心衰患者是否能通過人造心臟延長生？

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人造心臟現實嗎？

首先我們要簡要了解一下心臟結構：
首先心臟跳動需要一個指揮官發放指令，這個司令官就是竇房結，當竇房結往下發放衝動（指令），心肌細胞這些士兵就會工作，完成心臟收縮，把血液泵出心臟給其他器官用。然而士兵不能光幹活不吃飯，這時候冠狀動脈把血液輸送給這些心肌細胞，把血液里的氧氣，營養輸送給他們，心肌才能持續的工作。
如此看來心臟是由——心肌（包括心肌細胞和其它一些功能細胞），傳導系統，冠狀動脈構成。任何一個部分出了問題，都導致疾病。
大家聽的最多的就是心肌梗死（談虎色變），乃血管出了問題。血管堵了，士兵們沒有糧食吃，自然都餓死了不工作了，從而心力衰竭，心臟破裂，猝死等都會發生。

如此，有個大概的了解，我們進入正題~

1.1 狹義人造心臟
狹義的說人工心臟，大家會.......嗯......聯想成這樣的。

然而並沒有~

其實是~這樣~

或者。。。這樣

恩.....還有這樣

然而在醫學搜索引擎pubmed中檢索可以看到，最近幾十年關於人工心臟的研究少之又少，可見，在人工心臟的研發上還是沒有突破性的成果。

就目前國際上的進展我們來簡單說說。

1.1.1 人工心臟的更迭
大概在阿姆斯特朗登上月球前的7年前，有兩個叫做Akutsu and Kolff的科學家首先發明了最早期的人工心臟，並且成功移植在了動物身上（感謝這幾隻小動物），屆時人工心臟的研究一時風靡。

實際上「人工心臟」的概念就是把心泵換成機械泵，由外置的機械泵來泵血，從而替換已經衰竭的心臟。

1969年，最早的人工心臟是這個樣子的~

看上去有點...像ET.....

這個ET運作方式大概就是在體外有一個壓縮機，這個壓縮機可以把空氣打入裝置從而推動血液進入主動脈肺動脈，然後在有出氣管道排出氣。厲害的是，這個ET可以做到一分鐘「跳」70次！！向外輸送5升/分鐘的血液。

這種最早期的裝置最主要的不便就是體外有一個較大的控制設備，行動自然不便。

然而在科學家們為新機械充滿期待的時候，老約翰此刻坐在病床上，心想著自己大限已到，縱然一生豪邁，也終有落塵的這一天，不過他還是決定再做一件了不起的事，那就是接受了一項還未知的人工心臟移植手術。

心臟移植後的32小時，去世了，敗血症感染。

1981年和1982年相繼出現了兩款新型的人工心臟，前者像耳機，後者像吸塵器。我懷疑後者靈感來源於吸塵器有沒有？

前面這款人工心臟是1969年款的改良，然而並沒有什麼卵用。移植給一個36歲青年，只支撐了55個小時，此後換行真 · 心臟移植術，1周後死亡。後面這個看上去像吸塵器的人工心臟稍微厲害點，不過最多也只活了620天。

隨後一系列的技術更迭我就不細說了，實際上，以上的幾種設備，都是用於真·心臟移植前的過度階段，都還沒有真正的實現徹底換心，在臨時心臟的幫助下，最長一位臨時人工心臟移植的病人活了1374天，也算是一個很不錯的突破了。

1.1.2 完全性人工心臟移植技術
可是~~可供真·心臟移植的心臟還是少之又少，於是美國國家心肺血協會大大增加了人工心臟的研究經費，倒是吸引了不少研究者駐足。
例如這款：

我一時間想不出來像什麼，腦洞大的可以想想看。

感覺要被淋淋吸進去了。。

你要問我原理，我已經無能為力了。上面這兩款都還沒有被嘗試移植到人體，可見這兩款技術還尚未純熟。

再後來，時間已經來到了2001年，AbioCor?人工心臟，成為當時唯一一款應用在人上的裝置。

（科技感越來越強了有木有）
14個人納入到了這個臨床研究中，其中3個人死於圍手術期，6個人因多器官衰竭在術後6個月內死亡。剩下的5個人活了9-12個月。

1.1.3 左室輔助裝置
正如我正文開始提到的，心肌細胞就是兵，如果兵不幹活了，總要有人來幹活，左室輔助裝置孕育而生。
心臟輔助裝置的發展比完全性的人工心臟發展的要好的多，他作為一種機械泵，可以帶動血流，從而減少自體心臟的負荷，改善心臟功能。就好比小明他爸來接小明，書包是小明爸背的，小明自然活蹦亂跳。這項裝置和之前不同之處在於，患者本人的心臟還是保留的。

