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在死亡之门,他被冻住了

新技术如何从一旦死亡中恢复患者。

2007年,当时52岁的纽约市消防局副局长帕特里克·萨维奇(Patrick Savage)在一个早上之后心脏骤停

2007年,当时52岁的纽约市消防局副局长帕特里克·萨维奇在跑步机上晨跑后心脏骤停。自1984年以来,他每年都参加铁人三项比赛,但心脏病的遗传易感性最终让他意识到了这一点。在哥伦比亚大学医学中心,医生们实施了心肺复苏技术,但萨维奇没有反弹。在六个小时内,萨维奇的脸周期性地变紫,经历了七次连续的心脏骤停。有一次,当时哥伦比亚医院的神经强化医师斯蒂芬·迈耶(Stephan Mayer)与副主任的妻子玛丽·格雷斯·萨维奇(Mary Grace Savage)交谈,她是一名在他重症监护病房工作的护士。

“他可能不会成功,”Mayer说。因为野蛮人一直“无缝” - 他心脏停止跳动,总共约90分钟 - 由于缺氧,他可能会遭受脑死亡。

“我知道,”玛丽回答。

尽管预后很糟糕,医生们拒绝放弃。他们把萨维奇放在一个心脏泵和一个心室辅助装置上,让他的心脏继续跳动。但他们担心他的大脑。神经元是身体中能量最高的细胞,所以当氧气稀缺时,大脑可能是第一个死亡的器官。医生们知道萨维奇的希望渺茫,多亏了一项革命性的措施,即治疗性低温,一种用于长时间无脉搏的心脏骤停患者的复苏技术。病人被冷却到华氏90度左右,这会减慢身体的新陈代谢,减缓脑死亡的过程。医疗小组在萨维奇的全身放置了粘粘的冷冻垫,并将一根热交换导管穿过他的股静脉进入腔静脉——将血液输送到心脏的大静脉。通过导管,他们循环冷却的生理盐水,不断地把热量排出他的身体。

纵观历史,医学上的突破表明,人体的复原能力比之前想象的要强,这为医生们提供了拯救生命的新机会。仅仅在60年前,死亡还不是一个可以被打断的过程,而是一个时间上的瞬间:如果你的心脏停止跳动,你就死了。生命支持设备,加上现有的CPR知识,改变了这一点。1968年,哈佛医学院的一个委员会提出了新的失效标准:脑死亡。如今,如果一个人的整个大脑,包括脑干停止工作,不管他的心脏是否还在跳动,那么他在法律上就是死亡。梅耶尔说,由于对细胞功能的深入研究,低体温疗法已经进入医学领域,可以在“心脏停止跳动,但细胞还活着”的关键时刻恢复大脑功能。这是一段复杂的、充满生物学意义的时期。

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“它们没有脉搏,它们在试图死亡,而我们正试图阻止它们死亡。”

正常情况下,当葡萄糖和氧气进入神经元时,线粒体(每个细胞的动力源)燃烧葡萄糖,就像发动机燃烧汽油一样。每一个葡萄糖分子都会产生三磷酸腺苷(ATP)分子,这是细胞用于新陈代谢的能量货币。但在没有氧气和葡萄糖的情况下,ATP无法帮助将钠和钙泵出细胞,而这两种元素会在神经元内部积聚。在正常情况下,脑细胞保留着轻微的负电荷,但细胞内的钠离子积聚和大量钙离子涌入受损的神经元,导致电去极化波席卷整个大脑。

然后,神经元开始释放谷氨酸——一种通常在大脑中少量存在的神经递质——高浓度会导致细胞极度过度激活。谷氨酸迅速累积到有毒水平。这将神经元细胞置于细胞程序性死亡的路径上:自由基形成,组织酸度增加,过氧化氢开始形成,在细胞的脂质膜上烧出洞。细胞骨架的蛋白质支架,一种帮助细胞结构的纤维网络,崩溃了;这些细胞会向其他细胞泄漏炎性介质,这是急性损伤的信号;血脑屏障开始瓦解。梅耶尔现在是西奈山伊坎医学院(Icahn School of Medicine at Mount Sinai)重症监护医学研究所(Institute for Critical Care Medicine)的所长,他把这一过程比作泰坦尼克号的沉没,海水越涨越快,直到船到达无法返回的位置。“随着细胞内钙的大量涌入,这是棺材上的最后一颗钉子,你就完了,”他说。

