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维尔纳·福斯曼:为自己心脏插管并荣获诺贝尔奖的医生

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Original medical illustration for: Werner Forssmann: The Doctor Who Catheterized His Own Heart and Won the Nobel Prize

目录

要点

  • 心导管检查由福斯曼于1929年首次在自己身上实施,如今已在全球范围内成为常规操作。
  • 该手术无需进行开胸手术和全身麻醉,仅需小切口和局部麻醉即可。
  • 它使冠状动脉造影、血管成形术、支架植入术、心脏起搏器植入术和瓣膜修复成为可能。
  • 现代心导管检查是最安全的诊断工具之一,严重并发症的风险很低。
  • 福斯曼因开发这项技术与两位美国医生共同获得了1956年诺贝尔奖。

背景:为什么这个故事很重要

想象一下,一位心脏病学家将导尿管插入患者的手臂静脉,并将其一直引导至心脏。如今,这项被称为心导管检查的 procedure 每年进行数百万次,被认为是现代心脏护理的基石。然而,当维尔纳·福斯曼在 1920 年代首次提出这一想法时,人们认为这是难以置信的,甚至是不可能的。

福斯曼的故事不仅仅是一个历史趣闻。它是当今拯救无数生命的技术的起源故事——从冠状动脉造影到球囊血管成形术和心脏起搏器植入术。了解这一突破是如何发生的,有助于患者欣赏现代心脏医学所经历的非凡历程。

早年生活与教育

维尔纳·福斯曼于1904年8月29日出生在德国柏林。他的父亲是一名律师,在1916年第一次世界大战中阵亡,当时维尔纳年仅12岁。当时,年轻的维尔纳是阿斯卡尼希人文中学的学生,遵循着家族对这种严谨且备受尊重的教育的传统。

父亲去世后,家庭面临经济困难。他的母亲无法依靠微薄的养老金支撑家庭,不得不担任办公室职员。他的祖母介入监督他的教育并管理家务。

维尔纳经常拜访他住在柏林郊外的叔叔沃尔特(一位全科医生)的诊所。这些 visit 在他心中种下了抱负的种子:他决心成为一名医生。这一意愿因一份家庭礼物而得到鼓励——他在坚振礼时收到的一台精美的莱茨显微镜。他用它来研究从水族箱中收集的原生动物(微小的单细胞生物)。

在1922年毕业前夕,他的老师塞米勒问他打算从事什么职业。维尔纳改变了主意,回答说:“工匠。”老师回答说:“福斯曼,当你成为工匠时,每个人都会赚钱,但你会是例外。你必须学习医学。这是你的天赋所在。”事实确实如此。

大胆的想法:无需手术即可触及心脏

福斯曼于1922年进入柏林的弗里德里希-威廉大学医学院学习。他两位最杰出的老师是R.菲克教授(著名生理学家阿道夫·菲克的儿子,每位心脏病专家都熟知)和F.科普施教授,后者在福斯曼心中植入了“通过血管无创地”到达心脏的想法——即通过血管而不切开胸腔。

在1928年2月通过国家考试后,福斯曼准备了一篇关于肝提取物对血液化学影响的博士论文。作为他愿意在自己身上进行实验的早期迹象,他开始每天服用一升肝提取物作为他的第一个自我实验。

他难以找到内科住院医师职位,因此被埃伯斯瓦尔德的奥古斯特-维多利亚之家外科第二科录取。他的上级是理查德·施奈德博士,一位精通普通外科、产科、妇科和内科的医生。

通过痛苦的临床经验,福斯曼逐渐意识到临床诊断与死后(尸检)发现之间经常存在差异。他特别感兴趣的是二尖瓣狭窄(心脏二尖瓣变窄)过程中肺纤维化(肺组织硬化)的发展,以及一个紧迫的临床问题:是否应该对二尖瓣缺陷进行手术。

福斯曼坚信解决方案是找到一条无需全身麻醉即可安全到达心脏的路径,不干扰胸腔内压力,也不引发危险的反射。他对法国生理学家马雷著作中的一幅旧版画着迷,画中描绘了一名男子通过颈静脉将管子插入马的心脏以测量心室压力变化。

