Электрокардиостимуляция

Электрокардиостимуляция (ЭКС) — это метод, с помощью которого на какой-либо участок сердечной мышцы наносят внешние электрические импульсы, вырабатываемые искусственным водителем ритма (электрокардиостимулятором), в результате чего происходит сокращение сердца. ЭКС используют для лечения и профилактики разнообразных нарушений ритма и проводимости. Электрическая стимуляция может носить временный характер или быть постоянной.

Временная электрокардиостимуляция

Временная ЭКС применяется главным образом при острых клинических ситуациях, сопровождающихся:

• пароксизмами наджелудочковых и желудочковых тахиаритмий;
• нарушениями проводимости, ведущими к гемодинамически значимым брадикардиям и асистолии;
• повышением риска возникновения жизнеопасных аритмий и асистолии (например, при остром ИМ).

Чаще используют технику эндокардиальной (внутрисердечной) электростимуляции предсердий или/и желудочков. Исследование проводят в специально оборудованной операционной или отделении интенсивной терапии. Центральный венозный катетер вводят в правую подключичную или внутреннюю яремную вену (подробнее — см. главу 4). Под рентгеновским контролем по катетеру осторожно продвигают электрод для электрокардиостимуляции и устанавливают его в ПП или/и в ПЖ, в зависимости от того, какой способ стимуляции будет использован. Важно установить электрод таким образом, чтобы обеспечивался его надежный контакт с эндокардом.

После этого электрод подсоединяют к кардиостимулятору и определяют так называемый порог стимуляции, т.е. минимальную силу тока, которая обеспечивает стабильное навязывание искусственного (артифициального) ритма. Обычно порог стимуляции не превышает 1–2 мА. Уровень последующей стимуляции подбирают таким образом, чтобы он был в 2 раза выше порога стимуляции. Напряжение стимулирующего тока обычно составляет 0,5–2,5 В. В настоящее время в клинической практике применяют несколько типов ЭКС, которые обеспечивают различные режимы электростимуляции сердца.

В зависимости от характера нарушения ритма и проводимости могут быть использованы однокамерные и двухкамерные электростимуляции.

Однокамерная предсердная стимуляция применяется главным образом при тяжелых дисфункциях СА-узла при условии сохранения нормального АВ-проведения (рис. 3.108, а). Однокамерная желудочковая стимуляция (рис. 3.108, б) применяется в основном при полной АВ-блокаде или при угрозе ее возникновения, а также при фибрилляции или трепетании предсердий, сопровождающихся выраженной брадикардией.

Наиболее эффективной и совершенной является двухкамерная стимуляция предсердия и желудочка, которая получила название “АВ-последовательная ЭКС” (рис. 3.108, в). При таком виде стимуляции вначале возбуждается предсердие, а затем желудочек (после некоторой временной задержки, имитирующей физиологическую задержку проведения в АВ-соединении). АВ-последовательная ЭКС показана при сочетании полной АВ-блокады с повреждением мышцы предсердий. Она наиболее физиологична и дает возможность сохранить нормальную последовательность сокращения предсердий и желудочков.

Рис. 3.108. Однокамерные (а, б) и двухкамерная (в) электрическая стимуляция сердца. Слева — схема расположения электродов, справа — распространение искусственных стимулов по сердцу. S 1 — искусственная стимуляция предсердий; S 2 — искусственная стимуляция желудочков

Однокамерная и двухкамерная ЭКС могут осуществляться в различных режимах.

1. “Асинхронный” режим. Электрокардиостимулятор генерирует импульсы (стимулы) с постоянной частотой, не воспринимая и не реагируя на собственную электрическую активность предсердий и желудочков (СА-узел функционирует в своем ритме, а кардиостимулятор — в своем). Это наименее эффективный режим работы ЭКС, который все реже используется в клинической практике.

