Постійна електрична стимуляція серця - порушення ритму і провідності серця
13.3.2. Постійна електрична стимуляція серця
Постійна електрична стимуляція серця здійснюється шляхом імплантації електрокардіостимулятора з електродами.
Імплантуються електрокардіостимулятори. В даний час є більше 30 варіантів і типів електрокардіостимуляторів. Тривалий час вони були призначені тільки для лікування хворих з повною АВ блокадою і були представлені двома основними типами - стимулятор фіксованої частоти імпульсів (асинхронний) і біоуправляемая стимулятор, діяльність якого синхронізована з електричними або іншими сигналами організму (рис. 54, А). Створення останніх обумовлено тим фактом, що при імплантації незалежного (асинхронного) стимулятора і стимуляції шлуночків з частотою зазвичай 69-72 в 1 хв у хворих з нестійкою, интермиттирующей А В блокадою в разі відновлення нормальної АВ провідності виникає парасистолія - «конкуренція» між природним ( синусовим) і електричними імпульсами, що призводить до штучної парасистолии з небезпекою фібриляції шлуночків при попаданні імпульсу в вразливу фазу (на вершину зубця Т).
Мал. 54. електрична стимуляція при повній АВ блокаді. А - ЕС шлуночків 67 в 1 хв-Б - парасистолія (стрілкою відзначені власні скорочення шлуночків) - частота штучного ритму 65 в 1 хв. спонтанного - 84 в 1 хв-В - шлуночково-залежна електрична стимуляція серця (стрілкою позначено відключення електростимулятора в разі появи природного скорочення шлуночків).
Для попередження цього розроблені біоуправляемая стимулятори, т. Е. Предсердно- або шлуночково-залежний і Р-хвилею керований стимулятор шлуночків. Всі вони, крім генератора імпульсів, мають ще електронну частину для детекції та синхронізації потенціалів серця (зубця Р або R). Стимулятори, призначені для шлуночково-залежною ЕС, відрізняються тим, що R-який забороняє кардіостимулятор (QRS inhibited), широко відомий під назвою «деманд», т. Е. Що працює на вимогу, або «stand by» (запасний), має задану фіксовану частоту імпульсів, наприклад 70 в 1 хв, яку починає генерувати лише в тому випадку, якщо спонтанна частота скорочень шлуночків відсутня або падає нижче 70 за 1 хв-при більш високій частоті спонтанного ритму зубці R гальмують, інгібують генерування імпульсів апарату-Д-синхронний електрокардіостимулятор (d-triggered) постійно генерує імпульси, посилаючи їх в момент зубців R при нормальній частоті ритму. Зрозуміло, що імпульси, потрапляючи в абсолютний рефрактерний період, виявляються холостими. У разі подовження інтервалу R-R нижче заданих меж, наприклад нижче 70 скорочень шлуночків в 1 хв, що направляються імпульси при частоті 70 в 1 хв виявляться ефективними. В обох випадках, отже, апарати шляхом постійного спостереження за зубцем R дозволяють уникати парасистолии шлуночків (рис. 54, Б).
