Кто изобрел кардиостимулятор: Кардиостимулятор: история одного прибора | Культура и стиль жизни в Германии и Европе | DW

Кардиостимулятор: история одного прибора | Культура и стиль жизни в Германии и Европе | DW

Первая в истории имплантация электрокардиостимулятора была проведена 8 октября 1958 года в Королевской больнице Стокгольма. Шведский хирург Оке Сеннинг провел операцию на сердце 43-летнего Арне Ларссона, страдавшего тяжелым нарушением сердечного ритма. Настолько тяжелым, что он терял сознание чуть ли не каждый час, и отчаявшаяся жена уговорила его согласиться на срочную имплантацию — единственный шанс выжить. Исход этой операции не был очевидным: Оке Сеннинг и инженер Руне Элмквист, с которым хирург сконструировал этот кардиостимулятор, еще не успели довести его до совершенства.

Арне Ларссон с кардиостимулятором

Размером он был с хоккейную шайбу, работал на двух транзисторах. Пациенту вскрыли грудную клетку и пришили электроды кардиостимулятора к сердцу. Спустя три часа пришлось делать повторную операцию, менять аппарат. Второй продержался неделю. И снова операция. В общей сложности Ларссону меняли электрокардиостимулятор больше 20 раз! Лишь в 1961 году, когда пациенту поставили кардиостимулятор новой конструкции, он зажил полнокровной жизнью. Арне Ларссон скончался в возрасте 86 лет, причем не из-за нарушений сердечной деятельности, а совсем от другой болезни.

Жизнь с кардиостимулятором

До революции в медицине, которую произвели Сеннинг и Элмквист, стимулировать работу сердца с помощью электрических импульсов пытались много раз. Но даже если больному и удавалось продлить жизнь, то очень ненадолго. Кроме того, он оставался инвалидом, был прикован к постели. Старые кардиостимуляторы представляли собой громоздкие, сложные аппараты, располагавшиеся снаружи. Открытые раны, которые образовывались при вживлении электродов, идущих к сердцу, были постоянным источником опасных инфекций.

Современный электрокардиостимулятор

Первый важный шаг к тому, чтобы обеспечить человеку с кардиостимулятором нормальную жизнь, был сделан в 1957 году: впервые электрокардиостимуляторы стали питаться от батареек. Но и их поначалу часто приходилось менять. Позже были изобретены литиевые батарейки, которые смогли обеспечить постоянное рабочее напряжение в течение долгого времени.

Сейчас, спустя 60 лет после первого вживления электрокардиостимулятора, эта операция считается рутинной. И обычно делается под местным наркозом. С 1970-х годов совершенней стали не только батарейки. Стало возможным программировать кардиостимуляторы, а также проверять состояние прибора без оперативного вмешательства.

Как со временем менялись кардиостимуляторы

В середине 1990-х стали вживлять двухкамерные кардиостимуляторы, которые могут одновременно стимулировать и предсердие, и желудочек сердца. Новейшие приборы обеспечивают естественное с точки зрения физиологии сокращение сердечных камер.

Конечно, кардиостимуляторы со временем становятся не только все совершеннее и надежнее, то все меньше и легче. Сравните: первый портативный (во всяком случае, так считали тогда) внешний электрокардиостимулятор, изобретенный в конце 1920-х годов Альбертом Хайменом из Нью-Йорка, весил больше семи килограммов! А его современный аналог весит всего 20-30 граммов. И величиной он — с небольшие наручные часы.

Смотрите также:

• Медицинские и анатомические музеи в Германии

  Немецкий музей гигиены (Deutsches Hygiene-Museum) в Дрездене. Был основан в 1912 году после проходившей в этом городе 1-ой Международной выставки по вопросам гигиены. Ежегодно в нем бывает около 280 тысяч посетителей. В музее также работает специальная экспозиция для детей. В рамочной программе — десятки докладов, дискуссий, чтений и концертов.

• Медицинские и анатомические музеи в Германии

  Музей истории медицины (Berliner Medizinhistorisches Museum) крупнейшей берлинской клиники Шарите (Charité). Число посетителей — около 50 тысяч в год. Рассказывает о развитии медицины последних четырех столетий. Помимо инструментов и приборов здесь выставлены патологоанатомические препараты и другие экспонаты, среди них — коллекция желчных камней.

• Медицинские и анатомические музеи в Германии

  Немецкий аптечный музей (Deutsches Apotheken-Museum) в Гейдельберге. Важнейший музей в Германии, посвященный истории фармакологии. Был основан в 1937 году. С 1957 года находится на территории Гейдельбергского замка. Ежегодно этот музей посещает около 600 тысяч человек. В коллекции представлены экспонаты от античных времен до наших дней.

• Медицинские и анатомические музеи в Германии

  Музей истории медицины при Университетской клинике Гамбурга (Medizinhistorisches Museum am Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf). Был открыт в 2010 году. Большое значение для Гамбурга традиционно имеет морская торговля, поэтому особое внимание в музее также уделяется работе судовых и портовых врачей.

• Медицинские и анатомические музеи в Германии

  Медицинская экспозиция Городского музея Гютерсло (Stadtmuseum Gütersloh). В 1990 году получила специальный приз как «Европейский музей года». Экспозиция рассказывает об истории медицины в мире, начиная с античных времен, а также о знаменитых врачах, работавших в этом городе. Среди экспонатов — письменный стол Роберта Коха и аппарат «железное легкое».

• Медицинские и анатомические музеи в Германии

  Музей в Институте Роберта Коха (Das Museum im Robert Koch-Institut) в Берлине. Экспозиция посвящена основателю института по изучению инфекционных заболеваний и непереносимых болезней, знаменитому немецкому микробиологу Роберту Коху. В 1905 году этому ученому, открывшему возбудителя туберкулеза, была присуждена Нобелевская премия по медицине.

• Медицинские и анатомические музеи в Германии

  Немецкий музей Рентгена (Deutsches Röntgen-Museum) в Ремшайде. Расположен на родине выдающегося немецкого ученого, первого в истории физики лауреата Нобелевской премии. Вильгельм Конрад Рентген (по-немецки правильно — Рёнтген) получил ее за открытие икс-излучения. Музей расположен в небольшом фахверковом здании недалеко от дома, в котором он родился.

• Медицинские и анатомические музеи в Германии

  Мемориальный музей Вильгельма Конрада Рентгена (Röntgen-Gedächtnisstätte Würzburg) в Вюрцбурге. Расположен в лабораториях бывшего университетского Института физики, где работал этот ученый. Экспозиция посвящена истории экспериментальной физики. Икс-излучение, названное его именем, ученый открыл 120 назад — в 1895 году.

• Медицинские и анатомические музеи в Германии

  Музей Себастьяна Кнайпа (Kneippmuseum Bad Wörishofen) в Бад-Вёрисхофене. Посвящен немецкому физиотерапевту и священнику, разработавшему популярную систему водолечения. Его книга «Meine Wasserkur» была переведена на многие языки. Издание на русском «Мое водолечение: средства для излечения болезней и сохранения здоровья» впервые вышло в 1893 году в Киеве.

• Медицинские и анатомические музеи в Германии

  Исторический музей Хильдегарды Бингенской (Historisches Museum am Strom — Hildegard von Bingen) в городе Бинген-на-Рейне. Посвящен немецкой монахине XII века — знаменитой травнице, автору трудов по естествознанию и медицине, одной из четырех женщин, удостоенных Ватиканом звания Учитель Церкви. Всего в этом списке — 36 имен во главе с Фомой Аквинским.

• Медицинские и анатомические музеи в Германии

  Музей госпитального ордена Антония Великого (Antoniter-Museum) в городе Мемминген. Названный именем первого христианского монаха орден был основан в 1095 году. Его братство в Меммингене существовало в 1214-1526 годах. Главной задачей было лечение больных, страдавших от так называемого «огня Святого Антония» (эрготизма) — отравления алкалоидами спорыньи.

• Медицинские и анатомические музеи в Германии

  Музей Фридриха Людвига Яна (Friedrich-Ludwig-Jahn-Museum) во Фрейбурге (Унструт), Саксония-Анхальт. «Отец Ян», как его называют, жил в 1778-1852 годах и считается основателем современной гимнастики. Он организовал несколько спортивных обществ и сыграл решающую роль в распространении многих спортивных снарядов — от брусьев до гимнастических колец.

• Медицинские и анатомические музеи в Германии

  Музей Вильгельма Фабри (Wilhelm-Fabry-Museum) в Хильдене. Отец немецкой хирургии, как его называют, родился в этом городе в 1560 году. Написал двадцать научных трудов и считается основоположником хирургической науки. Его жена Мари Колинет, тоже врач, первой применила магнит для извлечения металлических предметов из глаза и улучшила метод кесарева сечения.

• Медицинские и анатомические музеи в Германии

  Анатомическая коллекция Мекелей (Meckelsche Sammlung) Университета имени Лютера в городе Галле (Зале). Первыми экспонатами стали препараты из частной коллекции, собранной берлинским анатомом XVII века Иоганном Мекелем. Дело продолжили его сын и внук. Последний, названный в честь деда, стал основателем современной тератологии — науки, изучающей уродства.

• Медицинские и анатомические музеи в Германии

  Анатомический музей (Museum anatomicum) Марбургского университета, широко известного своими давними традициями в области преподавания медицины и медицинских исследований. Коллекцию начали собирать в XIX веке для научных и учебных целей. Число посетителей музея относительно небольшое — около 2500 в год, но без экскурсий он открыт лишь в первую субботу месяца.

• Медицинские и анатомические музеи в Германии

  Немецкий музей истории медицины (Deutsche Medizinhistorische Museum) в городе Ингольштадт. В коллекции собраны экспонаты от древнейших времен до наших дней. Среди них — скелет «гиганта из Тегернзе» Томаса Хаслера (1851-1876), внесенного в Книгу рекордов Гиннесса. Его рост составлял 2,35 метра. Музей размешается в старом здании медицинского факультета.

