核心提示:50多年前的一场停电风波创造了首款电池供的心脏电起搏器,激活了一场医疗技术革命。后来,便携式起搏器亦由此应运而生。其中缘由,详见本文。
在1957年10月31日的夜晚,美国明尼苏达州的双子城(twin cities)突然陷入一片黑暗,让当地明尼苏达大学附属医院(university of minnesota hospitals)里患有先天心脏疾病、被称为“蓝宝宝(blue babies)”的小婴儿们生命受到威胁,也因此激活了一场医疗技术革命。
在医疗设备大厂 medtronic 工作35年的资深工程师earl hatten接受采访时表示:“当时,有一位医生失去了他的病人,随即要求能有更好的起搏器(pacemaker)。”于是在4 个星期之后,medtronic的创办人暨电子工程师earl bakken开发出一款外观稍嫌简陋的电池供电起搏器。
该设备采用了bakken在当时的《popular electronics》杂志里看到的一种晶体管节拍器(transistorized metronome),尺寸仅有两个香烟盒大小,取代了需用小手推车装载、使用交流电电源的旧款起搏器。
在交出新型起搏器之后的某一天,bakken惊讶地发现,该装置挂在医院里一个小女孩的身上。hatten回忆:“bakken先生从来没有看过眼前的 景象;在1957年,当明尼苏达大学附属医院的(c. walton) lillehei医师要求他制作一款便携式起搏器时,一切都改变了。”
medtronic创办人earl bakken
确实,便携式起搏器的问世改变了医疗领域;使用几种离散零件、一颗电池、几个粗陋的电极,以及一对控制信号频率与振幅的电路,全世界第一款可携式起搏器将电子疗法从医院病床带到外面的世界。藉由细微的电子脉冲刺激心脏组织,起搏器拯救了无数生命;早期使用者是将该装置挂在皮带上或是脖子上,时至今日,每年约有50万名病患将该种装置植入体内。
earl bakken开发的第一款可携式起搏器
目前是全球最大医疗电子设备制造商之一的medtronic,其实从未设想过要改变医疗领域;这家由bakken在1949年创办的公司,最早是设在一个只能停一部车的车库里,后面还连着一个货柜车厢。其早期员工在车库里维修真空管设备,一待就是13年,得忍受双子城的炎夏,又得在酷寒冬日挤在煤油炉旁取 暖。而medtronic创立之后约有8年的时间,是以医疗设备维修商的角色存在,直到1957年的万圣节停电事件,该公司的命运也改变了。
今年高龄88岁的bakken现在也是medtronic装置的使用者,而他创办这家公司的灵感是来自1931年上映的“科学怪人 (frankenstein)”电影。在1999年出版的自传《one man's full life》中,bakken写道:“在那部我一看再看的电影中,最让我着迷的并不是狂暴的怪物,是frankenstein博士的电学所激发出的创意火花。”
在为医疗设备产业带来转变的过程中,bakken并非独自一人;当公司还在车库里时,他与传奇发明家wilson greatbatch一起将起搏器技术推向了下一个阶段。greatbatch提出了让密封的起搏器能在人体内运作的独创概念,于是使用者不必再把该装置挂在皮带上,而是与在胸腔内运作的电子装置共同生存。
greatbatch在当时与一位纽约州立大学 buffalo校区的心脏外科医生william chardack合作,将新开发的起搏器植入一位病患体内,从此该种医疗装置技术又向前迈进一大步。greatbatch在1961年将他开发的技术授权给bakken与medtronic;他的女婿larry maciariello表示:“wilson与earl变成非常好的朋友,并担任medtronic的顾问很长一段时间。”
发明植入式起搏器的wilson greatbatch (照片由larry maciariello提供)
今日,greatbatch的成就被认为与bakken齐名;他是325项专利的拥有人,在1986年入列美国发明家名人堂(national inventors hall of fame),并在1990年获得当时美国总统布什(george bush)颁发国家科技奖章(national medal of technology)。他所创办的公司greatbatch到现在仍是起搏器用锂碘(lithium iodine)电池的供应商。
“他是一位具有真知灼见的大思想家;”maciariello表示,在2011年以92岁高龄去世的greatbatch,直到生命的最后一年还在申请专利。
现今的起搏器技术仍在bakke和greatbatch的研发基础上持续演进;在欧洲,研究人员采用新的无线技术,以超音波来刺激心脏,目前仍在人体试验阶段。新科技展现了电子装置正在心脏疗法领域不断扩展其角色,不过这或许并不会让bakken感到惊讶。
“我只是单纯地对电学感到惊奇,它如果运用得当,能创造比照亮一个房间或是让门铃作响更大的效益。”bakken在自传里面写道:“我后来意识到,电学能定义人类的生活。”
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