心脏起搏器：偶然的伟大发明
第20版：新知周刊·万物
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心脏起搏器：偶然的伟大发明
&&&&郭继鸿&张海澄&孙玉杰&&&&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。&&&&18世纪发现电刺激作用心脏&&&&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。&&&&第一台起搏器毁于二战战火&&&&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。&&&&早期起搏器外科医生才能用&&&&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。&&&&20世纪50年代初期，直流电起搏技术刚刚起步，尽管疗效肯定，但其体积巨大，因此便携式仅仅是一个名词而已，实际只是可以移动的起搏装置。此后不久，世界上第一台真正便携式临时起搏器问世，该起搏器的能源为一般电池。《星期六邮报》向全世界报道了这一消息。&&&&从随身携带到全埋藏式&&&&经过数代科学家、医学家的不懈努力，确立了体外临时起搏技术及临床应用方法。但由于其携带不便和容易并发感染，促进了全埋藏式起搏器开始研究。&&&&1958年，在瑞典斯德哥尔摩的卡若林斯卡医院植入了世界首例全埋藏式人工心脏起搏器。这一举世瞩目的手术是由该医院的胸外科医生森宁教授执刀，他成为世界第一位全埋藏式人工心脏起搏器植入的手术者。植入的固定频率型起搏器是由埃姆奎斯特博士设计的，他因此成为世界第一例埋藏式心脏起搏器的设计者。&&&&植入的起搏器外形为圆形，电池通过体外感应充电方式无创性充电，每周充电一次。这名世界上第一位接受全埋藏式心脏起搏器治疗的病人拉尔森患完全性房室阻滞多年，频发心脏停跳引起阿斯综合征，各种药物治疗均未奏效，病情逐渐加重，起搏器植入后心率明显增高，临床一般状况改善。拉尔森此后又先后更换了27台起搏器，依赖心脏起搏器生活工作了46年，86岁时因癌症去世。&&&&在瑞典植入起搏器的同时，在美国明尼苏达州双城区工作的外科医生李拉海，发现室间隔缺损修补术后的患者常出现完全性房室阻滞，严重威胁患者的生命。1957年万圣节，因为双城区电力负荷过重，李拉海所在的医院停电，体外起搏器因而停止工作并导致一名患儿死亡。这一事件促使李拉海博士与一家企业合作，希望制造一种能植入人体内的心脏起搏器。纽约州立大学水牛城分校的副教授格雷特巴奇和另一位博士设计出第一台原型机。1960年，李拉海医生完成了美国历史上第一台人工心脏起搏器的植入术。在这以前，美国的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。&&&&有趣的是，格雷特巴奇当时认为，他可能已经毁掉了自己的研究计划。因为他不是把一个1万欧姆的电阻器用在心脏记录原型物上，而是用了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。&&&&从某种意义上说，起搏器发展史就是一部起搏技术创新史。至今，心脏起搏技术还在迅猛发展，每年都有很多新的功能、新的技术问世，使起搏器技术更加完善，使佩戴者更大程度上受益。&&&&延伸阅读&&&&谁需要安装心脏起搏器？&&&&大多数情况下，起搏器是为那些心率过慢而引起不适的人准备的。有许多原因可以引起心率减慢，两类最常见的需要安装起搏器的疾病是：窦房结病变和心脏传导系统病变。这些疾病可导致心脏：（1）持续性地心跳过慢。（2）间歇性地心跳过慢。（3）心跳过慢与心跳过快相交替。&&&&当发生以上情况后，心脏将无法泵出足够的血液满足您全身的需要。这样便出现头晕眼花、乏力、健忘、心慌及眼前发黑等症状，甚至发生突然晕倒、猝死。出现这些情况后，一般均需安装起搏器治疗。&&&&除此之外，有以下几种情况也可能需要安装起搏器：&&&&（1）颈动脉窦高敏综合征：常因衣服高领转头出现晕厥，或轻压颈动脉即可引起3秒以上的心脏停搏。&&&&（2）肥厚型梗阻性心肌病：心脏超声可以确诊，通过特殊的起搏器可减轻左心室流出道梗阻，并为大剂量应用药物保驾护航。&&&&（3）顽固性心力衰竭：通过特殊的抗心衰起搏器，除右心房、右心室分别植入电极外，还要通过冠状静脉系统植入左室电极，以恢复房室同步和双心室同步，60%-70%的顽固性心衰患者心功能可得到明显改善。
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心脏起搏器的副作用有什么呢？
悬崖没勒马问： 15:48:47关键词：
平时主任的心脏就不是很好，经常的出现一些心跳急速或者是很慢的情况的，后来去医院检查说是 心律失常的疾病，现在是一直用心脏起搏器的，这个有什么影响吗？
大众养生网小编解答：
心脏起搏器，其实就是一种电子仪器的，主要是用来治疗一些心脏衰退的疾病，像是心律失常的病情就是比较适合的，通过通电可以接近身体的心跳频率帮助人正常的生活的，但是需要做手术植入的，有一定的危险性质的，如果是伤口控制不好的话，是比较容易引起感染的，应该注意积极的保护好伤口是最重要的，必要的时候应该注意多休息，少受到精神方面的刺激的是最好的。