2. Режим demand (“по требованию”). Электрокардиостимулятор, настроенный на заданную частоту стимуляции, начинает функционировать только в том случае, если частота собственного ритма предсердий или желудочков выходит за пределы этого интервала, т.е. при возникновении брадикардии, асистолии или, наоборот, тахикардии. Это обеспечивается возможностью восприятия (индикации) собственной электрической активности сердца по зубцам P или R. Такой режим предусмотрен во всех современных системах для временной ЭКС и в большинстве случаев является наиболее предпочтительным, особенно если он сочетается с двухкамерным типом АВ-последовательной стимуляции сердца. Более подробные сведения о современных вариантах электрокардиостимуляторов, работающих в режиме demand, приведены в следующем разделе.

Временная ЭКС имеет широкий круг показаний. Для лечения и профилактики состояний, ассоциирующихся с гемодинамически значимой брадикардией и повышенным риском асистолии, временная ЭКС применяется в следующих случаях.

1. Дистальный тип АВ-блокады III степени (полной) с редким желудочковым ритмом и широким комплексом QRS, в том числе развившейся при остром ИМ, миокардите, интоксикации сердечными гликозидами, при операции на сердце и травмах сердца.

2. Проксимальный тип (узловой) АВ-блокады III степени (полной) у больного с острым нижним ИМ и прогрессирующей клинической симптоматикой.

3. СССУ с его различными клиническими проявлениями, включая:

• стойкую выраженную брадикардию (ЧСС меньше 40–45 уд. в мин), сопровождающуюся головокружением, обмороками, прогрессированием ХСН и рефрактерную к атропинизации
• СА-блокаду II–III степени с гемодинамически значимыми клиническими проявлениями;
• синдром “тахикардии–брадикардии”, рефрактерный к медикаментозному лечению.

4. Прогрессирующая АВ-блокада с проведением 2 : 1 при наличии гемодинамических и церебральных расстройств.

5. АВ-блокада II степени типа II Мобитца, осложняющая острый передний ИМ.

6. Двухпучковая блокада ножек пучка Гиса с удлинением интервала Н–V электрограммы пучка Гиса более 100 мс, осложняющая течение острого ИМ.

7. Неполная трехпучковая блокада (любая разновидность полной блокады двух ветвей пучка Гиса в сочетании с АВ-блокадой I или II степени), осложняющая течение острого ИМ.

8. Преходящая блокада ножек пучка Гиса с удлинением интервалов Н–V электрограммы пучка Гиса, осложняющая острый ИМ.

Временная ЭКС при нарушениях проводимости, обозначенных в пунктах 4–8, по сути является профилактической мерой, поскольку возникшие на фоне острого ИМ эти нарушения проводимости могут внезапно трансформироваться в АВ-блокаду III степени (полную) и асистолию желудочков.

Следует добавить, что к осложнениям, которые встречаются при проведении временной антибрадикардической ЭКС, относятся:

• смещение электрода и невозможность (прекращение) электростимуляции сердца;
• тромбофлебит;
• сепсис;
• воздушная эмболия;
• пневмоторакс;
• перфорация стенки сердца и др.

Временная ЭКС используется также для лечения некоторых видов тахикардий, в первую очередь тех из них, в основе возникновения которых лежит механизм re-entry (реципрокные тахикардии). В то же время тахикардии, вызванные повышением нормального или аномального автоматизма, фибрилляцию и трепетание предсердий и желудочков обычно не удается купировать с помощью временной ЭКС.

Механизм прерывания кругового движения волны возбуждения (re-entry) с помощью ЭКС иллюстрируется схемой, изображенной на рис. 3.109. Слева стрелкой показано круговое движение переднего фронта волны возбуждения, позади которого “тянется” длинный “хвост” рефрактерности. Между движущимся по кругу передним фронтом волны возбуждения и ее “хвостом” имеется участок возбудимой ткани (“окно” возбудимости). Если внешний электрический стимул, генерируемый электрокардиостимулятором, сможет достичь этого “окна” и инициировать в нем потенциал действия (ПД), движущийся в сторону “окна” фронт круговой волны “натолкнется” на невозбудимый участок, и круговое движение прервется, т.е. пароксизм тахикардии будет купирован.

Понятно, что для того, чтобы это произошло, необходимы несколько важных условий. Во-первых, “окно” возбудимости должно быть достаточно большим, чтобы в него проник искусственный электрический стимул. Это условие чаще соблюдается при реципрокных тахикардиях, при которых в круг macro-re-entry вовлекаются дополнительные проводящие пути (пучок Кента).

