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| 心臟起搏器 |
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心臟起搏器是一種植入於體內的電子治療儀器，通過脈衝發生器發放由電池提供能量的電脈衝，通過導線電極的傳導，刺激電極所接觸的心肌，使心臟激動和收縮，從而達到治療由於某些心律失常所致的心臟功能障礙的目的。1958年第一台心臟起搏器植入人體以來，起搏器製造技術和工藝快速發展，功能日趨完善。在應用起搏器成功地治療緩慢性心律失常、挽救了成千上萬患者生命的同時，起搏器也開始應用到快速性心律失常及非心電性疾病，如預防陣發性房性快速心律失常、頸動脈竇暈厥、雙室同步治療藥物難治性充血性心力衰竭等。
簡介
最初，人工心臟起搏器的電池部分裝在身體的外部，導線從體外通過靜脈到達心臟。它們只能在醫院內短期使用。後來，魯內·埃爾姆奎斯特在1958年製作了一個放在體內起搏器，鋅一汞電池埋在皮下。1960年，瑞典醫生奧克·森寧為一位病人植入了這種起搏器。電池一直使用了2---3年才更換。在20世紀80年代，起搏器上增加了微處理器。只有在感覺需要起搏器時，病人才啟動它。今天的起搏器就更複雜了，起搏器可根據血液的濕度來調節心跳。1988年，一位病人安裝了一個核動力起搏器。這個起搏器使用了微量的鈈，它可以持續應用20年。
評價
第一台起搏器
美國紐約貝斯-大衛醫院胸科醫生Hyman，在穿刺心臟給藥過程中屢次發現，當針尖刺激右心房時可使心房肌除極而收縮，經過多年的探索和研究，Hyman 在1932年設計製作了一台由發條驅動的電脈衝發生器，該裝置淨重達7.2公斤，脈衝頻率可調節為30、60、120次/分，Hyman將之稱為人工心臟起搏器「artificial ;cardiac pacemaker」，這一術語一直沿用至今。這台發條式脈衝發生器成為人類第一台人工心臟起搏器。實驗中，他用針穿刺兔的右心室對心室進行電刺激，使已停搏15分鐘的心臟復跳，恢復正常的心臟跳動。不久，Hyman應用一根雙極穿刺針，穿過肋間插到心臟進行起搏，為1例心臟停搏的病人應用了這一技術。人們也將這台發條驅動的脈衝發生器稱為「Hymanator」。Hymanator原保存在德國Siemens公司，可惜在第二次世界大戰中被戰火毀滅，只留下一張照片。但是，Hyman的這一創舉足以證明，對心臟一些部位進行電刺激可使心肌有效地除極，並擴展到整個心臟，從此奠定了心臟起搏理論與實踐基礎。第二次世界大戰後，心臟起搏技術的臨床價值逐漸顯示出來，1951年，加拿大醫生 Callaghan用心導管成功地進行了體外右心房起搏，1952年，他又用胸壁電極板進行了經胸壁心臟起搏。成功地救治了一名心臟驟停的病人。幾百年、幾代人的努力終於使人工心臟起搏技術逐漸形成並最後確立。
雛形
在前人研究的基礎上，1952年1月，美國哈佛大學醫學院Paul M. Zoll醫生首次在人體胸壁的表面施行脈寬 2ms，強度為75~150V的電脈衝刺激心臟，成功地為1例心臟停搏患者進行心臟復甦，挽救了這位瀕死病人的生命。由於電極縫在胸壁，使電刺激起搏心臟的同時也刺激胸部肌肉，引起局部肌肉的抽動和疼痛，但這一創舉立即受到醫學界和工程技術界人士的廣泛重視，迎來了心臟病學的又一個變革時期，臨時性心臟起搏器術逐漸被醫學界廣泛接受，成為一種常規的緩慢性心律失常的治療方法。Paul M. Zoll被尊稱為「心臟起搏之父」。
Zoll的這一創舉是其多年潛心研究的碩果。最初他在犬體上進行實驗，將刺激電極縫置在胸壁和食管，細心觀察刺激電極能否起到起搏心臟的作用。此後，Zoll研究成功一種標準類型的起搏器，他用一根長線狀電極放置在犬的食管內，另一根縫置在犬的心包上，實驗結果表明，電的脈衝刺激能引起心室有效的收縮，可使已經停跳的心臟復跳，並維持有效的血液循環。接着他又着手改進心外起搏技術和儀器，力求起搏儀器操作簡單，功能完善，便於臨床使用和推廣。Zoll的研究中發現，當電流達50~200MA（或30~50W）時，心臟才對刺激起反應，當刺激電極的負極與心肌緊密貼近時，有效起搏心臟所需的能量相對較低。起搏刺激的脈寬一般需要2~3ms，而且不易產生競爭性效應。他也注意到，心動過速或室顫引起心肌本身缺血和缺氧時，應用電脈衝刺激容易引起兩種心律的競爭。