右邊這個有點像吹風機有沒有？科技感已經很強了。。

就拿HeartMate公司這款吹風機為例，他已經拋棄了早期用壓縮空氣推動血運的方式，而改用螺旋槳式的排血方式，而螺旋電機的運作也不用依賴外接的控制台，外部只需要接一個電池組即可。然而這種泵最大的局限性在於，它的電機泵耐久性差，很少有工作到24個月的。 REMATCH研究顯示，安裝左室輔助裝置的病人一年生存率達52%，而僅藥物治療的病人一年生存率只有25%。兩年生存率前者24%，後者只有8%。

至此，關於狹義的心臟移植差不多已經介紹完了。從數據來看，大多數移植的病人都活不過2年。。而這項技術發展開始到現在，就面臨太多的問題，比如感染，血栓，多器官衰竭等。所以真正想看到鋼鐵俠那種科技感十足的心臟，再等200年吧。

1.2 廣義的人工心臟
開題時候已經提及，心臟由心肌等細胞，傳導系統和血管構成。
雖然說狹義的人工心臟還未實現，但是廣義的部分人工心臟已經實現了，例如替代堵塞血管的冠狀動脈支架，代替生病的司令官的起搏器，CRT，ICD，還有替代心臟瓣膜的生物瓣膜或機械瓣膜。而且這些輔助裝置早已用於臨床，而且相當一部分還是疾病治療的IA類的指證，即治療某些疾病最佳策略。

1.2.1 冠狀動脈支架
前面提及血管輸送氧氣營養給心肌，但是當冠狀動脈斑塊破裂導致血栓形成後，心肌細胞就處於瀕死的邊緣了。支架的作用就是把血栓給撐開，恢復這條血管運輸養分的功能。

A中箭頭部位就是狹窄的血管，B圖可以看到一根細細的導絲穿過，C可以看到這根血管再次通暢了。

且和人工心臟相比，關於支架的研究從1990年開始迅猛增長。也說明這項技術的潛力無限，也正因為介入技術的純熟，讓心內科的醫生走上高富帥行列（同為高富帥行列的還有骨科，比高富帥行列更高的是腫瘤科醫生——人生淫家，醫生朋友們你們懂的）

1.2.2 起搏器
當司令官不能下發命令的時候，這時候起搏器就發揮了他的作用。

正常人心臟跳動是這樣的：

然而三度房室傳導阻滯病人心電圖是這樣的：

大家可以看到這個像山峰一樣的電衝動，大家就當做指揮官的指令吧。這個指令出現一次，心臟就跳一次。正常人一分鐘60-100次心跳，而這樣的病人一分鐘只有30多次，一分鐘心跳30次怎麼夠用呢！！病人大多會表現為暈厥黑曚，運氣好一點暈倒在自家的床上，運氣不好點暈倒在大馬路上，
你說是扶他好，還是扶他好？還是扶他好？？當然最嚴重的就是——死。

起搏器說：I can I up, no can no beebee。

起搏器和冠脈支架手術和下面提及的其他裝置，都是不需要開胸，不需要切除心臟的介入手術。起搏器的原理就是通過鎖骨下靜脈（如下圖）戳一個小口，將一個電極絲伸到右心室，然後把可以程式控制的起搏器裝置連接在電極絲上。當心臟自己不跳的時候，他可以識別出這次不跳動，並且給予發放指令，刺激心臟進行跳動。

1.2.3 心臟再同步治療（CRT）
相當一部分心梗心衰病人會伴有左束支傳導阻滯，實際上就是司令官發放信號的時候，到達右室的信號快，到達左室的信號慢，導致左右心室的士兵們工作不同步，從而導致心臟功能受損。

