Далее Бигелоу стал экспериментировать с базовыми операциями на сердце охлажденных животных. Он обнаружил, что при температуре тела 30°C потребность в кислороде снижалась вдвое. Сильная гипотермия – при 20°C – позволяла полностью остановить мозговое кровоснабжение как минимум на 45 минут, благодаря чему можно было вскрыть сердце и не проводить более сложное вмешательство вслепую. Разумеется, продолжительность операции все равно была ограничена, ведь требовалась пара минут, чтобы разрезать сердечную камеру, а затем еще по меньшей мере минут пять, чтобы зашить разрез. Тем не менее этого времени вполне хватало для устранения ряда патологий.
При перетягивании верхней и нижней полых вен – главных вен, впадающих в правое предсердие, – холодное и медленно бьющееся сердце выбрасывало свое содержимое и опустошалось. У собак, чтобы осмотреть межпредсердную перегородку, можно было разрезать правое предсердие, а межжелудочковую перегородку удавалось изучить через трикуспидальный клапан. Следовательно, подобным образом можно было исследовать сердца детей с врожденными пороками. Через пятнадцать минут правое предсердие зашивали, а петли на венах ослабляли, чтобы сердце снова наполнилось кровью, животное же отогревали в теплой ванне. Эти открытия сильно воодушевили Бигелоу.
Здесь я должен сказать: я люблю животных и не одобряю вивисекцию. Но какая была альтернатива? Никто не стал бы «разводить» детей в исследовательских целях, да и проведение экспериментов на людях считалось неприемлемым.
Из первых 30 прооперированных Бигелоу собак половина выжила, и в 1950 году он представил результаты своих наблюдений на собрании Американской хирургической ассоциации. В ноябре того же года в журнале Annals of Surgery Бигелоу опубликовал научную статью, где написал: «Гипотермия как одна из форм анестезии могла бы расширить сферу хирургии во многих новых направлениях. Состояние, при котором температура тела понижается, а потребность тканей в кислороде сокращается до небольшой доли от нормы, позволяет лишать органы кровоснабжения на более длительный период. Так хирурги могут оперировать “обескровленное сердце”, не прибегая к экстракорпоральным насосам, и, вероятно, это сделает доступной пересадку органов». И ключевой момент: «Обескровленное сердце, исключенное из кровообращения, есть необходимое условие прогресса в области кардиохирургии».
В течение следующих двух лет команда Бигелоу работала над повышением безопасности гипотермии, а именно сокращением риска фибрилляции желудочков и смертельного осложнения под названием «коллапс при согревании», который был недостаточно изучен. Оказалось, обезьяны переносят охлаждение до более низких температур, чем собаки, и могут безопасно отогреться в теплой ванне. Удивительно, но впадающих в спячку млекопитающих, таких как сурки, можно было и вовсе охладить до 5°C, после чего они переносили операцию на открытом сердце и приходили в себя. Наконец, Бигелоу почувствовал, что готов прооперировать человека.
Кардиологи из Торонто уже нашли нескольких пациентов с врожденными пороками сердца, такими как дефект межпредсердной перегородки или стеноз пульмонального клапана, с которых он мог начать. Они и не подозревали, что в то же самое время над достижением аналогичной цели трудились и другие хирурги.
В Миннесоте Флойд Льюис и Мансур Тауфик использовали поверхностное охлаждение для воссоздания дефекта межпредсердной перегородки у собак, но из-за фатальных аритмий смертность была крайне высокой. Они даже проводили повторные операции на уцелевших собаках – из 26 животных выжило 17.
Исследователи сделали одно важное наблюдение: причиной большинства смертей становились пузырьки воздуха, которые оставались после вскрытия сердца и закупоривали коронарные артерии.
Было очевидно, что у будущих пациентов воздушной эмболии следует всеми силами избегать.
Отслеживавший результаты исследований на конференциях и в медицинской литературе, Чарльз Бейли предпринял первую попытку применить гипотермию на человеке. 29 августа 1952 года тридцатидвухлетняя женщина с дефектом межпредсердной перегородки перенесла операцию на сердце, но скончалась от воздушной эмболии и устойчивой фибрилляции желудочков. Обстоятельства практически неизвестны, за исключением того, что Бейли попытался устранить дефект вслепую. В тот раз хирург, естественно, не помчался на конференцию хвастаться результатами.
Через четыре дня после этих событий Льюис и его коллеги вышли на клиническую арену, понимая, что если они не продвинутся вперед, то Бейли может предпринять еще одну попытку и добиться успеха первым.
