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澳门新濠天地君悦酒店心脏起搏器:偶然的伟大发明(组图

  小小的、可以植入胸腔的心脏起搏器,已经成为很多人离不开的医疗设备,而其原理则入选“人类历史上十大伟大而偶然的发现”—纽约州立大学水牛城分校的副教授格雷特巴奇,本来计划把一个1万欧姆的电阻器用在心脏记录原型物上,却偶然使用了1兆欧姆的,结果这个电路产生的信号跟人类心跳非常相似。格雷特巴奇立刻意识到,这个精确的电流也许可以调控脉搏,使因病减弱的心跳重新恢复正常。而在这以前,起搏器都是像电视机一样大,是临时性在患者身体外侧使用的。从某种意义上说,起搏器发展史就是一部起搏技术创新史。

  人工心脏起搏器问世前,三度房室阻滞患者发病第一年的死亡率接近50%,而心脏起搏器技术临床应用后,拯救了数以百万计的濒于死亡的缓慢心律失常病人的生命,使这些患者的寿命不受这种严重心律失常的影响。当今,心脏起搏器技术已成为缓慢心律失常根治性治疗技术,并且逐渐扩大应用于快速心律失常及心功能不全等心脏疾病的治疗。人工心脏起搏器更是众多患者赖以生存的高科技设备,这是几百年来十多代科学家智慧与不懈探索的结晶。

  1791年,著名的意大利科学家哥凡尼在他的一本专著中,发表了对蛙肌肉和蛙心脏电刺激现象的研究结果。1804年,哥凡尼的侄子奥迪尼通过动物实验,提出电刺激可以减轻或缓解心源性晕厥。

  1850年,霍法与路德维希的研究证实电流可以终止室颤。路德维希是一位德国科学家,他对心血管生理学作出了众多极为重要的贡献。他在1847年发明了记波仪,该仪器通过水银柱上浮动的记录笔,在转动的鼓纸上记录血管内压力。记波仪的发明使心血管血液动力学的变化能够被记录。几年后,另一名德国科学家菲罗特发明了脉搏描记器,使动脉搏动记录成为可能。随后法国生理学家马瑞将脉搏描记器进一步改进,并发明了三通道的心动描记器。这些仪器的出现使心血管生理功能的研究有了更为可靠的评价方法。

  1862年,英国医生华舍报道了电刺激治疗心脏骤停的意义。1871年,斯坦因根据动物实验研究的经验,应用一根针状电极在病人的心尖部给予电刺激,首次对1例因氯仿麻醉导致心脏骤停的病人成功地进行了电刺激抢救。1874年,生理学家希福在开胸手术中,对犬的心脏进行了成功的电刺激。

  在此期间出现了一个传奇故事。普鲁士地区一名46岁的普通女工,因胸部肿瘤手术及左侧胸前壁部分切除而使体形发生了改变,并使心脏外露,医生可以通过一层较薄的皮肤看到搏动的心脏。这一特殊的情况使医生有机会进行临床及科学研究工作。医生对女工的心脏进行了一系列电刺激试验发现,当给予心脏适当的刺激时,猝发电流可以使心脏跳动的频率发生改变。这些结果清楚地显示了在心脏表面可以人为地通过电刺激方法控制心脏活动。这是首例对人体心脏电刺激并进行了系统的观察和分析。这名勇敢的女工塞拉芬,作为这一意义重大而又危险试验的受试者,载入了生理学和心脏起搏学的史册。

  到了1927年,马莫斯坦报道了经静脉途径成功地刺激右房和右室。1928年,澳大利亚的麻醉医生立德威尔与物理学家布斯合作设计了起搏器最初的雏形。当用刺激心脏的心房起搏无效后,改用心室起搏有效,并用这种方法成功地抢救了一名心脏骤停的新生儿。

  美国纽约一家医院的胸科医生海曼在穿刺心脏给药过程中屡次发现,当针尖刺激右心房时可使心房肌除极而收缩,经过多年的探索和研究,海曼在1932年设计制作了一台由发条驱动的电脉冲发生器,这个装置净重达7.2公斤,脉冲频率可调节为每分钟30次、60次和120次。海曼将之称为人工心脏起搏器,这一术语一直沿用至今。

  这台发条式脉冲发生器成为人类第一台人工心脏起搏器。实验中,海曼用针穿刺兔的右心室对心室进行电刺激,可以使已停搏15分钟的心脏恢复正常的跳动。不久,海曼应用一根双极穿刺针,穿过肋间插到心脏进行起搏,为1例心脏停搏的病人应用了这一技术。 这台发条驱动的脉冲发生器最初保存在德国西门子公司,可惜在第二次世界大战中被战火毁灭,只留下一张照片。但是,海曼的这一创举足以证明,对心脏一些部位进行电刺激可使心肌有效地除极,并扩展到整个心脏,从此奠定了心脏起搏理论与实践基础。

  第二次世界大战后,心脏起搏技术的临床价值逐渐显现出来。1951年,加拿大医生凯拉汗用心导管成功地进行了体外右心房起搏。次年,他又用胸壁电极板进行了经胸壁心脏起搏,成功地救治了一名心脏骤停的病人。几百年、几代人的努力终于使人工心脏起搏技术逐渐形成并最终确立。

  在前人研究的基础上,1952年1月,美国哈佛大学医学院医生卓尔首次在人体胸壁的表面施行电脉冲刺激心脏,成功地为1例心脏停搏患者进行心脏复苏,挽救了这位濒死病人的生命。由于电极缝在胸壁,使电刺激起搏心脏的同时也刺激胸部肌肉,引起局部肌肉的抽动和疼痛。这一创举受到医学界和工程技术界人士的广泛重视,随即迎来了心脏病学的又一个变革时期,临时性心脏起搏器技术逐渐被医学界广泛接受,成为缓慢心律失常的一种常规治疗方法。卓尔因此被尊称为“心脏起搏之父”。

  卓尔的这一创举是其多年潜心研究的硕果。最初他在犬体上进行实验,将刺激电极缝置在胸壁和食管,细心观察刺激电极能否起到起搏心脏的作用。此后,卓尔研究成功一种标准类型的起搏器,他用一根长线状电极放置在犬的食管内,另一根缝置在犬的心包上,实验结果表明,电的脉冲刺激能引起心室有效收缩,可使已经停跳的心脏复跳,并维持有效的血液循环。接着他又着手改进心外起搏技术和仪器,力求起搏仪器操作简单,功能完善,便于临床使用和推广。

  卓尔等人分别通过开胸手术,植入心脏脉冲发生器及电极导线系统,使临时起搏技术开始走向永久性。卓尔卓有成效的工作开创了心脏停搏的有效急救方法,开创了人工心脏起搏的新时代。

  但是,卓尔的创举仍然存在着严重的方法学缺点。该技术中的两个电极均缝在胸壁,起搏心脏的同时也引起胸部肌肉的抽动,引起局部的疼痛、烧灼。这些缺点使这一技术仅适合急诊病人短时间应用。

  当时,卓尔等人分别将起搏电极缝置在心脏外科手术中发生房室阻滞患者的心外膜,进行有效的心脏起搏治疗。这些方法的疗效肯定,但需要相当复杂的外科技术,使这一阶段的起搏器研究者多为外科医生,也使这一技术的使用受到较大的限制。

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