2 сентября 1952: пять с половиной минут, которые открыли хирургам сердце

В Миннеаполисе врачи впервые успешно исправили врождённый дефект внутри открытого сердца — не с помощью аппарата, а замедлив обмен веществ всего организма

Сердце, внутрь которого хирург почти не мог попасть

В начале 1950-х кардиохирургия уже умела многое делать вокруг сердца, но вмешательство непосредственно внутри его камер оставалось почти недоступной территорией.

Причина была не столько в сложности самого хирургического движения. Дефект межпредсердной перегородки — отверстие между двумя верхними камерами сердца — технически можно было ушить. Проблема начиналась раньше: чтобы хирург увидел отверстие и спокойно работал внутри сердца, операционное поле нужно было хотя бы ненадолго освободить от крови.

Но прекращение кровообращения означало прекращение доставки кислорода к мозгу и другим органам. При нормальной температуре безопасное время измерялось считанными минутами.

Разрабатывался другой путь — аппарат искусственного кровообращения, способный временно заменить сердце и лёгкие. Однако в начале 1950-х эта технология ещё оставалась экспериментальной и чрезвычайно сложной. В 1951 году хирург Чарльз Деннис (Charles Dennis) в Университете Миннесоты предпринял клинические попытки использовать такой аппарат, но обе закончились гибелью пациентов.

Льюис и его коллеги пошли в другую сторону.

Вместо машины — физиология самого пациента

Идея исходила из фундаментального свойства организма: при снижении температуры замедляется обмен веществ, а вместе с ним уменьшается потребность тканей в кислороде.

Исследования гипотермии для операций на сердце развивал канадский хирург Уилфред Бигелоу (Wilfred Bigelow). В Миннесоте Ф. Джон Льюис и Мансур Тауфик (Mansur Taufic) экспериментально изучали возможность использовать охлаждение для получения короткого периода безопасной остановки кровообращения.

Это был принципиально иной подход к проблеме.

Если невозможно обеспечить мозг кислородом во время операции, можно попытаться сделать так, чтобы в течение нескольких минут ему требовалось значительно меньше кислорода.

Так физиология организма фактически превращалась во временную систему жизнеобеспечения.

2 сентября 1952 года

Пациенткой стала пятилетняя девочка с врождённым дефектом межпредсердной перегородки. В исторических материалах она известна как Жаклин «Джеки» Джонсон (Jacqueline “Jackie” Johnson).

Она была маленькой и болезненной: отверстие между предсердиями нарушало нормальное движение крови через сердце.

В операционной Университета Миннесоты работала команда Льюиса. В неё входили Ричард Варко (Richard Varco), Мансур Тауфик и К. Уолтон Лиллехай (C. Walton Lillehei) — человек, которому вскоре предстояло стать одной из центральных фигур следующего этапа революции в кардиохирургии.

Под анестезией температуру тела ребёнка снизили примерно до 27–28 °C.

После охлаждения хирурги перекрыли приток крови к сердцу. Камеры сердца освободились от крови настолько, что Льюис смог открыть правое предсердие и впервые получить то, ради чего создавалась вся процедура: непосредственный обзор внутрисердечного дефекта.

Теперь начинался отсчёт времени.

Пять с половиной минут без кровообращения

По историческим данным Университета Миннесоты, кровоток был остановлен примерно на пять с половиной минут.

За это время Льюис должен был найти дефект, закрыть его швами, проверить результат и закончить внутрисердечный этап операции.

Отверстие в межпредсердной перегородке составляло около двух сантиметров.

Льюис ушил его под прямым контролем зрения. Затем сосудистые зажимы сняли, кровообращение восстановилось, а организм ребёнка начали возвращать к нормальной температуре.

Операция удалась.

Девочка восстановилась, а характерный сердечный шум исчез. Более поздние материалы об истории кардиохирургии сообщают, что Жаклин выросла, работала плотником и стала матерью.

Но медицинское значение этих пяти с половиной минут оказалось намного больше судьбы одного пациента.

Технология, которой вскоре предстояло уступить место другой

Особенно интересна эта история с позиции современной медицинской индустрии.

Метод, позволивший совершить прорыв, довольно быстро обнаружил собственный технологический потолок.

Гипотермия давала хирургу минуты, но не десятки минут и тем более не часы. Простые дефекты можно было исправить быстро. Сложные врождённые пороки требовали значительно большего времени.