但福斯曼拒绝了颈静脉途径。相反,他决定尝试通过肘静脉(肘窝处的一条静脉)的途径,在手臂抬高的情况下将输尿管导管向心脏推进。所需的唯一外科步骤是在局部麻醉下做一个小切口。

1929年大胆的自我实验

福斯曼与他的上级施奈德博士详细讨论了他精心准备的计划。许可被拒绝。上级无法允许在他的小型科室进行实验,并建议他先进行动物实验。福斯曼随后提出自我实验——这也因担心福斯曼的安全而被拒绝。

故事在此处出现了非凡的转折。福斯曼与手术室护士格尔德·迪岑讨论了她的计划。她负责监督手术器械,因此她的批准至关重要。经过两周的深思熟虑,她被说服并提供了全力支持——甚至自愿成为心导管检查的第一位受试者。

1929年夏初的一天,福斯曼假装准备对格尔德·迪岑的左臂进行切口。她本想坐在椅子上,但他表示由于局部麻醉可能产生的副作用,躺在手术台上会更好。当她摆好姿势时,福斯曼将她的双腿和双手牢牢固定住。

在她未察觉的情况下,他对自己左肘部区域(左肘弯曲处)进行了局部麻醉。为了争取麻醉起效的时间,他继续准备她的手臂以进行切口。随后,感觉到麻醉生效,他在自己的左臂上切开伤口,将输尿管导管插入约30厘米(约12英寸),并用无菌敷料覆盖伤口。

随后他松开了护士的右手,让她呼叫X光室护士。直到那时,格尔德·迪岑才意识到导管连接在他的手臂上,而不是她的。她哭了起来并抱怨她的沮丧。但福斯曼完全放开了她,两人一起前往楼下的一层X光室。

在那里,X光室护士伊娃将福斯曼定位在荧光透视仪(一种实时X射线成像设备)后面。与此同时,福斯曼的朋友彼得·罗迈斯冲进房间,试图从福斯曼的静脉中拔出导管。福斯曼制服了他。

伊娃拿着一面镜子,让他能看到自己胸部和左臂的荧光透视图像,福斯曼看着导管到达肩关节区域。他将导管推进到60厘米标记处(约24英寸),并在他的右心室腔——心脏的右侧泵血腔——看到了其尖端,正如他所想象的那样。该位置通过胸部X光片进行了记录。

福斯曼从兴奋中刚刚恢复过来,就被传唤到他非常不满的主治医生面前。但他通过向施奈德医生展示X光片说服了他。在适当的祝贺之后,福斯曼获准进行第二次心导管检查,这次是在一位临终女性患者身上进行。

对于该程序,福斯曼使用导管将药物直接输送到右心室,这被证明比常规的静脉(i.v.)途径更有效。值得注意的是,导管是在没有荧光透视引导的情况下推进的,仅通过测量身体表面的距离进行引导。后来的尸检证实了导管在右心室的精确位置,证明了导管可以在没有实时X射线控制的情况下安全地推进到心脏。

福斯曼的报告提交给了Klinische Wochenschrift(一份德国医学期刊),并在短时间内被接受。

余波:谴责与持续研究

在主治医生的鼓励下,福斯曼继续在柏林夏里特医院(欧洲最负盛名的医院之一)完成他的外科住院医师培训,直到1929年10月。在1929年11月5日,他题为"Über die Sondierung des rechten Herzens"(《关于右心的导管检查》)的报告发表了。

这在大型机构中引起了动荡,主要是因为它吸引了媒体关注。福斯曼被立即解雇,因为他没有向新主管F.绍尔布鲁赫教授申请发表许可。幸运的是,他被允许返回埃伯斯瓦尔德。

在那里,他继续用兔子和狗进行动物实验研究,使用一种称为Thorotrast的造影剂来可视化心脏腔室(早期形式的冠状动脉造影)。他还继续进行自我实验,对自己进行了总共九次心导管检查。

这些成就使他成为心脏病学的奠基人之一。他的贡献包括:

