一位心脏外科医生看着这个小玩意儿，惊呼“我勒个去！”
2018-10-09 MedSci MedSci原创
医学史上，有太多起于偶然的传奇故事。青霉素的发现，来自培养皿被霉菌意外的污染；地西泮的发明，起自一瓶打扫实验室时翻出的药剂；而抗癌药贝伐单抗的诞生，不过是发明者研究风马牛不相及的其他课题时，倒错了试管[1]……失败是成功之母的话，偶然就是后妈……正所谓无巧不成书，但这并不意味着科学家们是等着天上掉馅饼。灵感、启迪、醍醐灌顶，都得有辛苦探索打下的坚实地基，才能绽放出智慧的火花。至少，那个发明了植
医学史上，有太多起于偶然的传奇故事。
青霉素的发现，来自培养皿被霉菌意外的污染；地西泮的发明，起自一瓶打扫实验室时翻出的药剂；而抗癌药贝伐单抗的诞生，不过是发明者研究风马牛不相及的其他课题时，倒错了试管[1]……
失败是成功之母的话，偶然就是后妈……
正所谓无巧不成书，但这并不意味着科学家们是等着天上掉馅饼。灵感、启迪、醍醐灌顶，都得有辛苦探索打下的坚实地基，才能绽放出智慧的火花。
至少，那个发明了植入性心脏起搏器，拯救了数千万心脏病患者的发明家是这么认为的。“我做的10件事里也许会有9次失败，但1次成功，就足以弥补之前的所有失败。从没失败过的人，不会做成任何事的。”
穿越硝烟的电波
“经历过战争的人，身上都会有伤痕。有些是看得见的，有些是看不见的。”
26岁的威尔森·格雷特巴奇（Wilson Greatbatch），已经不再是那个无忧无虑的少年，从小对雷达、电波和通信的热爱，让他成为了一名优秀的海军舰载机领航员，也让他亲眼见证了二战的硝烟、烈焰和死亡。
在航母服役的半年里，格雷特巴奇的中队牺牲了三分之一的战友，如果不是原子弹结束了一切，也许他的名字也会出现在烈士公墓了[2]。刀枪入库，马放南山，老兵们要重新回到这个世界，继续生活下去。
这群在希特勒别墅享受胜利喜悦的士兵，很多人应该都知道他们的名字……
格雷特巴奇选择的道路并不算太特殊，拜退伍军人法案所赐，他成功进入了名校康奈尔大学，在六年后再次钻研起自己深爱的电子工程学。他和医学，这时候还像是两条不会相交的平行线。
但是嘛，人有的时候要向现实低头。
退伍军人法案确实好，包录取包学费，但是不包生活费啊，而且格雷特巴奇已经是拖家带口了。为了生计，格雷特巴奇开始接各种工作，其中一项就是设计专用的装置，给学校生理学教研室养的牛和马测血压、测心率、测各种指标。
故事就这么开始了。1951年，格雷特巴奇在折腾这些动物的时候，遇到了两个来拿动物练习手术的脑外科医生，午餐时间的闲聊中，两个医生向这个门外汉讲述了一种叫做阿-斯综合征（Stroke-Adams Syndrome）的心脏疾病。
在听明白了阿-斯综合征中的房室传导阻滞是怎么一回事之后，格雷特巴奇一拍大腿：这种病，我能搞定啊！
不“安分”的心
你一个搞电子的，哪来的信心治病呢？因为心脏的正常跳动，靠的就是电波啊。
听说最近“虾仁猪心”的梗很流行……
让心脏正常跳动的心电冲动，起自窦房结，然后逐渐通过结间束、房室结、希氏束等结构传导到整个心脏，而房室传导阻滞，就是这些中间的传导过程出了问题。心房和心室跳不到一个节奏上，那还叫正常的心脏跳动吗？
心脏跳动得不正常，自然就会导致各种症状，房室传导阻滞的患者，轻则头晕心悸，重者甚至会丧命！20世纪早期，就有科学家提出了“心脏起搏”的概念，但早期的起搏器并没得到主流医学界的重视，连实物都没有保存下来[3]。
格雷特巴奇并不知道，就在他决心投身起搏器研究的第二年，也就是1952年，哈佛医学院的Paul Zoll制成了第一台现代意义上的体外心脏起搏器，它也确实救了一些患者的命，但是实用性嘛……看下面的图就明白了。