• Медицинские и анатомические музеи в Германии

  Медико-историческая коллекция Рурского университета (Medizinhistorische Sammlung der Ruhr-Universität) в Бохуме. В музее, расположенном в башне бывшей шахты, собрано более 10 тысяч инструментов и аппаратов из всех областей медицины XIX-XX веков. В центре внимания постоянной экспозиции — история изучения тайн человеческого тела и этические вопросы.

• Медицинские и анатомические музеи в Германии

  Музей истории медицины и фармакологии Университета имени Христиана Альбрехта (Medizin- und Pharmaziehistorische Sammlung der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel) в Киле. Основан в 1980-х годах после передачи университету одной частной коллекции из Швейцарии. Помимо инструментов и техники здесь представлены объекты, относящиеся к народной и этномедицине.

• Медицинские и анатомические музеи в Германии

  Музей лепры (Lepramuseum) в вестфальском городе Мюнстер. Единственный в Германии музей, посвященный истории, распространению и борьбе с этим инфекционным заболеванием. Был открыт в 1986 году после создания немецкого Общества по изучению лепры. Музей расположен в небольшом фахверковом доме. Рядом находится часовенка Святого Лазаря из лепрозория XVI века.

• Медицинские и анатомические музеи в Германии

  Музей Иоганна Винтера (Johann-Winter-Museum) в городе Андернах. Небольшой музей истории врачебного искусства в родном городе немецкого ученого-медика XVI века. Рассказывает о медицине доисторического периода, античности и Средневековья, а также фармакологии, анестезии, интенсивной терапии. Около музея расположен сад с лечебными травами.

• Медицинские и анатомические музеи в Германии

  Вюртембергский музей психиатрии (Württembergisches Psychiatriemuseum) в Цвифальтене. Основан в 2003 году. Музей посвящен истории современной психиатрии и психиатрических больниц, диагностике, а также знакомит с известными врачами и учеными, работавшими в этой области. Специальный раздел рассказывает о бесчеловечной практике эвтаназии в «третьем рейхе».

• Медицинские и анатомические музеи в Германии

  Немецкий музей эпилепсии (Deutsches Epilepsiemuseum Kork) в городе Кель. Находится в районе Корк в помещениях Музея ремесел. Открыт по воскресным дням. Этот первый в мире музей, посвященный эпилепсии, был открыт в 1998 году. Рассказывает об истории болезни, диагностике, методах лечения, а также отражении в религиозном искусстве и других произведениях.

• Медицинские и анатомические музеи в Германии

  Музей истории дантистики (Dentalhistorisches Museum) в Чадрасе. Был открыт в 2000 году в одном из зданий замка Колдиц, а через несколько лет переехал в парк, находящийся по соседству. Музей располагает экспонатами, книгами и документами из более чем ста больших и малых частных коллекций. Экспозиция интересна не только профессионалам, но широкой публике.

• Медицинские и анатомические музеи в Германии

  Оптический музей (Optisches Museum Jena) в Йене. Специальные разделы его обширной экспозиции посвящены истории очков, офтальмологических приборов и микроскопов. В одном из помещений воссоздана старая мастерская фирмы Zeiss 1866 года.

  Автор: Максим Нелюбин

когда была выполнена первая операция по его установке

Мы живём на космической ярмарке ритмов,
мы наполнены ими,
пронизаны ими,
мы просто напичканы ими.
Мы и сами —
круженье космической пыли,
мы малые ритмы Вселенной.

Ю.Д. Левитанский

Ритм – основа жизни. Пульс, дыхание, суточные и ежемесячные циклы… Но основа основ – именно сердечная деятельность. Если главный метроном организма даёт сбой, смерть может наступить в считанные минуты. Людей с некоторыми нарушениями сердечного ритма спасает водитель ритма – кардиостимулятор. Ежегодно в мире ставят сотни тысяч таких приборов. А ведь привычным для нас водителям ритма менее ста лет.

Первую имплантацию электрокардиостимулятора выполнили в Королевской больнице Стокгольма 8 октября 1958 года.

Сердечный век

Об электрической активности сердца было известно давно. К концу XIX века стали разрабатывать первые кардиографы. Понимая диагностическое значение, люди ещё не думали о потенциале электрофизиологии в лечении. Но ХХ век заставил заняться проблемой нарушений сердечного ритма. Этому способствовало развитие других сфер медицины, в частности, хирургии.

Первыми электрокардиостимуляцию применил австралийский анестезиолог Марк Лидвилл. Созданный им аппарат предназначался не для постоянного воздействия на сердечный ритм, а для экстренной стимуляции при остановке сердца во время операций. Помогало далеко не во всех случаях. Лидвилл признавал это, но добавлял, что одна спасённая жизнь из ста – уже прогресс. Медицинское сообщество равнодушно отнеслось к изобретению.

В 1932 году американский кардиолог Альберт Хаймен создал прибор для прямой стимуляции миокарда электрическими импульсами. Кардиостимулятор весил более семи килограммов.

Канадский кардиохирург Уилфред Бигелоу изучал применение гипотермии при операциях. Понижение температуры тела пациента помогало избежать кислородного голодания, но увеличивало риск остановки сердца после операции. В 1950 году Бигелоу с коллегой Джоном Каллаганом и инженером Джоном Хоппсом разработал аппарат, проводящий импульсы нужного ритма через электроды. Но эффективность метода оказалась ниже ожидаемой.

В 1952 году Пол Морис Золл успешно применил электростимуляцию у пациента с блокадой сердца. К тому же Золл составил подробное клиническое описание сердечной реанимации с последующим восстановлением ритма. Эта работа стала основой дальнейших исследований.

Сохрани в сердце

Первые кардиостимуляторы были громоздкими, предназначались для внешней электростимуляции. Работа Золла привела к мысли, что может потребоваться постоянная поддержка или навязывание сердечного ритма. Значит, нужен прибор, который всегда будет с пациентом.

Шведский кардиохирург Оке Сеннинг и инженер Руне Элмквист взялись за разработку имплантируемого кардиостимулятора. Нашёлся и пациент-доброволец: сорокатрёхлетний Арне Ларссен страдал тяжёлым нарушением проводящей системы сердца. Искусственный водитель ритма был для него последней надеждой. Конструкцию хотели довести до совершенства, но Арне стало хуже. Поэтому 8 октября 1958 года ему провели операцию по установке кардиостимулятора. Операция прошла успешно, но прибор сломался через 3 часа. Провели повторную операцию. Первые водители ритма были недолговечными. Всего Ларссен перенёс 24 операции. Но появились приборы новой конструкции, и после очередной имплантации качество жизни Арне выросло.

Арне Ларссен прожил 86 лет. Его смерть не была связана с болезнью сердца.

А как сегодня?

Сейчас установка кардиостимулятора – малотравматичная операция под местной анестезией. Пациент находится в сознании. Сколько лет работает кардиостимулятор? Водители ритма с литий-ионными аккумуляторами служат 5 – 10 лет, замена кардиостимулятора проходит планово.

Имплантация влечёт ряд ограничений. Что нельзя делать после установки кардиостимулятора? Проходить МРТ, работать с электросварочным аппаратом, тяжёлыми вибрирующими инструментами, находиться на телебашнях и т. п. И всё же у человека с кардиостимулятором гораздо больше свободы, чем у пациента до операции. Водители ритма позволяют вернуться к полноценной жизни при опасных аритмиях, блокадах сердца, синдроме слабости синусового узла. Современные приборы обеспечивают естественное с точки зрения физиологии сокращение сердечных камер. При необходимости двухкамерные аппараты стимулируют и предсердие, и желудочек. Ситуации, когда отказал кардиостимулятор, редки. Обычно они вызваны несоблюдением техники безопасности (воздействие магнитных полей и т. п.). Но и в этом случае пациенту можно помочь. О том, какие правила нужно соблюдать и как распознать опасные симптомы, расскажет врач.

Для сердечников придумали новый кардиостимулятор без батареи — Российская газета

Хорошая новость для сердечников пришла из Университета штата Нью-Йорк в Буффало: там разрабатывают имплантируемый кардиостимулятор без батареи. Энергию для работы прибор станет получать от сердца — специальная пьезоэлектрическая система будет преобразовывать вибрационную энергию в электрическую.

Внедрение такой технологии позволит сделать кардиостимулятор более безопасным, снизит его стоимость и поможет избежать необходимости менять батарею каждые 5-12 лет. Сегодня питание кардиостимуляторов рассчитано в среднем на 7 лет.

Новый прибор довольно компактен. В отличие от других кардиостимуляторов, размещаемых под кожей и соединяемых с сердцем с помощью электродов, это устройство располагается внутри сердца. Пока сконструирован лишь прототип. Первые испытания прибора без батареи на животных пройдут через 2 года.

Напомним, электрокардиостимулятор предназначен для воздействия на ритм сердца. Он «навязывает» частоту сердечных сокращений пациенту, у которого сердце бьется недостаточно часто. Или имеется электрофизиологическое разобщение между предсердиями и желудочками, так называемая атриовентрикулярная блокада.

Прибор включается только тогда, когда собственный ритм сердца реже установленного. У кого-то он работает весь день напролет, у кого-то выдает 5-10 импульсов в сутки, но и этого достаточно, чтобы защитить кровоток в головном мозге.

Медики утверждают: потребность в подобных операциях 300-350 на миллион жителей. У нас выполняется лишь 1,3 таких операций

Современные ЭКС могут накапливать и сохранять данные о работе сердца. В последующем врач с помощью специального аппарата — программатора, может считать эти данные и проанализировать работу сердца.

