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他們在50年前推動了醫療電子革命

上網時間: 2012年12月12日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:醫療電子  Medtronic  心律調整器  停電  電池 

很多人可能都不知道,一場在五十多年前發生的停電事件推動了醫療電子的革命:在1957年10月31日的夜晚,美國明尼蘇達州的雙子城(Twin Cities)突然陷入一片黑暗,讓當地明尼蘇達大學附屬醫院(University of Minnesota Hospitals)裡患有先天心臟疾病、被稱為“藍寶寶(blue babies)”的小嬰兒們生命受到威脅,也因此啟動了一場醫療技術革命。

在醫療設備大廠 Medtronic 工作35年的資深工程師Earl Hatten接受EETimes美國版採訪時表示:「當時,有一位醫生失去了他的病人,隨即要求能有更好的心律調整器(pacemaker)。」於是在4個星期之後,Medtronic的創辦人暨電子工程師Earl Bakken開發出一款外觀稍嫌簡陋的電池供電心律調整器。

該設備採用了Bakken在當時的《Popular Electronics》雜誌裡看到的一種電晶體節拍器(transistorized metronome),尺寸僅有兩個香菸盒大小,取代了需用小手推車裝載、使用交流電電源的舊款心律調整器。

在交出新型心律調整器之後的某一天,Bakken驚訝地發現,該裝置掛在醫院裡一個小女孩的身上。Hatten回憶:「Bakken先生從來沒有看過眼前的景象;在1957年,當明尼蘇達大學附屬醫院的(C. Walton) Lillehei醫師要求他製作一款可攜式心律調整器時,一切都改變了。」

Medtronic創辦人Earl Bakken
Medtronic創辦人Earl Bakken

確實,可攜式心律調整器的問世改變了醫療領域;使用幾種離散零件、一顆電池、幾個粗陋的電極,以及一對控制訊號頻率與振幅的電路,全世界第一款可攜式心律調整器將電子療法從醫院病床帶到外面的世界。藉由細微的電子脈衝刺激心臟組織,心律調整器拯救了無數生命;早期使用者是將該裝置掛在皮帶上或是脖子上,時至今日,每年約有50萬名病患將該種裝置植入體內。

 Earl Bakken開發的第一款可攜式心律調整器
Earl Bakken開發的第一款可攜式心律調整器

目前是全球最大醫療電子設備製造商之一的Medtronic,其實從未設想過要改變醫療領域;這家由Bakken在1949年創辦的公司,最早是設在一個只能停一部車的車庫裡,後面還連著一個貨櫃車廂。其早期員工在車庫裡維修真空管設備,一待就是13年,得忍受雙子城的炎夏,又得在酷寒冬日擠在煤油爐旁取暖。而Medtronic創立之後約有8年的時間,是以醫療設備維修商的角色存在,直到1957年的萬聖節停電事件,該公司的命運也改變了。

今年高齡88歲的Bakken現在也是Medtronic裝置的使用者,而他創辦這家公司的靈感是來自1931年上映的「科學怪人(Frankenstein)」電影。在1999年出版的自傳《One Man's Full Life》中,Bakken寫道:「在那部我一看再看的電影中,最讓我著迷的並不是狂暴的怪物,是Frankenstein博士的電學所激發出的創意火花。」

在為醫療設備產業帶來轉變的過程中,Bakken並非獨自一人;當公司還在車庫裡時,他與傳奇發明家Wilson Greatbatch一起將心律調整器技術推向了下一個階段。Greatbatch提出了讓密封的心律調整器能在人體內運作的獨創概念,於是使用者不必再把該裝置掛在皮帶上,而是與在胸腔內運作的電子裝置共同生存。

Greatbatch在當時與一位紐約州立大學Buffalo?校區的心臟外科醫生William Chardack合作,將新開發的心律調整器植入一位病患體內,從此該種醫療裝置技術又向前邁進一大步。Greatbatch在1961年將他開發的技術授權給Bakken與Medtronic;他的女婿Larry Maciariello對EETimes美國版編輯表示:「Wilson與Earl變成非常好的朋友,並擔任Medtronic的顧問很長一段時間。」

發明植入式心律調整器的Wilson Greatbatch
發明植入式心律調整器的Wilson Greatbatch (照片由Larry Maciariello提供)

今日,Greatbatch的成就被認為與Bakken齊名;他是325項專利的擁有人,在1986年入列美國發明家名人堂(National Inventors Hall of Fame),並在1990年獲得當時美國總統布希(George Bush)頒發國家科技獎章(National Medal of Technology)。他所創辦的公司Greatbatch到現在仍是心律調整器用鋰碘(lithium iodine)電池的供應商。

「他是一位具有真知灼見的大思想家;」Maciariello表示,在2011年以92歲高齡去世的Greatbatch,直到生命的最後一年還在申請專利。

現今的心律調整器技術仍在Bakke和Greatbatch的研發基礎上持續演進;在歐洲,研究人員採用新的無線技術,以超音波來刺激心臟,目前仍在人體試驗階段。新科技展現了電子裝置正在心臟療法領域不斷擴展其角色,不過這或許並不會讓Bakken感到驚訝。

「我只是單純地對電學感到驚奇,它如果運用得當,能創造比照亮一個房間或是讓門鈴作響更大的效益。」Bakken在自傳裡面寫道:「我後來意識到,電學能定義人類的生活。」

編譯:Judith Cheng

(參考原文: Pacemaker was born of a blackout,by Charles Murray)





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