心脏电除颤发展史 (1)

1、心脏电除颤发展史何庆 万智心肺复苏是 20 世纪医学领域及社会大层面上普及得最为成功的急救知识、技能。 确切地讲，从徒手 cpr 的创始人 petersafar 教授自 1958 年开始在欧美各地报告 用口对口人工呼吸挽救濒死者生命，到 1960 年胸外心脏按压被推荐面世之后， 在“任何地方”不借助医疗器械、对呼吸、心跳骤停徒手进行的紧急救命术 徒手心肺复苏术正式步入社会，从而构成了现代急救的主题。 40 年间，以口对 口人工呼吸、胸外心脏按压为标志的现代心肺复苏风靡全球，猝死者复苏成功病 例像雨后春笋般涌现。研究发现心脏电击除颤带来的复苏成功率更胜于徒手心肺 复苏、药物等。电除颤技术已是最基

2、本和最重要的急救手段，在现代心肺复苏中 执行的是“尽早除颤”的理念。电除颤的发展是一个多学科研究人员协作的成功范例，这项临床突破来自于医生、 生物医学家、生理学家和两个非医学产业(电力业和电话业)研究者的通力合作。 一、 对于电与心室纤颤、电击除颤关系的初步探索阶段任何关于电除颤技术发展史的研究都无法绕开的一个话题是当代医学对心室纤 颤的认识的发展过程，事实上，电除颤的历史是与医学对心室纤颤认识的历史交 织发展的。有文字记载的使用电除颤进行心肺复苏的历史可以追溯到 1788 年，kite 在英格 兰皇家援救溺水协会年鉴上发表了一篇获得银奖的论文，描述了可能是首次成功 的电除颤。文章中描述了一个

3、手提式设备，将电无意中击向“所有目击者都认为 已经死亡”的溺水女孩，挽救了生命。事实上这套电工用的设备具有许多现代除 颤器特征，包括一个贮能的电容器、一个充电调钮和两个电极。早在 19 世纪中叶，欧洲医学家开始研究电对实验动物和人的影响。1849 年德国生理学家和波动曲线的发明者 carlludwig 教授和学生首次发现并记 录了由电刺激诱导产生的快速心肌收缩，导致心脏骤停。1879 年，德国医生 hugoyonziemssen 首次完成了电流对人心脏影响的重要实验。 他提出可以用直流电直击心脏，也可以通过在胸壁上电击来改变心率和节律。这 是对心脏具有明显治疗价值的阳性干预，但由于一位英国医生

4、进行动物实验后提 出反对意见而一时被认为前途渺茫。1887 年 ludwig 的学生 macwilliam 首次阐释室颤的病因学及其临床意义。他认为 “纤维状收缩”是心室肌肉不规则、无节律的收缩，同时动脉血压显着下降的状 态。当心室壁快速颤动而不能将血液向前推动的时候，心肌活动也成为不协调的 颤动。两年后，macwilliam 明确地将心脏骤停的原因区分为心脏停搏和心室纤颤。 他认为“心脏骤停时仍表现出不规则的、不协调的能量(颤动)，而不是静止的”， 认为心室纤颤是猝死的重要原因，而且心室纤颤引起的猝死可能在各种心脏状态 下发生。但由于当时其他研究者都在关注刚刚兴起的细菌学，所以 macwil

5、liam 理论未得到应有的重视，这个发现被后来很多的研究证实和发展，直到 1915 年， thomaslewis 才肯定的评价 macwilliam 是第一个提出室颤是猝死主要原因的学 者。另一方面，1880 年以后电开始广泛应用，意外触电身亡明显增加，1882 年人们 发现 250 伏的交流电可以致命。瑞士生理学家 prevost 和 batelli 在 1899 年报道了 不同电压和电流经过心脏后所产生的作用，发现一个微弱电刺激可以引起心室纤 颤，但是一个更高强度的电刺激也能够终止心室纤颤，并且恢复规则的节律。这 一发现使成功救治触电身亡的患者成为可能，但仍有两个难题没有解决，使之难 以用

6、于临床：没有复苏时最佳电压和电流强度的人类实验证据；在当时要现场或 者很短的时间内提供要求电压下的电流也十分困难。第一份室颤的心电图于 1911 年发表。20 世纪 20 年代，贝尔试验室开展了对于室颤和除颤的研究，同期 还成立了 5 个委员会研究触电。当时发现室颤是氯仿麻醉时发生猝死的常见原因， 在这种致命的心律失常之前往往会发生多形性室性期前收缩和室性心动过速。 二、 电击除颤器的发明和推广使用阶段1933 年，约翰霍普金斯大学的 hooker，kouwenhoven 等开始在狗身上诱发室 颤并成功进行交流电体内除颤实验，显示了对实验动物进行胸外电除颤的可能性。 1936 年，carlwi

7、ggers 在美国生理协会的年会上宣布，将人工心脏按压和电除颤 相结合可以增加心脏手术中突发室颤后复苏成功的可能性。1941 年，claudebeck 报道了两例患者在术中按照研究中的步骤接受了药物和电 除颤，但没有成功。1947 年，beck 为一位 14 岁的小孩进行胸部手术，麻醉诱导 期出现了窦性心动过速，关胸时突发心脏骤停。 beck 为他再次开胸，进行心脏 按摩时发现心室在颤动，给予了肾上腺素、洋地黄和普鲁卡因等药物。 10 分钟 后从实验室推来了一台除颤器，心脏骤停 45 分钟时进行了第一次除颤。60 赫兹 的交流电直接应用于心脏，几次除颤后心脏恢复了窦性心律，3 小时后患儿开始

