心脏电除颤发展史 (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MacWilliam 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，CarlWiggers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。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10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4．4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1—2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器以及电除颤技术的推广使用，是医学史上重要的进步。实验和实践证明电除颤治疗心室颤动是提高心脏骤停患者急救存活率的关键，尽早电除颤也是救治心脏骤停最重要的决定性因素。今天，AHA 和ERC等国际组织认可了作为标准治疗的“早期除颤”概念，除颤也成为一项基本生命支持的措施引。但是，电除颤技术还远未达到完美的境地，前面路还很长。也许可以从历史的回顾中学习一些经验，加强多学科合作，进一步完善电除颤技术，拯救更多人的生命。