  • 带有荧光透视控制的心导管检查(实时X射线引导)
  • 不带荧光透视控制的心导管检查(仅使用表面测量)
  • 介入性心导管治疗(将药物直接输送到心脏)

1931年,绍尔布鲁赫教授邀请福斯曼回到夏里特医院。他同意并一直待到1932年7月底,当时因未达到主管的科学期望而被解雇。然而,他的外科技能得到了认可,并被推荐到美因茨市立医院,他于1932年7月31日抵达那里。

职业挣扎与“复出”

抵达美因茨不久后,福斯曼遇到了一位内科住院医师埃尔斯特·恩格尔博士。他们很快订婚并于1933年结婚。但由于不允许丈夫和妻子在同一家医院工作,两人都必须离开。这对夫妇搬到了柏林,福斯曼开始在鲁道夫·菲尔肖医院从事泌尿科医生的职业生涯。

在第二次世界大战期间,福斯曼担任军医,主要在东线和北线服役。战后他曾被短暂囚禁为战俘,在此期间得知家人已在黑森林的万巴赫村幸存下来。他随后前往那里与家人团聚,并在那里工作了近三年的全科医生。

由于无法获得外科医院的职位,他以泌尿科医生的身份申请,并在巴特克伦纳赫成功获聘,他在那里开设诊所并在Diakonie-Anstalten医院开展手术工作。在这些年里,他已经放弃了发展心导管检查和心脏血管造影想法能够成功的希望。

随后,令他大为惊讶的是,他在战后得知瑞士巴塞尔的儿童科正在运营一个心导管检查实验室。当他第一次进入这样的实验室时,他震惊了。应约翰·麦克迈克尔教授的邀请,他访问了伦敦并参与制作了一部关于心脏导管检查的科学影片。

他还受邀在德国心血管研究学会主席沃尔海姆教授的邀请下,在学会的年会上发表开幕演讲。1951年,他首次见到了安德烈·库南德,这位美籍法国生理学家受福斯曼工作的启发,帮助开发了心导管检查技术。

1954年,福斯曼获得了柏林德国科学院颁发的备受尊崇的莱布尼茨奖章。他将这段人生时期视为“我的复出”。

然而,尽管有包括克宁平教授和法斯本德教授在内的朋友以及甚至德国联邦总统(Bundespräsident)的支持,他在美因茨大学获得教授职位的努力被拒绝了。原因是:他未能完成博士学位论文,且其“局外人”的身份被认为有损德国教职人员的声誉。这是一个苦涩的讽刺:一位开创了革命性医疗技术的人,在自己的国家却未获得学术认可。

诺贝尔奖:1956年10月

随后迎来了医学史上最戏剧性的时刻之一。1956年10月11日,福斯曼正在当地一家酒吧与Vereinte Aquarienfreunde(热带鱼爱好者俱乐部)的成员会面时,他的妻子让他立即回家。一位带有外国口音的女士从波恩打来电话,提到了诺贝尔奖,并说将在晚上10点再次致电。

电话来了。对方要求第二天进行采访。福斯曼拒绝了。但第二天早上,他收到了来自斯德哥尔摩卡罗林斯卡学院的一封信,要求提供一张13×18厘米的照片。随后一位记者告知他,他和两位美国人已被选为诺贝尔奖得主。

1956年10月18日星期四,福斯曼上午为三名肾脏疾病患者进行了手术。刚结束时,医院医务主任进入手术室,用低沉而感动的声音宣布:“福斯曼先生,我想成为第一个祝贺您和您妻子的人。您与两位美国人一起获得了今年的诺贝尔奖。”

这一事件彻底改变了福斯曼一家的生活。他不认为自己是一位世界闻名的人物——只是一名像其他数千名获得这一杰出荣誉的医生一样执业的医师。斯德哥尔摩的诺贝尔颁奖典礼正值匈牙利起义期间,为庆祝活动增添了一丝肃穆的气氛。

福斯曼与安德烈·库南德和迪金森·W·理查兹这两位将心导管检查发展为临床诊断方法的美国人共同分享了1956年诺贝尔生理学或医学奖。他们的 combined 工作将该程序从一项大胆的实验转变为重要的医疗工具。

