(聲明:刊用《中國新聞周刊》稿件務(wù)經(jīng)書(shū)面授權)
“制冷手術(shù)”
心臟病發(fā)作和中風(fēng)能引起大腦損傷,迅速急冷大腦能防止腦損傷,甚至還有助于心臟復蘇——這類(lèi)新的冷卻技術(shù)可能將給醫療界帶來(lái)一場(chǎng)革命
文/呂靜
布麗奇特·哈里斯躺在醫院的床上,頭上覆蓋著(zhù)一塊尼龍罩。隨著(zhù)冷氣由頭罩流向頭皮,她的嘴唇逐漸變藍,說(shuō)話(huà)速度也變慢。在一個(gè)小時(shí)之內,她的核心體溫降低了0.5℃,但是她依然感覺(jué)舒適。她說(shuō):“氣流差不多是讓人放松的,氣流聲聽(tīng)起來(lái)像白色噪音!
哈里斯是英國愛(ài)丁堡大學(xué)的博士研究生,目前她正在試驗自己的發(fā)明:一種為促使低溫治療而設計的冷卻頭盔。
新的腦部降溫技術(shù)
眾所周知,在前額敷上冷布能減輕頭疼癥狀,但是,現在像哈里斯這樣的研究人員正在研究冷卻大腦本身的技術(shù)是否可以防止伴隨中風(fēng)或心搏停止而來(lái)的大腦損傷。類(lèi)似的技術(shù)還可以保護外科手術(shù)時(shí)心臟和腎臟不受損害。
一段時(shí)間以來(lái),醫生們注意到,心臟病發(fā)作之后接受冷卻降溫的病人會(huì )減少大腦損傷。雖然還不清楚這種效應的機制,研究人員猜測,讓大腦溫度下降4℃,即到達33℃左右,可使大腦細胞的代謝降低,在血液供應短缺的關(guān)鍵時(shí)刻,降低大腦細胞需氧量。即使是在心臟重啟過(guò)程中對大腦實(shí)施冷卻降溫,也會(huì )使得損害減少。
研究人員認為,降溫也可能減緩神經(jīng)元和膠質(zhì)細胞釋放有毒化學(xué)物質(zhì)的過(guò)程,這一被稱(chēng)為缺血級聯(lián)的反應,可能在心搏停止或中風(fēng)后24小時(shí)引發(fā)進(jìn)一步的大腦細胞死亡。
此前,醫生都是通過(guò)用冰袋或冷卻毛毯對病人全身降溫,或者靜脈注射冷鹽水,這就促生了“低溫治療醫學(xué)”。但是,全身降溫會(huì )增加感染和肺炎的風(fēng)險。
因此,研究人員現在制造出直接冷卻大腦的針對性設備,哈里斯和她導師皮特·安德魯斯與美國得克薩斯州圣安東尼奧的KCI醫療技術(shù)公司一起研制的頭罩就是其中一種。其樣子有點(diǎn)像干發(fā)罩,可利用頭皮上為大腦輸送血液的密集血管網(wǎng)絡(luò )。該裝置包含兩片與頭部吻合的尼龍布,一片布覆蓋在另一片上,在貼著(zhù)皮膚的一面有細小的孔洞。當冷空氣流過(guò)兩片尼龍布之間的時(shí)候,這些小孔就使得冷空氣均勻地穿過(guò)皮膚到達頭皮,冷卻血管。
在對志愿者的測試中,該頭罩每小時(shí)可以使得大腦降溫1℃,這與全身降溫的冷卻速度類(lèi)似。
更快的降溫
為了更快地降低大腦溫度,另外一些研究人員正在開(kāi)發(fā)從體內冷卻大腦的技術(shù),即在抵達大腦之前將血液變冷。
鼻子為此提供了理想通道,因為它在某種程度上就是因為熱交換而進(jìn)化出來(lái)的。加州圣地亞哥本尼冷卻公司的艾倫·羅森伯格說(shuō):“鼻腔內充滿(mǎn)了大量血管,可以加熱吸進(jìn)的空氣。動(dòng)脈血管將血液輸送到大腦,也要通過(guò)這個(gè)毛細血管網(wǎng),所以,冷卻鼻腔也就冷卻了到達大腦的血液!
