心臟電除顫發(fā)展史

1、心臟電除顫發(fā)展史何慶 萬(wàn)智心肺復(fù)蘇是20世紀(jì)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域及社會(huì)大層面上普及得最為成功的急救知識(shí)、技能。確切地講，從徒手CPR的創(chuàng)始人PeterSafar教授自1958年開始在歐美各地報(bào)告用口對(duì)口人工呼吸挽救瀕死者生命，到1960年胸外心臟按壓被推薦面世之后，在“任何地方”不借助醫(yī)療器械、對(duì)呼吸、心跳驟停徒手進(jìn)行的緊急救命術(shù)徒手心肺復(fù)蘇術(shù)正式步入社會(huì)，從而構(gòu)成了現(xiàn)代急救的主題。40年間，以口對(duì)口人工呼吸、胸外心臟按壓為標(biāo)志的現(xiàn)代心肺復(fù)蘇風(fēng)靡全球，猝死者復(fù)蘇成功病例像雨后春筍般涌現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)心臟電擊除顫帶來(lái)的復(fù)蘇成功率更勝于徒手心肺復(fù)蘇、藥物等。電除顫技術(shù)已是最基本和最重要的急救手段，在現(xiàn)代心肺復(fù)蘇中

2、執(zhí)行的是“盡早除顫”的理念。電除顫的發(fā)展是一個(gè)多學(xué)科研究人員協(xié)作的成功范例，這項(xiàng)臨床突破來(lái)自于醫(yī)生、生物醫(yī)學(xué)家、生理學(xué)家和兩個(gè)非醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)(電力業(yè)和電話業(yè))研究者的通力合作。一、 對(duì)于電與心室纖顫、電擊除顫關(guān)系的初步探索階段任何關(guān)于電除顫技術(shù)發(fā)展史的研究都無(wú)法繞開的一個(gè)話題是當(dāng)代醫(yī)學(xué)對(duì)心室纖顫的認(rèn)識(shí)的發(fā)展過(guò)程，事實(shí)上，電除顫的歷史是與醫(yī)學(xué)對(duì)心室纖顫認(rèn)識(shí)的歷史交織發(fā)展的。有文字記載的使用電除顫進(jìn)行心肺復(fù)蘇的歷史可以追溯到1788年，Kite在英格蘭皇家援救溺水協(xié)會(huì)年鑒上發(fā)表了一篇獲得銀獎(jiǎng)的論文，描述了可能是首次成功的電除顫。文章中描述了一個(gè)手提式設(shè)備，將電無(wú)意中擊向“所有目擊者都認(rèn)為已經(jīng)死亡”的溺

3、水女孩，挽救了生命。事實(shí)上這套電工用的設(shè)備具有許多現(xiàn)代除顫器特征，包括一個(gè)貯能的電容器、一個(gè)充電調(diào)鈕和兩個(gè)電極。早在19世紀(jì)中葉，歐洲醫(yī)學(xué)家開始研究電對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和人的影響。1849年德國(guó)生理學(xué)家和波動(dòng)曲線的發(fā)明者CarlLudwig教授和學(xué)生首次發(fā)現(xiàn)并記錄了由電刺激誘導(dǎo)產(chǎn)生的快速心肌收縮，導(dǎo)致心臟驟停。1879年，德國(guó)醫(yī)生HugoyonZiemssen首次完成了電流對(duì)人心臟影響的重要實(shí)驗(yàn)。他提出可以用直流電直擊心臟，也可以通過(guò)在胸壁上電擊來(lái)改變心率和節(jié)律。這是對(duì)心臟具有明顯治療價(jià)值的陽(yáng)性干預(yù)，但由于一位英國(guó)醫(yī)生進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)后提出反對(duì)意見(jiàn)而一時(shí)被認(rèn)為前途渺茫。1887年Ludwig的學(xué)生MacW

