Кардиостимуляторы

Бывают случаи, когда под действием дефибрилляции состояние фибрилляции проходит, но сердце тем не менее не начинает само­стоятельно работать. Независимо от дефибрилляции при некоторых болезнях у пациента биение сердца может резко замедлиться, а порой даже вообще прекратиться (это явление называют «сердеч­ным молчанием»). Если кровообращение станет настолько слабым, что снабжение мозга кровью будет недостаточным, то может на­ступить состояние клинической смерти. И в таких ситуациях важ­ную роль может сыграть применение электрического тока. Но тут одного удара током мало, нужна серия таких импульсов, частота которых совпадает с нормальной частотой биения сердца. Аппараты, применяемые для такого вмешательства, называют кардиостимуляторами.

Кардиостимуляция бывает внутренней и внешней в зависимо­сти от того,, где размещаются стимулирующие электроды, непосред­ственно на мышцах сердца или в соответствующих точках грудной клетки и спины (снаружи). В первом случае необходимо подавать на сердце прямоугольные импульсы в несколько вольт, и тогда че­рез сердце пройдет ток в несколько миллиампер. В экстренных слу­чаях эти значения должны быть большими. В основном применяют напряжение в 100..150 В, которое обеспечивает возбуждающий ток 200...300 мА. При внешней стимуляции сердца следует иметь в виду, что ток, проходящий через грудную клетку, раздражает не только сердце, но и находящиеся на его пути мышцы, нервы, что может вызвать боль или в более тяжелых случаях нарушение дыхания, возможно и образование язвочек на коже под электродами. При длительном применении стимуляции сердца в местах расположения проводов и электродов могут возникнуть неприятные для пациента раздражения.

Поэтому такой метод кардиостимуляции не может применяться дольше 2—3 дней. Если за это время не восстановится нормальная работа сердца, то необходимо устанавливать пациенту кардиости-мулятор на длительный срок. При этом кардиостимулятор имплантируется, или вживляется, в организм больного.

Применение имплантируемых кардиостимуляторов началось в 60-е годы. В настоящее время сердца более пятиста тысяч больных ра­ботают благодаря таким кардиостимуляторам. Среди пациентов есть пожилые и молодые люди, женщины и мужчины. Надежность этих аппаратов подтверждается и тем, что женщины, пользующие­ся ими, даже рожали детей. Число людей с вживленным кардиостимулятором быстро растет.

Конструкции кардиостимуляторов

Кардиостимулятор состоит из четырех основных частей: блока питания, схемы синхронизации, усилителя и системы электродов. Наиболее важными с точки зрения конструкции кардиостимулято­ров и их применения являются блок питания и система электро­дов. Схема синхронизации и усилитель обычно имеют стандартную конструкцию.

В блоке питания - применяют, как правило, сухие элементы. Прежде включали последовательно 5-6 батарей. В пору установки первых кардиостимуляторов срок действия батарей по расчетам составлял 4...5 лет. Это было важным достижением, поскольку из-за разрядки •элементов часто больному приходилось делать но­вую операцию. К сожалению, практика не подтвердила расчетов, эти кардиостимуляторы надо было менять через год-два. Для сни­жения вероятности выхода из строя батарей применяют блок пи­тания с последовательно-параллельным соединением батарей.

Сложна и система электродов. Дело в том, что электроды еже дневно должны работать по сто тысяч раз. Выход из строя кардиостимуляторов в большинстве случаев происходит из-за поломки электродов. Правда, когда стали использовать электроды в виде двойной спирали, положение несколько улучшилось. Американская фирма «Дженерал электрик» делает такой электродный провод, который состоит из 294 очень тонких проволочек из нержавеющей стали, обеспечивающих прочность и гибкость, и 49 тонких сереб­ряных жилок, обеспечивающих требуемую проводимость. Провод изолирован слоем силоксанового каучука. Этот слой совместим с тканью пациента и к тому же обеспечивает нужную механическую защиту.

Ранее для установки кардиостимулятора надо было вскрыть грудную клетку и сердечную сумку, а электроды укрепить непо­средственно на стенке желудочка сердца. Вскрытие грудной клетки увеличивало, риск операции, особенно когда установку прибора тре­бовалось по различным причинам (разрядка батарей, поломка элек­тродов, дефекты в электрической цепи и т. д.) производить перио­дически одному и тому же пациенту. При использовании приши­тых к стенке желудочка электродов часто замечали, что прибор не

работает даже тогда, когда батареи безупречны, да и в самом ап­парате дефектов нет. При повторных операциях обнаруживалось, что на месте крепления прежних электродов ткань сердечной мыш­цы стала толще и сопротивление между электродом и сердечной мышцей возросло. Это и объясняло, почему в общем-то исправный аппарат не работал. На возросшем переходном сопротивлении уве­личивалось падение напряжения, и той части напряжения, которая приходилас'ь на сердце, было недостаточно для превышения порога возбуждения.

Эти недостатки удалось устранить при использовании внутри-сердечных электродов. При местном обезболивании и под контро­лем с помощью рентгена через одну из вскрытых шейных вен элек­трод вводят в правый желудочек. Оголенный конец электродов со­прикасается с кровью и частично с самой сердечной мышцей в пра­вом желудочке и позже закрепляется там. Создается надежный электрический контакт между желудочковой мышцей и активным электродом. Сам аппарат устанавливается под кожей в подмышеч­ной впадине, а электрод, введенный через вену, подключают к ап­парату тоже под кожей. Поскольку используют один активный электрод, то в этом случае принято говорить об униполярном рас­положении электродов.

