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1899年 除颤器

让—路易·普雷沃斯特(Jean-Louis Prévost,1838—1927)弗雷德里克·贝塔丽(Frédéric Batelli,生卒年不详)弗兰克·潘垂德(Frank Pantridge,1916—2004)

第一台除颤器大得令人望而却步,但如今轻巧的除颤器已经遍布大多数的公共建筑之中了。

微处理器(1971年),人工心脏(1982年),关西国际机场(1994年)

想象一下当你正走在机场的中央大厅时,一个走在你前面的人突然紧抓自己的胸部摔倒在地。他正处在心脏骤停的状态。好消息是如今许多公共建筑中都配备手提式的除颤器。工程师降低了这些保护生命安全的机器的生产成本,这一事实体现了工程学的精神。除颤器的概念要追溯到1899年,当时两位瑞士日内瓦大学的生理学家让—路易·普雷沃斯特与弗雷德里克·贝塔丽证实了电流对狗的心脏的影响。手提式除颤器直到1965年后才开始出现,那时爱尔兰教授弗兰克·潘垂德开发了一个早期的质量超过150磅(70千克)的模型。

我们在机场和商场里看到的手提式除颤器称为AEDs或者自动体外除颤器,第一部手提式除颤器从1980年开始在医院以外的地方使用。除颤器的目标是让心房停止颤动,重新建立规律的心跳。它是通过强电击来实现的。

心脏骤停的时候,心脏由于某些原因停止了规律的跳动。人类的心脏有自主神经网络来引导规律心跳,如果这个网络被干扰(例如心脏肌肉上的动脉阻塞),心脏将进入一个心房颤动循环,在这个循环中,神经网络不再按照常规运行,心脏开始不规律跳动并加速。

当将自粘电极放置在患者胸部之后,设备中的微处理器会分析心脏跳动的节奏,检测是否有心房颤动发生。如果发生,除颤器会用其内置电池加载一个具有高电压充电设备的电容器(700伏),然后将其传输给患者。在很多情况下,一次充电就可以令心跳恢复正常,但是如果不成功,设备会尝试多次。

解决心脏骤停的最好办法是尽可能早地使用除颤器。电力工程师、软件工程师、工业工程师所能做的是创造一个廉价、轻便、可以大批量生产的设备,来应对这一致命情况。■