4、illiam首次闡釋室顫的病因?qū)W及其臨床意義。他認(rèn)為“纖維狀收縮”是心室肌肉不規(guī)則、無(wú)節(jié)律的收縮，同時(shí)動(dòng)脈血壓顯著下降的狀態(tài)。當(dāng)心室壁快速顫動(dòng)而不能將血液向前推動(dòng)的時(shí)候，心肌活動(dòng)也成為不協(xié)調(diào)的顫動(dòng)。兩年后，MacWilliam明確地將心臟驟停的原因區(qū)分為心臟停搏和心室纖顫。他認(rèn)為“心臟驟停時(shí)仍表現(xiàn)出不規(guī)則的、不協(xié)調(diào)的能量(顫動(dòng))，而不是靜止的”，認(rèn)為心室纖顫是猝死的重要原因，而且心室纖顫引起的猝死可能在各種心臟狀態(tài)下發(fā)生。但由于當(dāng)時(shí)其他研究者都在關(guān)注剛剛興起的細(xì)菌學(xué)，所以MacWilliam理論未得到應(yīng)有的重視，這個(gè)發(fā)現(xiàn)被后來(lái)很多的研究證實(shí)和發(fā)展，直到1915年，ThomasLewis才肯定的

5、評(píng)價(jià)MacWilliam是第一個(gè)提出室顫是猝死主要原因的學(xué)者。另一方面，1880年以后電開始廣泛應(yīng)用，意外觸電身亡明顯增加，1882年人們發(fā)現(xiàn)250伏的交流電可以致命。瑞士生理學(xué)家Prevost和Batelli在1899年報(bào)道了不同電壓和電流經(jīng)過(guò)心臟后所產(chǎn)生的作用，發(fā)現(xiàn)一個(gè)微弱電刺激可以引起心室纖顫，但是一個(gè)更高強(qiáng)度的電刺激也能夠終止心室纖顫，并且恢復(fù)規(guī)則的節(jié)律。這一發(fā)現(xiàn)使成功救治觸電身亡的患者成為可能，但仍有兩個(gè)難題沒(méi)有解決，使之難以用于臨床：沒(méi)有復(fù)蘇時(shí)最佳電壓和電流強(qiáng)度的人類實(shí)驗(yàn)證據(jù)；在當(dāng)時(shí)要現(xiàn)場(chǎng)或者很短的時(shí)間內(nèi)提供要求電壓下的電流也十分困難。第一份室顫的心電圖于1911年發(fā)表。20世紀(jì)2

6、0年代，貝爾試驗(yàn)室開展了對(duì)于室顫和除顫的研究，同期還成立了5個(gè)委員會(huì)研究觸電。當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)室顫是氯仿麻醉時(shí)發(fā)生猝死的常見(jiàn)原因，在這種致命的心律失常之前往往會(huì)發(fā)生多形性室性期前收縮和室性心動(dòng)過(guò)速。二、 電擊除顫器的發(fā)明和推廣使用階段1933年，約翰霍普金斯大學(xué)的Hooker，Kouwenhoven等開始在狗身上誘發(fā)室顫并成功進(jìn)行交流電體內(nèi)除顫實(shí)驗(yàn)，顯示了對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行胸外電除顫的可能性。1936年，CarlWiggers在美國(guó)生理協(xié)會(huì)的年會(huì)上宣布，將人工心臟按壓和電除顫相結(jié)合可以增加心臟手術(shù)中突發(fā)室顫后復(fù)蘇成功的可能性。1941年，ClaudeBeck報(bào)道了兩例患者在術(shù)中按照研究中的步驟接受了藥物和

