Хирурги, святые и психопаты. Остросюжетная история медицины

В Миннеаполисе команда Лиллехая создала пузырьковый оксигенатор. Другие рассматривали этот вариант, но не смогли решить проблему вспенивания крови, приводившую к летальному исходу. Ричарду Деуоллу, исследователю с медицинским образованием, пришла в голову идея покрыть пластиковые трубки пищевым пеногасителем, который использовался в производстве майонеза. Это позволило сократить пенообразование, но не устранило пузырьки полностью, поэтому риск эмболии сохранялся. Изобретательный и настойчивый Деуолл пришел к мысли, что кровь с пузырьками воздуха легче, чем без них. Следовательно, если насыщенную кислородом кровь пропустить через вертикальную трубку, «чистая» часть опустится на дно, а вспененная – поднимется. Замечательная идея, но неидеальная. Гидростатическим силам, которые перемещали более легкую кровь вверх, противодействовало движение вниз более тяжелой жидкости, вызванное гравитацией. Казалось бы, очевидно! Чтобы преодолеть фактор вязкости и разделить кровь на фракции, Деуолл сконструировал спиральную «отстойную трубку», которая облегчала движение более легкой жидкости вверх.

Эврика! Эта спиральная система работала идеально, обеспечивая быстрое, полное и надежное удаление пузырьков. Окончательным вариантом дизайна стала пластиковая смесительная трубка с U-образным изгибом наверху. Кислород поступал в нижнюю часть аппарата по нескольким внутривенным иглам, введенным через обычный резиновый стопор. Когда кровь поднималась, пузырьки воздуха перемещались в верхнюю часть смесительной трубки. Оттуда они каскадом устремлялись в U-образную камеру, содержащую пеногаситель. От большинства пузырьков удавалось избавиться уже на этом этапе, остальные отсеивались, когда насыщенная кислородом кровь поступала в пластиковую спиральную катушку, а затем под действием силы тяжести стекала в резервуар. Обогащенная кислородом кровь проходила через фильтры, а затем перекачивалась обратно в артериальную систему пациента.

Рисунок 6.5: А. Аппарат искусственного кровообращения Лиллехая. Б. Ричард Деуолл, Винсент Готт и их оксигенатор.

Удивительно, насколько изобретательными могут быть врачи в области инженерии. Зимой 1954 года Деуолл тщательно протестировал пузырьковый оксигенатор на собаках. Чтобы предотвратить гипотермию из-за потери тепла в результате вскрытия грудной клетки, он также разработал теплообменник на основе водяной бани. Его можно было использовать и для охлаждения пациентов, чтобы провести искусственное кровообращение с гипотермией.

Наконец, 13 мая 1955 года Лиллехай, удостоверившийся в надежности аппарата, отвез оксигенатор в операционную. Пациентом стал трехлетний мальчик с дефектом межжелудочковой перегородки и поврежденными легкими – в похожем случае ранее бригаде удалось успешно применить перекрестное кровообращение. Из-за нового АИК операция была рискованной, но этот риск был оправдан. Дефект устранили, и ребенок выжил. Более того, к августу бригада использовала пузырьковый оксигенатор в семи операциях на детях – пятеро пациентов остались живы. Иными словами, это был успех, побудивший Лиллехая оставить противоречивую технику перекретного кровообращения. Однако между ними была небольшая разница. Пациенты, чья кровь контактировала с обширными синтетическими поверхностями во время искусственного кровообращения, страдали повреждениями легких и почек, или постперфузионного синдрома. Постперфузионный синдром не развивался при использовании биологического эквивалента и унес много жизней.

В отличие от сложного ширменного оксигенатора Гиббона с непрерывно движущимися частями и сложной системой управления, пузырьковый оксигенатор Деуолла-Лиллехая был простым, дешевым и легким в сборке. АИК стерилизовали между использованиями путем автоклавирования, а его размер можно было адаптировать к пациенту. Следовательно, количество донорской крови для заправки системы можно было свести к минимуму.

К маю 1956 года Лиллехай провел 80 операций по устранению все более сложных пороков сердца и начал вводить защитное охлаждение крови при особо длительных процедурах.

Относительно низкая скорость кровяного потока позволяла избегать турбулентности и гемолиза, и, что не менее важно, неврологические и психологические исследования не выявляли у пациентов значительных повреждений мозга. Много лет спустя наблюдение за 106 пациентами, перенесшими хирургическое лечение тетрады Фалло при использовании пузырькового оксигенатора, показало, что 34 из них получили высшее образование или ученые степени, причем двое получили медицинское образование, а один – юридическое. Это было выше средних значений для случайно отобранной группы населения в целом.