”进肺里，像栓子一样堵住了血管。

肺由无数细小的气球一样的肺泡组成，我们吸的每一口空气都会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来送进血液里，使生命之火继续燃烧。

以当时的医疗条件，要想救这位患者，必须进行手术，且手术速度得非常快。吉本的导师有一双令人惊叹的手，他在几分钟之内完成了切开血管、取出血栓、缝合血管等操作，然而患者还是死了。

冒出想法

回想起那位患者剧烈挣扎、脸色铁青却无法呼吸的场景，吉本产生了一个离经叛道的想法：用机械做一个肺脏，帮助病人呼吸！所有人都以为吉本疯了，朋友和导师都认为那样行不通，劝他选择一个安全的研究领域，但他忘不了那张渴望氧气的脸，谁知道世间有多少这样的患者等着缓解痛苦呢？

导师虽然不看好吉本的研究，却尽自己所能为他找到了一个研究职位，让他有了一间小实验室。

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

付诸行动

按照吉本的规划，他们需要在动物身上做大量的试验，一步步解决人工肺的问题，然后才能在人身上做进一步的验证。

人工肺的原理其实并不复杂：把患者的血管切开，用导管将血液引出来，往血液内注入氧气，让血液中的二氧化碳释放，再将血液送回患者体内，但是做起来却很难——血液流出的速度太快，患者会死；氧气注入的速度不够，患者会死；血液凝结产生血栓或者存在气泡导致空气栓塞，患者会死……吉本抓住一切机会向别人求助，自己也不断思考、不断学习，把波士顿的二手商店逛了个遍，寻找便宜可用的物件。最终，他鼓捣出来的氧合器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。血液从金属圆筒上缓慢流过，依靠自由扩散释放二氧化碳、融入氧气。金属圆筒的底部用来收集血液、对血液加热，连同后面的水泵起着心脏的作用。

从萌生人工肺的想法到制定可行的方案，吉本花了4年时间，从正式开始研究到制作出原型机，又花了1年。在试验了不知道多少只流浪猫后，1935年，吉本终于完成了一次成功的试验。

人体试验成功

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。幸运的是，在带着上校军衔回到学校后，吉本经人介绍认识了国际商业机器公司（IBM公司）的总裁，从这家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。

有了人和钱后，吉本安心改进人工肺。和猫相比，人需要的氧气要多得多，要想把人工肺用在人身上，必须设法提高氧气注入的效率。那怎么提高氧气注入的效率呢？

吉本制作了许多金属丝网，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，沿着每片金属丝网落下，缓缓流动，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。

经过不断改进，1953年5月6号，吉本终于用ECMO成功进行了一次人体手术。

吉本没有靠ECMO赚一分钱，甚至没有动过这个心思。1973年2月5日，他打网球时心脏病发作，永远离开了这个世界，而他的发明却留下了，一直在帮助最危重的患者。