Інший принцип закладений в електрокардіостимуляторів, керованому передсердним потенціалом, і полягає в наступному: відведений електродом сигнал передсердя в апараті посилюється, затримується до часу нормального інтервалу P-R і у вигляді стимулюючого імпульсу направляється по іншому електроду в шлуночки. Отже, при повній АВ блокаді створюється як ніби обхід її, електронний місток, завдяки чому шлуночки серця знову підкоряються природному пейсмекерного вузлу. В апараті передбачені обмеження діапазону сигналів, які передаються з передсердя. Так, у разі зниження частоти предсердной автоматики або розвитку їх асистолии передбачено автоматичне включення ЕС шлуночків у фіксованій частоті імпульсів. При частоті скорочення передсердь, що перевищує, наприклад, 140 в 1 хв, апарат може також перейти на асинхронний режим і буде генерувати, наприклад, 70 імпульсів в 1 хв, або в залежності від частоти скорочення передсердь може бути встановлено штучне «блокування» 2: 1 і т. п. Позитивним фактом є те, що в разі відновлення АВ провідності парасистолія наступити не може. Зрозуміло, такий стимулятор не показаний хворим з тріпотінням, мерехтінням передсердь. Цей тип стимулятора 12-15 років тому був визнаний найбільш фізіологічним- застосування його наочно покращувало гемодинамічні параметри хворих при повній АВ блокаді в порівнянні з асинхронної ЕС шлуночків [Sammet Ph. et al., 1966- Бредікіс Ю. 10., Думчюс А. С., 1979, і ін.]. Тому стимулятор такого типу особливо показав хворим, які займаються фізичною працею, хворим молодого віку з урахуванням їх фізичних потреб. Однак до останнього часу цей вид стимулятора не отримав належного широкого застосування головним чином через відсутність електродів з надійною фіксацією їх в передсерді, необхідності імплантації двох (передсердного і шлуночкового) електродів, недостатньою «чутливості» апарату при детекції низкоамплитудная потенціалів передсердь, швидшого виснаження джерела живлення в порівнянні, наприклад, з асинхронним стимулятором і ін. Тому в усіх країнах найбільше застосування отримали шлуночково-залежні електрокардіостимулятори типу «деманд» (рис. 54, В). Однак застосування їх також пов`язано з деякими проблемами. По-перше, нормальна функція детекції зубця R і синхронізації з ним генератора імпульсів може бути порушена через «шумів», як зовнішніх (електромагнітні поля, радіоперешкоди тощо), так і внутрішніх, наприклад потенціалів, що виникають при роботі м`язів грудної клітки, та ін. Отже, стимулятор може реагувати помилково не на сигнал серця (зубець R), а на сторонній сигнал, в результаті чого в необхідне часом не буде генерувати імпульс. Певною мірою цього можна уникнути шляхом створення в апаратах штучного рефрактерного періоду: після видачі імпульсу протягом 0,35-0,4 з біоуправляемая електрокардіостимулятор закритий до детекції будь-яких сигналів. У стимуляторах такого типу передбачена можливість переходу їх в асинхронний режим в разі появи зовнішніх шумів. Крім того, що імплантуються стимулятори, як правило, закладені в металевий корпус, т. Е. Екрануються.
Основна вимога до імплантують стимуляторів - це надійність їх. Справа в тому, що у хворих з повною атріовентрикулярною блокадою раптове припинення ЕС в більш частому, ніж спонтанний, ритмі призводить у багатьох хворих до короткочасної асистолії або різкого уповільнення спонтанного ритму (феномен придушення автоматики шлуночків - Бредікіс Ю. Ю., Костенко І. Г ., 1963).
Основна причина виходу з ладу імплантованого стимулятора - передчасне виснаження джерела живлення. Ця проблема вирішується в двох основних напрямках: 1) вдосконалення джерел живлення-2) економія енергетичних ресурсів шляхом зменшення втрати енергії при передачі імпульсів серця, шляхом поліпшення енергетичних параметрів матеріалу електродів і конструкції його контактної головки. Можна назвати і ще один напрямок - це застосування джерела живлення, який можна заряджати ізвне- хоча цей спосіб практично реалізований і вважають, що мікроаккумулятор зможе служити до 30 років, проте він широко він не отримав головним чином через експлуатаційних незручностей.
До останнього часу в якості джерела живлення використовувалися окисно-ртутні батареї, які могли забезпечити енергію кардіостимулятора на 2 -4 роки. Заміна джерела практично передбачає повну заміну стимулятора. Великі надії, пов`язані з подовженням часу функціонування кардіостимулятора, покладалися на радіоізотонние джерела живлення, а також біоелектричні джерела енергії. Тривалість дії радіоізотопних джерел намічається на 10-12 років і більше. Перспективними виявилися літієві батареї. Прогнозується запас енергії їх також на 10-12 років і більше. Батареї ці, що мають невеликі розміри, велику ємність і ряд інших позитивних сторін, дозволяють значно зменшити габарити імплантують стимулятора - до 40-50 м Фактично при сучасних досягненнях електроніки саме джерело живлення визначає масу і габарити стимулятора.