晚年与持久遗产

诺贝尔奖的众多好处之一是,美因茨大学医学院终于授予福斯曼名誉教授的职位。1957年,他当选为杜塞尔多夫福音医院外科主任——但当地势力再次对他不利,该职位变得难以胜任。

退休后,福斯曼回到了黑森林。他对F. Loogen教授的邀请感到特别高兴,去参观他的心脏科部门,在那里他看到了所有梦想成真的景象,完全符合他的期望:心导管检查实验室、血管造影和介入技术都被用于挽救生命。

维尔纳·福斯曼于1979年6月1日因两次心肌梗死(心脏病发作)去世——对于这位为理解和治疗心脏做出巨大贡献的人来说,这是一个令人痛心的结局。他享年74岁。

临床意义:这对今天的患者意味着什么

福斯曼的工作为现代心脏病患者常规受益的程序奠定了基础。以下是心导管检查在今天能够实现的内容:

  • 冠状动脉造影:通过导管将染料注入冠状动脉以识别阻塞,帮助医生诊断冠状动脉疾病。
  • 球囊血管成形术和支架植入术:带有球囊尖端的导管扩张狭窄的动脉,并放置一个小网状管(支架)以保持血管通畅——通常可以避免进行开胸手术。
  • 心脏起搏器植入术:将电极导线通过静脉送入心脏,以调节异常心律。
  • 直接给药:正如福斯曼在他的第二位患者身上首次证明的那样,药物可以直接注入心脏,从而发挥更快、更有效的作用。
  • 瓣膜修复与置换(TAVR):受损的心脏瓣膜现在可以通过导管进行修复或置换,为那些无法耐受传统手术的患者带来希望。

福斯曼坚持寻求一条“无需全身麻醉且不干扰胸腔压力即可安全到达心脏的路径”,这预示了现代介入心脏病学的目标:微创、以患者为中心且恢复迅速的手术。

他证明导管可以在没有X射线透视的情况下引导至心脏,这在历史上也很重要,使得在没有先进成像设备的条件下也能开展心脏护理。

本历史叙述的局限性

本文是一篇历史人物传记,而非临床研究,应注意以下几点局限性:

  • 该叙述主要依据福斯曼本人的回忆录(《自我实验:一位外科医生的回忆》,1972年出版)以及作者的回忆,其中可能包含个人偏见或记忆偏差。
  • 这次自我实验仅涉及单个个体的一例案例。它未经过伦理审查、知情同意标准或当今所要求的安全协议约束。
  • 对一位终末期患者进行的第二次心导管检查是在没有X射线透视引导的情况下进行的;结果虽然有利,但这种做法不符合现代医疗标准。
  • 福斯曼职业生涯中的挫折是由德国特定的历史与制度环境所塑造的,这些背景在本传记中可能未能充分呈现。
  • 作为典型的传记类文章,本文未提供统计数据、患者结局或对比分析。

给患者的建议

福斯曼的故事为当今的患者提供了若干值得借鉴的经验:

  1. 如果您的医生建议进行心导管检查,请不要害怕。 这项曾经被视为大胆自我实验的操作,如今已成为心脏病学中最安全、最常规的诊断工具之一。每年有数百万例此类操作,严重并发症的风险极低。
  2. 就您的手术提出问题。 现代患者应了解心导管检查的目的、具体过程以及潜在的益处与风险。知情同意如今已成为医疗护理的标准环节。
  3. 信任微创治疗选择。 福斯曼的愿景是在可能的情况下避免开胸手术和全身麻醉。如果您的医生提供基于导管的治療(如血管成形术、支架植入或瓣膜修复),这可能意味着比传统手术更快的恢复时间和更少的风险。
  4. 不要让制度障碍阻碍医学进步。 福斯曼的理念曾多次被拒绝,但最终被证明是正确的。如果您对您的治疗有疑虑,请寻求第二诊疗意见——坚持己见可能挽救生命。
  5. 认识医疗技术背后的人文故事。 每当患者接受心导管检查时,他们便与一段始于1929年德国小型外科病房的勇气、自我牺牲与科学探索的传承相连。了解这段历史可以让手术过程显得不那么令人畏惧,也更有意义。

维尔纳·福斯曼的一生提醒我们,伟大的医学进步往往始于一个愿意质疑既定做法、承担风险并坚信他人所轻视的理念的人。对于当今世界各地的心脏病患者而言,他的遗产体现在每一根安全穿行于人类心脏路径的导管之中。

常见问题

什么是心导管检查,为什么它很重要?

