دستگاه شوک الکتریکی قلب

اختراع دستگاه شوک الکتریکی قلب

US1913595
آلبرت هیمن,هیمن چارلز هنری

ایست قلبی، همچنان یکی از دلایل اصلی مرگ انسان‌ها است. اگرچه از دیرباز، انسان‌ها با مشکلات قلبی دست و پنجه نرم می‌کردند، ولی تا قبل از رسیدن به سنی که این مشکلات به عنوان تهدیدی جدی برای جان آن‌ها تلقی گردد، به‌واسطه بیماری‌های مختلفی همچون بیماری‌های عفونی، جان خود را از دست می‌دادند. با پیشرفت‌های پزشکی، خصوصاً در دهه‌های اخیر، انسان‌ها طول عمر بیشتری را تجربه نموده و به‌واسطه همین موضوع، بیماری‌ها و مشکلات قلبی، بیشتر نمایان شده است. عوامل مختلفی، می‌توانند منجر به اختلالات الکتریکی در قلب شده و از کار افتادن قلب را به همراه داشته باشند که در نتیجه آن نیز، خونی به اندام‌های مختلف بدن پمپاژ نشده و مرگ را به دنبال خواهد داشت. «دفیبریلاتور» یا «دستگاه شوک الکتریکی»، دستگاهی است که میلیون‌ها فردی که دچار ایست قلبی شده‌اند را، به زندگی باز گردانده است. این دستگاه، با اعمال ولتاژ بالا و شوک الکتریکی، باعث تحریک عضلات قلب شده و بازیابی پالس‌های الکتریکی و ریتم عادی قلب را به همراه خواهد داشت.

ایده تحریک قلب با استفاده از شوک الکتریکی و برگرداندن ریتم عادی به آن (دفیبریلیشن)، برای اولین بار در سال ۱۸۹۹ میلادی، توسط دو فیزیولوژیست دانشگاه ژنو مطرح گردید. جان لوییس پریوست «Jean-Louis Prevost» و فردریک باتلی «Frédéric Batelli»، طی مطالعات خود بر روی عملکرد الکتریکی قلب، به چنین ایده‌ای دست یافتند. همانند بسیاری از دستاوردهای ابتدایی پزشکی، خصوصاً در رابطه با قلب، این دو محقق نیز با آزمایش بر روی سگ و دادن شوک الکتریکی به‌صورت عمل باز و مستقیماً بر روی سطح قلب، به این مهم پی بردند. جالب است که اولین قلب مصنوعی نیز، به بدن یک سگ پیوند زده شد. لوییس و فردریک، با اعمال ولتاژ بالا، باعث شدند که قلب سگ از کار بیفتد و علی‌رغم این‌که نظریه دفیبریلیشن به موضوع بسیار مهمی اشاره می‌کرد، ولی تا سال‌ها نتوانست موافقانی پیدا کند و این موضوع، تا مدت‌ها فراموش شد.

اوایل دهه ۱۹۳۰ میلادی، موضوعی تیتر جراید و بحث داغ میان مردم شد و آن، اختراع نویدبخش دکتر آلبرت هیمن «Albert S. Hyman» بود. وی به همراه هیمن چارلز هنری «Hyman Charles Henry»، اولین دستگاه شوک الکتریکی را توسعه دادند و در سیزدهم ژوئن سال ۱۹۳۳، موفق به اخذ گواهی ثبت اختراعی به شماره «US1913595»، از دفتر ثبت اختراعات و علائم تجاری آمریکا شدند. هیمن در متن این پتنت بیان داشت که این وسیله، به منظور تحریک قلب‌هایی که بنا به دلایل مختلف، مانند تصادفات، برق‌گرفتگی، گازگرفتگی، استفاده از داروی بیهوشی اتر و یا موارد مربوط به نوزادان تازه متولد شده، از کار افتاده است، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

دستگاه ابداعی هیمن و هنری، شامل دو سوزن استیل توخالی بود که از درون آن‌ها، سیم عایقی عبور کرده بود. سوزن‌ها و سیم‌هایی که از میان آن‌ها عبور کرده بودند، به پایانه‌های ژنراتوری متصل می‌شد. این مکانیزم، می‌توانست ‌طوری تنظیم گردد که امواج الکتریکی خاصی، با فرکانس‌های ضربان قلب نوزادان، تا افراد بزرگ‌سال را تولید نماید. نکته جالب توجه در این دستگاه، نحوه اعمال شوک بود که کاملاً متفاوت با دستگاه‌های امروزی است. زمانی که پزشک با موردی از ایست قلبی مواجه می‌شد، سوزن‌ها را از میان دنده اول و دوم فرد، به نقاط مشخصی از قلب وی وارد می‌کرد و ژنراتور را با فرکانس مورد نظر، به کار می‌انداخت.

هیمن در درخواست ثبت اختراع خود، به روش‌های پیشین برای احیای قلب که شامل تزریق مواد خاصی به ماهیچه قلب بود نیز اشاره‌ نموده است. وی در تحقیقات پیشین خود نیز، نشان داده بود که موارد معدود بازگشت ضربان قلب در این روش قدیمی‌تر، ناشی از تماس سوزن بوده و نه ماده‌ای که به ماهیچه تزریق می‌شد. با استفاده از دستگاه هیمن، در آزمایش‌هایی که بر روی ۴۳ حیوان دچار ایست قلبی انجام شد، ۱۴ حیوان احیا شدند و ضربات طبیعی قلب خود را به دست آوردند. علی‌رغم پوشش مثبتی که از طرف رسانه‌ها در مورد این اختراع وجود داشت، ولی در سال‌های اولیه، بخشی از جامعه پزشکی، آن را دخالت در امور طبیعی دانسته و رقبتی نسبت به آن نشان ندادند.