7、電除顫，但沒(méi)有成功。1947年，Beck為一位14歲的小孩進(jìn)行胸部手術(shù)，麻醉誘導(dǎo)期出現(xiàn)了竇性心動(dòng)過(guò)速，關(guān)胸時(shí)突發(fā)心臟驟停。Beck為他再次開胸，進(jìn)行心臟按摩時(shí)發(fā)現(xiàn)心室在顫動(dòng)，給予了腎上腺素、洋地黃和普魯卡因等藥物。10分鐘后從實(shí)驗(yàn)室推來(lái)了一臺(tái)除顫器，心臟驟停45分鐘時(shí)進(jìn)行了第一次除顫。60赫茲的交流電直接應(yīng)用于心臟，幾次除顫后心臟恢復(fù)了竇性心律，3小時(shí)后患兒開始正確回答問(wèn)題，后來(lái)完全康復(fù)。這是一次體內(nèi)除顫治療，也是首次對(duì)人類除顫成功。Beck開設(shè)了一系列復(fù)蘇的課程引導(dǎo)3000多內(nèi)科醫(yī)生認(rèn)識(shí)室顫，并教其使用除顫器，他認(rèn)為除顫器是挽救心臟的好工具。Beck的除顫器體積龐大笨重，使用來(lái)自電源插座的交

8、流電，需要大而重的變壓器，更為重要是必須將電擊直接作用于心臟。但是成功的案例促進(jìn)了電擊除顫方式很快被臨床接受，并且開創(chuàng)了一個(gè)對(duì)心室纖顫和除顫廣泛的基礎(chǔ)和臨床研究起點(diǎn)，一項(xiàng)將人類室顫轉(zhuǎn)復(fù)為竇性心律的技術(shù)從此誕生。到20世紀(jì)50年代，除顫器的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代。1956年和1957年，Kouwenhoven重新進(jìn)行20年前的研究，用胸壁上的電極對(duì)狗進(jìn)行除顫，Zoll用同樣的方式對(duì)人進(jìn)行了除顫。這是第一例體表除顫的報(bào)道，首次記載了心臟驟停病人心肺復(fù)蘇過(guò)程中成功使用除顫器，無(wú)疑掀開了醫(yī)學(xué)史上嶄新的一章。1960年左右，醫(yī)學(xué)界進(jìn)行了有關(guān)直流電和交流電除顫的爭(zhēng)論。Edmark及Lown等人發(fā)現(xiàn)直流電或脈沖

9、式的除顫比交流電除顫更加有效、副作用更小。直流電的脈沖式波形在20世紀(jì)60年代后得到了進(jìn)一步的發(fā)展。1961年出現(xiàn)同步電復(fù)律。Lown等人發(fā)明了應(yīng)用R波觸動(dòng)同步電除顫，該方法有效地防止了刺激落在心動(dòng)周期的易損期上，應(yīng)用100焦耳的同步放電可以終止多種心律失常的發(fā)作，故安全可靠。Lown將該法命名為心臟電除顫或電復(fù)律法(Cardioversion)。直流電除顫除了并發(fā)癥更少外，除顫器使用的電容器可以儲(chǔ)存電能，因此可以用電池為除顫器供電，從而大大改善了除顫器的可移動(dòng)性。1969年第一臺(tái)可移動(dòng)除顫器上市，重達(dá)33磅。法國(guó)通過(guò)救護(hù)車裝備直流電除顫器組成移動(dòng)式ICU，使院外生存率得以提高。三、 電擊除顫

10、器新概念和新設(shè)備推出階段20世紀(jì)70年代，設(shè)計(jì)出了實(shí)驗(yàn)性體內(nèi)和體外裝置來(lái)自動(dòng)檢測(cè)心室纖顫。1980年2月，第一臺(tái)體內(nèi)自動(dòng)心臟復(fù)律器被植入人體。1985年美國(guó)FDA批準(zhǔn)了自動(dòng)心臟復(fù)律器的使用。此后逐漸出現(xiàn)數(shù)代更新、更精密的ICDs，最新的一代還不到4盎司，可以像起搏器一樣植入，有8年以上的電池使用壽命，可以除顫、轉(zhuǎn)復(fù)室速，以及在心動(dòng)過(guò)緩時(shí)自動(dòng)起搏，還可以儲(chǔ)存數(shù)小時(shí)的感知和心電圖信息。同期研究發(fā)現(xiàn)，由經(jīng)過(guò)特殊訓(xùn)練的院前急救人員對(duì)心臟驟?；颊哌M(jìn)行除顫，比僅僅接受標(biāo)準(zhǔn)CPR治療的心臟驟?；颊呱媛矢?。至此，AHA提出了對(duì)心臟驟?；颊咴谠呵皯?yīng)早期開始徒手心肺復(fù)蘇和早期除顫的建議。為此，20世紀(jì)80年代開