Можливість і небезпека непередбаченого і передчасного виснаження джерела енергії змусили розробляти способи і техніку для дистанційного контролю функціонального стану стимулятора і прогнозування точного часу заміни апарату. Інститути, які способи контролю можна розділити па ті, при яких стимулятор сам видає сигнал наближення критичного рівня джерела живлення, і ті, в яких контроль проводиться самим хворим або фахівцями за допомогою спеціальної системи. Питання апаратного контролю її викладено в розділі 13.3.3.
Ефективність стимуляції, а також тривалість функціонування стимулятора багато в чому залежать від порога електричного роздратування серця. Відомо, що протягом перших 2 тижнів після імплантації поріг електричного роздратування серця різко підвищується внаслідок реакції тканин на травму і чужорідне тіло, досягаючи навіть 3-3,5 В- потім поріг знижується і після остаточного сформування сполучнотканинною капсули навколо контактної частини електрода встановлюється на рівні , приблизно в 2 рази перевищує вихідний поріг (в середньому 1,3 в або 2,1 мА). З урахуванням цього імплантуються стимулятори забезпечують амплітуду імпульсів 4,5- (gt; В. Має значення і стан міокарда, наприклад, при кардіоміонатіях, міокардитах, а також в результаті надмірно вираженої реакції на сторонній предмет тканин серцевого м`яза навколо електродів поріг може зрости більш ніж в 10 разів, що є причиною припинення постійної стимуляції. Цей феномен називається блокадою виходу (exit block). На ЕКГ при цьому видно окремі артефакти електричних імпульсів без шлуночкового відповіді (рис. 55).
Мал. 55. Порушення електричної стимуляції серця при повній АВ блокаді.
А - відновлення синусового ритму. В результаті виснаження джерела живлення імпульси стимулятора (показані трикутником) не викликають скорочень желудочков- Б - короткочасне «випадання» нав`язаного ритму через перелом електрода. В - неефективна стимуляція (показано стрілкою) при натисканні в області з`єднання електродів з стімулятором- Г - порушення стимуляції в результаті «блокади виходу».
Тільки що викладені факти свідчать про необхідність створення стимуляторів, які передбачали б можливість при необхідності зовні змінити вихідну амплітуду імпульсів стимулятора. Так, в першому випадку після стабілізації порога доцільно зниження амплітуди імпульсів з метою економії джерела живлення, у другому - їх підвищення. Аналогічний ефект можна отримати, змінюючи тривалість імпульсу (задана тривалість зазвичай 0,005-0,008 с). Такою можливістю володіють так звані програмовані стимулятори, що дозволяють дистанційно за допомогою програміста зовні міняти амплітуду, частоту (рис. 56), тривалість, чутливість і інші параметри імпульсів.
Стимулятори з програмованої частотою розширюють можливості корисного застосування електростимуляції, зокрема для профілактики, придушення деяких форм шлуночкової тахікардії. Так, добре відомо, що постійна ЕС шлуночків, нормалізує частоту скорочень порога доцільно зниження амплітуди імпульсів з метою економії джерела живлення, у другому - їх підвищення. Діалогічний ефект можна отримати, змінюючи тривалість імпульсу (задана тривалість зазвичай 0,005-0,008 с). Такою можливістю володіють так звані програмовані стимулятори, що дозволяють дистанційно за допомогою програміста зовні міняти амплітуду, частоту (рис. 56), тривалість, чутливість і інші параметри імпульсів.
