互动科普

从医生们首次用电束使人的心脏重新跳动以来的50年中，我们对除纤颤器已经了解甚多，但是对纤维性颤动则知之甚少。

手术进行得很好。当给予乙醚时，有一个短暂的心跳速率加快的时期，但是用洋地黄很容易就把它控制住了。两小时的手术在技术上的要求是很高的。14岁小孩的胸部形状先天受到损害后，提供的呼吸仅仅是正常胸部的30％。参与手术的外科医生Claude S．Btek的任务是沿着胸骨分开肋骨与修复天然拙劣地弄坏了的工作。当开始容易的部分时，Beck松了一口气。但是当正在缝合15英寸的伤口时，胜利突然变成危机：孩子的心脏停止了跳动。Beck抓住一把手术刀，切开他的缝线，将其心脏握在手里，有节奏地挤压。他可以感觉出心脏的无效的颤动。并且立刻明白它已经进入了称为心室的纤维性颤动的致命的节律。在1947年尚无一人发生这种节律失调后存活下来，但是这并没有使Beck踌躇。

他需要用肾上腺素与洋地黄，并索取了一部心电图仪与一部去纤颤器，并且在整个时间他都不断地按摩这个孩子的心脏。花了35分钟才得到了心电图。它是摇摆的，并且完全是乱的，证实有与众不同的心室纤维性颤动出现。10分钟以后，助手们从邻近克利夫兰大学医院的Beck研究室中推进来一个实验性去纤颤器。Beck放好去纤颤器，并且将它的两个金属叶片直接放在孩子的心脏上。当1500伏的电流通过其肌肉纤维时，外科医生们注视着心脏的抽搐。Beck屏息期待着。

去纤维颤电震的目的是使心脏进入一种暂时的静止状态。由于无秩序的收缩方式被打断，心脏肌肉细胞有机会又恢复在有条理的次序下工作。第一次电震未起作用，在Beck要求附加的药物疗法的同时，他又开始对敞开的心脏进行按摩。25分钟过去了，Beck安排了第二次电震。这一次电震消除了纤维性颤动波，接着发生的是正常的节律。三小时以后，这个孩子对问题作了适当回答，并且继续进行全面恢复。

Beck认识到了这一首次成功的人类去纤维性颤动的意义。在二十世纪40年代，该国正处在冠状动脉病的流行中。这是一种延续到今天，并且仍然是成人死亡的原因的一种流行病。Beck知道，大多数冠状死亡，尤其是来自心动停止的冠状死亡，都是由心室纤维性颤动触发的。在大约65％的心动停止中，心室纤维性颤动是致命的节律。大约3％的心动停止是由心室的心动过速(一种很快的心跳速率)引起的，它常常退化成纤维性颤动，其余的则是心搏停止(平线)节律或一种称为无搏动活动(一种不能收缩的弛缓的心动)的节律的结果。

对心室纤维性颤动的确切原因则了解甚少。在许多例子中，它由引起心脏内局部缺血的与应激性的肌肉区的部分或完全闭塞的冠状动脉触发。但是，有时心脏直接进入心室的纤维颤动状态而没有明显的原因。在纤维颤动状态的瞬间，心脏没有抽吸血液，所以脉搏停止了，并且血压降到零。它被称为临床上的死亡，如果循环没有在几分钟内恢复，它就会变成不能恢复的生物学上的死亡。

虽然心室纤维性颤动偶尔发生在外科手术期间，但是它最时常发生在医院环境之外的日常活动期间。在美国一年35万个突发的心脏病患者的死亡病例中，75％发生在家里，受到疾病侵袭的人正处在壮年时期。在1947年，Beckr的唯一的选择是重新打开胸腔与人工压缩心脏。我们现在所知的心肺复苏术(CPR)是1960年才发明的。Beck知道，人工压缩心脏只是赢得时间——电是(并且仍然是)治疗心室纤维性颤动的唯一手段。十年来，Beck研制与完善了他的仪器，使数百只狗去纤维性颤动，但是他需要证明挽救人的生命的可能性。一个病例就是他所需要的一切。他在美国医学会杂志上发表了一份报告，并且立刻就说服内科医生们承认纤维性颤动与知道怎样使用去纤维性颤动器。

Beck预想当时正处在有挽救生命的巨大可能性的门槛上。他把去纤维性颤动器看作用于治疗心脏的工具，用他的话来说，“心脏太好了，以致不能死”——如果非常快地发生去纤维性颤动，心脏就会保持不受损害的状态。他的说法是恰当的，因为一个被成功地去纤维性颤动的心脏通常还可以工作许多年，一个纤维性颤动的心脏就像一台价值百万美元的设备因价值20美分的保险丝而失效。