然而科學家們早已看透了一切。。心臟再同步治療孕育而生。

CRT其實為起搏器的一種。你不是不一起跳嗎，那我就左右心室各放一個電極線同時刺激發放信號，看你還一不一起跳。

1.2.4 植入性除顫器（ICD）
看過醫療劇的人都會看到過這樣的場景：一個病人快不行了，醫生拿來兩個電熨斗樣的東西按在患者胸前，電源一開，患者就被類似衝擊波一樣的東西打了一下。這個電熨斗，就是除顫儀。

心衰的病人常常會發生心室顫動，心室顫動實際上就是所有的士兵工作方向都不一致，司令官讓你往東打，士兵們卻東南西北各個方向亂跑。這樣心臟就不能正常工作了。除顫儀的作用就是給每個士兵一個巴掌「八格牙路」，然後恢復正常功能。咱不需要理解除顫儀的具體機制，否則又要碼太多廢話。

現在這種除顫儀可以裝在心臟上，有沒有覺得很牛逼？

1.2.5 人工瓣膜
最後還有一個重要的裝置叫做人工瓣膜。
這裡稍微解釋下，心臟工作需要一個開關。就好比水庫的閥門。蓄水就要關閉閥門。由靜脈抽吸過來的血液，瓣膜把入口和出口都關上，心臟壓縮這部分血液，當心腔內壓力大於出口的瓣膜阻力時，血就被射出去。然而如果沒有瓣膜功能，心臟蓄水和排水的功能都會紊亂。

過去人們總會聽說過「風濕性心瓣膜病」，就是心臟瓣膜病變導致心功能異常。

目前的人工瓣膜有機械性的機械瓣膜和生物瓣膜，利用機械或生物模擬材料製造成瓣膜的樣子，作為替代開關。

換瓣手術可以是外科手術，而現在，換瓣也可以通過介入手術實現。目前在研發中的瓣膜很多如下圖。

植入這種人工瓣膜的方法如下。目前FDA批准的瓣膜種類有很多，這些瓣膜可以明顯降低患者死亡率。

2. 總結
隨著科技的發展，心臟輔助裝置將會越來越多，越來越符合人體生理機能。在我看來，在未來，「部分心臟裝置」將比「人工心臟」更有前景，發展更為迅速。因為，一方面診斷方法越來越精準，現代人對自己的健康越來越關注，患者往往在心衰，冠心病，瓣膜病的早中期即可被發現，早期發現早期植入了輔助裝置後，心臟惡化到需要換心臟的可能性就越低。
例如，心梗病人早期行支架植入術，顯著降低遠期死亡率；心衰冠心病患者在指證允許的情況下裝ICD可以有效防止猝死的發生。如果說「換心臟」太過於粗暴，那麼「心臟輔助設備」則是和自體心臟在做朋友，相互輔助。

另一方面，「換心臟」畢竟是一件驚悚的事。手術困難，患者害怕，花費昂貴，效果還不是很好，這麼出力不討好，未來發展可見而知。從下圖也可以看出，僅支架一項的研究，就甩「人工心臟」十幾條，更不要說加上起搏器，人工瓣膜了。

「人工心臟」：

「支架」：

因此總結：「人工心臟」的發展是緩慢的，而「部分心臟輔助設備」將會越來越熱。想看到鋼鐵俠那樣的，就只能靠YY了。

可以的，先佔位，有空來寫，關於心臟輔助裝置和心臟移植的topic。
最近寫的一篇科普拿來填坑。

今年六月份，中央電視台的一則新聞引起了大家的強烈好奇。新聞的主角是一個25歲的美國黑人小伙兒，他每天過著與常人一樣的生活，唯一特別的是，他總是背著一個灰色的背包，而且背包里還有兩根管道與他的身體相連。原來這個看似正常的小夥子，其實是一個患有嚴重心力衰竭的病人，隨時面臨死亡的威脅，只有心臟移植手術才能救命。可是心臟供體非常匱乏，至少要等一年以上，於是醫生使用了一顆「人工心臟」替換他病變的心臟，背上的背包就是這顆「人工心臟」的電池。黑人小伙兒靠著這顆「人工心臟」生活了555天，最終等來了心臟移植，挽救了生命。