2 сентября 1952 года они отвезли ребенка в операционную. Их собственное описание процедуры выглядело так: «Пациенткой была недоразвитая и болезненная 13-килограммовая пятилетняя девочка с диагнозом “дефект межпредсердной перегородки”, поставленным в результате катетеризации сердца. Ей дали внутривенную общую анестезию в виде тиопентала натрия и миорелаксанта кураре, а также интубировали трахею. Затем пациентку завернули в охлаждающие одеяла, и через 2 часа 10 минут ее ректальная температура снизилась до 28°C. После этого одеяла убрали, и через пятое правое ребро проникли в грудную полость. Приток крови к сердцу (верхняя и нижняя полые вены) был остановлен на 5 минут 30 секунд: за это время удалось закрыть дефект межпредсердной перегородки диаметром около 2 см под прямым визуальным контролем, способом, описанным в разделе об экспериментальном методе. В некотором отношении процедура прошла легче, чем у собак, поскольку правое предсердие было расширено и, как следствие, пространства для работы в нем было больше. Когда удалили зажим Сатинского и лигатуры, пульс быстро вернулся к нормальным значениям. К концу операции, продлившейся 58 минут, ректальная температура пациентки составляла 26°C.
Девочку поместили в горячую воду температурой 45°C, и через 35 минут ректальная температура пациентки поднялась до 36°C, после чего ее достали из ванны. Выход из наркоза был быстрым, послеоперационное восстановление протекало без особенностей. Пациентку выписали из больницы на одиннадцатый день после операции. Шумы в сердце исчезли».
Рисунок 4.1: А. Первое устранение дефекта межпредсердной перегородки под визуальным контролем, проведенное Флойдом Льюисом и Мансуром Тауфиком с использованием умеренной гипотермии в Миннесотском университете 2 сентября 1952 года.
Рисунок 4.1: Б. Охлаждение в ванне под общей анестезией.
Льюис использовал зажим Сатинского для пережатия аорты и истоков обеих коронарных артерий для предотвращения смертельной воздушной эмболии. У детей коронарные артерии очень маленькие, поэтому крошечные пузырьки воздуха легко могут скапливаться и полностью закупоривать их просвет. Льюис пытался изгнать воздух из камер сердца, вводя солевой раствор через полиэтиленовый катетер в стенке предсердия. В сочетании с аортальным зажимом это действительно работало.
К началу 1950-х годов появились и другие способы устранения отверстий в сердце. Роберт Гросс – первый хирург, закрывший артериальный проток, – разработал инновационный метод в Бостонской детской больнице. Он придумал, как можно вскрыть правое предсердие бьющегося сердца и при этом поддерживать кровообращение. В легендарной статье A Method for Surgical Closure of Interauricular Septal Defects он писал: «Мы предположили, что к сердцу можно временно прикрепить что-то вроде полого цилиндра, в основании которого можно было бы вскрыть предсердие. Кровь поднялась бы в сосуде на высоту, равную внутрипредсердному давлению, но не более чем на несколько сантиметров. Если бы такое приспособление дейтвительно удалось прикрепить к сердцу, это позволило бы работать в луже крови вслепую, но сознательно и с расчетом на исследующие пальцы, чтобы закрыть дефект межпредсердной перегородки».
К гипотермии и остановке кровообращения путем пережатия полых вен Гросс относился крайне скептически. Он предсказывал смерти из-за воздушной эмболии и пренебрежительно заявлял: «Этот радикальный маневр нельзя продолжать более нескольких минут, и он точно окажется непрактичным для устранения крупных патологий. Более того, применяя его при дефекте межпредсердной перегородки, невозможно предотвратить воздушную эмболию главных артерий». К сожалению, он был прав, учитывая множество смертей от эмболии коронарных артерий и тяжелых инсультов из-за попадания пузырьков воздуха в мозг.
Гросс разработал резиновый цилиндр, или колодец, который он пришивал к боковой стороне правого предсердия собак.
Для предотвращения свертывания крови на поверхности цилиндра он использовал гепарин.
Гросс протестировал множество дизайнов колодца, прежде чем остановиться на наиболее подходящем. Его опробовали на 114 собаках, чтобы опытным путем отыскать наилучший способ такого крепления к сердцу, которое обеспечивало бы доступ к межпредсердной перегородке. Для облегчения операции также было разработано два специальных инструмента: зажим для пережатия и изоляции сегмента стенки правого желудочка, а также самоудерживающийся ретрактор для сохранения основания колодца открытым. Они открывали доступ для пальцев хирурга и иглодержателя, с помощью которого закрывали дефект. Поскольку при заполнении колодца артериальное давление пациента падало, кровь для переливания держали наготове.
Рисунок 4.2: А. Роберт Гросс, выполнивший первую операцию по устранению коарктации аорты. Б. Новаторская техника предсердного колодца для устранения дефектов межпредсердной перегородки, разработанная Гроссом в 1953 году. Кровь поднимается в резиновом колодце на несколько сантиметров до уровня внутрипредсердного давления. Это позволяет хирургу пальпировать разрез в стенке правого предсердия.
Несмотря на тщательные приготовления, когда технику стали применять на пациентах, все пошло не по плану. Впервые «предсердный колодец» испытали на восьмилетней девочке, страдавшей прогрессирующей сердечной недостаточностью с четырех лет. Ее сердце было сильно расширено, печень увеличена, живот раздут – бедный ребенок задыхался при малейшем физическом напряжении. Типичный случай терминальной стадии заболевания – в то время большинство новых методов впервые применяли на таких пациентах. Вот почему предварительная работа в лаборатории была так важна.