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心脏起搏器的发明(第1页)

心脏起搏器的发明

威胁现代人们健康的最大杀手是什么?不是癌症也不是车祸,而是心脑血管疾病,拥有一颗好心脏,人就减少了一半的健康风险。而心脏起搏器对心脏的保护和治疗,可以说是20世纪最伟大的发明。自它问世以来,已有效地延长了成千上万心脏病患者的生命,人们誉之为“生命之宝”。然而你可知道,心脏起搏器不等于人工心脏,它不能代替心脏输送血液,而只是产生电脉冲吗?

早在1802年,意大利人奥尔蒂尼曾对用刑后死去两小时的死刑犯给予电刺激心脏,以图恢复其心跳,但未成功。同时代的瓦萨里用电刺激法曾成功地使刚刚死亡的患者心已脏又恢复跳动。1947年,斯威特采用电刺激法使两例在手术中心脏停止跳动的患者心脏复苏。这种通过电刺激的方法实现人工心脏起搏的范例,为研制心脏起搏器打下了技术和理论基础。

现代医学研究证实,心脏是通过内在有节奏的电脉冲系统的控制来输送血液的。电脉冲通过神经传遍心脏,而神经与肌肉纤维相连,使其收缩。现代医学研究又证实,有两根主要的神经通过负责泵送血液的心室,如果有一根神经工作失常,心脏跳动就会出现紊乱;如果两根神经同时有数分钟工作失常,就会使患者出现休克。心脏里另外还有一套备用的脉冲系统,在紧急情况下,这套脉冲系统就会作出应急反应,促使心脏泵血。但是,此时的心跳却比正常状态下的心跳慢50%,所泵出的血不能较长时间地维持人体正常的需求。面对这种情况,医学家们便开始研究可否借用外界的“力量”刺激,使得第一套神经系统恢复正常工作,促进心脏正常泵血。

最先提出在心搏停止时使用感应电脉冲思路的是一位英国医生,他叫沃尔什。沃尔什在1862年发表的一篇论文中提出了这个方法。10年以后,沃尔什的法国同事德布洛内在一篇论文中描述了用所谓的“电手”做的实验:医生把一个电极安在心搏停止的病人的皮肤上,把另一个电极握在自己右手中。与此同时,用左手有节奏地轻压病人的胸膛,就会促使心脏收缩,病人的心脏就会重新跳动起来。

在美国海军服役的美国心脏病专家海曼,经反复试验研究,使法国德布洛内的“电手”具备了临床使用价值。1932年,他研制成世界上第一台心脏起搏器,他当时称之为“人工心脏起搏器”。从此,一个新的术语被引入医学词典。

第二次世界大战期间和战后的技术发展,使起搏器的体积能缩到很小很小,甚至能缩小到可以永久地安在病人的体内。1950年以后,很快就研制成功了约12种不同的起搏器。

1952年,左尔成功地完成了一个起搏器试验,将电极电流装在了病人的胸腔外部。病人心脏血液回流不好,但是戴上这种起搏器后仅两天,病人心脏恢复了正常心跳。尽管这种电激有疗效,但是通过皮肤进行的电激确实给病人带来了痛苦,而且这种起搏系统还要求配备外部电源插座。

美国发明家格雷特巴奇一直在试验可植人式心脏起搏器,但是,带有真空管和电池的这个系统体积太大,根本没办法植入人体。随着晶体管技术的发展,格雷特巴奇发现了制造更小的起搏器的可能性。他与查达克医生在纽约州布法罗的美国退伍军人管理局医院继续进行合作研究。1960年,格雷特巴奇在自已的车间制造出了一个起搏器模型,并成功地植入人体。

随着电池的改进和小型化,起搏器不断得到改进。1981年,美国人安德森和布伦韦尔开发并改进了起搏器,使用压电晶体对不同病人的不同需求做出及时反映,以适应不同病人的心跳需求。

现在,心脏起搏器日益精巧先进,虽品种多样,但总的来说可分为两大类:一类心脏起搏器可以一直不停地产生电脉冲;另一类心脏起搏器只有在心脏神经系统失常后,它方才产生电脉冲。它是一种极精小的电子器件,由一个电池和一两个能放大从电池获得微弱电流的晶体管组成。由于晶体管有放大作用,只需心脏起搏器内的电池提供极少量的电流就行,该电池可用好多年才需更换一次。所以,现在多数心脏起搏器植于病人胸部皮肤下,至电池快耗尽,只要动一手术,把它从皮下取出,换上电池,便可继续工作。

2005年,科技人员新开发出了一种利用血液中的糖分发电的燃料电池。研究人员表示,接下来将对发明加以改进,增加发电量,最终希望能将其作为心脏起搏器等人体内植入的医疗部件的电源。

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