那麼，到底什麼是「人工心臟」?這一技術成熟嗎？「人工心臟」真的能完全代替人的心臟嗎？

起源

幾乎所有的心臟疾病發展到最後都會表現為心力衰竭(心衰)，其發病率隨著人口老齡化的發展而顯著上升。據統計，目前全球心衰患者已達2250萬人，每年都有超過700萬的患者因此而逝世。對於這一類患者，心臟移植是公認的治療「金標準」，大部分病人在心臟移植術後可生存5-10年乃至更長。目前每年全球大約完成4500例心臟移植，我國每年完成300餘例，華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院自2012年來成功完成120例心臟移植，挽救了很多患者的生命。

然而心臟供體的嚴重匱乏制約了心臟移植的作用，每年都有幾百萬患者因等不到合適的心臟供體而死亡。那麼，有沒有可能人造一顆心臟出來，挽救這些患者的生命呢？

「心臟既然能長出來，就一定能被造出來」，這是人工心臟先驅威廉·約翰·科爾夫（Willem Johan Kolff）所說的名言。事實上，「人工腎」，即我們現在所熟知的透析裝置就是由科爾夫研發出來的，然後心臟的結構更為複雜，人工心臟的發展歷程充滿坎坷。

心室輔助裝置

最開始的「人工心臟」指的實際上是「心室輔助裝置」（Ventricular Assist Device, VAD）。我們的心臟分為四個腔室：左心房、左心室、右心房和右心室，其中心房負責全身血液迴流，而心室負責泵血。其中主要負責向全身泵血的是左心室，絕大部分心衰患者也都是左心衰竭，因此人工心臟的研製目標一開始就定位為左心室輔助裝置。

提到人類歷史上的第一例人工心臟移植手術，就不得不提心臟外科歷史上兩位大師的一段著名恩怨。麥克·埃利斯·德貝奇(Michael Ellis Debakey)是世界著名外科醫生，被稱為「心血管外科之父」。丹頓·阿瑟·庫利(Denton Arthur Cooley)則是完成美國第一例心臟移植的外科醫生。1953年庫利醫生來到貝勒醫學院心臟外科，師從當時的外科主任德貝奇醫生，兩人合作十餘年，創造了很多心臟大血管外科的奇蹟和世界紀錄。德貝奇醫生一直熱衷於人造心臟，1969年他們和其他合作夥伴一起完成了第一例「人工心臟」即左室輔助裝置的研發。德貝奇醫生將世界第一例人工心臟移植的手術安排在1969年4月4日禮拜五，但由於同一天德貝奇醫生要去其它地方做學術報告，手術日期又被改到了4月7日禮拜一。然後庫利醫生卻在德貝奇醫生不在的時候把手術日期又改回了4月4日，並完成了世界第一例人工心臟移植術。庫利醫生因此而名垂青史，但生氣的德貝奇醫生卻因此而和庫利醫生分道揚鑣。

此後的四十多年裡，兩位大師在心臟外科的各個領域展開了激烈的競爭，各自鑄就了自己的輝煌，也一起推動了心臟外科的發展。2006年，即德貝奇醫生去世前兩年，兩位大師終於握手言和，一笑泯恩仇，成為了醫學史上的一段佳話。

第一例的人工心臟VAD移植手術非常成功，該裝置運轉了64個小時，患者成功存活並等來了合適的供體進行了心臟移植。這一代的心室輔助裝置以充盈–排空模式模擬自然心臟產生波動性血流為特點，代表性的產品有HeartMateXVE和Novacor。據統計有超過7000例心衰患者接受了上述左心輔助裝置支持，延續了生命。然而這一代產品結構複雜、體積龐大，患者生存率難以令人滿意。

第二代的心室輔助裝置以離心泵或軸流泵驅動血流，主要代表產品有HeartMateII、Jarvik-2000等。這一代的心室輔助裝置體積小、耐久性長，且顯著的提高了患者的生存率和生活質量，目前在臨床應用廣泛，已成為心臟移植前過度支持治療的首選。

第三代為磁懸浮心室輔助裝置，體積更小，性能更穩定，代表產品有Ivcor和HVAD，目前正在進行臨床試驗中。

全人工心臟

雖然上述的左心室輔助裝置挽救了很多心衰患者的生命，然而它仍然不是真正意義上的人工心臟，因為它只能部分代替我們心臟的功能。對一些更嚴重的心衰患者，迫切需要一種全心輔助裝置，於是全人工心臟(Total Artificial Heart,TAH)應運而生。

