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储慧民 三甲
储慧民 副主任医师
宁波市第一医院 心血管内科

心脏起搏器是怎么来的?

心脏起搏器的由来和青霉素的发现一样,心脏起搏器是一种意外发明,发明人是电机工程师约翰·霍普斯(John Hopps)。霍普斯当时在开展一项针对低体温症的研究,并且试图用无线电加热来恢复体温。他在实验过程中注意到,如果心脏因为低温停止跳动,可以通过人工刺激的方式来恢复心跳。

1932年,美国生理学家阿尔伯特•海曼(AlbertHyman)他的兄弟Charles发现用针尖刺激心房可以使其收缩。他们在前人研究的基础上,将一个电子装置装在了自己的身上,并连接一部手摇发电机,从而制造出了第一台有实用价值的心脏起搏器。这是一台重达7.2Kg的电脉冲发生器,在动物实验中可以使已经停跳15分钟的兔的心脏恢复跳动,Hyman将之称为人工心脏起搏器(artificial pacemaker),该名词被广泛接受,一直沿用至今。宁波市第一医院心血管内科储慧民

1951年,加拿大医生Callaghan首次通过心导管成功地进行了体外右心房起搏,1952年1月,哈佛大学医学院的Paul M.Zoll(下)医生在人体胸壁表面首次用电脉冲刺激心脏,成功地抢救了1例心脏停搏的患者。

在这一阶段,心脏起搏技术还只主要用于心肺复苏抢救,机器的个头大了点,只能用于住院治疗的患者。但是Zoll医生仍然发明了一种可以允许患者行动的起搏装置。

1954年,Rosenbanm和Hansen开始应用心外膜电极进行心脏起搏,虽然减少经胸壁起搏的疼痛,开胸手术的创伤很大程度上限制了该技术的发展。直到1958年,美敦力公司(Medtronic)的工程师Earl Bakken(下)发明了第一台真正便携式的心脏起搏器,他同时也是著名的Medtronic的奠基人及合伙人之一。 

1958年,美国工程师厄尔•巴克(EarlBakke)制造出了第一台体积、重量都较小,可以随身携带的心脏起搏器,从那时起,心脏起搏器迅速推广开来。

下面,我们讲第一个植入起搏器病人的故事

他,出生于1915年5月。1958年,40岁左右换了三度房室传导阻滞,有严重的晕厥和抽搐,也就是因心率慢引起的阿斯发作,当时意味着等死。她的妻子一心要拯救她的丈夫。他听说卡罗林卡医院实验室正在进行心脏起搏的动物实验,她坚信这种机器可以拯救她的丈夫。于是凭借她的出色的说服能力说服力胸外科医生和工程师与1958年10月8日,在瑞典为她丈夫植入了世界上第一台植入式人工心脏起搏器。第一台起搏器只工作了3小时,然后换上了第二台同样的起搏器。他一生共更换了22台起搏器和5套电极导线系统,一直活到2001年86岁,才因为与心脏无关的恶性肿瘤去世。

 

最初的心脏起搏器都是挂在体外的,通过贴在胸口上的片状电极发挥作用;或是用细小的针状电极植入到皮下,通过电线连接体外的电池盒。这种做法容易发生感染。现在的科学技术,已经能做到让心脏起搏器里的电池正常工作10年以上,患者一次手术植入后,就能持续享受它的保护很长时间。

随着电子技术的不断进步,如今的心脏起搏器也更加小巧、功能更强大。它们能够监测患者的心跳情况并记,甚至通过特定的传感器,将这些数据通过网络发送给医生。有了它的保护,心律失常患者就敢于在白天从事户外活动,在夜晚安然入睡,而不用随时提心吊胆自己什么时候发病了。在1992-2002年这十年中,美国就有260万台以上的心脏起搏器和心脏除颤器被植入患者体内。

1984年美国职业工程师协会将心脏起搏器与半导体、激光等并列为上半世纪最杰出的十大发明。2001年因特网和起搏器分获美国工程最高奖。

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