Сердце работающее от аккумулятора

Кардиостимулятор: сердце в правильном ритме

В России ежегодно в имплантации электрокардиостимуляторов (ЭКС) нуждаются около 50 тыс. пациентов. Впервые такая операция в нашей стране состоялась почти 60 лет назад. Имплантацию провел один из основоположников сердечно-сосудистой хирургии Александр Бакулев, а разработку первого отечественного электрокардиостимулятора доверили крупному оборонному предприятию – Конструкторскому бюро точного машиностроения. Сегодня это КБ точмаш им. А.Э. Нудельмана, входящее в Ростех.

Кардиостимуляторы со временем становятся все надежнее, меньше и легче. Появились более совершенные двух- и трехкамерные модели. Кстати, первый отечественный двухкамерный электрокардиостимулятор также был создан на предприятии, которое сегодня входит в состав Ростеха – специалистами Ижевского механического завода. Разбираемся, что такое кардиостимулятор, как сугубо оборонные предприятия занялись разработкой ЭКС и каких успехов они достигли.

Не сбиться с ритма: как работает электрическая система сердца

Прежде чем разобраться, что такое кардиостимулятор и как он работает, требуется вспомнить анатомию и физиологию такого органа, как сердце. Сердце обладает своей внутренней электрической системой, которая контролирует скорость и ритм его работы. При каждом сердцебиении электрический сигнал распространяется от верхних палат сердца (предсердий) в две нижние камеры сердца (желудочки). Затем желудочки сжимаются и перекачивают кровь в остальную часть тела. Комбинированное сокращение предсердий и желудочков – это и есть сердцебиение.

Каждый электрический сигнал обычно начинается в группе клеток, которая называется синусовым узлом. С возрастом или при наличии сердечно-сосудистых заболеваний синусовый узел утрачивает свою способность устанавливать правильный темп для сердечного ритма.

Проблемы со скоростью или ритмом сердцебиения называются аритмии. Во время аритмии сердце может биться слишком быстро (тахикардия), слишком медленно (брадикардия) или с нерегулярным ритмом. Электрический сигнал может и вовсе прерывается, когда он движется по сердцу. Сегодня в структуре сердечно-сосудистых заболеваний такие нарушения ритма сердца занимают одно из ведущих мест и являются ежегодно причиной смерти 200 тыс. людей в России.

С такой неисправной электрической сигнализацией в сердце может справиться электрокардиостимулятор. Используя электрические импульсы, он предотвращает аритмии и заставляет сердце биться в правильном ритме. Чтобы понять, как электрокардиостимулятор справляется с такой нелегкой задачей, рассмотрим сначала что из себя представляет этот миниатюрный, но сложный электронный прибор.

Сердечный друг весом 20 грамм: устройство и принцип действия кардиостимулятора

Кардиостимулятор, по существу, состоит из трех составных частей: генератора электрических импульсов, батареи, а также ряда проводов с электродами на наконечниках. Аккумулятор питает генератор, и оба они окружены тонким металлическим корпусом, который соединяется с сердцем проводами.

Все части ЭКС со временем значительно эволюционировали. К примеру, генератор электрических импульсов в настоящее время состоит из программируемого микропроцессора. Если первые кардиостимуляторы постоянно генерировали электрический импульс с частотой 70 ударов в минуту, сейчас кардиостимуляторы в состоянии отслеживать электрические импульсы предсердий и желудочков, а также ряд других параметров, таких как скорость дыхания и движения тела. Поэтому они могут вмешаться в регуляцию сердечного ритма только в случае необходимости, например, когда человек занимается спортом или нервничает, то есть вести себя совсем как здоровое сердце.

Современные литий-ионные батареи не только продлили срок службы ЭКС примерно до 15 лет, но и позволили значительно уменьшить его габариты. Теперь генератор и аккумулятор помещаются в коробку из титана размером 5×4,5×1 см, весом всего 20 граммов. От этой коробочки отходят провода, которые через вену или артерию доходят до нужной области сердца для стимуляции сокращений. Таких проводов может быть от одного до трех, от их количества зависит тип кардиостимулятора: одно-, двух- или трехкамерный.

Однокамерный электрокардиостимулятор имеет один такой провод, который соединяет его с одной полостью сердца: это может быть правое предсердие или правый желудочек. Двухкамерный электрокардиостимулятор подключается к двум полостям сердца, а трехкамерный, соответственно, имеет три провода. Такой кардиостимулятор может стимулировать как правое предсердие, так и обе полости желудочков. ЭКС подбирается и программируется индивидуально для каждого пациента с учетом ритма его сердца.

Электрокардиостимулятор имплантируется в тело человека (обычно под подкожной жировой клетчаткой грудной клетки) и с помощью электродов присоединяется к сердечной мышце. Электрокардиостимулятор воздействует на сердечную мышцу при отсутствии естественного сердечного ритма, то есть выдает электрический импульс. В результате этого импульса сердечная мышца сокращается. В наши дни имплантация ЭКС считается несложной операцией, которая проводится под местным наркозом. Но когда-то, это было серьезным, опасным для жизни, оперативным вмешательством.