50年后，询问Beck的梦想是否已经实现是合适的。全世界都接受他的发明吗?它的巨大潜力已经被认识到了呜?将来拥有什么呢？

Beck的去纤维颤动器是一种大型的笨重机器。它使用直接来自一个墙壁插座的交流电，并且需要一个体积庞大的笨重变压器。电压通常为1000伏，通电时间为一秒的4分之一或一半。虽然这台机器的轮子使它有一些机动性，但是仅仅勉强能移动。它的最大缺陷是需要将其金属叶片直接放在心室上，因为要用好多电通过胸腔进行电震尚不十分清楚。但这只是一个开始。从这样简单粗糙的开始起，去纤维性颤动器变得更小，更灵巧与更复杂得多。如同这项技术发展了一样，临床应用也得到了发展。

Beck 1947年发表报告后不久，在西方世界的手术室中都配备了去纤维性颤动器。但是只要必须打开胸腔与将叶片直接放在心脏上，它们仍会留在手术室中，其用途很有限。这个问题在1956年被哈佛医学院的Paul M.Zoll解决了，他证明了去纤维性颤动可以通过完整的胸腔发生。现在这种装置可以移动到医院的其它地方。去纤维性颤动开始出现在急救部门以及冠状动脉病护理单位。

图为去纤维颤动器比较大并且是内在固定的，又需要交流电操作，所以它们只局限在医院使用。为了在医院以外的地方应用，去纤维性颤动器必须成为手提式的，并且必须有一种方法将它们带到病人住的地方。在1960年哈佛公共卫生研究所的Bernard Lown与华盛顿大学的K．William Edmark克服了这些障碍。他们证明了去纤维颤动器不仅可以用直流电作动力，而且这些直流电机器实际上是更安全的，因为如像心传导阻滞或其它难于治疗的节律紊乱的电震后并发症较少。使用直流电也可以用相对地比较容易携带的电池作为该装置的电源和用电容器来收集与积聚电荷。虽然这些第一代以电池作动力的装置重35磅，手提式去纤维颤动器至少可以进入患者的居住区。现在所需的一切就是一种运输它们至患者那里的手段。

在北爱尔兰贝尔法斯特的皇家维多利亚医院，两位心脏病学家看到了由于冠状动脉病引起的死亡人数在上升。这种病几乎是一种看不见的残杀，因为它发生在他们的病人被接收入院以前，通常在症状出现的一个小时之内。J．Frank Pantridge及其同事John S．Geddes推论，达到由于心室纤维性颤动而垂死的病人的唯一方法是直接到他们的家里跟在他们之后。他们利用一台旧的救护车，在1966年建立了世界上第一个流动特护室。这个特护室配备了一个医生与护士，装有一台以两个12伏汽车电池作电源的去纤维性颤动器，它是临时拼凑的。

成功来得很慢。但是在18个月内，他们积累了足够的经验将他们的发现发表在国际医学杂志《柳叶刀》上。有关10个心搏停止的病人的资料具有开创事业的重要性。他们全部都有心室纤维性颤动，并且全部都被复苏和接纳进医院中。其中5个随后活着出院。

一种正在发展的技术

这一概念迅速扩展。到二十世纪60年代后期，在几个城市中建立了实施流动特护室的计划。美国方案用称为护理人员的经过特殊训练的人员取代医生和护士。这在历史上还是第一次，在居住区突然垂危的人的生命得到挽救。观在在美国与许多西方国家的所有城市与郊区都可以发现提供先进的急救措施的护理人员计划。

但是只有护理人员和救护车是不够的。当一个人进入去纤维性颤动状态时，每一分钟都很重要，等待救护车就会损失宝贵的时间。显然，让去纤维性颤动器掌握在更大的一群外行或急救服务人员手里是有益的。

直到二十世纪70年代，去纤维颤动器都是人工操作的。操作者——医生，护士或医务辅助人员——必须通过一个小的示波器解释心脏节律，然后，如果出现心室纤维性颤动，就用叶片使病人休克。为了把去纤维颤动器推向更多的人，该装置必须成为更容易使用的。下一步技术演化正是实现了这一点。在80年代，去纤维性颤动器渐渐有了“大脑”。能够检测心室纤维性颤动的计算机算法被结合进标准去纤维性颤动器中。称为自动内部去纤维颤动器的这种‘灵巧的“去纤维颤动器可以解释病人的节律，并且只有当心室纤维性颤动存在时才传送一次电震。有些重量小到只有4磅的自动内部去纤维性颤动器使用声音芯片技术和操作者交谈，并且指导他或她完成这一程序。灵巧的去纤维性颤动器将这一技术推广到急救护理的另一层次，即为基本的救护车服务配备的数十万医务人员。