С конца прошлого века кардиологи стали применять кардиовертер-дефибриллятор — сложный компьютер, предназначенный для управления сердечным ритмом. Аппарат отслеживает деятельность сердца круглосуточно. При возникновении фибрилляции желудочков сердце останавливается и наступает состояние, именуемое «клиническая смерть». Если срочно не начать реанимацию в первые же минуты, шансов на возвращение к жизни практически не остается. Кардиовертер сам распознает угрозу нарушения ритма и устраняет его мощным электроразрядом. Имплантация такого аппарата — сегодня единственный способ надежно защитить пациента с тахикардиями от внезапной аритмической смерти.

Впервые о внедрении кардиостимуляторов в лечение сердечников в СССР заговорил советский академик Александр Бакулев в 1960 году. В декабре 1961 года первый российский стимулятор «Москит» был имплантирован Бакулевым больной с полной атриовентрикулярной блокадой. Пятнадцать лет он спасал жизнь тысячам больных и зарекомендовал себя как один из наиболее надежных стимуляторов того периода. Но потом финансирование прекратилось, и мы сегодня, по словам многих ведущих хирургов, отстали от Запада по производству таких аппаратов лет на двадцать. И вынуждены закупать в США и ФРГ дорогостоящие электронные спасители сердца, цена которых колеблется от 12 до 34 тысяч долларов.

В нескольких ведущих кардиоцентрах России с начала века сделаны тысячи операций по установке таких аппаратов. Много это или мало? Медики утверждают: потребность в подобных операциях 300-350 на миллион населения. У нас выполняется лишь 1,3 таких операций на миллион жителей. Но свои-то аппараты мы не производим. Некоторые кардиоцентры вообще не получили сегодня квот на высокотехнологичные операции .

Прибор, который заставляет сердце биться как часы / Здоровье / Независимая газета

60 лет назад больному впервые был имплантирован кардиостимулятор

С трудом верится, что первые кардиостимуляторы весили до 7 килограммов! Фото Reuters

Частота сердечных сокращений зависит от ударов, появляющихся из-за электрических импульсов, которые вызывают сокращение мышцы, и таким образом достигается перекачивание крови по всему телу. Но что делать, если этот механизм разбалансировался и сердце уже не так хорошо работает? Проблему может решить кардиостимулятор – небольшое электронное устройство, которое способно обнаружить и исправить ошибки в сердечном ритме.

Первая в истории имплантация электрокардиостимулятора была выполнена 8 октября 1958 года в Королевской больнице Стокгольма. Это была очень опасная операция с неизвестным исходом. Шведский хирург Оке Сеннинг произвел ее на сердце 43-летнему Арне Ларссону, страдавшему тяжелым нарушением сердечного ритма. Нарушение ритма было настолько тяжелым, что пациент терял сознание чуть не каждый час. Отчаявшаяся жена уговорила его согласиться на срочную имплантацию – единственный шанс выжить. Исход этой операции не был очевидным: Оке Сеннинг и инженер Руне Элмквист, с которым хирург сконструировал этот кардиостимулятор, еще не успели довести его до совершенства.

Размером он был с хоккейную шайбу, работал на двух транзисторах. Пациенту вскрыли грудную клетку и пришили электроды кардиостимулятора к сердцу. Спустя три часа пришлось делать повторную операцию, менять аппарат. Второй кардиостимулятор продержался неделю. И снова операция. В общей сложности Ларссону меняли аппарат больше 20 раз. Лишь в 1961 году, когда пациенту поставили кардиостимулятор новой конструкции, он смог жить полноценной жизнью. Арне Ларссон прожил до 86 лет, причем умер не из-за нарушений сердечной деятельности, а совсем от другой болезни.

До того как Сеннинг и Элмквист произвели настоящую революцию в медицине, стимулировать работу сердца с помощью электрических импульсов пытались много раз. Но даже если больному и удавалось продлить жизнь, то очень ненадолго. Кроме того, он оставался инвалидом, был прикован к постели. Старые кардиостимуляторы представляли собой громоздкие, сложные аппараты, располагавшиеся снаружи. Открытые раны, которые образовывались при вживлении электродов, идущих к сердцу, были постоянным источником опасных инфекций.

Первый в мире кардиостимулятор изобрел американец Уилсон Грейтбэтч. Разрабатывая в Университете Баффало по заказу местного медицинского центра прибор, записывающий ритмы сердца, он по ошибке вставил в электрический контур неподходящее сопротивление и заметил, что прибор начал генерировать электрические сигналы, похожие на ритм сердца, и задумался, как при помощи электрической стимуляции компенсировать сбои в человеческом сердцебиении.

Важный шаг к тому, чтобы обеспечить человеку с кардиостимулятором нормальную жизнь, был сделан в 1957 году: электрокардиостимуляторы стали питаться от батареек. Но и их поначалу часто приходилось менять. Постепенно улучшался дизайн аппаратов, но работоспособность продолжала зависеть от батарей. В 1971 году Уилсон Грейтбэтч изобрел литиевый элемент и тем самым решил проблему.

В настоящее время продолжительность работы кардиостимулятора колеблется между 5 и 10 годами в зависимости от степени использования его пациентом. Была также значительно усовершенствована техника имплантации устройства, чтобы уменьшить вред организму при установке и закреплении. Теперь существует возможность не размещать его под ключицей, а имплантировать с помощью катетера через бедренную вену. Кроме того, начинают использоваться беспроводные кардиостимуляторы. Первая имплантация беспроводного кардиостимулятора состоялась в январе 2014 года в Испании в больнице Инфанта в Бадахосе.

Сейчас, спустя 60 лет после первого вживления электрокардиостимулятора, эта операция считается рутинной. Обычно она делается под местным наркозом. Стало возможным программировать кардиостимуляторы, а также проверять их состояние без оперативного вмешательства.

В середине 1990-х стали вживлять двухкамерные кардиостимуляторы, которые могут одновременно стимулировать и предсердие, и желудочек сердца. Новейшие приборы обеспечивают естественное с точки зрения физиологии сокращение сердечных камер.

Кардиостимуляторы со временем становятся не только совершеннее и надежнее, но меньше и легче. Первый портативный (во всяком случае, так считали тогда) внешний электрокардиостимулятор, изобретенный в конце 1920-х годов Альбертом Хайменом из Нью-Йорка, весил больше 7 кг. Его современный аналог весит всего 20–30 г, он величиной с небольшие наручные часы. По данным Американской кардиологической ассоциации, кардиостимуляторы ежегодно имплантируются более чем полумиллиону человек в год.       

В США умер изобретатель кардиостимулятора

В США скончался человек, чье изобретение спасло и продлило жизни сотням тысяч людей по всему миру.

Уилсон Грейтбэтч, который изобрел первый в мире кардиостимулятор, умер в Баффало, штат Нью-Йорк, в возрасте 92 лет. Причина смерти не называется, однако, по словам его приемного сына, в последние годы здоровье известного ученого постоянно «пошатывалось». Грейтбэтч является автором более 320 изобретений, среди которых, помимо кардиостимулятора, литиевые батареи с большим сроком службы, которые применяются в широком диапазоне медицинских имплантантов.

За свою долгую жизнь он изобрел инструменты, которые сегодня применяются в диагностике ВИЧ, а также питаемое энергией Солнца каноэ, на котором сам изобретатель проплыл почти 300 километров. В последние годы ученый вкладывал деньги в исследование топлива, получаемого на основе растений, и в развитие альтернативной энергетики. «Мне кажется, что, если я и не меняю мир, то, по крайней мере, пытаюсь», – сказал он журналистам в 2007 году.

Открытие по ошибке

Свое главное открытие мистер Грейтбэтч сделал в 1956 году, когда работал старшим преподавателем электротехники в Университете Баффало. Изобретение появилось на свет случайно, когда преподаватель разрабатывал по заказу местного медицинского центра прибор, записывающий ритмы сердца. Вставив в электрический контур по ошибке неподходящее сопротивление, Грейтбэтч заметил, что прибор начал генерировать электрические сигналы, похожие на ритм сердца.

Так ученый задумался над тем, как при помощи электрической стимуляции компенсировать сбои в человеческом сердцебиении. 7 мая 1958 года в госпитале Баффало впервые был продемонстрирован кардиостимулятор, контролирующий биение сердца собаки. Поняв, что над созданием первого человеческого кардиостимулятора в США трудится не он один, Грейтбэтч полностью посвятил себя этому делу и буквально поселился в своем сарае на заднем дворе дома, где устроил лабораторию. В опытах с электрическими транзисторами ему помогала супруга. Первые приборы были имплантированы десяти пациентам, в том числе двум детям, в 1960 году. Известно, что один из тех пациентов, 77-летний мужчина, прожил со стимулятором 18 месяцев. Лицензия на кардиостимулятор была выдана в 1961 году фирме Medtronic, которая впоследствии стала мировым лидером в производстве подобных приборов.

Сегодня, по данным Американской кардиологической ассоциации, кардиостимуляторы ежегодно имплантируются более чем полумиллиону человек в год.

Кто изобрел первый практичный… | Ответ на вопрос

Уилсон Грэйтбатч (6 сентября 1919 — 27 сентября 2011) — американский инженер и изобретатель. Родился в Буффало и учился в общественной школе. После её окончания поступил на военную службу и участвовал во Второй мировой войне радистом. После войны продолжил обучение в Корнелльском университете, получил степень бакалавра электротехники в 1950 году. В 1957 году получил степень магистра от университете Буффало. Автор более 150 патентов.

Кардиостимулятор Грэйтбатча родился из классической ошибки – вытащил из коробки не ту деталь. В 1956 году работая над созданием прибора записи сердечного ритма животных в университете Буффало он полез в ящик стола и достал резистор с неверным сопротивлением. Подключив его к цепи и включив прибор, он услышал ритмичный звук, который напоминал биение человеческого сердца.

