搶救病人的ECMO究竟是何方神圣

趙言昌

新型冠狀病毒侵襲人的肺部組織，引起廣泛的炎癥，嚴重影響患者呼吸，而ECMO（體外膜肺氧合）相當于一個機械肺，可以繞開肺臟給患者輸送新鮮的氧氣。因此，它被譽為患者“最后的救命稻草”。

那么，這樣神奇的設備是如何出現的呢？

世家公子

發明ECMO的人，叫約翰·吉本。

三國時期的袁紹愛說自己家是“四世三公”，袁家往上數四代，代代都做過大官。吉本家的情況也差不多，往上數四代，代代都是名醫。如果這家人在家庭聚會上集體感染流感，搞不好會影響其所在醫院的實力排名……

如果沿著父輩們的路走下去，吉本應該進入某家醫院安穩地做一名醫生，可意外總會先來到。

1930年10月3日，27歲的吉本遇到了一個病人。這個病人的膽囊出了問題，必須切除。然而，切除膽囊后，患者體內出現了凝結的血塊。血塊隨著血液循環，一路跑進了肺里，像栓子一樣堵住了血管。

肺是一個非常神奇的內臟器官，它的內部由無數細小的像氣球一樣的肺泡組成。我們吸入的每一口空氣，沿著各級器官組成的通路進入這些小氣球，而它們會把其中的氧氣抓出來輸送到血液里，使生命之火保持燃燒。

以當時的醫療條件，要想救下這位病人必須進行手術，且手術速度要非常快。吉本的導師有一雙令人驚嘆的手，在幾分鐘之內就完成了切開血管、取出血栓、縫合血管等操作，比教科書上寫的更加標準。

可病人還是死了。

迷途羔羊

那名患者劇烈掙扎，臉色鐵青，無法呼吸，一點氧氣也吸不到。

此后，這個畫面經常在吉本的腦海里出現，使他產生了一個非常離經叛道的想法：用機械做一個肺臟，幫助患者呼吸！

所有人都認為他瘋了，認為那條路根本走不通。朋友勸他選擇一個更安全的研究領域，多發一些論文，好在哈佛大學找到工作;導師勸他換個研究方向，不必把大好的光陰浪費在死胡同里。

但吉本忘不了那張極度渴望氧氣的臉。誰知道世間有多少這樣的患者，等著有人能去緩解他們的痛苦。

導師雖然不看好他的研究，卻盡自己所能，為他找到一個研究職位，讓他有了一間小小的實驗室。

1934年，在麻省總醫院的布爾芬奇大樓里，吉本和他當時的助手、后來的妻子開始了制造肺臟的旅途。

峰回路轉

按照吉本的規劃，他們需要在動物身上做大量的試驗，一點一點解決人工肺存在的問題，然后才能在人體上做進一步的驗證。

人工肺的原理說起來并不復雜：把病人的血管切開，用導管將血液引出來，往血液中注入氧氣，將血液中的二氧化碳釋放出來，再把血液送回病人體內。但做起來千難萬難：血液流出的速度太快病人會死，氧氣注入的速度過慢病人會死，血液凝結產生血栓或者存在氣泡導致空氣栓塞病人會死……

說到這里，你也能猜出來，為什么大家不看好吉本的想法——人工肺研究中有太多工程學上的難題，這些留給工程師解決就好，一名醫生湊什么熱鬧！

吉本不這么想。他抓住一切機會向別人求助，不斷思考、不斷學習。他逛遍波士頓的二手商店，尋找便宜可用的物件。

在所有的問題中，最難的是如何往血液中注入足夠的氧氣。不知道吉本有沒有了解過仿生學，不過，他最終鼓搗出來的東西卻充滿了仿生學的智慧。

那是一個金屬圓筒，跟血管有點像，里面充滿了氧氣，好比是肺泡。血液從金屬圓筒中緩慢流過，依靠氣體的自由擴散，釋放二氧化碳，融入氧氣。金屬圓筒的底部負責收集血液、對血液進行加熱，而連接在它后面的水泵則起著心臟的作用。

從萌生人工肺的想法到制訂可行的方案，他花了4年時間，從正式開始研究到制作出原型機，又花了1年。在不知道做了多少次動物試驗之后，1935年，吉本終于完成了一次成功的試驗。

不負初心

一次成功的試驗意味著一個可行的方向，只要再改進也許就能見到勝利的曙光。可生活中總有一些我們無法掌控的事。沒過多久，第二次世界大戰爆發，吉本參軍，人工肺的試驗被迫中斷。

等他帶著上校軍銜回到學校的時候，所有人都知道那個研究人工肺的瘋子回來了。

生活同樣充滿讓我們意想不到的驚喜。有一個學生很敬佩吉本，他未婚妻的父親認識IBM公司的總裁，便介紹吉本與IBM公司的總裁認識，吉本從IBM公司帶回了一大批優秀的工程師。同時，美國國立衛生研究院也從吉本的研究中看到希望，給了他一大筆研究經費。

有了人和錢，吉本便可以安心改進人工肺。

人和動物相比，需要的氧氣量要大得多。想把人工肺用到人類身上，必須設法提高氧氣注入的效率。

那怎么才能提高氧氣注入的效率呢？

說來有趣，答案藏在你的電腦、空調、汽車里。這些設備都含有散熱片，它由許多金屬薄片組成，金屬片越密集，與空氣的接觸面積越大，散熱效率就越高。與此類似，吉本制作了許多片金屬絲網，將其垂直排列在充滿氧氣的箱子里。

血液從患者體內流出來，沿著每一片金屬絲網落下，像一層層緩慢流動的塑料膜，釋放二氧化碳攝取氧氣，隨后被水泵驅使著為患者送去生的希望。

隨著人工肺不斷改進，1953年5月6日，也是立志研究人工肺23年后，吉本終于用ECMO成功進行了一次人體手術。

吉本自始至終沒有依靠ECMO賺一分錢，甚至沒有動過這個心思。1973年2月5日，吉本在打網球時因心臟病發作，永遠離開了這個世界。而他的發明留了下來，一直在幫助那些病情危重的病人。