用这玩意当起搏器，跟“把北京站推出来”差不多……
体积足有军用电台那么大，需要推在小车上使用；电源来自接线和插座，所以起搏器基本只能放在病房里，不能随身携带；电流强度还不能调节，患者可能被电到休克！这个傻大黑粗的装置，离让患者回归正常生活的目标还远着呢。
不过万事开头难，有了第一个吃螃蟹的人，后来者才知道怎么继续走下去。1956年，Earl Bakken就把起搏器的实用化推进了一大步，他设计的新型起搏器不仅改用电池，电流强度可调节，体积还大幅缩小。
这还像点样子……至少不像带枷一样了
虽说起搏器要挂在患者的胸前才能使用，但对于那时的医学界来说，这已经像是“外挂”一样的突破了。不过，Bakken的起搏器还不是医生们认为的完美形态。挂在身体外面的东西，终归只能在发病时应急啊。
要想真正让患者的心跳长期正常，就必须将起搏器做到可以完全植入患者体内，长期使用的程度，这就需要攻克一系列的难关：继续缩小起搏器体积不用说，起搏器还必须能抵御人体内各种液体的侵蚀，还得长期供电，避免反复充电……
几十年弹指一挥间，起搏器就已经完成了华丽进化
当然，格雷特巴奇一开始并没有想这么多，他决定对自己曾经设计的动物心率监测器进行改造，先做出属于自己的起搏器雏形吧。但一个无心的失误，却让他推开了金碧辉煌的大门，也留下了一个被神化的故事。
绚烂的一瞬
某一天，在改造监测器的时候，格雷特巴奇伸手去工具箱里拿电阻器，但他却没多看一眼电阻器的颜色，于是一个100万欧姆的电阻被装进了电路……正确的电阻，应该只有1万欧姆，这可差了100倍啊。
一个把初高中物理知识都快忘光了的Dr.Why泪奔而过……
当格雷特巴奇联通电路的时候，他惊得目瞪口呆，“老天，我这是搞了什么？”
格雷特巴奇眼前的装置，开始以一秒为间隔，释放1.8毫秒的弱电流，而在间隔期内完全没有电流[4]。放电-间隔-放电，稍微调整一下电流强度，不就是心脏起搏器应该具备的电流模式吗！
在二战中成为一名虔诚基督徒的格雷特巴奇觉得，这个源自于一时失误的创造，肯定是“上帝的恩赐”。不过，心脏历来被视为仅次于大脑的奇妙领域，这么一个放电的装置就能拿来当起搏器？换成Dr.Why估计也不信啊。
所以，格雷特巴奇足足花了三个星期，才找到并且说服了两位外科医生，帮他开展动物实验。其中一位医生觉得，如果他们走运做成功了，这种新型起搏器能用到一万名患者身上。
你们别动我，我觉得我还可以抢救一下……
1958年5月7日，格雷特巴奇设计的起搏器被装到了一只狗的体内。在电路联通，装置开始运作后，“要拯救一万名患者”的医生憋了好久才吐出一句话。
“我勒个去。”（I’ll be damned.）
起搏器完全控制了狗狗的心跳，心脏规律地跳动着，精密而优美！不过由于是第一次实验，格雷特巴奇的原始版起搏器，设计时就没考虑组织液和体液对电路的影响，起搏器只坚持了四个小时就报废了。
但“领结小队”已经坚信他们会成功。格雷特巴奇算了算，家里的存款还够支持全家人两年的生活，于是他辞掉了所有工作，在家全心攻克一个个技术难题，可以说，这就是乾坤一掷的赌博。
为啥叫领结小队？因为植入式起搏器研发的三位关键先生都喜欢打领结，就连第一次人体试验时都不例外
格雷特巴奇很守时，两年之后，改造版的植入起搏器就在试验中取得了成功。格雷特巴奇找到了美敦力（Medtronic），双方一拍即合开始生产起搏器，然后就有了今天大名鼎鼎，全球最大的起搏器生产商。
在这之后，可以说世界上的每一个起搏器，都沿用了格雷特巴奇的设计。格雷特巴奇继续在美敦力工作了十年，完善和优化他一生中最重要的发明，顺便还解决了美敦力一度破产的危机。但他却在1970年，选择了再次创业……
此处不留爷，自有留爷处