Через 4 года, после продолжительных испытаний на животных, кардиостимулятор Грэйтбатча был впервые имплантирован в организме человека в апреле 1960 года в больнице Буффало. 77-летний пациент жил в течение 18 месяцев после того как устройство было имплантировано.

Грэйтбатч не был первым, придумавшим хирургически-имплантированный кардиостимулятор. Впервые это произошло в 1958 году в Швеции используя устройство разработанное Руне Элмквистом. Но через пять часов имплантат перестал работать и пришлось делать повторную операцию. После замены кардиостимулятор проработал ещё два дня. Усовершенствованный вариант кардиостимулятора Элмквиста был имплантирован в феврале 1960 года в Монтевидео, Уругвай. Это устройство успешно функционировало в течение девяти месяцев, до смерти пациента.

Кардиостимулятор Чардака-Грэйтбатча использовал в качестве источника энергии ртутно-цинковые элементы. Генератор, работающий от этого источника, формирует импульсы. Эти импульсы с помощью электродов стимулируют миокард сердца пациента. Эта запатентованная инновация привела к началу производства и дальнейшему развитию кардиостимуляторов. Позже он приобрел авторские права на литиевые батареи, которые оказались более эффективными. Сегодня более чем полмиллиона кардиостимуляторов имплантируются каждый год.

Узнать больше: ru.wikipedia.org

<div> <img src=»https://cdn.quizzclub.com/social/was-it-interesting.png» alt=»Was it interesting?»> </div> Поделиться этим фактом

История развития электрокардиостимуляции | Консультация аритмолога в Минске DOKTORA.BY

История кардиостимуляции должна рассматриваться в рамках электродиагностики и электротерапии. Развитие электротерапии обычно предшествовало пониманию того, что в действительности происходит внутри сердца.

Электротерапия имеет простую концепцию: внешний источник электричества стимулирует человеческую ткань различными способами для хорошего терапевтического эффекта.

За последние 50 лет электротерапия развивалась очень быстрыми темпами с множественными инновационными внедрениями. Такое развитие явилось результатом продуктивного сотрудничества хирургов, терапевтов, инженеров, химиков, бизнесменов и пациентов. Необходимость развивать детскую кардиохирургию стала главным толчком к развитию кардиостимуляторов, так как сердечный блок часто сопровождал операции по коррекции врожденных пороков на ранних этапах становления кардиохирургии.

Большинство учёных и врачей, занимавшихся электротерапией, столкнулись со значительным противодействием со стороны современного научного сообщества. Но ученые двигались дальше, получая уважение со стороны коллег, и сейчас их работы помогают бесчисленному количеству пациентов по всему миру.

Античные века

Гиппократ (460–375 до н.э.): «Те, кто страдает от частных и сильных припадков без какой-либо видимой причины, умирают внезапно».

Аристотель (384–322 до н.э.) видел сердце как «источник всего движения, т.к. сердце связывает душу с органами жизни». Подобное описание сердечно-сосудистой физиологии является довольно точным!

Пульс

В античном Китае (280 до н.э.) Wang Shu-he написал 10 книг о пульсе. Греки называли пульс «сфигмос» и учение о пульсе – «сфигмология». Гален в Риме интерпретировал различные типы пульса в соответствие с убеждением, что каждый орган при каждой болезни имеет свою собственную форму пульса.

Древнеримские врачи лечили пациентов, страдающих от боли, с помощью электрических разрядов различных электрообразующих морских существ.

1580 год: Geronimo Mercuriale сформулировал принцип потери сознания и продемонстрировал её связь с низкой частотой пульса: «Ubi pulsus sit rarus semper expectanda est syncope».

1600 год: William Harvey запустил остановленное сердце свиньи простым ударом пальца. В 1628 году он описал круги кровообращения.

1713 год: когда одни изучали анатомию и физиологию сердца, другие анализировали периферический пульс, который был механическим отражением сердечной активности. Micheal Bernhard Valentini использовал пульсовую диаграмму и теорию пульса в практической медицине.

Начало сердечной электротерапии

1640-е годы: появились публикации, доказывающие биоэлектрическую природу сердечно-сосудистой системы.

1774 год: первое упоминание о наружной электрической стимуляции сердца в Регистре «The Royal Human Society of London». Врачом был Squires, а пациенткой – молодая девочка.

1775 год: датский врач Nickolev Abildgaard провёл первые исследования эффекта электрической энергии на организм. Он поместил электроды по бокам куриной головы и сделал электрический разряд, который умертвил курицу. Прикладывание электродов к различным частям тела курицы не приводило к реанимированию птицы, пока электроды не поместили на грудную клетку. В этом положении они дефибриллировали сердце, после чего курица вскочила на ноги и убежала прочь.

1791 год: Luigi Galvani, итальянский врач и учёный, заявил, что электричество есть в органической ткани. Он опубликовал экспериментальные данные электрического феномена в мышцах лягушек, делая фундаментальный вклад в современную электрофизиологию сердца.

Стало общепризнанным, что электричество имеет выраженный эффект на сердце.

1797 год: Alexander von Humboldt обнаружил у себя в саду мёртвую птицу. Он сделал попытку оживить птицу электрическим током. Электрический разряд заставил птицу взмахнуть крыльями и попытаться пойти. Он также провёл эксперимент на себе с печальными последствиями.

XIX век. Рудиментарные формы электростимуляции использовались врачами редко для лечения болезней сердца различными путями без какой-либо стандартизации. Грубая технология была далеко отставала от понимания сущности патологии сердца, и поэтому эффекты от стимуляции были самые разнообразные.

1800 год: итальянский врач Alessandro Volta разработал первую электрическую батарею для низко-вольтажной высоко-потоковой стимуляции. Впервые электричество можно было продуцировать не только с помощью электростатических машин.

1800–1802 Marie Francois Xavier Bichat и Nysten сообщили об экспериментах на обезглавленных людях, у которых они заставляли сердце биться с помощью электрического тока. У них не было нехватки экспериментального материала во время Французской революции.

1855 год: Rudolph Albert von Kollicker опубликовал работу по «потокам действия» в сердце и показал, что с каждым ударом сердца лягушки образуется определённый электрический поток.

1872 год: Duchenne de Boulogne (1806–1875) успешно реанимировал ребёнка, который утонул, с помощью двух электродов, один он прикрепил к ноге, а вторым ритмично стимулировал сердце.

1882 год: появилась золотая возможность для клинических и научных экспериментов. 46-летняя пациента прибыла в клинику Hugo Von Ziemssen. Она была обычной рабочей по имени Catharina Serafin. Опухоль груди была удалена вместе с левой передней частью её грудной клетки, тем самым было экспонировано сердце, которое можно было видеть через тонкий слой кожи. Von Ziemssen стимулировал её сердце, используя электрический ток, и мог менять ритм её сердца по своему желанию. Данные чётко показывают, что желудочковая активность продуцировалась электрическими импульсами, подводимыми к поверхности сердца: очень интересные, но потенциально фатальные исследования!

Конец 1800-х: английский доктор John Mac William собрал и проанализировал все разрозненные данные, доступные в то время, и вывел базовые принципы современной стимуляции, очень точно определяя многие проблемы терапии.

В 1889 году он описал приложение электрического тока через грудную клетку для «создания ритмичного сокращения,.. чтобы стимулировать прямыми средствами сокращения сердца, которое неожиданно остановилось в диастолу или enfeebled по каким-либо причинам временного или транзиторного характера».

Медицина впервые получила интегрированную теорию сердечной стимуляции, которая ещё 20–30 лет должна будет elapse до того, как приведет к эффективной терапии. В частности, надо было дождаться значительных дальнейших медицинских открытий (структура сердца, физиология и проводящие пути) и технический прогресс (ЭКГ, лабораторные стимуляторы).

The Gerbezius-Morgagni-Adams-Stokes Syndrome

1717 год: Marcus Gerbazius (1658–1718), словацкий врач, описал симптомы брадикардии вследствие полного АВ блока.

1761 год: итальянец Giovanni Battista Morgagni (1682–1771), основатель патологической анатомии, создал клиническое описание циркуляторного ареста и выявил причинно-следственную связь между медленным пульсом и обмороком.

1827 год: ирландский хирург Robert Adams (1791–1875) описал пациента с повторяющимися апоплексическими атаками и медленным пульсом. Он был первым, кто догадался, что мозговые симптомы могут быть вызваны нарушениями сердечного ритма.

1846 год: William Stokes (1804–1878), тоже ирландец, описал ещё один случай псевдо-апоплектической потери сознания и брадикардии у пациента, сделав обзор этого состояния и детальный анализ случая Адамса.

Атрио-вентрикулярный блок

1899 год: Karel Frederik Wenckebach, немец, описал 1 тип АВ блока второй степени у человека, используя сфигмографические методы пульса на лучевой артерии (ЭКГ ещё не было в клинической практике).

1906 год: John Hay из Ливерпуля, Англия, опубликовал клинический случай 2-го типа АВ блока второй степени, также документируя данные без ЭКГ. Он использовал одновременную запись пульса на лучевой артерии и яремной вене.

1924 год: Woldemar Mobitz создал классификацию АВ блока второй степени, используя ЭКГ, тем самым документируя данные Wenckebach и Hay.

Электрокардиограф

В конце 1800-х – начале 1900-х кардиологи стали свидетелями большого технологического прорыва, который значительно повлиял на изучение аритмий и тем самым на развитие специфичной терапии, включая кардиостимуляцию, – изобретение электрокардиографа.