Во-вторых, чтобы искусственный электрический стимул, проникший в круг re-entry, сам не стал бы источником нового цикла кругового движения, он должен натолкнуться на участок невозбудимой ткани, т.е. на “хвост” рефрактерности.

В-третьих, частота, с которой электрокардиостимулятор должен генерировать последовательные электрические стимулы, прерывающие круг re-entry, определяется скоростью кругового движения волны возбуждения и длительностью ЭРП различных участков петли re-entry, т.е. величиной “хвоста” рефрактерности. Эти параметры кругового движения наиболее подвержены существенным колебаниям, зависящим, в частности, от уровня метаболизма тканей, которые вовлечены в формирование петли re-entry, от сдвигов нейрогуморальной регуляции, электролитных нарушений и других условий.

В-четвертых, стимулирующий электрод должен быть расположен как можно ближе к петле re-entry, что, по понятным причинам, облегчает проникновение искусственных импульсов внутрь кругового движения возбуждения.

Сложность соблюдения всех этих условий и значительные различия основных характеристик тахикардий в каждом конкретном случае объясняют существование многочисленных способов временной ЭКС, используемой для купирования тахиаритмий: программированная ЭКС одиночными, парными, множественными экстрастимулами; нарастающая по частоте (“учащающая”) стимуляция; частая, сверхчастая ЭКС и др.

Временная эндокардиальная или чреспищеводная ЭКС с целью купирования пароксизмальной наджелудочковой тахикардии используется в следующих случаях.

1. Пароксизмальные наджелудочковые реципрокные тахикардии (АВ-узловая и АВ-тахикардия при синдроме WPW), устойчивые к медикаментозному лечению.

2. Пароксизмальные наджелудочковые тахикардии, обусловленные дигиталисной интоксикацией.

3. Пароксизмальные наджелудочковые тахикардии, возникающие во время хирургических операций на сердце, катетеризации полостей сердца, ангиографии, а также при проведении внутрисердечного и чреспищеводного ЭФИ.

Для купирования наджелудочковых пароксизмальных тахикардий используют не только эндокардиальную, но и чреспищеводную программируемую ЭКС.

Серьезным осложнением, которое может развиться при проведении антитахикардической ЭКС, является учащение ритма тахикардии и возникновение трепетания или фибрилляции стимулируемого отдела сердца. Поэтому в последние годы временную ЭКС все реже используют для купирования пароксизмальной желудочковой тахикардии.

Рис. 3.109. Механизм прерывания круговой волны возбуждения (re-entry) в АВ-узле с помощью ЭКС

Запомните 1. Временная ЭКС применяется главным образом при острых клинических ситуациях (остром ИМ, миокардитах, интоксикации сердечными гликозидами, при операциях на сердце и проведении внутрисердечных исследований), которые осложняются развитием гемодинамически значимых брадикардий, асистолии или пароксизмами наджелудочковых тахиаритмий.   2. Для лечения и профилактики состояний, связанных с выраженной брадикардией и повышенным риском асистолии, временная ЭКС применяется в следующих случаях.   При полной АВ-блокаде, АВ-блокаде II степени типа II Мобитц и прогрессирующей АВ-блокаде с проведением 2 : 1, особенно в тех случаях, когда имеется дистальный тип нарушения проводимости или/и быстро нарастают церебральные и гемодинамические расстройства.   При двухпучковой, неполной трехпучковой и преходящей блокадах ножек пучка Гиса, осложняющих течение острого ИМ и сопровождающихся удлинением интервала Н–V электрограммы пучка Гиса до 100 мс и более.   При синдроме слабости синусового узла (СССУ), который клинически проявляется стойкой брадикардией (ЧСС меньше 40–45 уд. в мин), головокружением, обмороками, прогрессированием ХСН, развитием СА-блокады или синдрома “тахикардии–брадикардии” и рефрактерен к лечению атропином.   3. Временная эндокардиальная или чреспищеводная ЭКС с целью купирования пароксизма наджелудочковой тахикардии используется, в основном, при АВ-узловой реципрокной (re-entry) тахикардии и АВ-реципрокной тахикардии при синдроме WPW, устойчивых к медикаментозному лечению.