Оборонные технологии на страже сердца: история появления и эволюция ЭКС

Помочь сердцу работать в правильном ритме с помощью электрических импульсов пытались еще до создания имплантируемых кардиостимуляторов. Тогда ЭКС представляли собой большие и сложные аппараты, располагавшиеся снаружи. Даже если больному и удавалось продлить жизнь, то он оставался прикованным к постели.

В 1957 году был сделан очень важный шаг в развитии ЭКС: электрокардиостимуляторы стали работать от батареек. Первая в истории имплантация такого электрокардиостимулятора с батарейкой была проведена в 1958 году в Стокгольме. Пациентом стал 43-летний Арне Ларссон, страдавший тяжелым нарушением сердечного ритма. Первый имплантированный кардиостимулятор несравним с современными ЭКС. Размером устройство было с хоккейную шайбу, при этом работало нестабильно: через неделю эксплуатации пациенту пришлось делать повторную операцию и заменить аппарат. В общей сложности Ларссону меняли электрокардиостимулятор больше 20 раз. Проблема была решена только после последней операции в 1961 году, когда ему был установлен кардиостимулятор новой конструкции. Кстати, Арне Ларссон прожил до 86 лет, и скончался не из-за нарушений сердечной деятельности, а от другой болезни.

Советские медики не отставали от западных коллег. История отечественной кардиостимуляции ведет отсчет с 1960 года, когда академик Александр Бакулев обратился к ведущим конструкторам страны с предложением о разработке медицинских аппаратов. Первыми откликнулось специалисты Конструкторского бюро точного машиностроения, ведущего предприятия оборонной отрасли, возглавляемого тогда Александром Нудельманом. Сегодня это АО «Конструкторское бюро точного машиностроения им. А.Э. Нудельмана», входящее в состав Госкорпорации Ростех.

Именно на этом оборонном предприятии начались первые разработки имплантируемых ЭКС. И уже в декабре 1961 года Бакулев провел операцию по имплантации первого отечественного стимулятора ЭКС-2. На тот момент этот прибор считался одним из наиболее надежных и миниатюрных стимуляторов в мире. ЭКС-2 был на вооружении врачей более 15 лет, спас жизнь тысячам больных.

Александр Бакулев во время операции в Институте грудной хирургии Академии медицинских наук СССР

Всего в КБ точмаш было создано 25 образцов электрокардиостимуляторов, не уступающие по своим характеристикам аналогичным зарубежным образцам. В их числе мультипрограммируемый стимулятор ЭКС-500 и кардиостимулятор ЭКС-445, установка которого позволяет заменить операцию по пересадке сердца. Научно-технические решения ЭКС-445 были отмечены золотой медалью с отличием на Всемирном салоне изобретений «Брюссель-Эврика».

Кстати, когда было налажено массовое производство кардиостимуляторов, Александр Нудельман добился учреждения военной приемки этой продукции, понимая всю ее значимость.

В 1988 году производство ЭКС начало осваивать другое оборонное предприятие – Ижевский механический завод. Сегодня предприятие является одним из лидеров на рынке отечественных электрокардиостимуляторов. Здесь осуществляется как разработка, так и производство ЭКС, включая все комплектующие.

Специалисты Ижевского завода разработали целый ряд принципиально новых моделей кардиостимуляторов. Среди них, однокамерные «Байкал-SC», «Байкал-332» с развитой системой диагностики по телеметрическому каналу, что позволяет накапливать статистическую информацию о работе сердца пациента и работе самого ЭКС.

На Ижевском механическом заводе был создан первый отечественный двухкамерный ЭКС. В двухкамерных стимуляторах, выпускаемых с 2007 года, заложены физиологические функции: например, mode switch – автоматическое переключение режима стимулятора при возникновении трепетания предсердия.

Последние модели завода – однокамерные малогабаритные кардиостимуляторы VIRSAR SR и VIRSAR SC, а также двухкамерные VIRSAR DR и VIRSAR DC. Все они обладают функцией частотной адаптации. То есть такие электрокардиостимуляторы могут автоматически подстраивать частоту импульсов к изменяющимся физиологическим потребностям человека. Совсем как здоровое сердце они меняют частоту при физической активности или эмоциональном стрессе.

Для имплантации ЭКС нужен не только сам прибор, но еще и электрод, который устанавливается в сердце. Сегодня клиники предпочитают, чтобы электрокардиостимулятор и электроды были от одного производителя. Поэтому Ижевский завод занимается разработкой современных моделей электродов для имплантируемых ЭКС. Такой комплексный подход, а также практически оборонная надежность ижевских кардиостимуляторов позволяет им успешно конкурировать с зарубежными образцами.

Источник

Отзывы, противопоказания и установка кардиостимулятора сердца

Сердце – мышечный орган, который способен самостоятельно вырабатывать электрические импульсы и сокращаться под их воздействием. У здорового человека синоатриальный узел производит эти стимулы с частотой 59-89 в минуту. Постоянная ритмичная деятельность насоса гарантирует перекачивание крови по всему организму.

