ترجمه و تلخیص: زهرا آهن‌بر – ایران
جان الکساندر هاپس در ۲۱ مهٔ ۱۹۱۹ به‌دنیا آمد. او یکی از پیشگامان اختراع «ضربانساز مصنوعی قلب» و بنیان‌گذار «انجمن مهندسی پزشکی و زیست‌شناسی کانادا» بود. هاپس را پدر مهندسی زیست‌پزشکی کانادا نامیده‌اند. او خدمات زیادی در زمینهٔ مهندسی پزشکی به بشر کرد و در کانادا بسیار مورد احترام است، اما شاید بیشتر به‌دلیل اختراعی که صدها هزار قلب را در سراسر جهان به تپش درمی‌آورد شهرت دارد: دستگاه «ضربانساز تپش قلب».
هاپس در شهر وینیپگ در استان مانیتوبای کانادا متولد شد. وی در سال ۱۹۴۱ مدرک کارشناسی خود را در رشتهٔ مهندسی برق از دانشگاه مانیتوبا دریافت کرد و در شورای تحقیقات ملی (NRC) واقع در اتاوا، در بخش مهندسی رادیو و برق استخدام شد. در اوایل دههٔ ۱۹۴۰، او تحقیقات متمرکزی روی چگونگی پاستوریزه‌کردن آبجو با استفاده از گرمایش مجدد به کمک امواج رادیویی یا مایکروویو انجام داد. هاپس چنان به این پروژه متعهد بود که انتصاب خود را در مؤسسهٔ بنتینگ در تورنتو در سال ۱۹۴۹ «یک وقفهٔ آزار‌دهنده در این پروژهٔ بسیار حیاتی» توصیف کرد. او نمی‌دانست که این انتصاب پیامدی اساسی برای زندگی افرادی خواهد داشت که در سراسر جهان به بیماری‌های قلبی دچارند.
به‌هر صورت در سال ۱۹۴۹، هاپس کار خود را با دکتر ویلفرد بیگلو و دکتر جان کالاگان در مؤسسهٔ بنتینگ وابسته به دانشگاه تورنتو آغاز کرد. در مؤسسهٔ بنتینگ، دکتر بیگلو و همکارانش از هیپوترمی یا سرمازدگی برای کاهش سرعت قلب استفاده می‌کردند تا بتوانند عمل قلب باز انجام دهند. وقتی قلب به دمای خاصی می‌رسید و سرد می‌شد، به‌دلیل دپلاریزاسیون بی‌حرکت و آماده جراحی می‌شد. تیم بیگلو به‌دلیل مشکل چگونگی القاء انقباض قلب در طی هیپوترمی، دچار سردرگمی شده بودند. هاپس بسیار سریع متوجه شد که یک ضربهٔ الکتریکی باعث انقباض قلب می‌شود و تکرار محرک که همان ضربان است، این امکان را ایجاد می‌کند که قلب برای مدت طولانی بتپد. هاپس و دیگر همکارانش یک سری آزمایش را برای اصلاح این روند و تحریک قلب ناشی از تحریک ضربانساز آغاز کردند. با پارامترهای حاصل از این آزمایشات اولیه، هاپس در سال ۱۹۵۰ برای طراحی و ساخت اولین نمونهٔ ضربانساز به شورای تحقیقات ملی بازگشت. این دستگاه که انسان را به یاد رادیوی رومیزی می‌اندازد، سی سانتی‌متر طول داشت، از لوله‌های خلأ برای تولید ضربان استفاده می‌کرد و برق آن از جریان شصت هرتزی برق خانگی تولید می‌شد. سپس، هاپس الکترودهای کاتتر وریدی را توسعه داد که توانایی عبور از طریق سیاهرگ گردنی بیرونی را داشتند و با وجود آن‌ها دیگر نیازی به بازکردن قفسهٔ سینه جهت تحریک قلب نبود. همان الکترودهای کاتتر که بخشی از نخستین ضربانساز بودند، هنوز هم در ضربان‌سازهای مدرن و قابلِ‌کاشت امروزی مورد استفاده قرار می‌گیرند. آن‌ها در سال ۱۹۵۱، روی اولین ضربانساز قلب خارج از بدن کار کردند.
نوآوری‌های هاپس عاقبت به تولید ضربانساز قابلِ‌کاشت منتهی شد. با ظهور مدارهای ترانزیستور، لوله‌های اولیهٔ خلأ جای خود را به ترانزیستورها دادند و باعث شدند باتری دستگاه ضربانساز آن‌قدر کوچک شود که مناسب کاشت در بدن باشد. اولین ضربانساز قابلِ‌کاشت در بدن توسط مهندس رون المکویست سوئدی ساخته شد که شامل دو ترانزیستور بود و از روی قوطی فلزی واکس کفش مارک کایوی قالب‌گیری شده بود. این دستگاه در ۸ اکتبر ۱۹۵۸، توسط جراحی به‌نام آکه سنینگ در قفسهٔ سینهٔ آرنه لارسون، مرد ۴۳ سالهای که از انسداد کامل قلب و حملات استوکس-آدامز رنج می‌برد، کاشته شد. اولین ضربانساز آقای لارسون فقط سه ساعت کار کرد. دومین ضربانساز، یک هفته دوام داشت و آقای لارسون مجموعاً تا زمان مرگش در سال ۲۰۰۱ به‌دلیل غیرمرتبط با بیماری قلبی، از ۲۶ ضربانساز استفاده کرد.
