不知道大家有沒有聽過「心導管檢查」?
心導管的發明對心臟疾病的患者來說,簡直是一種天大的福音。在做檢查時,醫生會先在病患大腿或手臂的皮膚劃開一道 0.5 公分的小傷口,再將一根細長的導管扎進動脈裡,一路延伸到心臟。接著透過導管注射顯影劑後、再用X光機確認冠狀動脈病灶的確切位置及嚴重程度。這種檢查聽起來很可怕,但卻拯救了成千上萬的人免受心臟疾病之苦。
不過,你是否想過,到底是誰第一個想到「用導管扎進心臟」這種瘋狂做法的?
原來是在 1930 年代,因為一個瘋子,還有一場意外,才讓心臟病學發展到如今的程度,現在,就讓我們來看看他們的故事吧。
「太笨」當不了商人,只好當醫生的福斯曼
首先介紹故事的第一位主人翁,他是一位叫做沃納.福斯曼(Werner Frossmann)的德國醫生。1904 年,福斯曼誕生於德國首都柏林。有趣的是,這名略帶瘋狂的醫生恰好出生在一個最循規蹈矩的傳統普魯士家庭裡,擔任律師的父親從小就告訴他法律與秩序的重要性。不過,福斯曼十歲左右時,第一次世界大戰爆發,他的父親也在戰場上丟掉了性命。從此以後,小小年紀的福斯曼就跟母親相依為命,直到高中畢業前,因為老師的一席話,他才走上習醫的道路。
當初,年輕的福斯曼根本沒想要成為醫生。和老師討論未來志向時,他說:「我要當商人!」老師一聽,馬上就潑了他一盆冷水:「你說你要成為一名商人嗎?我告訴你,每個人當商人都能賺錢,就唯獨你不行!你要從商實在是太笨了,你要讀書,你要去讀醫學!」(真是現在想都想不到的對話)
於是福斯曼聽從了老師的建議,在 18 歲時考進柏林大學醫學院(他也不怎麼笨嘛)。不過比起繁重的課業,更讓他心力交瘁的是解剖課。在第一年,一場對青蛙進行腦脊髓穿刺術的課程就幾乎讓他快要崩潰。
不過,有一次在上課時,教授突然開了一個黃腔:「大家記得:通往女人心的唯一道路就是陰道!」
學生全都愣在一旁,但老師卻開始慢條斯理的解釋,只要從子宮與輸卵管,到腹腔再進入淋巴管與靜脈,就可以抵達女人心了。
雖然這是則以現代角度來看十分不恰當的玩笑,不過,福斯曼確實也開始對心臟感興趣,甚至啟發他後來企圖透過血管抵達心臟的嘗試。事實上,身體內部各部位的確可以串連起來:早在上個世紀,法國的克勞德・伯納德(Claude Bernard)就曾將橡皮導管插入馬匹的皮膚,並一路將導管延伸到心臟,藉此測量心臟腔室裡的壓力。而這項技術的素描被畫在教科書裡,恰好被福斯曼看到了。
然而,當時這幅素描還無法為福斯曼帶來突破性的構想,因為畢業後,殘酷的現實已經先打了他一巴掌:福斯曼本想申請柏林某間醫院外科住院醫師的職位,卻被打槍,後來靠著母親到處打電話遊說,才終於讓福斯曼在柏林東北方約 50 公里的某間小鎮醫院找到工作,擔任婦產科實習醫生。
只是這個工作不但和他有興趣的心臟醫學研究沒有什麼關係,身為最資淺的菜鳥,他甚至還得去做一些別人根本不想去做的工作,其中一項就是檢查屍體。剛開始,這項工作簡直讓福斯曼渾身難受。後來,福斯曼逐漸冷靜了下來,這時,他也遇到了人生中最重要的導師:就是那些躺在停屍間、渾身冰冷的屍體。
他發現,這些屍體的肉體狀態和各項器官多半完好無損,唯一有問題的就是心臟,尤其是心臟表面的冠狀動脈,那些薄薄的管壁下幾乎都堆滿了白色的油狀物質,但在當時只有死後解剖,才能檢查出心臟是否出現毛病,因此福斯曼心想:要如何在心臟出現毛病前,就發現問題呢?