心导管检查是一种将细管插入手臂或腿部静脉并送入心脏的操作。如今,每年有数百万次此类操作,成为现代心脏护理的基石。它使心脏病(包括冠状动脉造影、血管成形术、支架植入和心脏起搏器植入术)的诊断和治疗成为可能。

心导管检查在最初发明时安全吗?

不,那是一次大胆的自身体验。1929年,维尔纳·福斯曼在没有伦理审查或现代安全协议的情况下,对自己进行了首次心导管检查。如今,该操作已成为常规程序,被认为是心脏病学中最安全的诊断工具之一,由受过培训的医生操作时,严重并发症的风险非常低。

如今,心导管检查可以诊断或治疗哪些病症?

心导管检查通过识别阻塞来帮助诊断冠状动脉疾病。它可以通过球囊血管成形术和支架治疗狭窄的动脉,将药物直接输送到心脏,为异常心律放置起搏器,并在不开胸的情况下修复或替换受损的心脏瓣膜,为不适合传统手术的患者提供选择。

心导管检查会疼痛吗?是否需要全身麻醉?

不需要,通常不需要全身麻醉。福斯曼最初的愿景是在不使用全身麻醉的情况下到达心脏,仅使用局部麻醉下的一个小切口。现代导管介入操作属于微创手术,通常耐受性良好,并且往往比传统开胸手术恢复更快、风险更小。

如果医生建议我进行心导管检查,我应该怎么做?

不要害怕。如今,该操作是心脏病学中最安全、最常规的诊断工具之一。询问关于心导管检查的目的、具体过程以及潜在益处和风险的问题。知情同意是当今护理的标准部分,因此您可以在术前与医生讨论所有担忧。

心导管检查如何帮助避免开胸手术?

导管介入治疗允许医生通过球囊和支架打开狭窄的动脉,将药物直接输送到心脏,并通过导管修复或替换受损的心脏瓣膜。这些微创选择意味着比传统手术更快的恢复时间和更少的风险,特别是对于不适合手术的虚弱患者。

维尔纳·福斯曼对当今的心脏病患者留下了什么遗产?

福斯曼在1929年的自身体验为现代介入心脏病学奠定了基础。他坚持在不使用全身麻醉的情况下安全地到达心脏,预见了如今微创、以患者为中心的操作。每当患者接受心导管检查时,他们都受益于他的勇气和科学好奇心,这改变了心脏病的诊断和治疗。

在心导管检查或心脏手术前,我应该寻求第二诊疗意见吗?

第二诊疗意见可以帮助您确认是否需要进行心导管检查或血管成形术、支架植入或瓣膜修复等导管介入治疗,或者是否真的需要开胸手术。福斯曼的故事表明,即使是既定的医学观点也可能是错误的,坚持己见可以挽救生命。如果医生建议进行某项操作,提出问题并寻求另一位专家的意见可以澄清您的选择,并确保您了解风险和益处。Diagnostic Detectives Network 提供独立的专家第二诊疗意见。

来源信息

Original article title: Clinical Cardiology - July 1992 - Heiss - Werner forssmann A german problem with the nobel prize

Original author: H.W. Heiss, M.D., Medical University Clinic, Department of Internal Medicine III, University of Freiburg, Freiburg, Germany

Published in: Clinical Cardiology, Vol. 15, pp. 547–549, July 1992 (section: Profiles in Cardiology, edited by J.W. Hurst, M.D.)

Reference cited in the original: Forssmann W. Selbstversuch. Erinnerungen eines Chirurgen. Droste-Verlag, Düsseldorf (1972)

这篇以患者友好的文章基于同行评审的研究编写。它仅用于教育目的,不构成医疗建议。关于您的具体医疗状况,请务必咨询您的医疗保健提供者。