Постоянная электрокардиостимуляция

Постоянная ЭКС осуществляется с помощью портативных кардиостимуляторов, имплантируемых больным с различными формами брадикардии или с высоким риском возникновения асистолии, а также пациентам, которые нуждаются в купировании или предупреждении пароксизмов наджелудочковой тахикардии. В настоящее время имплантация постоянных ЭКС является единственным эффективным способом лечения тяжелых хронических брадиаритмий. Ежегодно число имплантируемых во всем мире кардиостимуляторов достигает 300 тысяч. Современные искусственные водители ритма надежны в работе, срок их службы достигает 5–10 лет.

Портативный электрокардиостимулятор, масса которого обычно не превышает 45 г, имплантируют подкожно в подключичной области. Катетер-электрод для кардиостимуляции проводят через подключичную или яремную вену в полость правого желудочка или/и предсердия. Так же как и приборы для временной ЭКС, имплантируемые постоянные пейсмекеры бывают однокамерными и двухкамерными. При этом стимулирующие электроды располагаются в ПП, ПЖ или в обеих камерах сердца.

Все современные ЭКС выполняют по меньшей мере две функции: 1) осуществляют электрическую стимуляцию соответствующего отдела сердца и 2) обладают способностью воспринимать собственную электрическую активность предсердий и желудочков, включаясь в режим стимуляции лишь в тот период, когда происходит критическое снижение ЧСС или развивается асистолия (режим demand — “по требованию”).

Некоторые современные искусственные водители ритма обладают также дополнительными функциями, например, способностью изменять частоту стимуляции сердца в зависимости от величины выполняемой пациентом нагрузки (адаптивный режим) или возможностью наружного неинвазивного перепрограммирования электрокардиостимулятора с помощью специальных устройств или способностью автоматически распознавать и купировать пароксизм тахикардии.

Для обозначения различных типов имплантируемых ЭКС применяется специальный международный код, который классифицирует все кардиостимуляторы по 5 признакам, обозначаемым буквами (табл. 3.12).

Таблица 3.12

Международный пятибуквенный код имплантируемых кардиостимуляторов, кардиовертеров и дефибрилляторов (по NBG, 1987, в модификации)

Примечание. В 4-м и 5-м столбцах перечислены некоторые дополнительные функции: P (simple programmable) — программирование по частоте и амплитуде импульса; M (multiprogrammable) — многопрограммируемый ЭКС; C (communicating function) — программирование с двусторонней диалоговой связью (телеметрией); R (rate modulation) — автоматическое изменение частоты импульсов с учетом биологических параметров; O (none) — отсутствие программирования. P — pacing (antitachyarrhythmia) — возможность противотахиаритмической стимуляции сердца; S (shock) — возможность электрической кардиоверсии (дефибрилляции); D (dual — PS) — возможность обеих функций; O (none) — отсутствие противотахикардической функции.

Первая буква кода обозначает стимулируемую камеру сердца:

• A (atrium) — правое предсердие (ПП);
• V (ventricle) — правый желудочек (ПЖ);
• D (double — AV) — правое предсердие и желудочек (ПП и ПЖ).

Вторая буква кода указывает камеру сердца, спонтанная электрическая активность которой воспринимается кардиостимулятором (рис. 3.110):

• A (atrium) — ПП (зубец Р);
• V (ventricle) — ПЖ (зубец R);
• D (duаl — AV) — ПП и ПЖ (зубцы Р и R);
• O (none) — кардиостимулятор не имеет функции восприятия.

В последнем случае (“О”) искусственный водитель ритма генерирует стимулирующие импульсы с постоянной частотой (ЭКС функционирует в “асинхронном” режиме).

Третья буква кода — это символическое отображение режима, в котором кардиостимулятор отвечает на спонтанную электрическую активность сердца.