Существуют заболевания, вследствие которых сердце работает с перебоями, в результате чего появляются признаки сердечной недостаточности или внезапная смерть. Имплантация кардиостимулятора дает возможность наладить автоматическую сократимость сердца и значительно повысить качество жизни пациента с высоким риском.

Что такое кардиостимулятор и как он работает?

Электрокардиостимулятор (ЭКС) – медицинский аппарат, разработанный для поощрения или навязывания нормального ритма пациентам, у которых сердцебиение недостаточно частое или существует блокада передачи сигнала между разными участками органа. Представляет собой малогабаритный аппарат размером 3 на 5 сантиметров, весом 30-45 граммов, срок службы без замены батарей варьируется от 5 до 15 лет.

Принцип работы устройства основан на нанесении участку сердца внешних электрических стимулов, которые вырабатывает ЭКС, для обеспечения нормального сокращения миокарда. Усовершенствованные (частотно-адаптивные) ЭКС дополнительно имеют сенсорные датчики, способные откликаться на изменение частоты дыхания, активности нервной системы и температуры тела. Также существуют кардиостимуляторы, укомплектованные дефибриллятором. Современные модели имеют функцию неинвазивной замены параметров работы при помощи специальных устройств.

Чип, вмонтированный в аппарат, анализирует генерируемые сердцем сигналы, передавая их непосредственно к миокарду и обеспечивая им синхронизацию. Проводники, вживленные под эндокард, – передатчики информации от внешней части прибора в сердце и данных о работе самого миокарда обратно. Окончание каждого электрода оборудовано металлическим наконечником, который собирает показатели сердечной активности и генерирует импульсы исключительно в случае необходимости. При развитии критического снижения сердечного ритма или асистолии ЭКС начинает работать в постоянном режиме, вырабатывая стимулы с частотой, заданной при его имплантации. Если произошло внезапное возобновление автоматизма сердца, аппарат переходит в состояние ожидания.

В экстренных случаях применяют временную электрокардиостимуляцию. При наружной (трансторакальной) ЭКС электроды накладывают на грудную клетку. Поскольку процедура очень болезненна, то требует глубокой седации и обезболивания. Чреспищеводная манипуляция подразумевает установку временного аппарата в пищеводе, в связи с чем имеет ограниченное применение.

Классификация искусственных водителей ритма

В зависимости от зоны воздействия различают несколько разновидностей кардиостимуляторов:

1. Однокамерный ЭКС. Размещается и стимулирует сокращения только в одной из камер сердца (предсердие или желудочек). Использование этого прибора очень ограничено, поскольку он не удовлетворяет физиологическую работу мышцы. Применяют его при наличии постоянной формы мерцательной аритмии, устанавливают в правом желудочке. Недостатки: предсердия и далее работают в своем ритме и при совпадении их сокращений с желудочковыми возникает обратный ток крови, приносящий ее в сердце.
2. Двухкамерный ЭКС. Электроды размещают в двух камерах сердца: генерация импульса поочередно вызывает сокращения предсердий и желудочков, обеспечивая физиологическую работу миокарда. При использовании такого водителя ритма индивидуально подбирают режим частоты, что улучшает адаптацию пациента к физическим нагрузкам.
3. Трехкамерный ЭКС – одна из самых новых и дорогостоящих разработок. Проводники импульса размещают в правом предсердии и желудочках. Используется для ликвидации десинхронизации камер при тяжелой брадикардии, сердечной недостаточности третьей-четвертой степеней, ригидном синусовом ритме.

Международная кодировка устройств

Первая буква кода обозначает стимулируемую сердечную камеру, вторая – полость, электрическую активность которой считывает кардиостимулятор. «Т» в третьем положении означает, что аппарат работает в триггерном режиме (искусственные сигналы синхронизированы с разрядами, которые генерирует сердце). Обозначение «D» (dual – TI) указывает на то, что ЭКС с двумя электродами в правых отделах сердца работает одновременно в двух режимах. Символ «О» характеризует «асинхронный» ритм функционирования кардиостимулятора (частота импульсов установлена автоматически при имплантации).

Кардиовертер-дефибриллятор

Имплантированный кардиовертер-дефибриллятор (ИКД) – мини-копия прибора, используемого во время реанимации при остановке сердечной деятельности. Поскольку устройство имеет прямой доступ к миокарду, для эффективного сокращения требуется значительно меньшая сила разряда.

ИКД предназначен для профилактики внезапной остановки сердечной деятельности у пациентов с пароксизмальными аритмиями (фибрилляцией и желудочковой тахикардией).

Система ИКД укомплектована электродами, фиксированными под эндокардом пациента и непосредственно аппаратом, оснащенным микросхемой и аккумулятором длительного заряда, который вживляют в подкожно-жировую клетчатку на груди.

• постоянный контроль сердечной деятельности;
• сбор параметров сократимости;
• в случае возникновении жизнеугрожающих нарушений ритма – лечение.

Источник