1887 год: физиолог Augustus Desire’ Waller, работающий в St. Mary’s Hospital в Лондоне, записал первую человеческую электрокардиограмму, используя капиллярный электрометр Липпманна для отражения светового луча. Alexander Muirhead, возможно, был первым, кто записал ЭКГ человека, но Waller был первым, кто сделал это в клинико-физиологическом отношении, публикуя доклады и приобретая обширный опыт.

Waller узнал, что «каждое сокращение сердца даёт электрический разряд, начинающийся на одном конце органа и заканчивающийся на другом». Он был убеждён, что может измерить эти «электрические свойства сердца» с поверхности кожи и сделал это с электрометром, соединённым между левой и правой руками или между передними и задними лапами его домашнего бульдога Джимми.

Клиническое значение ЭКГ не было понято в то время, и Waller говорил самому себе: «Я не представляю, что электрокардиография, возможно, найдёт широкое применение в больнице. Её можно максимум использовать в редких случаях для попытки записать редкие аномалии сердечной деятельности».

Он часто использовал Джимми как объект, когда демонстрировал свой метод на лекциях. Поэтому встал вопрос в Палате Общин, и его эксперименты над животным рисковали попасть под закон о жестоком отношении к животным 1876 года. Учёный встретил эти протесты и заметил: «Если мой уважаемый друг когда-либо плавал в море, он оценит в полной мере ощущения, полученные этим простым приятным опытом». Джимми никогда не жаловался! Воллер, говорили, был довольно эксцентричным и любил развлекать людей.

1892 год: другой физиолог Willem Einthoven (1860–1927) разделяет славу Воллера, основателя этого нового метода диагностики. Эйнтховен записал первую ЭКГ человека в Европе 11 апреля 1892 года, используя капиллярный электрометр Липпманна. Он сначала назвал 4 наблюдаемые отклонения от изолинии буквами A, B, C, D, но позже назвал буквами из середины алфавита: P, Q, R, S и T.

В 1902 году он сделал первую прямую запись ЭКГ человека, используя гальванометр.

Сигналы были получены с 2-х рук и левой ноги (современное 1 отведение). Чтобы усилить проведение, руки и ноги были помещены в ёмкости с солевым раствором, которые были подключены к электрокардиографу. Интересно отметить, что сигналы собирались у пациента в университетской больнице и передавались в физиологическую лабораторию, которая находилась довольно далеко, где и производилась сама запись. Первый пример телемедицины!

Современное научное сообщество относилось к подобным методом с большим скептицизмом. Но Эйнтховен продолжил публиковать свои эксперименты: в 1913 году описал треугольник Эйнтховена и ввёл систему биполярных электродов. Были получены и опубликованы классические варианты ритма.

Эйнтховен был методичен и требовал технического совершенства. Он очень хотел применить этот метод к клиническим проблемам. В 1924 году он получил Нобелевскую премию в области медицины и физиологии за работы по электрокардиографии.

1933 год: система биполярных электродов на конечности (система стандартных отведений) была пополнена в 1933 году F. N. Wilson, который ввёл униполярные грудные электроды.

1942 год: E. Goldberger ввёл в практику униполярные усиленные отведения от конечностей. ЭКГ в 12 отведений, как мы её знаем сегодня, была завершена!

Несколько производителей создали коммерческие версии ЭКГ-аппарата.

Электрокардиография была очень важна в понимании сердечного ритма и, тем самым, для развития кардиостимуляции.

 

Конец 20-х – начало 30-х годов ХХ века: первые аппараты для кардиостимуляции

Первый наружный пейсмейкер создали два доктора: австралийский анестезиолог Mark Lidwell и американский физиолог Albert Hyman. Работая независимо друг от друга в противоположных концах света, они разработали первые устройства для кардиостимуляции.

1928 год: Mark Lidwell

Устройство Lidwell использовало переменный ток и требовало иглу в желудочке сердца пациента. В 1928 году он применил периодическую электрическую стимуляцию сердца для спасения жизни новорождённого с остановкой сердца. Ребёнок поправился, но мало что известно о действиях Lidwell. Он сообщил об этом случае на 3-м конгрессе австралийского медицинского общества в 1929 году.

1932 год: Albert Hyman

Hyman заинтересовался оживлением остановленного сердца с помощью «внутрисердечной терапии» (его термин). Первоначально эта терапия состояла из внутрисердечных инъекций стимулирующих лекарств, таких как адреналин, однако он вскоре понял, что не сам препарат запускает сердце, а игла, которая прокалывает стенку сердца.

Устройство Hyman, описанное в 1932 году, питалось от мотора, заводившегося вручную, и называлось им «искусственным пейсмейкером». Этот термин используют и в настоящее время.

Генератор тока работал по часам, и его импульсы были направлены в правое предсердие пациента через биполярный игольчатый электрод, проведённый через межреберное пространство. Разряд мог быть нанесён с частотой 30, 60 или 120 в минуту. Ни одна из 3-х моделей этого устройства, созданного в 30-х годах, не сохранилась до наших дней.

Работа Hyman была сложна, а потому вскоре была оставлена им из-за технических проблем и негативного отношения со стороны медицинского сообщества, которое ещё не было готово к электростимуляции. Он столкнулся с оппозицией, включавшей и Журнал Американской медицинской ассоциации, который отказывался печатать его эксперименты.

Никто не соглашался выпустить устройство, однако модель с батареей была сделана Siemens-Halske в Германии и их американским подразделением Adlanco. Пейсмейкер был назван Химанотором, проведённые тесты показали его неэффективность, что отрицательно сказалось на всём проекте. Во время Второй Мировой войны Hyman безуспешно пытался убедить ВМС поддержать его устройство для реанимации умирающих моряков.

Важно заметить, что Hyman намеривался использовать пейсмейкер для восстановления нормального сердечного ритма у пациентов, у которых внезапно остановилось сердце, или у новорождённых с остановленным сердцем, но не у тех, у кого был сердечный блок. В середине 30-х годов связь между приступами Адамса-Стокса и стимуляцией ещё не была установлена.

 

Начало 1950-х годов: первый портативный кардиостимулятор

Первый портативный кардиостимулятор был разработан в начале 50-х годов ХХ века. Он представлял собой большую громоздкую коробку с вакуумными трубками и, естественно, не мог быть имплантирован. Он перемещался на колесиках и снабжался энергией от розетки переменного тока. Он только назывался портативным, на самом же деле находился далеко от розетки.

1949 год

В Торонто Wilfred Bigelow и John Callaghan начали использовать гипотермию, чтобы замедлить метаболизм и вызвать брадикардию и асистолию для выполнения кардиохирургических манипуляций. Согревание не всегда восстанавливало сокращения сердца достаточно быстро, и поэтому хирурги начали эксперименты со стимуляцией синусного узла.

В 1949 году во время экспериментальной операции на собаке сердце животного неожиданно остановилось. Bigelow вспоминает: «Без интереса, в отчаянии я сделал хороший разряд электродом, который держал, в левый желудочек. Все 4 камеры сердца отреагировали. Дальнейшие разряды чётко показали, что сердце сокращалось нормально с хорошим артериальным давлением». Кардиостимулятор был создан как прямой результат экспериментов с гипотермией.

В 40-х – начале 50-х годов единственным устройством, способным генерировать электрические импульсы, которые могли стимулировать сердце, был физиологический стимулятор, изготовленный Grass Manufacturing. В нём можно было менять частоту, вольтаж и длительность импульса.

John Hopps, инженер-электрик, разработал прибор, который, возможно, был первым электрическим устройством, специально созданным как кардиостимулятор. Электрические импульсы передавались через биполярный электрод в предсердия через трансвенозный доступ. Стимуляция предсердий достигалась, и частота сердечных сокращений могла контролироваться без каких-либо неприятных сокращений мышц грудной клетки.

1951 год

Paul Zoll, кардиолог из Бостона, считается отцом современной эры клинической кардиостимуляции. Он ознакомился с работами Callaghan, Bigelow and Hopps и создал наружный настольный кардиостимулятор, который успешно применил для лечения блокады сердца.

Кардиостимулятор PM-65, созданный Цолем, состоял из электрокардиографа для отслеживания сердечного ритма и генератора электрических импульсов для стимуляции сердца. Генератор импульсов был модификацией электрического стимулятора, который применялся в физиологических лабораториях. Он выдавал периодические электрические импульсы амплитудой 50–150 V через пару 3 см2 металлических электродов, размещённых на груди пациента прямо над сердцем. Электроды раздражали кожу, и пациенты находили эти повторяющиеся электрические разряды болезненными.

В 1952 году Цоль сообщил о двух пациентах с продолжительными паузами между сокращениями желудочков, которых он лечил своим устройством. В 1956 году он применил трансторакальные электрические разряды для дефибрилляции желудочков у человека и вскоре после этого разработал первые сердечные мониторы для клинического применения.

1956 год

В Клинике Святого Георга в Лондоне Aubrey Leatham и Geoffrey Davies создали наружный стимулятор, которым реанимировали пациентов с блокадами и асистолией. Первый исследования с использованием наружного кардиостимулятора для лечения остановки сердца как раз были закончены Полом Цолем в Бостоне, однако стимулятор Цоля был без функции Деманд и мог сам по себе вызвать фибрилляцию желудочков. В Клинике Святого Георга Leatham попросил Davies разработать первое устройство для стимуляции сердца, которое работало бы «по требованию», что и было сделано в 1956 году.

Это устройство стимулировало сердце через грудную клетку с амплитудой импульса 150 V и было выпущено в Англии компанией Firth-Cleveland. Коммерческая версия содержала несколько новых функций: разрешённый интервал асистолии, настройки чувствительности для распознавания ЭКГ, батарею для независимой работы.

Конец 50-х – начало 60-х годов ХХ века: «Золотые годы»

В это время учёными и их командами, работающими в различных уголках света, делается несколько важных открытий в области кардиостимуляции. Это время является «золотым» для кардиостимуляции.