Буква I (inhibited) указывает на то, что выработка кардиостимулятором искусственных электрических импульсов регулируется (ингибируется, блокируется) собственной электрической активностью предсердия или желудочка.

Предположим, что ЭКС функционирует в режиме VVI, т.е. стимулирует (при возникновении потребности в этом) правый желудочек, одновременно воспринимая его электрическую активность (зубец R) (рис. 3.111). Если желудочек возбуждается синусовыми импульсами, причем интервал R–R не превышает определенной заданной в аппарате величины (длины цикла стимуляции), кардиостимулятор не генерирует электрических стимулов, они подавляются (ингибируются, блокируются) зубцом R.

Как только интервал между спонтанными возбуждениями желудочка (R–R) превысит заданную величину, электрокардиостимулятор посылает к правому желудочку свой собственный искусственный стимул и возникает очередное (искусственно стимулированное) сокращение сердца. Таким образом, аппарат постоянно работает в режиме ожидания и “включается” только при необходимости — “по требованию” (режим demand).

Буква T (triggered) в третьей позиции международного кода обозначает, что ЭКС работает в синхронизированном (триггерном) режиме, когда собственная электрическая активность желудочка (зубец R) или предсердия (зубец Р) как бы “разрешает” аппарату посылать искусственные электрические импульсы. В результате того, что сигналы ЭКС накладываются на зубец R (или Р) (т.е. искусственные стимулы синхронизированы с работой сердца), когда желудочки рефрактерны к новым внешним стимулам, последние по понятным причинам не вызывают дополнительного возбуждения миокарда желудочков (или предсердий). Если же электрическая активность желудочка замедляется и интервал R–R начинает превышать определенный заданный предел, кардиостимулятор начинает вырабатывать импульсы уже независимо от собственной электрической активности сердца. Таким образом, кардиостимулятор также функционирует в режиме demand (“по требованию”).

Наконец, буква D (dual — TI) в третьей позиции указывает на то, что двухкамерный электрокардиостимулятор, электроды которого располагаются в ПП и ПЖ, работает сразу в двух режимах: в предсердии используется триггерный режим (Т), а в правом желудочке — режим ингибирования (I). Это означает, что пейсмекер воспринимает зубец P и посылает электрический стимул к правому предсердию (рис. 3.112). Этот стимул, накладываясь на рефрактерный период мышцы предсердия, не вызывает дополнительного его сокращения. Одновременно зубец P, воспринимаемый кардиостимулятором, как бы “запускает” программу генерирования очередного искусственного стимула ПЖ (левая часть рисунка). Однако, работая в режиме ингибирования (I), кардиостимулятор посылает этот стимул к желудочку только в том случае, если в течение определенного интервала времени не произошло спонтанного возбуждения желудочков и “вовремя” не появился зубец R (например, развилась АВ-блокада II степени). Если же желудочек активируется самостоятельно за счет дошедшего до него синусового импульса, то искусственный желудочковый стимул блокируется (ингибируется) (средняя часть рисунка).

Наконец, если после появления зубца R на протяжении заданного интервала времени не наступает собственного возбуждения правого предсердия и на ЭКГ отсутствует зубец Р (например, при возникновении СА-блокады), пейсмекер стимулирует предсердие, а затем снова ожидает возбуждения желудочков (правая часть рисунка).

Символ “О” означает, что кардиостимулятор не воспринимает и не реагирует на спонтанную электрическую активность сердца, генерируя электрические стимулы с постоянной частотой (“асинхронный” режим).

Буквенные обозначения в четвертой и пятой позиции международного кода указывают на те или иные дополнительные функции электрокардиостимулятора (см. табл. 3.12).

В табл. 3.13 представлены наиболее распространенные типы имплантируемых ЭКС и характерные для них признаки (приведены только три основных признака без указания дополнительных функций ЭКС). Наиболее универсальными и эффективными являются двухкамерные ЭКС типа DDD, позволяющие осуществлять последовательную стимуляцию предсердия и желудочка. При этом длительность АВ-задержки может меняться в зависимости от выбранной частоты искусственного ритма. При исчезновении или замедлении собственной предсердной активности пейсмекер стимулирует предсердие, а затем контролирует и при необходимости стимулирует желудочек.

