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題目 : 錯誤中的發明——小型心律調整器 組員 : 黃勝衍 許庭毓 吳冠毅 王振彥 王信博

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心律調整器. 題目 : 錯誤中的發明——小型心律調整器 組員 : 黃勝衍 許庭毓 吳冠毅 王振彥 王信博. 錯誤中的發明——小型心律調整器 常識 : 心跳率是靠心臟的電導系統來控制的 , 當血管阻塞或電導系統出狀況時 , 心臟就無法輸送血液 , 如不及時急救 , 患者會喪命 。 心律調整器( pacemaker )是利用電極的脈衝來調節心跳率,小型心律調整器可植入體內,已救了上百萬的患者。. 發明者.

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Presentation Transcript
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心律調整器

題目:

錯誤中的發明——小型心律調整器

組員:黃勝衍

許庭毓

吳冠毅

王振彥

王信博

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錯誤中的發明——小型心律調整器

常識:

心跳率是靠心臟的電導系統來控制的,當血管阻塞或電導系統出狀況時,心臟就無法輸送血液,如不及時急救,患者會喪命。心律調整器(pacemaker)是利用電極的脈衝來調節心跳率,小型心律調整器可植入體內,已救了上百萬的患者。

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發明者

可以植入體內的小型心律調整器是 1958 年由美國威爾遜‧格列巴齊(Wilson Greatbatch)發明的,美國專利 #3,057,356。格列巴齊在 1919 年出生於紐約州的綺色卡(Ithaca),高中畢業後進入康乃爾大學取得工學士學位,然後在紐約州立大學水牛校區拿到電機工程碩士。第二次世界大戰入海軍服役,大戰後進康乃爾大學心理學系當研究員,小型心律調整器就是這時候發明的。到 77 歲時,他已經擁有 150 個專利,每年都有新的發明。

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發明過程
  • 格列巴齊在康乃爾大學的工作,是負責一個測量羊的生態和動物行為的實驗。1958 年的一個下午,他在設計一個可以測量動物心跳的振盪裝備時,在工作箱抓了一個電阻放到他設計的振盪裝備中,但很奇怪的是這振盪裝備送出的電極脈衝是每秒鐘 1 次,而不是可以測量心跳聲音的儀器。
  • 他仔細看那電阻,才發現是拿錯了。電阻的高低以顏色作標示,他本來要的是棕—黑—橘,但拿的是棕—黑—綠。這個錯誤卻帶來他的好運,因為 1 秒鐘 1 次的電極脈衝正是他一直想得到的裝備,這是心律調整器的脈衝率。
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他記得 1956 年時,有一次跟兩位心臟外科醫師一起吃午餐,,但這種裝備大而笨重,醫師說如果心臟的神經出狀況而無法做規律的放電時,心臟肌肉就不能做正常的伸縮。一個急救方法是用電極猛擊心臟事後患者也會有胸部疼痛的苦狀。

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到了 1958 年,電晶體剛剛發明上市,代替了笨重的真空管,電池的性能和大小也有顯著的改善,於是他就開始設計可以植入體內的小型心律調整器。第1個設備試用在狗的身上,效果非常好,他又繼續做了1年的動物實驗,才開始和查達克(William Chardack)醫師合作,在 1960 年應用到人體上。他們的第1個患者,在植入心律調整器後多活了 18 個月。格列巴齊發明心律調整器得到專利後,就辭去康乃爾大學的工作,專心投入心律調整器的研究工作,尤其是電池的設計。當時市面上最通用的是馬羅利公司的汞電池,是由氧化汞和鋅組成的。汞電池在放電的過程中會釋放氧氣,導致裝置容易生銹,效果不理想。

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於是他進一步研發出鋰電池,鋰電池的陽極是鋰,陰極是有機碘化物。鋰電池的能量密度高,自耗電率低,小巧玲瓏,可靠耐用。鋰電池也就變成了心律調整器的標準必備能源,也使他的心律調整器變得更小、可靠耐用。經過無數次的試驗和改進,終於使這小型心律調整器能容易植入體內而開始普遍使用。於是他進一步研發出鋰電池,鋰電池的陽極是鋰,陰極是有機碘化物。鋰電池的能量密度高,自耗電率低,小巧玲瓏,可靠耐用。鋰電池也就變成了心律調整器的標準必備能源,也使他的心律調整器變得更小、可靠耐用。經過無數次的試驗和改進,終於使這小型心律調整器能容易植入體內而開始普遍使用。