在瘋狂與保守間,掙扎邁進的人生
1920 年代,X 光已經問世,藉由將不同的顯影劑注入人體,就能拍攝出人體腦部及各地方的血管。既然如此,只要能將顯影劑注入心臟,就有可能提前看到心臟的問題。但下一個問題是,要如何將導管插入心臟裡呢?
這時,福斯曼腦海中瞬間浮現那張馬匹素描,他恍然大悟:如果從四肢將導管插入,就可以一路回溯到心臟了!
福斯曼欣喜若狂,他彷彿找到一條「真正通往心臟的路」。也因此,他後來在自已最喜愛的酒吧,興奮的告訴大家:「我要把一條管子插進一個人手臂裡,一路直達心臟,這會改寫心臟手術的未來!我,會改寫心臟手術的未來!」
當時酒吧的人們大概只會覺得這人是瘋子,事實上連福斯曼的老闆也這麽認為。當福斯曼興致勃勃的告訴老闆這個計畫,甚至打算用自己來做實驗時,老闆斷然禁止了這位年輕的醫生:「要是哪天發現你死了,我怎麼向你媽交代?」
不過說實話,老闆的擔憂是有道理的。因為當時雖然已經有人對心臟動過手術,但對於醫師而言,心臟依舊是個禁忌話題。即使法國醫生在馬的身上已經使用過心導管,不過當時人們的認知是馬的心臟十分強健,不像人的心臟非常精密細緻,因此,所有人仍然認為,這技術對人體來說實在風險太高。
只是這一切依舊勸退不了福斯曼,上面的人說不動,他便立刻找了一位年輕護理師蒂森(Gerda Ditzen),開始對她死纏爛打,大談這項技術可以如何改變歷史、拯救人類,給她看馬匹實驗的插圖,甚至提議在她身上執行這項實驗。
然後……護理師竟然答應了!(what?)
等到實驗當天,護理師已經準備好所有需要的東西:紗布、麻醉劑、縫線,還有一條輸尿用的導尿管。然後兩人偷偷摸摸溜進一間閒置的手術室,悄悄關上身後的門。一走進去,護理師就對福斯曼說:「我的命就交給你了。」
福斯曼要護理師躺上手術檯,接著固定她的手臂。但當一切都準備就緒以後,福斯曼突然改變了心意:他還是決定由自己來做實驗!
福斯曼背對著護理師,朝著自己手肘的手窩施打了麻醉劑。接著,他便用手術刀在表皮劃開一道大約是小指指節長度的切口,一滴滴脂肪與血液便接著湧動而出。
福斯曼用紗布擦掉血液,再以金屬鉗撐開傷口,並將導管插進自己的靜脈之中、一點一滴往自己內心深處接近。這時的他訝異的發現,原來血管裡面是沒有痛覺神經的,按照他原本的設想,此時的他應該會痛不欲生才對。
此時,已經躺在手術臺上的護理師根本沒發現福斯曼的所作所為,最後護理師忍不住才開口詢問:手術何時才要開始,福斯曼回:「已經結束了。」
護士一看,立刻驚聲叫了出來,不過此時的她也沒辦法做什麼,因為現在導管已經從福斯曼的手肘上升到肩膀。但旋即他們猛然發現這裡犯了一個致命錯誤:
他們選的手術室,沒有 X 光機!(為什麼先前沒有考慮到這件事?)
沒辦法,為了確切了解導管的位置,只好做了一件極為冒險的事:直接步行走到樓下的 X 光室。這幾乎是一種賭命的行為,因為在福斯曼的心臟旁幾公分的地方,還插著一條導管的金屬針。但所幸後來還是成功抵達 X 光室,而另一名護理師已經在那裡,讓福斯曼躺臥到病床上。
第一張 X 光照片很快照出來了,照片顯示導管仍然沒到達福斯曼的心臟位置;因此福斯曼又將剩下最後幾公分的導管向前一推,這次成功了,第二張 X 光顯示導管尖端已經落在右心房,福斯曼狂喜的大喊起來:成功了!
