進擊的電擊器 — AED發展史

這一篇我們要來談談AED的發展史。

1775年，Abildgaardz發現用電刺激將雞電昏（死），除非電擊胸部，否則小雞無法恢復心跳。1849年，Ludwig 和 Hoffa首次描述 Abildgaard 做的實驗，並定義誘發出的心律不整為「心室顫動」（Ventricular Fibrillation, VF）。

1899年，瑞士生理學家Jean-Louis Prevost 和 Frederic Batelli 交替使用直流電和交流電，誘發狗的心室顫動時，發現需要更強的電流才能去顫。Wiggers 和 Wegria延伸此實驗，用心傳導週期的脆弱期（vulnerable period）誘發心室顫動 ，指出執行電擊是成功去顫的關鍵。

發展去顫器

1920年代，因電擊意外及死亡人數增加，紐約聯合艾迪生公司（Consolidation Edison of New York：供應紐約市電力、瓦斯和蒸氣的能源公司）開始資助去顫器的研發。

1933年，Dr. Albert Hyman 在尋找直接注射藥物在心臟的替代方法時，發明用針從肋間插進右心耳，再用電刺激，這種裝置稱為 ”Hyman Otor”（如上圖）。但是到底有沒有效？我們無從得知¹。

1947年，美國醫師Dr. Claude Beck用特製的體內電擊板電擊心臟，成功地在一個接受例行性胸腔手術的14歲小孩施行去顫術²。這是第一例人體成功去顫的案例。這個銀製、像湯匙一樣的電擊板是Beck 的朋友 James Rand 做的，當年他做了兩個，現在分別收藏在史密斯協會及密尼蘇達洲的The Bakken’s 博物館。

相較於Beck在手術途中，用電擊板去電擊心臟（需要開胸），九年後－1956年，Dr. Paul Zoll 和電機工程師  William Kouwenhoven 合作，透過體外的電流，第一次幫人類成功去顫，證明不用把胸腔打開，也能成功電擊心臟³。這開啟了AED的里程碑。

AED發展的里程碑有四個：體外的電流去顫（1956）、電擊器的輕便化（1968）、自動分析心律（1970s）、電擊貼片的發明（1980）。

電擊器的輕便化

為了讓去顫更普及，1965年北愛爾蘭Dr. James Francis Pantridge想在到院前就能夠施行電擊，也就是把電擊器放在救護車上。這個概念可說是AED的起源。1966年，貝爾法斯特（北愛爾蘭首府）救護車上的醫師第一次在病人抵達醫院前就幫病人電擊。但當時Dr. Pantridge遇到很大的技術瓶頸，那時的電擊器重達70公斤，根本不可能手提，而且必須仰賴汽車電瓶才能運作。1968年後，Dr. Pantridge得到了意想不到的幫忙：NASA。藉由NASA的電容器，他們成功把70公斤的電擊器，減到只有3公斤。電擊器輕便化的隔年（1969年），美國奧瑞岡州波特蘭的救護人員（不是醫師喔），第一次成功在醫院外施行電擊。

自動分析心律

為了讓平民老百姓非醫療專業人員，也能快速判斷病人並給予電擊，AED相當重要的功能就是自動分析心律。1970年代初期，美國的Dr. Arch Diack、 Dr W. Stanley Welborn、Robert Rullman等人創造了現代AED的原型⁴。1980年代在英國進行到院前臨床試驗，當時一個電極放在口腔/食道內，另一個放在胸口，除了可以記錄、分析心律之外，還能電擊。

電擊貼片的發明

而電擊貼片的發明，則是讓使用者不必進行不熟悉的"手動電擊"，貼片留在病人身上也方便機器分析心律。1980年奧瑞岡州的Roger Lee Heath把電極貼片放在電擊器上，並加上分析心律的功能。本來目的是要部署在英國外海的鑽油平台，後來美國伊利諾州的消防局，將這個發明用在救護車上。

AED的推廣

1982年，美國食品藥物管理局FDA在多個州通過EMT到院前施行電擊的臨床試驗。1990年代，FDA通過路人、旁觀者能施行電擊，《好撒馬利亞人法》（Good Samaritan law，自願救助傷者、病人的救助者免除責任的法律）也隨後完成立法。

2003年，紐約州率先強制學校需要設置AED。2004年，美國聯邦航空總署FAA規定，大型客機都需配備AED，機組員也需要接受AED救護訓練。現在我們只要在人群眾多的地方，如機場、捷運、體育館、大買場，幾乎都可以找到AED。

縮小體積、重量、提升分析心律的準確性與速度之後，現在的AED還會記錄心律和錄音。AED廣泛的運用和越來越人性化的設計，我想AED的始祖Dr. Paul Zoll、William Kouwenhoven看了都會瞠目結舌吧！

至於AED如何使用？我們就等下回再分曉囉~




Reference：

1. "Self Starter For Dead Man's Heart" ,October 1933, Popular Science

2. Beck CS, Pritchard WH, Feil SA. Ventricular fibrillation of long duration abolished by electric shock. JAMA. 1947. 135:985-989.

3. Zoll PM, Linenthal AJ, Gibson W, et al. Termination of ventricular fibrillation in man by externally applied electric countershock. N Engl J Med. 1956 Apr 19. 254(16):727-32. 

4. Diack AW, Welborn WS, Rullman RG, et al. An automatic cardiac resuscitator for emergency treatment of cardiac arrest. Med Instrum. 1979 Mar-Apr. 13(2):78-83.