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Le dispositif de Bigelow a été développé vers 1950, en même temps que les travaux de l'assistant de John Callaghan pour l'ingénieur Jack Hopps, à l'Institut Banting de Toronto, pour résoudre le problème de l'arrêt cardiaque qui pourrait se produire lors d'expériences sur des animaux en hypothermie. Le premier stimulateur cardiaque commercial a été construit par Smith and Stone LTd. Plus de vingt unités de cet instrument ont été fournies à des centres au Canada, aux États-Unis et en Europe.
HYPOTHERMIE ET RÉANIMATION : L'EXPÉRIENCE BIGELOW
Dans ce récit, Bigelow décrit l'expérience animale qui a lancé son travail :
"Un matin, une expérience standard a été conçue. Après mon entrée dans le laboratoire, un chien anesthésié a été refroidi à l'intérieur de couvertures réfrigérées avec des sacs de glace.
À une température de 22°, avec une action cardiaque régulière et une pression sanguine adéquate, le refroidissement a été interrompu, la couverture de la partie supérieure a été enlevée et la poitrine ouverte. Un arrêt cardiaque était attendu en dessous de 20°, après quoi le péricarde a été ouvert. Nous étions maintenant prêts pour certaines observations physiologiques sur l'hypothermie, après quoi il fallait fermer le péricarde et le thorax et réanimer l'animal.
Alors que nous étions sur le point de commencer ces tests, le cœur s'est arrêté soudainement. Le massage cardiaque ne l'a pas relancé. Frustré et désespéré parce que l'expérience a dû être reportée, j'ai donné un coup au ventricule gauche avec la pince dans la main. Il y a eu une contraction immédiate et puissante impliquant toutes les chambres, puis le cœur s'est à nouveau arrêté. Puis j'ai refait le geste et obtenu le même résultat, étonné par cette observation inattendue. Je frappe le cœur régulièrement à chaque seconde. Il ressemblait à un battement de coeur normal.
a déclaré le technicien-anesthésiste :
"Hé, il y a une réponse de pression."
Non seulement les contractions que je provoquais étaient réelles, mais le coeur forçait le sang à entrer dans le système circulatoire. Notre animal expérimental a été réanimé avec succès en maintenant l'action du coeur de cette manière et par un massage cardiaque manuel pendant qu'il était réchauffé, puis il s'est complètement remis.
Nous avions trouvé un projet qui devait être poursuivi avec vigueur. Le cœur s'était arrêté alors qu'il semblait parfaitement capable de continuer à fonctionner. Peut-être qu'une impulsion électrique pourrait avoir le même effet qu'une course mécanique. Nous avions lu des articles qui indiquaient que chez les animaux de laboratoire, et vraisemblablement aussi chez l'homme, les impulsions nerveuses n'étaient pas conduites dans les nerfs sous une température corporelle de 9-10°, alors qu'en hibernation, la conduction n'était pas altérée sous une température corporelle de 2-3°. Dans une atmosphère d'excitation et d'anticipation, John Callaghan et moi avons discuté des perspectives d'un stimulateur électrique ou d'un pacemaker pour le cœur. ...nous avions besoin d'un ingénieur en électricité."
En 1949, après 3 ans de recherche, l'équipe de Bigelow a calculé qu'une température corporelle de 20° C pouvait permettre l'interruption de la circulation systémique pendant une période de 15 minutes, permettant une chirurgie à cœur ouvert avec succès (49%) dans le modèle canin. La présentation de ses recherches par Bigelow lors d'une réunion de l'Association américaine de chirurgie à Denver en 1950 a attiré l'attention du chirurgien Floyd John Lewis (1916-1993), qui a pratiqué la première opération à cœur ouvert avec Clarence Walton Lillehei (23 octobre 1918 - 5 juillet 1999) à l'hôpital de l'université du Minnesota, en refermant une communication inter-auriculaire chez une fillette de cinq ans le 2 septembre 1952, en utilisant une technique modifiée de celle de Bigelow.
LE SUCCÈS DE L'HYPOTHERMIE CHEZ L'HOMME
Lewis a "brisé la glace", a déclaré M. Bigelow avec ironie, ayant été précédé par son collègue chez les humains, mais il faut reconnaître le mérite de M. Bigelow et de ses collègues d'avoir suggéré une telle procédure. Après tout, Bigelow travaillait dans un hôpital pour adultes, alors que les candidats idéaux pour cette procédure étaient les petits patients souffrant de malformations interauriculaires du septum, ce qui représentait un gain de temps pour Lewis. Lewis a utilisé l'hypothermie générale à 26° C et l'occlusion d'entrée pendant moins de 6 minutes, ce qui lui a permis de suturer la défection septale. La jeune fille, sans l'aide des thérapies postopératoires modernes, s'est rétablie sans problème et a quitté l'hôpital 11 jours après l'opération. Son souffle cardiaque avait disparu, et son absence démontrait la nature curative de la procédure. En outre, lors d'une étude de suivi réalisée 33 ans plus tard, la patiente avait conservé une excellente santé, avait eu deux enfants et était employée comme charpentière et femme au foyer.
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