Три краеугольных открытия будут описаны в деталях: первый портативный кардиостимулятор (1957 год), первый полностью имплантируемый кардиостимулятор (1958 год) и первая долгосрочная коррекция блокады сердца с помощью имплантированного кардиостимулятора (1960 год). Эти события имели большое значение и открывали дорогу в будущее аритмологии.

1957 год. Первый портативный кардиостимулятор

Earl E. Bakken, инженер-электрик, основатель Medtronic Inc. создал первый портативный кардиостимулятор. Инженер Earl E. Bakken и его сводный брат Palmer Hermundslie в гараже на северо-востоке Миннеаполиса 29 апреля 1949 года основали компанию Medtronic. Компания вела шаткое существование как служба по ремонту электрооборудования больниц и регионарный дистрибьютор других производителей медицинского оборудования. Позже они будут делать новое оборудование из стандартных инструментов для лабораторных и клинических исследований, посещать оперблоки в больницах, настраивая технику, объясняя персоналу, как пользоваться приборами, и выполняя ремонт, когда это необходимо. В это же время они налаживали рабочие отношения с врачами и другим персоналом больниц.

Bakken вспоминал: «Мы никогда не зарабатывали серьёзных денег в те времена, иногда даже возмещали стоимость прототипа… мы теряли деньги на всём, что мы делали!». Однако они работали в нужное время в нужном месте!

Хирург Уолтон Лиллехай (C. Walton Lillehei) был ведущим кардиохирургом Университета Миннесоты (Миннеаполис) и к середине 50-х годов уже имел международную славу. К 1957 году он уже выполнил более 300 операций на открытом сердце. Быстро развивающаяся область хирургии на открытом сердце должна была стать главной движущей силой развития кардиостимуляции.

Несмотря на успешную коррекцию врождённых пороков сердца, у каждого десятого пациента наблюдался п/о полная блокада сердца вследствие повреждения проводящей системы. Лекарственные средства помогали лишь на короткий срок и не могли стать профилактикой рецидива блокады. Было найдено другое решение!

Предположили, что временная стимуляция с помощью пейсмейкера до «выздоровления» проводящей системы поможет снизить летальность. Технология, созданная Цолем, не подходила, так как стимулы с высокой амплитудой, которые подходили для трансторакальной стимуляции, могли быть очень травматичными для детей.

Физиолог John Johnson предложил использовать стимулятор Грасса, который использовали в лабораториях для активации сердец. После нескольких экспериментов Vincent Gott и William Weirich пришли к выводу, что у животных с хирургически созданной блокадой ритм сердца может быть восстановлен с помощью электрода, помещённого в стенку правого желудочка и подключённого к наружному стимулятору. Низковольтажные импульсы с нужной частотой легко стимулировали сердца животных.

Лиллехай и его коллеги создали миокардиальный электрод, один конец которого имплантировался непосредственно в миокард, а другой выводился наружу через разрез и подсоединялся к стимулятору. Индифферентный электрод помещался под кожу для замыкания контура. Эффективная стимуляция требовала 1,5 Вольт, так как был прямой контакт с миокардом. Отторжения или повреждения работающего сердца не отмечалось, электрод легко удалялся после восстановления собственной проводящей системы пациента.

Первый миокардиальный электрод был имплантирован 30 января 1957 трёхлетней девочке, у которой блокада сердца развилась после коррекции тетрады Фалло. Стимуляция была успешна, и вскоре у девочки восстановился собственный синусный ритм. Миокардиальные электроды начали имплантировать в плановом порядке для немедленного использования, если это станет необходимо. Техника имплантации электрода через полую иглу была разработана для нехирургических пациентов с приступами Стокса-Адамса.

Вскоре появились другие проблемы: стимулятор был громоздким, имел ограниченную портативность и внушал ужас маленьким пациентам. Более того, система зависела от внешнего источника энергии, длины и того, как подсоединен шнур к розетке и к устройству. При отключении электричества стимулятор сразу отключался.

31 октября 1957 года отключение электричества в районе в течение трёх часов привела к трагической смерти ребенка. В больнице запасной генератор был установлен только в оперблоке, но не в палатах. Врачам ещё раз напомнили об ограничениях существующей технологии.

На следующий день Лиллехай попросил Bakken посмотреть, может ли Medtronic сделать что-нибудь лучше: надо было увеличить мобильность пациентов и устранить необходимость в «розетке с электричеством». Когда Bakken принял предложение Лиллехая, оно было для него очередным специальным заказом над очередной частью оборудования. Но это было не так!

Первоначальные попытки по созданию более надёжного и портативного кардиостимулятора привели к добавлению автомобильной батареи с устройством, которое конвертировало 6 вольт постоянного тока в 115 вольт переменного и затем питало традиционный в то время кардиостимулятор на его подставке с колёсиками.

Вскоре эти планы оставили, так как они были очень неэффективны. Постоянного тока в 10 вольт было достаточно для стимуляции сердца, кроме того, стали широко доступны транзисторы.

Bakken нашёл апрельский выпуск «Popular Electronics» 1956 года, в котором, как он помнил, видел контур для электронного метронома с транзистором. Контур передавал щелчки через динамик: частоту щелчков можно было настроить на ритм музыки. Он просто модифицировал двухтранзисторный контур и поместил его без динамика в четырёхдюймовый квадрат и алюминивую коробку толщиной 1,5 дюйма с выключателем снаружи. Питание контура осуществлялось за счёт миниатюрной 9,4 вольтовой ртутной батареи, которая также была помещена в коробку. Имелись также кнопки включения-выключения и переключатели для частоты стимуляции и амплитуды стимула.

Bakken вспоминал: «Без каких-либо грандиозных ожиданий от этого устройства, я был умеренно оптимистичен в отношении того, что оно могло в итоге значить для пациентов Лиллехая. Я повез устройство в университетскую лабораторию, где его можно было опробовать на собаке. Конечно, оно работало. На следующий день я вернулся в больницу, чтобы работать над другим проектом, и когда я случайно проходил мимо палаты с выздоравливающими, то заметил одного из пациентов Лиллехая. Маленькая девочка носила прототип, который я только вчера привез в университет! Я был ошеломлен. Я быстро спустился к Лиллехаю и спросил его, что происходит. Он со своим типичным спокойствием, без суеты, объяснил мне, что ему рассказали про успешную проверку кардиостимулятора в лаборатории и он не хотел терять ни минуты. Он сказал, что он ни за что не позволил бы умереть ребёнку из-за того, что не использовал лучшую технологию, которая у него была».

Уже через 4 недели экспериментов и работы первый транзисторный кардиостимулятор на батарейке был в клиническом использовании! Это невероятно быстро, учитывая обычный тяжёлый путь от момента создания любого другого медицинского устройства до внедрения его в клиническую практику.

Первая «банка». Первые 10 выпущенных единиц кардиостимуляторов были доработанными версиями оригинального прототипа и стали применяться в клинике вскоре после испытаний в университете. Переключатели были сделаны так, чтобы дети не могли изменить работу стимулятора, а также был добавлен маленький неоновый огонёк, моргающий красным светом с каждым стимулом. Добавили две металлические ручки, которые расположили таким образом, чтобы можно было крепить стимулятор на теле. Стимулятор стал в прямом смысле портативным (переносным). Этот стимулятор стал известен как 5800 (так как был сделан в 1958 году). Инструкция к прибору гласила: «Такой маленький и лёгкий, что его можно прикрепить к пациенту и переносить на теле, кардиостимулятор Медтроник заставляет работать желудочки сердца в случае атрио-вентрикулярной диссоциации, которая возникает вследствие коррекции септальных дефектов или спонтанно как, например, в случае приступов Стоукса-Адамса. В стимуляторе или один электрод крепится к миокарду для временной стимуляции или два электрода – для продолжительной стимуляции.

Созданный с воображением и оригинальностью, контур с транзистором полностью устраняет риск и неудобства, связанные с аппаратами, которые питаются от розетки. Собственный источник энергии будет питать стимулятор около 1 000 часов».

Такой стимулятор был переносным.

Значение и последствия. Историки считают стимулятор Бакена первым успешным применением транзисторной технологии в медицинских устройствах, что дало старт новой эре «медицинской электроники». До 1957 года в истории медицины ещё не было какого-либо частично или полностью имплантируемого электрического устройства. Стало очевидно, что для долгосрочной стимуляции сердца должен быть создан полностью имплантируемый аппарат, так как часто имело место восходящее инфицирование через электроды.

Лиллехай вспоминал: «Вопрос длительности стимуляции был обусловлен материалом электродов, дизайном и техникой имплантации… Возможность инфекции по электроду существует, но… может быть минимизирована путём создания туннеля для электрода до того, как он выйдет на поверхность кожных покровов. У большинства пациентов с блокадой после операции синусный ритм восстанавливался через несколько недель, но один пациент жил с устройством в течение 15 месяцев».

Рецидив блокады у пациентов, которые поправились после их постоперационной блокады, привёл к нескольким смертям. Было очевидно, что эти пациенты нуждались в пожизненной, а не временной стимуляции для того, чтобы жить. В месте имплантации электрода в миокард формировался иксит-блок по мере формирования рубцовой ткани, что приводило к увеличению сопротивления току и требовало увеличения амплитуды стимула для поддержания функции стимулятора. При таких больших амплитудах стимулов происходило сокращение мышц грудной клетки. Необходимо было создать систему с более хорошими электродами!

16 июля 1958 года через базилярную вену в правый желудочек под контролем флюороскопии был введён трансвенозный катетерный электрод пациенту с полной блокадой, которому планировалось выполнить резекцию толстой кишки вследствие рака. Стимуляция продолжалась в течение 2 часов во время операции и закончилась замедлением стимуляции тогда, когда появился собственный ритм желудочков. Катетер удалили без осложнений, и у пациента развилась желудочковая брадикардия.