اولین استفاده موفق از دستگاه شوک الکتریکی، به جراحی به نام کلود بک «Claude S. Beck» نسبت داده می‌شود. وی دستگاهی مشابه با دستگاه هیمن ساخته بود. البته در این دستگاه، به‌جای سوزن، از یک جفت قاشق که مستقیماً بر روی قلب بیمار قرار می‌گرفت، استفاده ‌شده بود! در سال ۱۹۴۷ میلادی، وی طی یکی از جراحی‌های خود بر روی پسری ۱۴ ساله که در حین عمل جراحی، دچار ایست قلبی شد، با استفاده از این دستگاه، توانست او را به زندگی برگرداند. البته بک پتنتی برای این دستگاه ثبت نکرد. لازم به ذکر است که هر دو دستگاه مذکور، دستگاه شوک باز بودند؛ یعنی برای اعمال ولتاژ به قلب بیمار باید مستقیماً با قلب بیمار تماس داشته باشند.

از آن زمان، افراد زیادی به توسعه دستگاه شوک الکتریکی قلب پرداختند و پتنت‌های متعددی نیز، برای بهبود آن به ثبت رسید که به عنوان مثال، می‌توان به توسعه دستگاه شوک الکتریکی خارجی توسط «پاول زول»، اشاره نمود که به‌واسطه آن، دیگر برای اعمال ولتاژ به قلب، نیازی به تماس مستقیم با آن نبود.

علی‌رغم تلاش‌ها و دستاوردهای ستودنی این محققین و مخترعین که نجات جان انسان‌های زیادی را به دنبال داشت، همچنان این دستگاه‌ها یک ایراد بزرگ داشتند که در نتیجه آن، امکان نجات جان بسیاری از قربانیان فراهم نمی‌شد. این دستگاه‌ها بود. نسبت کمی از حمله‌های قلبی در بیمارستان اتفاق می‌افتد و در واقع، حمله قلبی بیشتر در خارج از بیمارستان قربانی می‌گرفت. این در حالی بود که دستگاه‌های تولیدی، قابل‌حمل نبود و با لزوم اعمال شوک در چند دقیقه ابتدایی بعد از ایست قلبی، همخوانی زیادی نداشت. پزشکان معتقدند که هر دقیقه که از ایست قلبی فرد می‌گذرد، ۱۰ درصد از احتمال زنده ماندن وی کاسته می‌شود و زمان ایده‌آل برای اعمال شوک الکتریکی، حداکثر ۳ تا ۵ دقیقه بعد از ایست قلبی است. از طرفی با احیای دیرتر بیمار، احتمال بروز عوارض خطرناک و بازگشت‌ناپذیر ایست قلبی، بیش‌تر شده و در نتیجه آن‌ها، فرد احیا شده زندگی سابق خود را نخواهد داشت. در واقع، دستگاه‌های دفیبریلاتور باید مانند کپسول آتش‌نشانی، همواره در دسترس می‌بود و استفاده از آن‌ها آسان می‌شد تا بعد از حادثه، سریعاً مورد استفاده قرار می‌گرفت.

کسی که باعث شد دستگاه‌های شوک الکتریکی از بیمارستان‌ها خارج شده و امکان استفاده از آن‌ها در زمان مناسب، فراهم گردد و در نتیجه، باعث نجات جان خیل عظیمی از افراد شد، پروفسوری ایرلندی با نام فرانک پنتریج «Frank Pantridge» بود. وی با کمک جان اندرسون «John Anderson»، اولین دستگاه دفیبریلاتور قابل‌حمل را توسعه داد. آن‌ها در بیست و سوم می ۱۹۷۸، برای اختراع ارزشمند خود، گواهی ثبت اختراعی به شماره «US4090519»، از دفتر ثبت اختراعات و علائم تجاری آمریکا دریافت نمودند. اختراع پنتریج، چنان تأثیرگذار بود که عده‌ای آن را اختراع واقعی دستگاه شوک الکتریکی قلب می‌دانند و به‌واسطه این دستاورد، او را پدر طب اورژانس می‌نامند.

امروزه در حوزه درمان، به منظور تجهیز کردن مکان‌های عمومی، مانند مدارس، رستوران‌ها، سینماها ایستگاه‌های مترو و... که افراد زیادی در آن‌ها حضور دارند، برنامه‌هایی برای لزوم وجود دستگاه‌های شوک الکتریکی، در نظر گرفته شده است. علاوه بر اماکن، وسایط نقلیه عمومی، خودروهای آتش‌نشانی، خودروهای پلیس و کسانی که احتمال زیادی برای روبه‌رو شدن آن‌ها با قربانیان ایست قلبی وجود دارد، به این دستگاه‌ها مجهز شده‌اند. به این منظور، دستگاه‌های دفیبریلاتور در نقاطی در دسترس نصب شده و ساده و کوچک هستند. علاوه بر این‌که نحوه استفاده از آن‌ها در کنار دستگاه نوشته می‌شود، در رسانه‌ها نیز آموزش‌هایی در این خصوص ارائه می‌گردد. هدف این است که زمان برای بازگردانی قربانی از دست نرفته و افرادی که در اطراف فردی که دچار ایست قلبی شده قرار دارند، اقدام به احیای او نموده و منتظر رسیدن آمبولانس نباشند.