منبع:
National Research Council of Canada
همچنین هاپس به‌عنوان رئیس بخش مهندسی پزشکی، تیمی را در زمینهٔ تولید دستگاه‌هایی هدایت کرد که برای بهبود کیفیت زندگی افراد مبتلا به نابینایی و ناتوانی عضلانی و پیشبرد قدرت تشخیص سونوگرافی طراحی شدند. همچنین هاپس علوم و تحقیقات مرتبط با قلب و عروق را با طراحی دستگاه‌هایی برای تنفس، نمایشگرهای اشعهٔ کاتد برای اتاق‌های عمل قلب، کاردیوسکوپ‌ها به‌منظور پایش بعد از عمل، دستگاه‌های اندازه‌گیری ضربان قلب برای داروهای ورزشی و البته دستگاه ضربانساز قلبی توسعه داد.
در طول طرح کلمبو که در سال های ۱۹۵۷ و ۱۹۵۸ توسط دولت کانادا اجرا شد، هاپس مشاور بخش الکتروپزشکی ادارهٔ بهداشت سریلانکا بود. هاپس علاوه بر کار در آزمایشگاه برای پیشرفت رشتهٔ زیست مهندسی نیز تلاش کرد. وی در سال ۱۹۶۵، انجمن مهندسی پزشکی و زیست‌شناسی کانادا را تأسیس کرد. وی در فدراسیون بین‌المللی مهندسی پزشکی و زیست‌شناسی در اتحادیهٔ بین‌المللی علوم فیزیکی و مهندسی پزشکی، چندین نقش رهبری و مدیریتی را به‌عهده گرفت و در سال ۱۹۷۱، به سِمَت ریاست فدراسیون منصوب شد. هاپس در سال ۱۹۷۳ به کانادا بازگشت و رئیس بخش مهندسی پزشکی در شورای تحقیقات ملی شد. او بین سالهای ۱۹۷۶ تا ۱۹۸۵، دبیرکل فدراسیون بین‌المللی مهندسی پزشکی و زیست‌شناسی بود. همچنین هاپس، ریاست بنیاد قلب انتاریو را برعهده داشت.
منبع:
The National Research Council of Canada
بسیاری از بیماران از زحمات جان هاپس در زمینهٔ ضربان‌سازهای قلب بهره‌مند شدند. اکنون از ضربان‌سازهای قلب و دفیبریلاتور‌های قلبی قابلِ‌کاشت برای رفع طیف وسیعی از مشکلات ریتم قلب استفاده می‌شود. کار گذاشتن ضربانساز دائمی ممکن است منجر به عوارضی شود، اما مراقبت‌های مناسب بعد از عمل می‌تواند از عفونت جلوگیری کند و به پروفیلاکسی آنتی‌بیوتیک معمول نیاز نیست. بیماران معمولاً می‌توانند یک هفته پس از کاشت رانندگی کنند و یک روز بعد پرواز داشته باشند.
جان در سال ۱۹۷۸ بازنشسته شد و زندگی‌نامهٔ خودش را با عنوان «عبور از ضربان‌ها، ضربانساز و مهندسی پزشکی: یک روایت کانادایی» در سال ۱۹۸۵ منتشر کرد. به لطف جان هاپس، بیماران مبتلا به مشکلات ریتم قلب اکنون می‌توانند از دستگاه ضربانساز مصنوعی و قابل کاشت بهره ببرند. دستگاهی که قابلیت همگام‌سازی درمان قلب و عروق را دارد و به‌عنوان دفیبریلاتور قلب عمل می‌کند. هاپس دریافت‌کنندهٔ جوایز بی‌شماری در طول زندگی درخشان خود بود. در سال ۱۹۷۶ موفق به دریافت دکتری افتخاری از دانشگاه مانیتوبا شد. در سال ۱۹۸۶، به هاپس نشان افتخار کانادا اعطا شد. همچنین در سال ۲۰۰۶ به تالار مشاهیر علوم مهندسی کانادا راه یافت.
هاپس زندگی کاری خود را به‌معنای واقعی کلمه به قلب اختصاص داد. سی سال پس از اختراع ضربانساز قلب، هاپس به همان وسیله‌ای که عمرش را برای ساخت و تکمیلش صرف کرده بود، نیاز پیدا کرد. در سال ۱۹۸۴، در مرکز پزشکی دفاع ملی در اتاوا اولین ضربانساز در قلب هاپس کاشته شد. سیزده سال بعد که باتری شروع به ضعیف‌شدن کرد، وی مجدداً تحت عمل قرار گرفت تا ضربانساز قلب تعویض شود. هاپس با وجود بازنشستگی تا زمان مرگش در ۲۴ نوامبر سال ۱۹۹۸ در ۷۶ سالگی، در زمینهٔ مهندسی پزشکی فعال بود.
منبع:
Issue: BCMJ, vol. 59 , No. 1 , January February 2017 , Pages 22-28 Clinical Articles