1958 год – первый имплантируемый кардиостимулятор

8 октября 1958 года в Швеции была произведена первая имплантация кардиостимулятора. Систему создали хирург Ake Senning и врач-изобретатель Rune Elmqvist. Её имплантировали 43-летнему инженеру по имени Арни Ларссон (Arne Larsson). О первом опыте имплантации кардиостимулятора доложили на Второй международной конференции по медицинской электронике в 1959 году и опубликовали в тезисах в 1960 году.

Пациент страдал от приступов Адамса-Стокса, которые требовали проведения реанимационных мероприятий много раз в день. Его состояние рассматривалось как безнадежное. Имплантация стимулятора была мерой отчаяния. Риск этой совершенно неизвестной тогда терапии был огромным.

Ake Senning был кардиохирургом в отделении торакальной хирургии в Karolinska Hospital in Stockholm. Он наблюдал работу Лиллехая по временной наружной кардиостимуляции.

Rune Elmqvist окончил медицинский, но ушёл из медицины и стал инженером. Он разработал портативный аппарат ЭКГ в 1931 году, а затем широко используемый струйный регистратор Mingograf в 1948.

Эти два человека стали тесно сотрудничать в 1950 году и разработали фибрилляторы и дефибрилляторы для операций на открытом сердце. Они понимали, что главной проблемой наружных кардиостимуляторов было наличие сообщения электродов на сердце с самим стимулятором снаружи, поэтому стали разрабатывать полностью имплантируемый кардиостимулятор.

Arne Larsson – первый человек, которому был имплантирован кардиостимулятор. Его госпитализировали с полной блокадой сердца и частыми приступами Адамса-Стокса в течение 6 месяцев. У него было 20–30 приступов в день и прогноз был удручающим. Лечение фармакологически было на максимальных дозах.

Женой мистера Ларссона была Else Marie. Именно она попросила Сеннинга помочь её безнадежно больному мужу. Она прочитала сообщения в прессе об идущих экспериментах по электрической стимуляции сердца и нашла двух учёных для решения, которого ещё не существовало: имплантируемый кардиостимулятор.

Сеннинг вспоминал своё знакомство с этой леди: «Энергичная, красивая женщина вошла в мою лабораторию 6 октября 1958 года и сказала мне, что я должен имплантировать кардиостимулятор её мужу. Я сказал ей, что мы ещё не закончили наши эксперименты, и у нас нет стимулятора для имплантации человеку. Она требовательно воскликнула: «Так сделайте!» В тот день она несколько раз ездила от электронной лаборатории Элмквиста и обратно и наконец убедила нас».

Для избежания публичности имплантацию произвели вечером, когда операционные были пусты. Через левостороннюю торакотомию были имплантированы два электрода в миокард, а сам стимулятор был помещён в переднюю брюшную стенку. Первый стимулятор работал только несколько часов, но второй, имплантированный этому же пациенту, – намного дольше.

Сеннинг вспоминал: «8 октября 1958 года, вечером, когда в операционной не было лишних людей, я имплантировал первый стимулятор, но он работал только 8 часов. По-видимому, я повредил транзистор или соединение с катетером, и у меня не было другого, который находился в лаборатории. Я имплантировал другой следующим утром». Далее Сеннинг заключает: «В 50-х годах у нас не было каких-либо проблем с ответственностью. Пациент и родственники были счастливы, если пациент выживал».

Второй стимулятор функционировал хорошо в течение 1 недели до внезапного снижения амплитуды стимуляции, предположительно, вследствие поломки электрода, чем была вызвана дисфункция устройства.

Генератор импульсов делал их с амплитудой 2 Вольта. Частота импульсов была фиксированная и составляла 70–80 в минуту. Необходимая энергия была минимизирована, когда Элмквист раздобыл несколько первых силиконовых транзисторов, импортированных в Швецию. Они были более эффективны, чем старые. С их помощью Элмквист разработал стабильный и эффективный блокирующий осциллятор с небольшим потреблением энергии.

Всё устройство было полностью сделано вручную и состояло из никелево-кадмиевых батарей, электрического контура и разряжающей антенны. Это всё было инкапсулировано в специальную эпоксидную смолу, которая имела превосходную биосовместимость. Приблизительный диаметр и толщина составляли 55 мм и 16 мм соответственно, что совпадало с размерами коробочки популярной полироли для обуви Kiwi. Более того, Элмквист создал два таких устройства, помня образ таких вот баночек с кремом для обуви!

Первые устройства имели два электрода. Дистальный конец электрода пришивался к миокарду и служил для стимуляции сердца. Проксимальный конец крепко соединялся с контуром генератора импульса. По оценке, электрод должен был выдержать около 100 тысяч сгибов в день.

Rune Elmqvist вскоре перестал создавать стимуляторы, но продолжил своё активное участие в этой области медицинских технологий. Он умер в 1997 году в возрасте 90 лет. Ake Senning оставался очень активным в этой области кардиохирургии. Он умер в 2000 году в возрасте 84 лет. Arne Larsson пережил и инженера, создавшего стимулятор, и хирурга, который спас его жизнь. За всё время в целом ему было имплантировано 5 систем электродов и 22 генератора импульсов 11 различных моделей кардиостимуляторов, он скончался 28 декабря 2001 года от злокачественного новообразования.

1960 год: первая долгосрочная коррекция полной блокады сердца

Wilson Greatbatch был электриком, преподававшим в Университете Буффало, где он работал над осциллятором, чтобы записывать тахикардии. Он случайно нашёл способ создать имплантируемый кардиостимулятор.

Greatbatch, глубоко религиозный человек, описывает это событие так: «Это не было случайностью, Бог работал посредством меня. Осциллятору требовался резистор на 10 кОм на основе транзистора. Я потянулся к моей коробке с резисторами, чтобы достать один, но перепутал цветовой код и достал по ошибке резистор на 1 МОм».

Когда он подсоединил резистор, контур начал производить 1,8 мс импульсы с интервалом в 1 секунду, в течение которой транзистор отключался и не производил никакого тока. «Я уставился на это, не веря в происходящее», – говорил он. Wilson Greatbatch сразу осознал, что это маленькое устройство может заставлять человеческое сердце биться, но оказалось не так легко найти кардиохирурга, который поверил бы в эту идею».

Доктор Уильям Чардак (William Chardack) был главным хирургом в госпитале ветеранов в Буффало в то время. В нём Greatbatch нашёл того хирурга, который поверил в реальность идеи имплантируемого кардиостимулятора.

7 мая 1958 года Greatbatch принёс прибор, который стал первым в мире имплантируемым кардиостимулятором, в лабораторию при больнице. Там Чардак и ещё один хирург, Andrew Gage, прикоснулись двумя электродами к сердцу собаки. Сердце начало сокращаться синхронно с импульсами устройства. Троица переглянулась. Их общее чувство лучше всего выразил доктор Чардак, который воскликнул: «Превосходно, будь я проклят!»

В лабораторной книге около года спустя Greatbatch написал: «Я серьёзно сомневаюсь, что всё, что я делал ранее, повергало меня в тот восторг, который я ощутил тем днем, когда 2-кубическидюймовое устройство, созданное мной, контролировало живое сердце».

The «bow tie team» – команда людей в бабочках

Троица Greatbatch, доктора Chardack и Gage стали известны как команда в бабочках. «Два доктора носили галстуки-бабочки, потому что дети постоянно пытались дергать за обычные галстуки. Я носил бабочку, потому что длинный галстук мне мешался, когда я паял».

Более двух лет эксперименты велись на животных. В 1959 году Greatbatch запатентовал имплантируемый кардиостимулятор, а Уильям Чардак сообщил о первом успешном использовании этого устройства у человека в 1960 году. Имплантацию произвели в июне 77-летнему мужчине с блокадой сердца. Чардак сначала имплантировал электрод и, когда порог стабилизировался, имплантировал сам генератор. Пациент прожил более двух лет и скончался от другого заболевания.

В 1961 году Chardack, Gage и Greatbatch сообщили о 15 пациентах, которым имплантировали кардиостимуляторы. Greatbatch позже изобрёл специальную литиевую батарею для стимулятора, которая долго не подвергалась коррозии.

Тесное сотрудничество инженеров, врачей и пациентов стало фундаментальной движущей силой для роста такой значительной мировой индустрии. С 1960 года по всему миру было имплантировано более двух миллионов кардиостимуляторов!

Zoll создал Electrodyne и продолжил совершенствовать кардиостимуляторы.

Earl Bakken (соучредитель компании Medtronic Inc.) начал выпускать кардиостимулятор Chardiack-Greatbatch.

Wilson Greatbatch через некоторое время совместно с Medtronic основал свою компанию (Wilson Greatbatch Ltd.) и убедил индустрию перейти с ртутных батарей на литиевые.

Компания Elema Schonander, в которой работал Rune Elmqvist, была преобразована в Siemens-Elema в 1974 году. Siemens позже поглотил Pacesetter Inc. в 1985 году и объединил их в Siemens-Pacesetter, которую в 1994 году поглотила St. Jude Medical.

4 апреля 1959 года Samuel Hunter (профессор хирургии) и Norman Roth (главный инженер в Medtronic) имплантировали биполярный электрод из нержавеющей стали для стимуляции пациента с блокадой сердца после ИМ. Электрод состоял из пары стальных проволок, покрытых силиконом.

1959 год: Elema — Ericsson электрод

Новый электрод был создан в 1959 году Elema Schonander и The Telecom Company, Ericcson. Он состоял из четырёх тонких тяжей из стальной проволоки и имел изоляцию из мягкого полиэтилена. По оценке, этот электрод мог выдержать 184 миллиона сгибаний, то есть работать не менее 6 лет.