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心脏病是一种很严重的疾病，在饮食上也需要特别的注意，主要就是要注意三多三少的原则。首先，小食，少脂，少盐。心脏病的患者不能吃太多的东西，因为这样会增加肠胃负担引发心脏病，每天的食盐量不能多于六克。其次，多补充膳食纤维素，维生素和纤维素，多吃一些这样的蔬菜，有助于心脏健康。最后，可以鼓励患者做一些强度比较小的运动，也是有利于恢复的。...[]
心脏不好的人最好还是不要选择进行一些剧烈的运动，一般情况下可以选择慢跑，或者游泳等这类并不算太激烈的运动，慢跑可以有效的锻炼自己的肺活量，同时对于自己心脏的负担也不是太重，还能够起到很好的锻炼自己身体的效果，其次游泳能够让自己的身体都处于锻炼状态而且游泳可以根据个人的情况慢慢的调节，也不会对自己的心脏造成太过重的负担，影响到身体。...[]
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当心脏起搏器遇到电刀
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　　心脏起搏器现在广泛应用于严重心律失常患者，尤其是缓慢型心律失常患者，拯救了无数的生命。作为一种植入式的电子设备（CIED），尽管已经具备良好的抗干扰能力，但是仍然不少医生心怀顾虑：是否可以在植入有心脏起搏器的患者中使用电刀呢？
　　高频电刀自1920年应用于临床至今，已有80多年的历史，其安全、高效的特性也为无数的患者带来了益处。电刀分为单级和双极两种，单极电刀的电流环路为电刀头到体表贴片或者感应床，环路经过人体，功率大，多用于切割；双极电刀的电流环路就在两个笔状头之间，功率小，环路不经过人体，通常用于电凝。
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　　起搏器也存在电流环路。一种以起搏电极的头端（tip）作为阴极，以起搏器表面作为阳极，称为单级（起搏/感知），起搏环路经过体表；另一种以起搏电极的头端作为阴极，而在头端后部的一个环（ring）作为阳极，环路不经过体表。
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　　从上述两个原理中可以看出，当两个环路出现交互时，可能产生相互作用，相互干扰。电刀干扰下，起搏器可能会产生如下反应：
&#8226;因为误感知或者环路干扰，使起搏信号受到抑制。在起搏依赖的患者，可能导致生命危险；
&#8226;发生非同步化起搏；
&#8226;复位到备份模式；
&#8226;通过起搏器环路，灼伤环路上的机体组织，最重者可能灼伤心肌，这种情况极少发生；
&#8226;如果是ICD，体表电刀刺激信号可能诱发以外放电，或者室颤无法感知不放电；
　　因此，当起搏器遇到电刀，的确需要医生注意。美国心律协会（HRS）曾经就心脏电子植入设备（包括ICD、起搏器以及长期监护记录仪）的围手术期注意事项专门发布过一项建议（2011 HRS/ASA Expert Consensus Statement on the Perioperative Management of Patients with Implantable Defibrillators, Pacemakers, and Arrhythmia Monitors: Facilities and Patient Management），其中谈到了有关电刀的内容。结合其中的建议以及临床实践，我们建议：1、心脏起搏器植入的患者，如果外科手术考虑使用电刀，需要有此前12个月之内的起搏程控资料，其中包括起搏器种类、起搏模式与电极设置，植入起搏器的原发疾病，程控改变参数等；ICD植入患者，需要有此前6个月的起搏程控资料，如果其中发生过放电，需要有相关记录，说明放电治疗的原因以及治疗情况；2、术前Holter结果，明确是否为起搏依赖的患者；3、如果是非起搏器依赖的患者，手术部位在脐以下，不需要进行特别的起搏程控；4、术中注意监护心率、心律变化；5、 如果手术部位在脐以上，建议对起搏器进行程控：将起搏电极程控为双极感知/起搏；起搏模式程控为固定频率(DOO/VOO)模式，术后再调整回原起搏模式；ICD植入的患者，术前关闭心律失常的感知功能，以免触发不适当的治疗，术后调整回原起搏模式；
6、 电刀使用的注意事项：电刀的体表电极尽量远离起搏器，确保电流通路不经过或靠近起搏器；尽量不要在起搏器375px范围内使用电刀，避免对起搏环路造成干扰；术中如果会涉及皮下起搏电极，要注意在分离中不要损伤绝缘层，以免电极头侧烧伤心肌；尽可能缩短电刀时间；尽量选用双极电凝；每次时间&1s，间隔&10s。禁止电凝头在未接触病人组织前就启动；
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（出自微信号：上海华山医院心内科继续医学教育平台 作者：李剑）
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安装心脏起搏器后，有异样的感觉。
安装心脏起搏器后，有异样的感觉。
半年前安装心脏起搏器后，最近每天凌晨4点多，在心脏上方，咽喉下方总是出现有规律的，有一点点但不是不是刺痛的那种突突的跳动。不知道是什么原因，是不是安装心脏起搏器后的综合症呢，有没有危险呢？请给解答！谢谢！，，
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因不能面诊，医生的建议仅供参考
职称：主任医师
专长：心血管疾病的诊疗工作：冠心病，高血压，先天性心脏病...