Мал. 56. ЕКГ хворий з повною атріовентрикулярною блокадою. А - при шлуночково-залежною електростимуляції серця при частоті 52 в 1 хв виникає шлуночкова екстрасистола (показана стрілкою) - Б - при учащении ритму зовнішнім програмістом до 72 в 1 хв (імпульси позначені S.) повністю нав`язується штучний ритм В - включення послідовної передсердної (S1) і шлуночкової стимуляції (8навязан ритм 82 в 1 хв при АВ інтервалі в, 15 с.
Стимулятори з програмованої частотою розширюють можливості корисного застосування електростимуляції, зокрема для профілактики, придушення деяких форм шлуночкової тахікардії. Так, добре відомо, що постійна ЕС шлуночків, нормалізує частоту скорочень серця у хворих з повною атріовентрикулярною блокадою, надає попереджувала вплив на гіпердинамічного форму нападів Адамса-Стокса-Морганьї. Аналогічний клінічний ефект нерідко вдається отримати і при пароксизмальній суправентрикулярної тахікардії, виникає в результаті брадикардії або синдрому слабкості синусового вузла. Програмований стимулятор дозволяє шляхом прискореної ЕС (overdriving) отримати ефект при різного виду екстрасистоліях і шлуночкових тахікардіях.
Останнім часом створені імплантуються програмовані антітахікардіческіе стимулятори, здатні без управління зовні, т. Е. Автоматично, «розпізнати» тахікардію, вибрати оптимальну частоту, або режим ЕС і припинити починається тахікардію. Найчастіше при цьому використовується той факт, що більшість нападів мають механізм re-entry і можуть бути припинені одиночними або декількома (залпом) імпульсами, прикладеними в певну фазу серцевого циклу. Однак такі стимулятори повинні бути підібрані індивідуально кожному хворому на основі результатів ЕФД механізму пароксизмів. Менш складно використання для цієї мети полувжівляемой радіочастотою електростімуляціонной системи. Застосування таких стимуляторів в нашій клініці (більше 50 спостережень у хворих з re-entry типу суправентрикулярної тахікардії, в тому числі і при наявності синдрому ВПУ) дозволяє досить позитивно оцінити цей нескладний метод електростимуляції. В результаті нав`язування серцю частого ритму після припинення такої короткочасної ЕС відновлюється синусовий ритм (див. Рис. 51).
Останнім часом все більше уваги приділяється фізіологічним стимуляторів, т. Е. Таким, при яких максимально враховуються потреби організму. Зокрема, запропоновані стимулятори, керовані рН крові [Cammilli L. et al., 19781, однак вони не отримали широкого застосування. При фізіологічної стимуляції враховуються головним чином гемодинамічні аспекти, такі, як дотримання або відновлення передсердно-шлуночкового синхронизма, оптимальна частота заданого ритму і ін. Постійна ЕС шлуночків в гемодинамическом сенсі значно поступається предсердной ЕС, тому доцільно, якщо є можливість, застосовувати предсердную ЕС. Однак, на жаль, нерідко стимуляція передсердь є або стає неможливою при порушеній АВ провідності. Так, наприклад, при Протипоказання ЕС передсердь в принципі доведена, в 67- 33% - випадків спостерігається порушення АВ провідності [Manila О. et al., 1971}. Необхідно відзначити, що при повній АВ блокаді, коли шляхом ЕС шлуночків повільна частота скорочень шлуночків нормалізується, відбуваються позитивні зрушення в гемодинаміці: зменшується систолічний і збільшується хвилинний обсяг, зменшуються загальний периферичний опір і спільна робота лівого шлуночка та ін. Іноді, особливо при хорошій контрактильной функції міокарда, основні показники апарату кровообігу досягають нормальних. У той же час у хворих з дистрофією міокарда, а також при інтенсивному фізичному навантаженні виникає недостатність кровообігу, основною причиною якої є асинхронизм діяльності Передсердь і шлуночків. Крім того, при шлуночкової ЕС негативну роль в механізмі низького серцевого викиду може грати і ретроградний збудження передсердь [Ogawa et al., 1978}.