每一个新的技术突破都伴同去纤维性颤动器数目和使用它们的场所的增加，今天在美国有25万台以上的去纤维性颤动器。大约11万台是在医院外使用的，也许其中的一半是自动内部去纤维颤动器。

美国心脏学会在1994年作出了一次让公众接触去纤维颤动法的努力，主张自动内部去纤维颤动器掌握在第一反应者与其他公共事务人员(如像警察与安全警卫人员)手中。显然，我们正处在去纤维性颤动器利用的另一次浪潮的高峰。毫无疑问，将更多的去纤维性颤动器放在居住区与公共事务人员的掌握中将是有用的。但是收效甚微，因为大多数博停止不发生在运动场或商场。它们发生在卧室与起居室。例如，在华盛顿州的西雅图与金县，仅仅15％的搏停止发生在公众场所。

只有当去纤维性颤动器成为消费产品与可以在邻近的药店买到时，才最有可能实现对去纤维颤动器的希望。为了使希望成为现实，必须使价格成为负担得起的，并且美国食物与药品管理局必须允许公司将去纤维颤动器销售到消费者中。目前，自动内部去纤维颤动器是价值3000英元的处方装置，虽然大规模生产(一年一百万台的规模)可能将销售价格降到350美元。使用自动家用去纤维颤动器没有任何危险的情况发生，因为这种装置仅仅用于心室纤维性颤动，如果条件不存在，就不会让电震传送出来。总有一天，消费者自动内部去纤维颤动器可能像家中的灭火器一样普遍。

小得足以植入

制造较小的，更灵活的去纤维性颤动器与将它们从手术室运到人们的起居室的基本原理在逻辑上可以更进一步地贯彻。为什么不将这种去纤维性颤动器放在人的胸腔内?这正好是巴尔的摩Sinai医院的Michel Mirowski在1966年的一次悲剧性的个人经验后所做的事。他的导师与朋友因为周期性发生的心律失常而被送入医院治疗，这种病对药物疗法没有反应，需要经常的监测和在冠状病护理室中反复接受去纤维性纤维颤动电震。这个朋友在医院内不想活了，不听劝告，自己办清手续后离开了。几天后他死了。虽然当时任何人都没有办法，Mirowski发誓要解决这个问题。

在Sinai医院的地下室实验室工作与没有研究基金的Mirowski及其同事MortonM．Mower开始使去纤维性颤动器微型化并将其植入危重病人的胸腔中。在狗身上作了原型试验后，第一次植入人体于1980年在约翰．霍普金斯医院进行。这是一次成功的试验。又经过5年临床试验后，该装置获得了食物与药品管理局批准。

第—批市场上销售的可植入去纤维颤动器具有随身听的尺寸，重12盎斯。由于它们有这样的尺寸与重量，必须将它们放在腹中的皮肤袋中，导线与电极则通到心脏。需要进行打开心脏的手术，因为电极需要直接被缝合到心脏的心室上。该装置不断监测心脏的节律，如果检测到纤维性颤动，它就给它的电容器充电，并且它的电池提供一次34焦耳的电震。与用于标准的内部去纤维性颤动器的200或300焦耳相比，用较低的能量就足够了，因为它被直接作用于心脏，不需穿过胸腔。

植入一个去纤维性颤动器是较大的外科手术，仅仅在最紧迫的情况下才进行。但是这只是一个开始，它证明可以救命。从1985年到今天，已研制了几代可植入的复律器去纤维性颇动器它的每一代都引起一个较小的与更精致的装置产生。最新的型式仅仅3盎斯重，小得足以放在上胸腔的皮肤下，类似一个起搏器。该装置的铁壳起一个电极的作用，穿过一条大的静脉直接进入心脏的一根金属丝起另一个电极的作甩。从而，不需要打开心脏的外科手术，并且放置它是一个简单的，一小时就可完成的门诊手术。在最近的设计中，电池的寿命为8年，它们也能储存数小时的传感与心电信息，然后这些信息能够通过皮肤下载。从而能够使心脏病学家诊断与查找正在发生的问题。这样的技术成本不低，这些去纤维性颤动器价值3万美元，加上用于植入的1万5千至2万美元。在美国至今已有10万个以上的这种装置被植入使用。按照一年3万个的预计速度，它是一个一年1亿美元的产业。