在此時,通往心臟之路已經被發現。接下來,福斯曼又試驗了五次,甚至還把顯影劑注入自己的心臟,以便讓X光能更看清自己心臟的情況,這確實是心臟病學重要的里程碑,福斯曼也以為自己的人生即將會出現翻天覆地的大改變。只不過,當時的氛圍仍舊較為保守,當福斯曼發表研究成果時,只換來別人的酸言酸語:「看來,比較起德國的醫院裡,您還是比較適合在馬戲團工作啊?」
沒辦法,最後迫於生計,福斯曼只好轉行到泌尿科。但,他的研究成果並沒有被埋沒,而是在大西洋彼岸的美國開始發光發熱,一直到 1956 年,福斯曼與其他兩名美國人才終於共同獲得諾貝爾生醫獎,才算是對他貢獻的肯定。
只是,從手臂到心臟的路線找到了,迎面而來的就是第二個問題:顯影劑有沒有可能注入到心臟表面錯綜復雜又極度細微的冠狀動脈?
一場檢查意外,開啟了冠狀動脈攝影的黎明
心導管的出現,還不是整趟旅程的終點,因為心臟絕大多數的毛病,都發生在心臟表面的冠狀動脈。我們的心臟就像是一個強大的幫浦,每天為身體各部位「擠」出大約七公噸的新鮮血液,以供身體各部位活動所需。而心臟本身所需的氧氣,則主要透過三條分枝的冠狀動脈供給,只要這些血管保持健康,心臟就能保持完整的功能。
然而,當大量的油脂累積在這些血管中,使得血管硬化、阻塞,就會阻斷心臟的氧氣及養分供給。心臟一旦缺氧,就可能導致心絞痛、心肌梗塞等疾病,甚至猝死。也因為如此,找出冠狀動脈哪裡堵塞,就是解決冠心病的當務之急。但問題是,冠狀動脈非常細,尤其如果內壁又堆積著脂肪斑,空間更是狹小。如果又將顯影液注入這些極為細微的血管中,本身就是一件非常危險的舉動,沒有人膽敢這麼做。因此,在福斯曼發明出心導管技術後,醫生如果要查看冠狀動脈的狀況,就只能在冠狀動脈上方的主動脈注入顯影劑,然後祈禱會有部分流入冠狀動脈,但這種方式非常沒有效率。
直到福斯曼做出瘋狂實驗後的 30 多年,因為美國醫生的一起檢查意外,才造成接下來的突破。這個人名叫瑪森・頌斯(F. Mason Sones),是俄亥俄州克利夫蘭診所的兒科心臟病專家。
頌斯據說也和福斯曼一樣,是一個略帶瘋狂特質的人物,但他和一直懷才不遇的福斯曼不同,頌斯在當時已有相當的名氣,不僅因為他的醫術精湛、更是因為他的粗魯為人:根據其他人的說法,頌斯醫生總是喜歡穿著帶著汙漬的白T恤,大聲吼叫發號施令;連在為病人檢查時,嘴上都還叼著一根菸。和他一起工作的人不是愛死了他,就是一秒鐘都沒辦法和他共處一室(但應該是後者居多啦)。
1960 年 10 月的某天上午,頌斯醫生正準備利用福斯曼研發出來的血管造影術,來檢查病人的心臟瓣膜。這種手術並不複雜,就是利用心導管將顯影劑注入病人的主動脈,藉此查看病人心臟腔室與瓣膜。病人已接受局部麻醉,正躺在檢查的病床上、手臂外伸,百無聊賴的望著天花板的某道裂縫。但沒人知道在幾秒鐘後,這個倒霉的傢伙即將在鬼門關前走一遭。
頌斯醫生接著將導管插入病人體內,一路來到心臟。就在這時,一起意外發生了:導管不小心錯過了主動脈,來到病人心臟的右冠狀動脈。但當他還來不及將針頭抽離,助手就採下顯影劑踏板,多達 30 ml的顯影劑就這樣流進了病人的動脈之中!