&&已帮助用户：1481
问题分析：建议查心脏彩超和动态心电图，病情明确就知道如何治疗了。
问鼻子和咽喉连接的部分干,伴随心慌.检查心...
职称：医师
专长：中医科,尤其擅长体寒等疾病
&&已帮助用户：71158
病情分析：你好，这有可能与鼻咽炎有关的，治疗前需要找出致病原因，针对病因治疗。此外，加强锻炼，增强体质，提高机体抵抗力甚为重要。根据病情给予全身或局部用药。特别要注意鼻腔滴药，一般常用0.5%～1%呋麻液及0.5%可的松液或其他配剂的药液，通过鼻腔流入鼻咽部，可取得显著疗效意见建议：生活调理：
问运动后心脏跳动有力.不运动也降不下来.是什么原因
职称：主治医师
专长：擅长各种心脑血管疾病、高血压、冠心病、心律失常及其他内科疾病的诊断治疗。
&&已帮助用户：156820
您说的症状可能是心动过速，应在发作时查心电图明确诊断并作相应治疗。
问吞咽，动作快，使劲时，心脏都会停，会突突乱跳，是什...
职称：医师
专长：内科肿瘤
&&已帮助用户：264434
指导意见：您好，有时心跳快是一种生理现象，像激烈运动后，你出现心跳加快，是长时间还是偶尔达到多少次，以及每次心跳加快有没有其它的症状，这种情况最好是到正规医院或直接到专科来检查一下，明确到底是什么原因引起的。
比如运动时，身体需要更快的血液循环，以供应更多的氧气，所以心跳会加速，以加快血液循环，为身体的各部分提供更多的能量。当然紧张时，你会感到呼吸加速，此时心跳加快也是为了满足你更快的呼吸过程 。还有您的这种情况很大程度上可能是心理作用，偶尔的心跳加快是正常的，祝你健康，
问您好我最近心脏总突突跳、胸闷、气短是什么？您好我最...
职称：医师
专长：不孕不育。常见疾病
&&已帮助用户：161947
病情分析： 对于你的情况啊应该是病毒性心肌炎引起的啊心肌炎是心肌发生的局限或弥漫性炎症，可原发于心肌，也可是全身性疾病的一部分。病因有感染、理化因素、药物等，最常见的是病毒性心肌炎。意见建议：对于心肌炎的治疗目前临床尚无特效疗法，因而必须强调早期、综合治疗的方法。临床上常用的此类药物有：维生素c。辅酶q10、肌苷等,在生活上注意；1.充分休息，2.加强营养心肌炎患者宜进食一些富含维生素的饮食，保证有足够的蛋白质，以利于心肌的修复。
问安装心脏起搏器后患者突然死亡是什么原因
职称：医生会员
专长：皮肤
&&已帮助用户：223317
你好,以目前的症状来分析,不能轻率的作出诊断,需要详细的检查,
问今年9月安装心脏起搏器，昨天开始心跳加快在63—70，是...
职称：医师
专长：高血压 冠心病 心律失常 糖尿病 肾脏疾病 呼吸系统疾病
&&已帮助用户：329
病情分析： 今年9月安装心脏起搏器，昨天开始心跳加快在63—70，可能是本身心率太慢后心脏起搏器工作了，建议查心电图，一般的心脏起搏器术后3月复查。建议去医院查一下。意见建议：今年9月安装心脏起搏器，昨天开始心跳加快在63—70，可能是本身心率太慢后心脏起搏器工作了，建议查心电图，一般的心脏起搏器术后3月复查。建议去医院查一下。
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