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最基本的心律調整器裝置能監測心臟的自然電導節奏,如果心跳之間的時間發生不一致時,心律調整器會對心室放出一個低電壓的脈衝刺激心臟。心律調整器能時時刻刻追蹤心跳的情況,一發現有不正常心跳率時,就用脈衝刺激心室調節心跳率,可避免心臟病發作。近年來,心律調整器已經發展成多功能裝置,能同時監測和刺激心室和心房,因而提高效率。最基本的心律調整器裝置能監測心臟的自然電導節奏,如果心跳之間的時間發生不一致時,心律調整器會對心室放出一個低電壓的脈衝刺激心臟。心律調整器能時時刻刻追蹤心跳的情況,一發現有不正常心跳率時,就用脈衝刺激心室調節心跳率,可避免心臟病發作。近年來,心律調整器已經發展成多功能裝置,能同時監測和刺激心室和心房,因而提高效率。

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一般的心律調整器的大小是 2 公分左右,約 30 公克。鋰電池的壽命是 5 到 10 年。移植後,每 12 個月要做一次定期檢查,平時除了不能靠近有大磁場的場所外,例如不能做磁共振影像檢驗等,並沒有其他需要特別注意的事項。據估計,目前已經有 5 百萬患者裝了格列巴齊的心律調整器。

pacemaker
什麼是心律調節器(pacemaker)?

心律調節器是一附有電池的電子儀器,由節律器(pulse generator )、電極(electrode)及導線(lead)三部份所組成(如圖),電極的前端安置在心臟裡面,導線連接節律器與電極,節律器以一定的速度將電刺激傳到心臟,使心臟維持規律的跳動。

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心律調整器的功能

心臟是我們身體維持生命最重要的器官,當心臟停止跳動,即是生命的終止。正常情況下,主宰心臟跳動是由右心房的竇房結 (SA node) 來控制,經由房室結 (AV node) 、希氏徑(His Bundle),把電刺激由心房傳到心室,引起心臟的收縮,以維持正常的血壓及身體所需之血液供應。當此特殊的心臟電氣傳導系統出現毛病,就會有各種不正常的心跳出現,而引起心律不整的問題。而心律調整器的功能簡單來說,便是代替心臟或幫助心臟發出正確的放電刺激,以改善心律不整及心臟收縮不全的問題!近年來心律調整器設計的進步,包括可以從心房、心室二處刺激的DDD心律調整器及可隨著病人活動而增加或降低心跳速率的心律調整器,使人工心律調整器對心臟的刺激更符合心臟生理功能性之需求,使心臟收縮力更為提高。

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心律調節器如何植入?

心律調節器的裝置通常在心導管室內進行,藉由X-光透視攝影輔助導線放置,並以心電圖監測生命徵象,一般植入位置在左側或右側鎖骨下3公分處皮下部位,局部麻醉後,醫師會切開一個約3到4公分的傷口,在其下方找到靜脈血管,將電極導線放入靜脈血管中,並在X-光透視下將電極導線放置在心臟血管內適當的位置,再於切開傷口內下方放置電池與導線。植入過程僅需局部麻醉,約需1-3小時左右

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心律調節器的種類

醫師會依據病患需要,選擇適合的心律調節器,其種類可分為:(ㄧ)心室導線,固定速率型(VVI)。(二)心室導線,可變速率型(VVIR)。(三)心房導線,固定速率型(AAI)。(四)心房導線,可變速率型(AAIR)。(五)心房感應心室刺激,可變速率型(VDD)。(六)雙房室導線,固定速率型(DDD)。(七)雙房室導線,可變速率型(DDDR)。(八)心臟再協同治療(三腔式房室導線),可變型(CRT-DDDR)。

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更換電池
  • 心臟節律器的電池通常可以使用5-10年,由於電池密封在發生器裏,更換電池往往需要更換整個Generator。手術與最初的手術相似但時間較短。
  • 打開心臟節律器的口袋,取出舊的心臟節律器,卸下電線,將新心臟節律器與電線相連。
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