頌斯立刻驚叫了出來:「天啊!我們會殺了他!」(躺在病床的病人表示:「當時的我害怕極了!」)
但頌斯有理由大叫:顯影劑已無預警地流入細如髮絲的冠狀動脈中,頌斯彷彿已經看到這可憐病人的未來:接著,病人會出現所謂的「心室纖維顫動」,也就是說心臟搏動的訊號會失準,心室肌肉迅速收縮,但卻非常混亂,簡直像在顫抖一般,然而這樣的搏動卻無法將血液送往身體各器官。緊接著就是心跳變緩,並逐漸停止,等到那時,病人就準備魂歸西天了。
人體腦部缺氧,很快便會失去意識,若未及時救治,短時間內將會死亡。心室顫動是最嚴重的心律不整,一旦發作極可能導致猝死。
頌斯馬上去找手術刀,打算替病人開胸急救。萬幸病人雖然心跳已經變緩了、但病人的意識還是清醒的,因此頌斯立刻跑到病患旁邊,和他說:「趕快咳嗽!快,咳嗽!」病人馬上照做。而在咳嗽的同時頌斯也一邊祈禱,希望藉由咳嗽的震動,能夠至少將一部分的顯影劑震出冠狀動脈之外。
慢慢的,奇蹟真的發生了。病人的心跳逐漸回升,恢復正常跳動,而頌斯也終於鬆了一口氣。照理說來,一般醫生會向老天感謝這次的好運,並小心下次不要再犯相同的錯。但頌斯果然有異於常人的思維,意外才發生短短一個小時,他竟然就開始想要複製這次的失誤!
原來因為這起意外讓頌斯注意到一件事,而這個發現,很有可能會改變整個心臟病學。那就是:冠狀動脈對顯影劑的承受力,可能比人們以為的還要強。所以只要將更稀薄、更少量的顯影劑注射進冠狀動脈,那麼,顯影劑入住冠狀動脈是有可能的!
兩天後,頌斯還真成功複製了這個「失誤」。之後他每「失誤」一次,就再改良一點東西,包括發展出新的導管、顯影更快的底片,並使過程更加安全等等。直到 1967 年,頌斯與其團隊已成功執行超過 8200 起成功案例,後來,這項技術被稱為「冠狀動脈血管造影術」。
多虧了一位自我實驗的瘋狂醫生,還有另一位不小心失手、失手再失手的粗魯醫生,讓冠狀動脈裡所有細微卻致命的細節,都得以一覽無遺的展開在我們的面前。
- 羅伯.唐恩,《心臟 : 從演化、基因、解剖學看兩千年探索和治療心臟疾病的故事》
- 李清晨,《心臟的故事: 比小說還精彩的心臟外科發展簡史》
- https://de.wikipedia.org/wiki/Werner_For%C3%9Fmann#cite_note-For%C3%9Fmann_1972_102-21
- https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E6%B2%83%E7%BA%B3%C2%B7%E7%A6%8F%E6%96%AF%E6%9B%BC
- https://historischesarchiv.dgk.org/files/2021/11/prof.-forssmann.pdf
- https://www.deutschlandfunk.de/der-arzt-werner-forssmann-legt-sich-den-ersten-herzkatheter-100.html
- https://www.tagesspiegel.de/gesundheit/der-erfinder-des-herzkatheters-4359043.html
- https://www.aerztezeitung.de/Panorama/Der-Herzkatheter-Selbstversuch-Dichtung-und-Wahrheit-317637.html
- https://www.br.de/radio/bayern2/sendungen/kalenderblatt/1810-herzkatheter-werner-forssmann-100.html
- https://historischesarchiv.dgk.org/files/2021/11/prof.-forssmann.pdf
- https://www.tagesspiegel.de/gesundheit/der-erfinder-des-herzkatheters-4359043.html