Кроме того, глубокое охлаждение создавало собственные риски, включая нарушения сердечного ритма. В ранней серии операций команды Миннесоты возникали эпизоды фибрилляции желудочков.

Поэтому метод Льюиса оказался одновременно историческим прорывом и переходной технологией.

Именно здесь история становится особенно современной: революционное решение не обязательно должно стать доминирующим стандартом, чтобы изменить отрасль.

Иногда его важнейшая функция — доказать, что задача вообще решаема.

После Льюиса стало ясно: сердце можно ремонтировать изнутри

До операции 2 сентября существовал фундаментальный вопрос: можно ли безопасно открыть живое человеческое сердце, увидеть внутрисердечный дефект и исправить его?

После операции вопрос изменился.

Теперь нужно было понять, как дать хирургу не пять минут, а столько времени, сколько действительно требуется для сложного вмешательства.

6 мая 1953 года Джон Гиббон (John Gibbon) успешно использовал аппарат искусственного кровообращения для закрытия дефекта межпредсердной перегородки. Машина временно взяла на себя функции сердца и лёгких пациента.

В Миннесоте Лиллехай пошёл ещё более необычным путём. В 1954 году его команда начала операции с контролируемым перекрёстным кровообращением: функции сердца и лёгких ребёнка временно обеспечивал кровоток взрослого донора, обычно родителя.

Затем появились более практичные аппараты искусственного кровообращения и оксигенаторы.

За несколько лет экспериментальная область превратилась в новую медицинскую специальность.

И у истоков этого перехода стояла пятилетняя девочка, несколько сосудистых зажимов и тщательно рассчитанное снижение температуры человеческого тела.

Гипотермия не исчезла вместе с методом Льюиса

Есть историческая ирония в том, что технология, вытеснившая гипотермию Льюиса, не уничтожила сам принцип охлаждения.

Современная кардиохирургия использует искусственное кровообращение, кардиоплегию — контролируемую временную остановку сердца специальным раствором — и сложные системы управления температурой пациента. При отдельных операциях на аорте и других сложных вмешательствах гипотермия позволяет снизить метаболические потребности органов во время периодов ограниченного кровотока.

Иными словами, конкретная процедура 1952 года стала историей, а физиологический принцип остался.

Это характерный путь медицинской инновации: первая технология редко сохраняется в первоначальном виде. Но найденный ею механизм может пережить оборудование, протокол и даже поколение врачей, которые его впервые применили.

Почему эта история важна сегодня

Операция Льюиса хорошо показывает, как на самом деле возникают медицинские технологии.

Прорыв не всегда начинается с создания более сложного устройства. Иногда он начинается с правильной постановки физиологической задачи. Команда Миннесоты не могла безопасно заменить сердце и лёгкие машиной — поэтому временно уменьшила потребность организма в их работе.

Для современной фармацевтики, медицинских технологий и биотехнологий здесь есть важная параллель. Новая технология может оказаться не конечным продуктом, а доказательством концепции: она демонстрирует, что биологический барьер можно преодолеть, после чего рынок начинает искать более безопасный, масштабируемый и удобный способ сделать то же самое.

Именно так развиваются многие современные платформы — от клеточной и генной терапии до систем доставки лекарств и медицинских устройств. Первое работающее решение нередко слишком сложное, рискованное или дорогое для массового применения. Его историческая ценность состоит в том, что после него меняется представление о границах возможного.

Есть и второй урок. Инновация возникает не только из конкуренции технологий, но и из их последовательной смены. Гипотермия Льюиса, аппарат Гиббона, перекрёстное кровообращение Лиллехая, пузырьковые оксигенаторы и последующее совершенствование аппаратов искусственного кровообращения были разными ответами на одну фундаментальную проблему.

Для врача результатом этой цепочки стала возможность безопасно исправлять пороки, которые раньше практически невозможно было лечить хирургически. Для пациента — переход врождённого дефекта сердца из категории тяжёлой судьбы в категорию заболевания, которое во многих случаях можно исправить.

Для индустрии эта история напоминает: технология, которая проиграла следующему поколению решений, не обязательно была тупиковой. Иногда именно она открыла рынок, сформировала клиническую потребность и доказала, что следующий шаг имеет смысл.