8、正确回答问题，后来完全康复。这是一次体内除颤治疗，也是首次对人类除颤成 功。beck 开设了一系列复苏的课程引导 3000 多内科医生认识室颤，并教其使用 除颤器，他认为除颤器是挽救心脏的好工具。beck 的除颤器体积庞大笨重，使用来自电源插座的交流电，需要大而重的变压 器，更为重要是必须将电击直接作用于心脏。但是成功的案例促进了电击除颤方 式很快被临床接受，并且开创了一个对心室纤颤和除颤广泛的基础和临床研究起 点，一项将人类室颤转复为窦性心律的技术从此诞生。到 20 世纪 50 年代，除颤器的发展进入一个新时代。 1956 年和 1957 年， kouwenhoven 重新进行 20 年前的

9、研究，用胸壁上的电极对狗进行除颤，zoll 用 同样的方式对人进行了除颤。这是第一例体表除颤的报道，首次记载了心脏骤停 病人心肺复苏过程中成功使用除颤器，无疑掀开了医学史上崭新的一章。 1960 年左右，医学界进行了有关直流电和交流电除颤的争论。edmark 及 lown 等人发现直流电或脉冲式的除颤比交流电除颤更加有效、副作用更小。直流电的 脉冲式波形在 20 世纪 60 年代后得到了进一步的发展。1961 年出现同步电复律。lown 等人发明了应用 r 波触动同步电除颤，该方法有 效地防止了刺激落在心动周期的易损期上，应用 100 焦耳的同步放电可以终止多 种心律失常的发作，故安全可靠。

10、lown 将该法命名为心脏电除颤或电复律法 (cardioversion)。直流电除颤除了并发症更少外，除颤器使用的电容器可以储存电能，因此可以用 电池为除颤器供电，从而大大改善了除颤器的可移动性。 1969 年第一台可移动 除颤器上市，重达 33 磅。法国通过救护车装备直流电除颤器组成移动式 icu， 使院外生存率得以提高。三、 电击除颤器新概念和新设备推出阶段20 世纪 70 年代，设计出了实验性体内和体外装置来自动检测心室纤颤。 1980 年 2 月，第一台体内自动心脏复律器被植入人体。1985 年美国 fda 批准了自动 心脏复律器的使用。此后逐渐出现数代更新、更精密的 icds，最新

11、的一代还不到 4 盎司，可以像起搏器一样植入，有 8 年以上的电池使用寿命，可以除颤、转复 室速，以及在心动过缓时自动起搏，还可以储存数小时的感知和心电图信息。 同期研究发现，由经过特殊训练的院前急救人员对心脏骤停患者进行除颤，比仅 仅接受标准 cpr 治疗的心脏骤停患者生存率高。至此，aha 提出了对心脏骤停 患者在院前应早期开始徒手心肺复苏和早期除颤的建议。为此，20 世纪 80 年代 开始进行自动体表除颤器(automatedexternaldefibrillator，aed)研发，使未经过医 学培训的人员进行电击除颤变得切实可行。1986 年，aed 开始在院前急救中使 用。以后的 1

12、0 年中 aed 逐渐被推广，而今新一代自动除颤器以小巧、价廉、易学、 易用等特点为世人青睐，最现代化的 aed 仅重 44 磅。美国心脏病协会、国际 复苏联合会、红十字会及健康专家倡导更广泛使用 aed，心肺复苏走出医院围墙， 走进社会，走人家庭，挽救了不少濒死者的生命，这是近代复苏领域里的一次革 命。30 年前开创便携式除颤器的先河后，现在除颤器广泛应用已成为不争事实， 美国实施公众使用电除颤计划(pad)后，患者的存活率是以往的 2 倍 16,17。我们 期望着在有灭火器的公共场所就能有 aed 等急救设备。2000 年 5 月 22 日，美国前总统克林顿亲眼目睹其重要幕僚心脏骤停，白宫

13、工作 人员在现场立即使用 aed 电除颤徒手心肺复苏之后抢救成功，总统为此大 发感慨，当日发表致全美人民的讲话：“今天我很高兴地告诉大家一种用于挽救 成千上万人们生命的新方法，它使那些受害于最大杀手心脏骤停的人劫后余 生”，“感谢有了一种叫自动体表除颤器的新设备，它就是 aed ”，“希望在美国所 有公众场合配置 aed ”。对于心脏骤停病人从骤停到第一次进行电除颤的时间间隔能够缩短 12 分钟， 其改善存活率的意义胜过所有药物、气道干预等。基于大量临床研究、社会发展 需求、其他学科进步等背景而产生的“2000 年国际心肺复苏及心血管急救指南” 提出对心脏骤停者应该尽早行电除颤并强烈推荐 aed。正是由于该指南的推动， 一改以往概念的新型双向波电除颤器得以迅速普及推广。双向波电除颤器除颤具 有效能高、损伤小、体积小、重量轻的特点，现在已经开始替换以前的单向波电 除颤器。2005 年 12 月 23 日，美国心脏协会最新的“2005 美国心肺复苏及心血 管急救指南”面世，依据循证医学的研究成就对电除颤程序和方法提出全新的建 议引。回溯历史，在心肺复苏时成功使用除颤