Виды кардиостимуляторов

Наиболее простые кардиостимуляторы имеют фиксированную частоту. Их недостаток состоит в том, что независимо от физиче­ской нагрузки на больного, они навязывают сердцу постоянную ча­стоту сокращения (60...80 имп./мин). Еще и раньше были аппара­ты, частоту которых в ходе установки можно было менять в опре­деленных пределах и в какой-то мере приспосабливать к индиви­дуальным особенностям больного. Позже" стали применять аппара­ты, которые имели две определенные частоты стимуляции (напри­мер, 70 и 120 имп./мин), благодаря чему пациент4-получал возмож­ность с помощью небольшого магнита снаружи переключать часто­ту в соответствии с физическими усилиями.

Идеальным вариантом было бы такое решение, когда установ­ленный кардиостимулятор мог бы управляться естественной регу­лирующей системой сердца. Это особенно важно, когда у больного система, образующая и проводящая возбуждение, не повреждена окончательно и периодически наблюдается спонтанное биение сер­дца. В это время искусственное возбуждение излишне, можно вы­ключать кардиостимулятор, и таким образом экономить заряд ба­тарей, что увеличивает продолжительность службы аппарата. Кро­ме того, можно устранять и перебои в работе сердца, причиной ко­торых бывает возбуждение спонтанно действующего сердца, серией электрических импульсов с частотой, которая не соответствует усло­виям нормальной работы сердца.

Аппараты, работающие только в необходимых ситуациях, на­зываются аварийными кардиостимуляторами. У них, кроме воз­буждающих должен быть один детекторный электрод, с помощью которого можно отводить электрокардиографические сигналы сердца. Сигнал ЭКГ, используемый в качестве управляющего, можно отводить или с предсердия, или с желудочка. В последнем случае детекторным электродом может служить активный возбуждающий электрод. У кардиостимуляторов, управляемых с предсердия, де­текторный электрод крепится к стенке предсердия или же вводится в предсердие. Через 0,16 с после появления сигнала, соответствую­щего сокращению предсердия, на желудочковом электроде форми­руется стимулирующий импульс Это время задержки предотвраща­ет появление двойного возбуждения желудочка. Частота кардио-стимулятора следует за ритмом биения предсердия в диапазоне 60. .120 ударов/мин. Если ритм работы предсердия становится ниже 60 или сердце останавливается, кардиостимулятор устанавливается на частоту возбуждения в 60 имп./мин

Таким образом, этот вид аппаратов применяют для лечения больных, у которых предсердие работает нормально, а число со­кращений желудочков из-за нарушения проводимости импульса не­достаточно. Для управления кардиостимулятором необходимо ак­тивное напряжение на предсердии не менее 0,5 мВ, при меньшем напряжении управление расстраивается. Аппарат чувствителен к внешним электрическим и магнитным помехам, которые могут воз­будить в детекторной цепи неправильный сигнал управления. Если деятельность предсердия неритмична, то, естественно, и серия сти­мулирующих импульсов, поданных в желудочки, тоже имеет беспо­рядочный ритм.

Если возникают нарушения проводимости между предсердием и желудочком, но несмотря на это отмечается и спонтанная дея­тельность сердца, то применяют кардиостимуляторы с желудочко­вым управлением Они дают стимулирующий импульс через 10 мс после появления зубца ЭКГ, отведенной от стенки желудочка. По­скольку в этот момент сердце еще находится в абсолютно рефрак­торной стадии, т е нечувствительно к новому импульсу, нормаль­но работающее сердце не воспринимает этого импульса. Если — ритм сокращений желудочка Замедлится — менее 70 сокраще­ний/мин, то кардиостимулятор переключается на работу с фикси­рованной частотой. Если ритм работы сердца станет выше 145 уда­ров/мин, то аппарат будет возбуждать сердце, поскольку стиму­лирующие импульсы окажутся в относительно рефрактерной ста­дии. Однако специальная схема в приборе разделит желудочковые импульсы в соотношении 1:2, и искусственный имлульс возбуж­дения будет подаваться только на каждое второе сокращение же­лудочка.

Другой вид кардиостимуляторов с желудочковым управлением правильней было бы назвать аппаратами с запретом от желудочка. В этом виде прибора для управления тоже используют зубец сиг­нала ЭКГ желудочка, только эти сигналы на этот раз останавли­вают работу кардиостимулятора. Если же детекторный электрод не получает запрещающего сигнала в течение примерно 1 с, т. е желудочек не сокращается, то кардиостимулятор дает один воз­буждающий импульс. Поскольку здесь возбуждение начинается из-за отсутствия комплекса QRS, это вмешательство принято назы­вать негативным QRS-возбуждением. Указанный вид кардиостиму­ляторов также чувствителен к внешним помехам. Если нет желу­дочкового комплекса QRS, то может сложиться опасное положение: сердце остановилось, внешние сигналы помех запрещают возбуждение и сердце не получает стимулирующего импульса.