11、始進(jìn)行自動(dòng)體表除顫器(AutomatedExternalDefibrillator，AED)研發(fā)，使未經(jīng)過(guò)醫(yī)學(xué)培訓(xùn)的人員進(jìn)行電擊除顫變得切實(shí)可行。1986年，AED開始在院前急救中使用。以后的10年中AED逐漸被推廣，而今新一代自動(dòng)除顫器以小巧、價(jià)廉、易學(xué)、易用等特點(diǎn)為世人青睞，最現(xiàn)代化的AED僅重44磅。美國(guó)心臟病協(xié)會(huì)、國(guó)際復(fù)蘇聯(lián)合會(huì)、紅十字會(huì)及健康專家倡導(dǎo)更廣泛使用AED，心肺復(fù)蘇走出醫(yī)院圍墻，走進(jìn)社會(huì)，走人家庭，挽救了不少瀕死者的生命，這是近代復(fù)蘇領(lǐng)域里的一次革命。30年前開創(chuàng)便攜式除顫器的先河后，現(xiàn)在除顫器廣泛應(yīng)用已成為不爭(zhēng)事實(shí)，美國(guó)實(shí)施公眾使用電除顫計(jì)劃(PAD)后，患者的存活率是以

12、往的2倍16,17。我們期望著在有滅火器的公共場(chǎng)所就能有AED等急救設(shè)備。2000年5月22日，美國(guó)前總統(tǒng)克林頓親眼目睹其重要幕僚心臟驟停，白宮工作人員在現(xiàn)場(chǎng)立即使用AED電除顫徒手心肺復(fù)蘇之后搶救成功，總統(tǒng)為此大發(fā)感慨，當(dāng)日發(fā)表致全美人民的講話：“今天我很高興地告訴大家一種用于挽救成千上萬(wàn)人們生命的新方法，它使那些受害于最大殺手心臟驟停的人劫后余生”，“感謝有了一種叫自動(dòng)體表除顫器的新設(shè)備，它就是AED”，“希望在美國(guó)所有公眾場(chǎng)合配置AED”。對(duì)于心臟驟停病人從驟停到第一次進(jìn)行電除顫的時(shí)間間隔能夠縮短12分鐘，其改善存活率的意義勝過(guò)所有藥物、氣道干預(yù)等?；诖罅颗R床研究、社會(huì)發(fā)展需求、其他學(xué)科進(jìn)步等背景而產(chǎn)生的“2000年國(guó)際心肺復(fù)蘇及心血管急救指南”提出對(duì)心臟驟停者應(yīng)該盡早行電除顫并強(qiáng)烈推薦AED。正是由于該指南的推動(dòng)，一改以往概念的新型雙向波電除顫器得以迅速普及推廣。雙向波電除顫器除顫具有效能高、損傷小、體積小、重量輕的特點(diǎn)，現(xiàn)在已經(jīng)開始替換以前的單向波電除顫器。2005年12月23日，美國(guó)心臟協(xié)會(huì)最新的“2005美國(guó)心肺復(fù)蘇及心血管急救指南”面世，依據(jù)循證醫(yī)學(xué)的研究成就對(duì)電除顫程序和方法提出全新的建議引?；厮輾v史，在心肺復(fù)蘇時(shí)成功使用除顫器以及電除