所以,本尼冷卻公司研制出一種叫做“犀冷”的系統,通過(guò)兩個(gè)插到鼻孔深處的管子噴出極細的霧狀全氟碳液滴。全氟碳蒸發(fā)很快,能使得鼻腔內壁很快冷卻,而源源不斷的氧氣進(jìn)一步加速了這種蒸發(fā)!叭绻忝幻L(fēng)中的晾曬衣物,你會(huì )有涼絲絲的感覺(jué),這是因為水分在迅速蒸發(fā),這里的效果類(lèi)似!绷_森伯格說(shuō)。
動(dòng)物實(shí)驗表明,這一設備一個(gè)小時(shí)可以將大腦降低2.4℃。有兩項在心搏停止和中風(fēng)病人身上做的臨床試驗正在進(jìn)行中,而在健康志愿者身上所做的試驗效果是肯定的。羅森伯格說(shuō):“在溫度很低時(shí),有些人會(huì )發(fā)生‘冰激凌頭痛’,但是,當溶液溫度是10度的時(shí)候,受試者的感覺(jué)是‘涼爽’!
從肺部冷卻血液也可用于為大腦降溫,因為頸動(dòng)脈是從胸部直接通到大腦的。伊利諾斯阿貢國家實(shí)驗室的一個(gè)研究小組通過(guò)一條插入氣管的細管向肺入口處噴射少量冰漿,一旦大腦冷卻到合適的溫度,融化的冰水就會(huì )被相同的管子再次吸回來(lái)——這一過(guò)程與給那些快被淹死的人肺部吸水是一樣的。
困難在于確保管子不發(fā)生堵塞,據該研究小組的肯·凱薩茲說(shuō),這就像濃稠的奶酪粘在吸管上一樣,冰粒有可能開(kāi)始在窄窄的管子上滾雪球,為防止出現這種情況,研究小組用低濃度的鹽水混合冰粒,這樣,因為冰粒的粗糙邊緣被融化,冰粒會(huì )變得很圓滑。凱薩茲說(shuō),這些粒子一個(gè)滑過(guò)另一個(gè),就不會(huì )再糾集在一起了。
冰漿可使大腦溫度在不到15分鐘的時(shí)間內降低4℃——這是大腦損害的安全界限,凱薩茲說(shuō),現在他已經(jīng)在豬體上測試了這種技術(shù),他的研究小組正在研究其冰漿是否可用于腎臟和心臟微創(chuàng )手術(shù),以防止手術(shù)中血液流動(dòng)暫停對器官造成損害。
醫療新革命
所有這些新技術(shù)的主要優(yōu)勢之一就是它們可以應用在心臟病發(fā)作后、心跳恢復之前或剛剛心臟復蘇的時(shí)候——最低限度地推延心臟故障時(shí)間并為大腦降溫。
更重要的是,最近的一項研究表明,利用犀冷裝置進(jìn)行快速冷卻,除了能減少大腦損傷,還能促進(jìn)心臟自身復蘇的成功機會(huì ),但是人們還不能明確這其中的原因。在測試中,讓16頭豬心臟病發(fā)作,15分鐘之后,應用心臟復蘇術(shù)(CPR)使它們的心臟重新跳動(dòng)。在心臟復蘇過(guò)程中,使用犀冷系統的8頭豬中有6頭活了下來(lái),而另外8頭沒(méi)有實(shí)施冷卻的豬只有2頭活了下來(lái)。
這類(lèi)技術(shù)的快速應用對于中風(fēng)患者可能尤其是好消息!澳龎K破裂藥只能在醫院做過(guò)大腦掃描和診斷后才能使用,”他說(shuō),“但是在現場(chǎng)中風(fēng)的情況下,利用低溫治療延長(cháng)時(shí)間,可以使藥物在更多損害發(fā)生之前起效!
愛(ài)丁堡皇家醫院的理查德·里昂正在研究低溫治療背后的機制,他表示目前尚不能確定在心臟驟,F場(chǎng)立即降溫比數小時(shí)后降溫更能顯著(zhù)降低大腦損傷,因為現在出現了一些矛盾的研究。但是,他說(shuō),在任何情況下,低溫治療在醫院中的更廣泛應用都能從根本上改善患者的治療結果。
“現在的研究顯示,(在治療大腦傷害時(shí))采用低溫治療,每7個(gè)本來(lái)基本要死亡的人中就有1人能活下來(lái),每6個(gè)待復蘇者中就有1個(gè)能基本避免顯著(zhù)的大腦損傷!彼f(shuō),“這可能是復蘇醫療的一場(chǎng)真正革命!薄
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