决定性的解决方法

如果Claude Beck看到今天的去纤维颤动器，他会大为惊奇的。植在病人中的灵巧的去纤维颤动器与3盎斯重的装置，是一个在1947年不可想像的进步。但是这50年来的发展实现了去纤维性颤动器救命的希望了吗? 答案是一个极响亮的不字。 尽管有数百个紧急医疗服务计划与数千个医务辅助人员受到了去纤维性颤动的培训，在美国每年被救活的心搏停止的患者中只占很小的比例。数目不大(充其量千分之几)是由于去纤维性颤动发生太迟。基于急送去纤维颤动器至垂危的病人的方法注定达到成功的希望很渺茫。

可悲的现实是我们不了解纤维性颤动的原因，并且不能预测它，所以我们不能够将去纤维性颤动器放在可以从中受益的每个人的手中与胸腔中。(20%的心室纤维性颤动病例发生在未诊断到心脏病的人中。)我们只能推测，触发它的原因包括局部缺血(流到心肌的血不足，使它成为应激性的)；电解质异常；由如像肾上腺素这样的激素中的异常波动引起的自律不平衡；药物；与先天性失调。

实际上，关于为什么去纤维性颤动能起作用，我们知道的甚少。人们认为，电震同时去极化心脏中的每一块肌肉纤维，让它内部的定时机制重新调节与回到正常状态。在某种意义上，它好象是重新引导一部突然地与不可思议地被卡住的计算机。我们不仅不能够预测它，而且也不能防止它。不管未来是否带来消费者自动内部去纤维性颤动器的广泛应用或放宽可植入装置的适效范围，重要的是要认识到对心室纤维性颤动问题的唯一决定性的解决方法在于预防。

现在，快速的去纤维性颤动法为突然的心脏病死亡患者提供了唯一的希望。去纤维性颤动器似乎是集中体现了医疗上的高技术与向成千的病人提供了延长生命的希望。但是在这一希望内存在一种被随笔作家与内科医生Lewis Thomas首先描述过的反论。我们看做是高技术的那个——在这种情况下，去纤维性颤动法——实际上是低技术，因为我们对这种病只有初步的了解。

医疗技术的最高水平是花费最少与对这种病有较好的了解——例如接种。最低水平是花费很大的并且是在疾病大肆逞凶时进行治疗而不是预防。我们能够使去纤维性颤动器小型化和将它放在人的胸腔中。但是我们还不知道什么引起心脏突然发生纤维性颤动。并且我们也不能确定心室纤维性颤动的预兆。

50年来，去纤维性颤动已取得了使人震惊的技术上与临床上的进展。但是心室纤维性颤动的问题仍然是成年人的主要死亡原因。我将不得不说Beck的梦想只有50％被实现了。当家用去纤维颤动器被批准，也许去纤维颤动的巨大潜力最终将被实现。但这将是一个似是而非的胜利。当我们了解心室纤维性颤动与预防它的发生时，才会出现真正的胜利。在某一天，我们将去纤维性颤动器称为一个过时的低技术的东西不是更好吗?

图1去纤维性颤动对于心室纤维性颤动的患者来说，仍然是第一的，最后的与最好的希望。涂有一层导电凝胶的叶片通过心脏肌肉传送电震，而心脏肌肉因为某种仍未了解清楚的原因。让它的内部定时机制重新调节。并回到正常状态。

图2接受去纤维性颤动法治疗的第一个人(左边是他20年后的照片)，当1947年经受外科手术来扩大他的先天性变形的胸腔时，进入了心室纤维性颤动状态。在那时，心室纤维性颤动总是致命的，但是外科医生Claude S．Beck(上)得以用一个去纤维性颤动器使他的病人复苏。

图3被用在人类身上的第一个去纤维性颤动器看起来就像此处示出的一个(上)。主要由升压变压器组成的监测仪器与两个吸杯装置可直接放在心脏上，去纤维颤动器长、宽、高大约有18英寸X 18英寸×24英寸。它是以来自一个墙壁插座的交流电作动力的。最早的可植入式去纤维颤动器(右)是嵌在腹部的具有12盎斯的相当笨重的家伙，电极则直接通到心脏的尖端与上面的腔静脉。

图4第一个被去纤维性颤动的人的实际心跳节律揭示心室纤维性顿动(a和b)的摆动的与打乱了的节律。最下面的图(c)显示去纤维性颤动冲击后的正常节律。