第一個全人工心臟由威廉·約翰·科爾夫和他的助手威廉·德弗里(William C. DeVries)和羅伯特·考夫勒·加維克(Robert Koffler Jarvik)共同研製，命名為加維克7號（Jarvik-7）。經過反覆的動物實驗，1982年他們決定把該技術應用在人體上。第一例全人工心臟移植手術的病人本人也是一位醫生，儘管他知道人工心臟技術仍然不成熟，他仍然選擇了接受移植手術，為醫學的發展做出貢獻，最終他存活了112天。

隨著技術的不斷進步，人工心臟逐漸成熟。美國的Abiomed公司經過近30年的研發，最終推出了一款成熟的全人工心臟Abiocor，2001年獲美國食品與藥品管理局（FDA）批准，可永久植入人體，而不是作為心臟移植前的過度手段。該裝置採用了經皮能量傳輸裝置，可以通過皮膚傳輸能量，因此可以把整個裝置植入人體而不需要額外的電線連接至體外。

目前應用最廣泛的是辛卡迪亞（SynAcrdia）全人工心臟，這是迄今問世的十餘種全人工心臟裝置中最成功的一款，也是唯一一個經過美國、加拿大及歐洲認證的全人工心臟，本文開頭提到的新聞里的男主角應用的就是該款產品。

未來的人工心臟體型會更小、便攜，並可無線傳輸能量，利用互聯網進行檢測和控制，是終末期心衰患者過上和正常人一樣的生活。

人工心臟在中國

我國人工心臟研發最早在80年代就已經開始，但是由於經濟水平及科技實力的限制，一直沒有太大進展。最近十幾年來，部分醫療機構與歐洲合作，開展了一部分人工心臟移植的工作，但由於該技術並不完美，再加上我國的醫療制度的不完善及特殊的醫療環境，最終不了了之。筆者因為工作關係與德國柏林心臟中心的翁渝國教授有過交流，翁教授是歐洲開展人造心臟最多的華裔外科醫生，一直關注國內人工心臟的發展，他呼籲不光要提高技術上的創新能力，更要給醫生以尊嚴和寬鬆的醫療環境，如此才能進行醫學上的重大探索。譬如美國FDA針對這樣的前沿醫療器械專門有「人道主義器械豁免（Humanitarian Device Exemption，HDE）條款，即對這種處於研髮狀態的器械，只要能證明對患者的使用是利大於弊，即可批准上市，避免了一般的冗長審批程序和監管，而且還可以享受減稅和延長專利保護等優惠，鼓勵醫療創新。如果醫生沒有完善的法律保護，不能獲得患者和社會的充分理解和寬容，則醫學創新無從談起。

近幾年，隨著我國科技水平的進步及醫療環境的改善，已有多款國產人工心臟進入了動物實驗階段。

結語

廣義的人工心臟包括「心室輔助裝置」和「全人工心臟」，技術上目前還不完美，但已經延續了很多終末期心臟病患者的生命，目前該技術主要作為心臟移植術前的替代輔助技術。隨著生物工程技術和幹細胞技術的發展，相信未來的人工心臟技術會越來越完善，最終完全替代人體心臟，給心衰患者帶來重生的希望。

心衰患者要注意限制鈉鹽的攝入：體內攝入鈉鹽過多，全身血液容量隨之增多，心臟的負擔也隨之增加，使本來已經衰竭的心臟，病情程度更加重。如全身浮腫明顯，每日的飲水量更應嚴格控制。少食多餐，注重營養：心衰的患者肝臟和胃腸道都有淤血，食慾以及消化吸收能力較差，應採取定時定量少食多餐的方法，每日最好吃4~5餐，每餐吃八分飽，以流質或半流質食物為宜。在不增加心臟負擔的同時，吃些營養豐富的食物，如瘦肉、魚類、蛋類、乳類、豆類，以及新鮮蔬菜和瓜果，以補充富含各種必需氨基酸的優良蛋白質、維生素B族、C等。

2016 年歐洲急性與慢性心衰診治指南：11. 有癥狀性心衰患者可考慮應用 Omega-3 多不飽和脂肪酸，以降低因心血管病住院與心血管死亡風險，參考的研究是GISSI-HF研究，這是利用高純度Omega-3降低心血管風險的研究。

機械心臟有的