1960年，Zoll、Chardack及Kantrowitz 等，分別通過開胸手術，植入心臟脈衝發生器及電極導線系統，使臨時性起搏技術開始走向永久性。Zoll卓有成效的工作開創了心臟停搏的有效急救方法，開創了人工心臟起搏的新時代。除了在心臟起搏方面的傑出貢獻外，Paul M. Zoll在心律轉復術方面也有巨大的建樹。1954年，Zoll和Kouwenhven研究體外電休克除顫技術成功。1955年他們用60Hz的交流電，放電時間150ms，首次經體外電除顫搶救成功1例室顫患者。Zoll的工作證明，電休克轉復技術，可以終止臨床各種類型的快速性心律失常。1952年Zoll . P M的卓有成效的創舉仍然存在着嚴重的方法學缺點。該技術中的兩個電極均縫在胸壁，起搏心臟的同時也引起胸部肌肉的抽動，引起局部的疼痛、燒灼。這些缺點使這一技術僅適合急診病人短時間應用。1954年，Rosenbanm和Hansen創用了心外膜電極起搏心臟的方法，他們應用一支套管針，將起搏電極放置在靠近心臟的心包膜，大大減少了起搏脈衝的電流密度，減少了起搏時的疼痛。1957年，Zoll，Allen等分別將起搏電極縫置在心臟外科手術中發生房室阻滯患者的心外膜，進行有效的心臟起搏治療。這些方法的療效肯定，但需要相當複雜的外科技術，使這一階段的起搏器研究者多為外科醫生，也使這一技術的使用受到較大的限制。這一時期，臨時起搏器的研製也在迅速發展，50年代初期，直流電起搏技術剛剛起步，儘管療效肯定無疑，但其體積巨大，因此便攜式僅僅是一個名詞而已，實際只是可以移動的起搏裝置。但此後不久，世界上第一台真正便攜式臨時起搏器問世，該起搏器的能源為一般電池。應用這種小型臨時起搏器，Minnesota大學的C Walton Lillehei醫師成功救治了一位先心病手術中發生房室阻滯患兒的生命。
發展
開胸植入起搏電極技術創傷大，患者需承受較大的手術，有感染等系列合併症，使其只能在有限患者中實施。如果推廣在臨床上的應用，需尋求更簡單的方法。早在1954年，Hopps應用絕緣導線經靜脈送入動物心房進行起搏實驗成功。這一實驗說明，應用起搏電極導線能夠通過刺激心內膜有效起搏心臟。1958年，當時僅僅是一名普通外科住院醫師的Seymour Furman進行了大量的心臟心內膜起搏實驗，證明心內膜起搏比心外膜起搏的閾值明顯降低，並能克服胸壁刺激的缺點，並倡用心內膜電極。1959 年Furman S 和Schaldach設計製造出心臟內膜起搏電極導線，並經周圍靜脈將起搏電極導線插入到右心室刺激心內膜，起搏心臟。在這一年發表的文章中Furman S對這一手術操作技術作了詳細的報道和系統的闡述。Furman S經心內膜起搏心臟的實踐和理論很快被人們接受，而經周圍靜脈植入起搏電極導線的方法大大簡化了心臟起搏器植入技術，從而使心臟起搏器的臨床應用受到極大重視，得到廣泛開展。這是現代起搏技術的肇始，Furman S 成為公認的現代起搏技術的奠基者之一。Furman S的創舉與其後的Scherlag B.J提出和發明導管法記錄希氏束電圖有異曲同工之處。在Scherlag 之前，希氏束的解剖和電生理的功能已有廣泛的研究，在動物體和開胸手術病人已成功記錄到希氏束電圖，但這些都沒有成為方便的、常規的臨床記錄希氏束的方法。直到1969年Scherlag導管法描記希氏束電圖的文章發表，才使這項檢查技術成為臨床普遍應用的重要的心臟電生理檢查方法。至今，Furman S還健在，四十多年來，他為現代起搏技術的建立和發展做了大量的工作。1978年，Furman植入了世界首例 DDD起搏器，1979年，Furman與其同事共同創立了北美起搏和電生理學會（North American Society of Pacing and Electrophysiology，NASPE）。他撰寫的《A Practice of Cardiac Pacing》一書先後發行三版，成為全世界心內科及起搏專業醫生的最重要的參考書。目前， Furman S任美國紐約Yeshiva大學愛因斯坦醫學院的心胸外科教授，醫學教授，任美國著名的PACE （Pacing and Clinical Electrophysiology）雜誌的主編。Seymour Furman是一位名副其實的起搏技術的巨匠。