Зі сказаного стає зрозумілим прагнення створити такі стимулятори, які забезпечували б гемодинамічні потреби шляхом виклику предсердной систоли в оптимальний момент перед систолой шлуночків. Перспективний в цьому відношенні секвенційного (послідовний) передсердно-шлуночковий, або так званий біфокальні, стимулятор. Принцип його дії полягає в тому, що він, як і керований Р-хвилею, має електродний контакт і з передсердям, і з шлуночком, але на відміну від першого обидва електроди служать як для детекції зубця Р або Д, так і для здійснення стимуляції. В зокрема-в разі вираженої синусової брадикардії, наприклад 45 в 1 хв, стимулятор починає генерувати задану частоту імпульсів, наприклад 70 в 1хв. Спочатку стимулюючий імпульс направляється в передсердя, потім, через заздалегідь встановлений час затримки (в межах фізіологічного інтервалу P-R), - в шлуночки (рис. 56, В). З урахуванням гемодинамічних переваг секвенціальной ЕС спочатку її застосовували у хворих з повною АВ блокадою з недостатністю кровообігу, пізніше її стали широко застосовувати у хворих з Протипоказання, особливо з нестабільним АВ проведенням, а також для придушення надшлуночкової тахіаритмії типу re-entry шляхом штучного зменшення (до 0,15 с) інтервалу Р-Я, У хворих з пароксізмальмальним мерехтінням або тріпотінням передсердь без попередньої брадикардії.
Мал. 57. Рентгенограма грудної клітини хворого з підшкірно імплантованою радіоприймальної котушкою і ендокардіальних електродом в правому передсерді.
В даний час в усьому світі прийнята класифікація апаратів і способів електростимуляції, в якій вид і призначення стимулятора позначені трьома буквами. Перша літера вказує на відповідну камеру серця, яка піддається стимуляції (передсердя, шлуночок або обидва разом), друга буква - з якого відділу серця сприймаються сигнали, т. Е. З яким внутрішньосерцевих сигналом відбувається залежна ЕС, і третя буква позначає режим стимуляції.
Радіочастотні стимулятори - це полувжівляемая електростімуляціонной система. Генератор імпульсів з передавальним пристроєм, включаючи радіоантену і джерело живлення, знаходиться зовні, а імплантується лише радіоприймач завбільшки з п`ятикопійчану монету з ендокардіальних електродом (рис. 57). Він імплантується зазвичай підшкірно в ділянці передньої поверхні важкою клітини нижче ключиці. Передавальний пристрій необхідно прикладати над проекцією приймальні котушки, дотримуючись співвісність між ними. ЕС проводиться прямокутними імпульсами тривалістю 0,0008 з з частотою повторення 200-250 в 1 хв. Вихідна амплітуда імпульсів регулюється до 5-8 В. Генератор генерує протягом імпульсу змінну напругу частотою 440 Гц, на яку налаштований резонансний контур детекторного приймача. Користувач пристрою при включенні його передбачена зазвичай видача імпульсів протягом до 8 с. Напади знімає сам хворий, тому при низькому інтелекті його даний вид стимулятора не рекомендується.
Радіочастотна ЕС застосовується зазвичай в тому випадку, коли за допомогою ЕФД виявлені пароксизми надшлуночкової тахікардії типу re-entry і встановлено, що їх можна усунути, зокрема, при наявності частих і тривалих нападів, для припинення яких вимагається дефибрилляция серця, а внутрішньовенне або перорально застосування антиаритмічнихзасобів не дає бажаного ефекту.
При синдромі предвозбужденія радіочастотну ЕС передсердь можна застосовувати у тих хворих, у яких, за даними ЕФД, довгий ЕРП додаткового АВ з`єднання (більше 0,3 с), т. Е. Коли блокада проведення імпульсів але ДПП настає при стимуляції передсердь з частотою не більше 180-200 в 1 хв-при цьому, як і в інших випадках пароксизмальної тахікардії, важливо відсутність нападів миготливої аритмії. Радіочастотна ЕС передсердь має більш широкі показання при наявності прихованого додаткового пучка, який проводить імпульс під час поворотної тахікардії тільки ретроградно з шлуночків в передсердя, а АВ-вузол антеградно пропускає не більше 200-220 імп в 1 хв.