但即使是这些高度敏感的脑细胞也不会立即死亡。大脑中不同的细胞群对缺氧和葡萄糖有不同的耐受性阈值。在氧气供应中断10或15分钟后,大脑可以相当正常地恢复,尽管一些神经元会死亡,这可能导致一些记忆丧失。根据氧气的流动有多低以及大脑燃烧的速度有多慢,细胞可以存活数小时,这是医务人员现在所了解的。冷却降低了维持细胞完整性所需的能量需求,从而延长了细胞的寿命。矛盾的是,缺氧一段时间后血液循环的恢复也会损害细胞,所以在恢复过程中减缓代谢过程有助于大脑恢复。“这就像是你的大脑在燃烧,而体温过低就像是往火里泼水,”梅耶尔说。

现在匹兹堡大学的医生们正在把治疗性体温降低到一个全新的水平。在最近由马里兰大学外科ICU主任Samuel Tisherman领导的一项临床试验中,医生们将暴力创伤的受害者冷却到华氏55度左右。在那样的温度下,人类的心脏不能跳动。但是,Tisherman解释说,寒冷的潜在好处使其成为值得冒的风险。

在美国,34岁以下人群中近三分之二的死亡是由于受伤和暴力造成的。暴力创伤的受害者几分钟内流血过快,外科医生无法修复伤口。与心脏骤停患者类似,他们的大脑也会缺氧,但他们几乎没有剩余的血液可以泵送。“在心脏猝死的情况下,心脏仍然充满血液,所以你可以通过CPR保持它的抽吸并延长时间,”密歇根大学普通外科学主任Hasan Alam解释说。“但在流血的情况下,你没有这种能力。”

取而代之的是,创伤患者被注入冷冻盐水,这是阿拉姆在猪身上帮助开创的方法。在这项尖端的紧急保存和复苏技术(EPR)中,外科医生将导管插入主动脉,直至患者头部。盐水被直接泵入他们的静脉,首先快速冷却大脑,然后冷却身体。这让医生们停止计时,争取时间,直到病人的出血得到控制。在55度时,身体消耗的氧气量仅为正常需要量的4%,并且能够忍受几个小时内没有血液流动。在阿拉姆的实验室里,一头猪在成功苏醒前失血20或30分钟后暂时死亡的最长时间是3小时。然而,匹兹堡研究小组并不认为他们的病人已经死亡,即使是暂时的。Tisherman说:“我们真的不想认为这些病人已经死了。”。“它们没有脉搏,它们试图死亡,我们试图阻止它们死亡。”

伤口一旦修复,病人就会逐渐被重新加热,否则他们的血压会下降,颅内压会上升,导致永久性死亡。一旦病人被重新加热到华氏90度,他们就会被保持在这个温度长达12小时,这样他们“闷烧”的大脑就可以慢慢恢复。

“这项技术正在按照我们的说法进化,”马里兰大学休克创伤中心的主治医师Thomas Scalea说,他将很快加入匹兹堡的临床试验。他说,该中心目前正在开发的冷却体外循环机的原型只有汽水罐大小,而且“非常光滑”。这些机器为医务人员提供了拯救生命的更大机会。宾夕法尼亚大学的复苏科学中心主任Lance Becker说:“这比我们以前认为的四分钟的障碍要长得多。”“随着我们对新陈代谢的本质了解的深入,我们可以想出越来越好的方法来重新启动停止的大脑和停止的心脏。”

萨维奇副局长是幸运的——他的大脑和心脏都成功地苏醒了。大约在他恢复体温一周后,一名护士看到他走路时几乎晕倒了。

他至今还没有错过铁人三项比赛。


基拉Peikoff他是一位驻纽约的记者兼小说家《纽约时报》《石板》《沙龙》和其他出版物。她是恐怖小说的作者活生生的例子《没有时间去死》@KiraPeikoff

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