全埋藏發展
經過數代科學家、醫學家的不懈努力，確立了體外臨時起搏技術及臨床應用方法，但由於其攜帶不便和容易並發感染，促進了全埋藏式起搏器的研究。1958 年10月15日在瑞典的斯德哥爾摩的Karolinska醫院植入了世界首例全埋藏式人工心臟起搏器。這一舉世矚目的手術是由該醫院的胸外科醫生 Ake Senning教授執刀，成為世界第一位全埋藏式人工心臟起搏器植入的手術者。植入的固定頻率型起搏器是由Elema-Schonander，即現在Pacesetter AB公司的Rune Elmqvist博士設計的，Elmqvist工程師成為世界第一例埋藏式心臟起搏器的設計者。這位著名的工程師現已謝世。Pacesetter AB公司建立了Rune Elmqvist紀念室以資懷念。植入的起搏器外型為圓形，能源是兩節串聯的鎳-鎘電池，該電池通過體外感應充電方式無創性充電，每周充電一次。植入的患者Arne Larsson為男性，40歲，患完全性房室阻滯多年，頻發心臟停跳引起阿斯綜合徵，各種藥物治療均未奏效，病情逐漸加重。起搏器植入後心率明顯增高，臨床一般狀況改善，Larsson一生先後更換了22台起搏器。儘管早期的起搏器體積大、性能不穩定、沒有同步起搏功能，但Larsson通過自己的親身經歷，積極參與和倡導起搏治療，為推動起搏治療的發展做出了重要的貢獻。Arne Larsson依賴心臟起搏器生活工作了46年,並於2001年因癌症逝世，享年86歲。Arne Larsson是世界上第一位接受全埋藏式心臟起搏器治療的病人。1986年，全埋藏式起搏器首次手術後的28年，在Monaco舉行的「Cardiostim`86」起搏器學術研討會上，大會主席團授予世界首例全埋藏式起搏器植入的 「三劍客」起搏器榮譽獎，表彰3人通力合作，開創了對人類健康與生命十分重要的醫學治療新技術。1960年William Chardack和Wilson Greatbatch在美國紐約為1例房室阻滯的患者植入了首例晶體管起搏器，起搏器能源為鋅汞電池，標誌着起搏器電池能源已由鎳鎘電池發展為鋅汞電池，起搏器還應用了Hunter-Roth雙極電極導線，這是起搏器史上又一個豐碑。Samuel Hunter 醫生是對起搏技術做出突出貢獻的另一位著名醫師，他與電器工程師Norman Roth合作發明了雙極電極導線，稱為Hunter-Roth電極導線，這是起搏技術上的一個重大進展。刺激信號的振幅與兩個電極間的距離呈正比關係，單極起搏的刺激信號大，其後還有較長的電位衰減指數曲線，兩者貌似QRS波，容易發生誤感知，這些問題給起搏技術造成較大的問題和困難。雙極電極導線的問世解決了這些難題。1959年，Hunter應用心肌電極導線為病人植入了永久性心臟起搏器。
確立
永久全埋藏式起搏器的植入標誌着心臟起搏技術進入固率型時代。1964年 Castellanos、Lemberg和Berkovits等研究成功心室按需型起搏器，使起搏技術進入起搏器第二代：按需型心臟起搏。1963年 Nathan率先應用VAT心房同步起搏，1975年Cammilli提出感知呼吸的頻率適應性起搏器，這是最早的頻率適應性起搏器。1978年 Funke提出了DDT起搏器設計構想。同年，Furman植入世界首例DDD起搏器。這些使起搏技術進入了第三代即生理性起搏的時代。1995年，首例起搏閾值自動奪獲型起搏器問世，這一技術開創了起搏器自動化的新時代。其特點為根據佩帶者的實際情況制定其在體內工作的各種參數。
至今，心臟起搏技術還在迅猛發展，每年都有很多新的功能、新的技術問世，使起搏器技術更加完善，使佩帶者更大程度上受益。[1]