Електроди для постійної стимуляції. Електродів пред`являються великі вимоги: вони повинні мати високу механічну міцність (протягом року зазнають не менше 30 млн. Постійних вигинів і деформацій, пов`язаних з рухами серця), індиферентність для людського організму і ін. Перелом електродів в середньому відзначається в 2-3% випадків . Зазвичай в якості металевого провідника використовуються корозійностійкі метали- стійкість до механічного навантаження досягається використанням спіралеподібних, багатожильних в інших конструкцій кабелів. Термін служби електродів розрахований приблизно на 10 років.
Застосовують два основні види імплантуються електроди - міокардіальні і ендокардіальні. Перші фіксують в міокарді шляхом прошивання або вгвинчування. Цим забезпечується їх надійна фіксація, однак для введення міокардіальних електродів потрібно торакотомия або нижня медіастинотомія, що пов`язано зі збільшенням ризику операції і частоти ускладнень. Тому останнім часом перевага віддається ендокардіальних електродів, прототипом застосування яких є зондування правих відділів серця. Для введення цих електродів не потрібно загальна анестезія, і операція полягає практично в венесекции зазвичай плечоголовний або зовнішньої яремної вени і в освіті місця для имплантируемого стимулятора, найчастіше підшкірно або глибше, в зоні великого грудного м`яза. Імплантація ендокардіального електрода здійснюється в рентгенопераціоіной. Забезпечити стабільну фіксацію ендокардіального електрода в порожнинах серця важче, особливо в перші дні, до обростання електрода фибрином, а пізніше сполучною тканиною. У разі дислокації ендокардіальних електродів (в середньому 2-8%) і порушення постійної стимуляції потрібні повторні втручання. Межтрабекулярних щілини в структурі правого шлуночка покращують стабільність головки електрода, створюють більш сприятливі умови для її фіксації, ніж у правому передсерді. Для запобігання або зменшення дислокації електродів, головним чином передсердних, призначені спеціальні фіксуючі пристосування в контактній частини їх або різні виступи пластмасової ізоляції електрода. Застосування електродів з «манжеткой» дозволило зменшити кількість дислокацій електродів до 2,1%, а застосування електродів з первинної фіксацією - повністю запобігти цьому ускладненню [Бредікіс Ю. Ю., Думчюс А. С., 1979- Стірбіс П. П., 1981 , та ін.}. У нашій практиці ендокардіальна стимуляція використовується для постійної ЕС в 93% випадків.
Ми не будемо зупинятися на техніці імплантації ендокардіальний системи стимуляції-відзначимо лише, що як для найближчих, так і для віддалених результатів постійної стимуляції мають значення ретельність виконання цієї нескладної операції, а також деякі вихідні параметри - поріг електричної стимуляції і амплітуда зубця Р або Д. практично амплітуда внутрішньопередсердної і внутрижелудочкового потенціалу повинна перевищувати 1 мВ для забезпечення біоуправляемая кардиостимуляции, так як, наприклад, кардіостимулятори «чутливі» до зубця R, якщо він не менше 1-2,6 мВ, і до зубця Р - якщо він не менше 0, 5-1 мВ.
Поріг при імплантації електрода повинен бути нижче 1В для шлуночків (за нашими даними, в середньому 0,65 ±. ± 0,13 В або 0,7 ± 0,4 мА), а для передсердь - близько 1 В (за нашими даними, в середньому 0,87 = Ь0,17 в) при тривалості імпульсу 0,001 с. Останнім часом встановлено, що застосування електродів з контактною головкою з склоподібного вугілля супроводжується меншим підйомом порогу електричного роздратування серця.
