1956年,美国一名科研人员在进行实验时,错误地将1兆欧的电阻器当成了1万兆欧的

陈砚之 2025-12-11 20:20:04

1956年,美国一名科研人员在进行实验时,错误地将1兆欧的电阻器当成了1万兆欧的电阻器 威尔逊·格雷特巴奇1919年出生于纽约州布法罗,早年经历二战服役,担任海军无线电操作员,负责通信设备维护。战后利用退伍军人法案进入康奈尔大学,1950年获电气工程学士学位,1957年从布法罗大学获得硕士。毕业后他在布法罗大学任助理教授,同时参与电子仪器开发项目。作为业余无线电爱好者,他持有呼号W2FXA,积累了多项专利经验。他的职业路径聚焦工程应用,涉及医疗和能源领域,生涯获得超过325项专利。1990年获国家技术和创新勋章,2001年入选国家发明家名人堂。他的工作强调从实际问题中创新,影响了多个技术分支。 1956年,格雷特巴奇在布法罗大学慢性疾病研究所实验室协助组装心脏信号记录设备。该设备用于监测心律不齐患者的电活动,要求组件精确以捕捉微弱信号。他从存储区取出电阻时,由于封装相似和操作匆忙,误将1兆欧电阻安装为预期1万兆欧的位置。测试时,电路产生间歇脉冲,每1.8毫秒输出后暂停1秒,形成循环节奏。他检查后确认电阻值错误,此阻抗差异导致电路形成振荡器,生成定时信号。该脉冲模式类似于正常心率60次每分钟。当时,心律失常治疗依赖体外设备,那些机器体积大,通过皮肤电极刺激,常引起肌肉抽搐,患者难以长期忍受。 格雷特巴奇保留该电路配置,进行额外验证,使用示波器记录信号变化,调整电压观察稳定性。在笔记本上标注阻值和频率数据,计算电流影响。他联系心脏外科医生威廉·查达克,分享结果,两人讨论临床潜力。查达克指出传导阻滞患者需可靠刺激源。格雷特巴奇优化电路,用晶体管替换元件,确保输出适中,避免组织损伤。他测试电极兼容性,用盐水模拟体液环境。这次意外开启植入式起搏器研发,他设计小型版本,目标植入体内提供持续支持。早期实验用动物组织验证信号触发收缩,调整频率匹配生理需求。 合作两年后,1958年5月完成原型机,尺寸如火柴盒,使用汞锌电池供电,电极连接心脏。在狗身上验证,停跳心脏恢复搏动。1960年4月首位患者77岁老人因房室传导阻滞植入,存活18个月,后因其他疾病去世。技术获专利,美敦力公司收购后生产。早期电池寿命两年,需要手术更换,增加感染风险。1970年代引入锂碘电池,提高耐用性至10年以上。1972年首例锂电池起搏器植入,减少手术频率。现代起搏器缩小至硬币大小,重量不足2克,集成传感器监测血压血氧,自动调节输出,支持无线充电和数据传输。 2023年进博会展示双腔无导线起搏器,通过高频脉冲同步心室心房,手术成功率98.7%。2025年8月复旦大学附属中山医院完成华东首例此类手术。2025年4月自然杂志报道米粒大小起搏器,无电池设计,利用体液发电和近红外光激活,1.2至2.5年内降解,适用于新生儿临时需求。我国1962年上海市第一人民医院首例经心外膜起搏手术,年植入量超10万例,患者生存期延长15至20年。格雷特巴奇2011年9月27日逝世,享年92岁。

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