原因很简单，起搏器电池的问题，让电子工程学出身的格雷特巴奇，再也忍不下去了。
严格来说，现在世界上的每一个植入性心脏起搏器，专利名里面都有格雷特巴奇的名字……
格雷特巴奇和美敦力研制起搏器的时候，并没有设计全新的电池，而是直接把当时流行的汞电池拿来用了。要是家用电器，两年换一次电池绝对能接受了，可是起搏器不一样——哪种电器换个电池，还得手术开胸啊？
再说了，需要植入起搏器的患者多数都年龄偏大，每两年换一次电池，还真是个风险不小的事儿。格雷特巴奇把这个问题摆到美敦力创始人Earl Bakken面前，很坦率地说：电池关过不了，起搏器就不能继续进步！
当然，估计格雷特巴奇自己也没想到，最新一代的起搏器都进化到硬币大小了……
但他得到的却是回绝，“要做电池你自己去做好了，我不冒这个险”。那好吧，此处不留爷，自有留爷处！格雷特巴奇知道，起搏器电池并不是一个能吸引大公司青睐的热门领域，所以他只能独自前行。
事实证明，Earl Bakken还算有点儿先见之明，因为格雷特巴奇差点搞出个大新闻……格雷特巴奇决定采用当时最新的锂电池技术，但提供技术的公司一开始却坚持不提供核心工艺，只把封装电池和销售的事儿给他去办。
然后，那家公司建在河边的电池封装工厂被洪水淹没了。提问，锂遇上水会发生什么？
你们炸就炸吧，反正不会Terrorist win...
Boooooooooom！格雷特巴奇后来庆幸地说：“目击者告诉我，工厂被炸上天的时候，就像是国庆日的烟花加量一万倍。”
挨过炸的合作伙伴才是老实的合作伙伴，格雷特巴奇终于得到了电池技术。1973年，装着格雷特巴奇公司出产锂碘电池的起搏器正式上市，45年后的今天，90%起搏器使用的电池上，都印着格雷特巴奇的名字和商标。
顺便一说，全球现在每年安装的心脏起搏器数量大约有一百万个，也就是当年那位医生估计的一百倍而已。
2011年9月28日，“谦逊的发明家”威尔逊·格雷特巴奇离世了。他留下了325项发明，业内领航的格雷特巴奇电池公司，还有各种各样的学术研究和故事。不过更多人会记得，似乎那个电阻器的小错误，才是一切传奇的开始。
Dr.Why还想说
突然想到了某些人做出来的“被顶级期刊拒稿的诺奖成就列表”……不过奉劝一句，被拒稿本身不能说明问题，不要以为你赢了……
参考资料：
1.Ribatti D. From the discovery of Vascular Endothelial Growth Factor to the introduction of Avastin in clinical trials-an interview with Napoleone Ferrara[J]. International Journal of Developmental Biology， 2011， 55(4-5)： 383-388.
2.https：//ethw.org/Oral-History：Wilson_Greatbatch
3.Aquilina O. A brief history of cardiac pacing[J]. Images in Paediatric Cardiology， 2006， 8(2)： 17.
4.http：//invention.si.edu/innovative-lives-making-hearts-beat-wilson-greatbatch
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了解一下，谢谢分享！
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