В ЭКС типа DDD предусмотрены дополнительные функции, в частности возможность увеличения ЧСС при нагрузке, что обеспечивается автоматическим измерением и анализом некоторых физиологических параметров, изменяющихся при повышении активности САС, физической нагрузке, психоэмоциональном напряжении и т.п.

Рис. 3.110. Принцип действия ЭКС. Объяснение и обозначения в тексте

Рис. 3.111. Схема функционирования ЭКС типа VVI. а — ингибирование искусственного ритма ЭКС при сохранении спонтанной электрической активности ПЖ (зубца R); б — отмена режима ингибирования искусственного ритма ЭКС при отсутствии спонтанной электрической активности ПЖ

Рис. 3.112. Схема функционирования двухкамерного ЭКС в режиме D (триггерный режим стимуляции предсердий и режим ингибирования стимуляции желудочка). Объяснение в тексте. Рs и Rs — возбуждение предсердий и желудочков, индуцированное искусственным стимулом ЭКС. Объяснение в тексте

Таблица 3.13

Типы электрокардиостимуляторов и их основные признаки

Запомните 1. Имплантируемые однокамерные предсердные ЭКС (ААI и ААТ) могут использоваться при дисфункциях СА-узла только при следующих условиях:   при отсутствии нарушений АВ-проведения, подтвержденном с помощью эндокардиального ЭФИ или ЧПЭС;   при отсутствии фибрилляции или трепетания предсердий.   2. Однокамерные желудочковые ЭКС (VVI, VVТ) и двухкамерные ЭКС типа DDD могут применяться как при дисфункциях СА-узла, так и при АВ-блокадах и дистальных блокадах ножек пучка Гиса. Противопоказанием к их использованию является удлинение ретроградного ВА-проведения, поскольку имплантация ЭКС данного типа может осложниться искусственно вызванной желудочковой тахикардией.

Некоторые из описанных ЭКС (VVI, DDD) могут использоваться для купирования пароксизмов наджелудочковых тахикардий, развивающихся по механизму re-entry (реципрокная АВ-узловая, реципрокная тахикардия при синдроме WPW). Специальные программы, предусмотренные в этих ЭКС, позволяют посыласть к сердцу электрические стимулы низкой энергии, которые прерывают реципрокные тахикардии.

К числу осложнений такого способа купирования пароксизмальных тахикардий относятся риск возникновения фибрилляции той камеры сердца, на которую наносится экстрастимул. Поэтому в последнее время ЭКС данного типа не используются для купирования желудочковых тахикардий.

Синдром кардиостимулятора

При применении некоторых типов ЭКС, в частности однокамерных желудочковых пейсмекеров типа VVI, иногда развивается так называемый пейсмекерный синдром (синдром ЭКС). В основе его возникновения лежит асинхронизм возбуждения предсердий и желудочков, который приводит к тому, что предсердие сокращается при закрытых АВ-клапанах или не сокращается вообще. В результате резко снижается вклад предсердий в диастолическое наполнение желудочков, что отражается на снижении их систолической функции, снижении МО и развитии артериальной гипотензии. Кроме того, сокращение предсердий при закрытых АВ-клапанах усиливает застой крови в венозном русле большого и малого кругов кровообращения. Определенное значение имеет существование у многих больных с дисфункцией СА-узла и АВ-блокадами ретроградного ВА-проведения и ретроградной несвоевременной активации предсердий желудочковым импульсом.

Запомните Синдром ЭКС (пейсмекерный синдром) характеризуется следующими клиническими признаками:   артериальной гипотензией, в том числе ортостатическими реакциями;   неврологическими расстройствами, связанными с низким сердечным выбросом (головокружения, обмороки, головные боли, ухудшение зрения, общая слабость, нарушения психического статуса и т.п.);   прогрессированием признаков хронической СН (одышки, сердцебиений, отеков, гепатомегалии и т.д.).

Возникновение синдрома ЭКС требует анализа работы кардиостимулятора, его перепрограммирования с целью восстановления нормальной последовательности сокращения предсердий и желудочков.