1959–1960 годы: Elema Schonander

The Elema 135, повторно заряжаемый кардиостимулятор, был успешно имплантирован в Стокгольме (1959 год), Англии (1960 год), но Elema Schonander никогда заявление на патент не подавала. Перспективы на рынке были плохими! Кардиостимуляторы были дорогими для обычных людей и в коммерческом плане не выгодны. Наружные зарядные системы были слишком сложны для пожилых пациентов.

Элмквист создал The Elema 137 в 1960 году.

Начало 1960-х годов ХХ века

Другие модели были имплантированы с таким же успехом в 1961 году Цолем и в 1962 году Кантровицем. Техника имплантации постоянных трансвенозных биполярных электродов был разработана в 1962 году Parsonnet (в США) и Ekstrom (в Англии).

Середина 1960-х годов ХХ века (рис. 90)

Трансвенозные электроды заменили на эпикардиальные. Кардиостимуляторы и их электроды могли быть имплантированы через торакотомию и без общей анестезии. Кардиостимуляторы с режимом «по требованию» были созданы для чтения электрической активности сердца и опеспечивали стимуляцию только тогда, когда это было необходимо.

1970-е годы ХХ века

Дизайн электродов улучшился: фиксация стала активной и пассивной. Была создана литиевая батарея, которая заменила ртутную. В результате срок службы кардиостимулятора значительно увеличился.

В 1972 году был имплантирован сделанный Parsonnet в Америке радиоизотопный кардиостимулятор. Эти ядерные кардиостимуляторы имели прогнозируемый срок службы 20 лет, но не стали широко использоваться.

В конце 70-х годов были созданы двухкамерные кардиостимуляторы для стимуляции и предсердий, и желудочков.

1980-е годы ХХ века

В начале 1980-х годов были созданы электроды со стероидным покрытием. Они вызывали меньшую воспалительную реакцию в месте имплантации.

В 1981 году Цоль запатентовал и повторно ввёл в клиническую практику чрескожный наружный кардиостимулятор с длительным импульсом в 40 мс и большей площадью электрода в 80 см2. Это сократило величину импульса, необходимого для навязывания ритма стимулятора, и, тем самым, привело к увеличению комфорта пациентов. Этот метод стимуляции мог быть применён на очень короткий срок как этап установки стимуляции через венозный доступ.

В середине 80-х годов были созданы стимуляторы, реагирующие на частоту сердечных сокращений. Крохотный сенсор в кардиостимуляторе определял, что тело движется, и использовал это в качестве оценки физической активности человека. В результате частота стимуляции менялась в зависимости от интенсивности сигнала с этого сенсора, тем самым делалась попытка адаптировать частоту сердечных сокращений к нагрузке на организм.

1990-е годы ХХ века

Появились кардиостимуляторы, управляемые микропроцессором. Они стали сложными в устройстве, появилась возможность определять и хранить данные о ритме и частоте сердечных сокращений пациента. Кардиостимулятор подстраивался автоматически под потребности организма человека при различном уровне активности.

2000-е годы

Была изобретена двухжелудочковая стимуляция при сердечной недостаточности. Дополнительный специальный электрод вводился через коронарный синус к эпикардиальной поверхности левого желудочка. Правый желудочек (через стандартный доступ) и левый желудочек стимулировались одновременно в надежде на ресинхронизированное сокращение перегородки левого желудочка и его боковой стенки. В результате улучшенной сократимости клиника уменьшалась, а выживаемость повышалась.

Автоматизм устройств сделал необходимость посещения врача для контрольного осмотра более редкой и более короткой. Кардиостимуляторы могут также передавать данные через телефонную сеть в центральный сервер через интернет.

История стимуляции – это волнующая история инициативы и инноваций, зачастую перед лицом критики и оппозиции. Это уникальная смесь медицины, технологий и маркетинга, которая превратилась в громадную индустрию и вывела электротерапию из лабораторий в клинику.

Возможно, самым важным событием, которое помогло развитию этой формы терапии, было изобретение транзистора в декабре 1947 года. На самом деле, одно из самых первых применений этого нового устройства произошло в медицинской электронике, в частности, при создании кардиостимуляторов.

 

Месяц черной истории: этот изобретатель заложил основу для современных кардиостимуляторов

[Изображение из Национального зала славы изобретателей]

Большинство людей в медицине знают о вкладе Эрла Баккена в создание кардиостимуляторов и устройств для измерения сердечного ритма. Но без Отиса Бойкина у кардиостимуляторов не было бы такой технологии стимуляции, как сегодня.

Афро-американский изобретатель и инженер Отис Бойкин проявлял особый интерес к резисторам. Его мать умерла от сердечной недостаточности, когда ему был 1 год.Тридцать один год спустя он подал патент на резистор, который проложил путь для его самого известного изобретения — блока управления кардиостимулятором.

Во время работы в компании CTS Corp. в Лисле, штат Иллинойс, Бойкин подал патент (патент США № 2972726A) на высокоточный электрический резистор проводного типа, который можно было легко адаптировать к различным пространственным требованиям и конфигурациям. Согласно патенту, резистор был разработан так, чтобы сочетать минимальные индуктивные свойства с минимальными емкостными эффектами.Он также может обеспечивать настолько низкие допуски, насколько это необходимо, и может выдерживать «относительно большие ускорения и удары, а также большие перепады температуры», не ломая тонкую проволоку сопротивления или не вызывая других вредных эффектов.

В патентной заявке, в которой CTS указан в качестве правопреемника, Бойкин сказал, что резистор был сделан из отрезков провода сопротивления от 0,0006 дюйма до 0,010 дюйма в диаметре и имел значения сопротивления от 0,05 Ом до нескольких МОм. В патенте также говорится, что резистор можно изготавливать дешево и быстро без натяжения провода.Что наиболее важно, высокоточный электрический резистор проволочного типа может позволить кардиостимуляторам иметь временную базу — повторяющуюся посылку однородных сигналов — в гораздо меньшем масштабе.

Кардиостимуляторы — это небольшие устройства, которые помогают сердцу регулярно биться, обеспечивая небольшую электрическую стимуляцию, контролирующую сердцебиение. Блоки управления помогают определить количество импульсов в минуту, необходимое для каждого отдельного пациента, и эти импульсы становятся количеством ударов в минуту для кардиостимулируемого сердца.

«По сути, это помогает контролировать частоту сердечных сокращений пациента», — сказал Габриэль Мушавар, вице-президент по разработке продуктов в Abbott, Medical Design & Outsourcing . «Изобретение резистора, а затем конденсатора сыграло важную роль в определении временной базы для электронных устройств, поэтому работа Отиса Бойкина была невероятно важна для развития технологии».

Патент на устройство управления кардиостимулятором Бойкина [Щелкните, чтобы увеличить и просмотреть все три страницы]

Первые устройства для кардиостимуляторов были внешними, и их нужно было подключать к стене, пока пациенты ими пользовались.К 1957 году основатель Medtronic Эрл Баккен, инженер-электрик по профессии, разработал первый носимый кардиостимулятор с батарейным питанием. Доктор Уолтон Лиллехей, пионер операций на открытом сердце, попросил Баккена создать кардиостимулятор после того, как ребенок, подключенный к кардиостимулятору с питанием от переменного тока, умер во время отключения электроэнергии.

Первая операция по имплантации кардиостимулятора была проведена в Швеции в 1958 году. Продолжались инновации, многие из которых стали возможными благодаря вкладу Бойкина.

«Сегодня кардиостимуляторы — это мощные устройства с рядом преимуществ для пациентов.Многие из них обладают вычислительной мощностью, аналогичной ранним персональным компьютерам, и могут работать более 10 лет от своей внутренней батареи », — сказал Мушавар. «Но все технологии где-то начинаются, и работа Отиса Бойкина направила технологию на путь, который привел нас туда, где мы находимся сегодня».

Бойкин окончил среднюю школу в Далласе в 1938 году. Он поступил в университет Фиска и работал лаборантом в аэрокосмической лаборатории, сообщает Национальный зал славы изобретателей. Там Бойкин начал работать над системами управления самолетами и различными электронными резисторами, а также познакомился с электрическими компонентами.Позже он переехал в Чикаго и работал в исследовательской лаборатории П.Дж. Нильсена, где в конце концов встретил Хэла Фрута, с которым он позже начал свой бизнес Бойкина-Фрута, согласно программе Лемельсона в Массачусетском технологическом институте.

В 1952 году Бойкин-Фрут подал в Управление по патентам и товарным знакам США патент на нерегулируемый металлический резистор, сделанный из проволоки или ленты, который можно было сплетать намоткой или формировать в виде сеток, предназначенных для уменьшения самоиндукции, емкости или отклонения от частота, согласно заявке на патент.Это было началом серии из 27 патентов на электрические устройства и, в конечном итоге, резистора, который стал частью блока управления кардиостимулятором.

«Работа Отиса сыграла важную роль в том, чтобы сделать компоненты кардиостимулятора более долговечными и производимыми с меньшими затратами, что, в свою очередь, помогло расширить доступ к терапии для улучшения ухода за пациентами. Для таких компаний, как Abbott, устройства, которые мы предлагаем сегодня, стоят на фундаменте, построенном такими людьми, как Отис, которые оказали заметное влияние на эту область », — сказал Мушавар.

Abbott (St. Jude Medical), Boston Scientific и Medtronic сегодня лидируют в разработке кардиостимуляторов. В портфеле Abbott есть ряд устройств для управления сердечным ритмом, включая кардиостимуляторы, вставные кардиомониторы, четырехполюсные отведения ЛЖ и CRT-D. В настоящее время Medtronic предлагает четыре кардиостимулятора, семь других — в прошлом, а у Boston Scientific на рынке представлены пять собственных кардиостимуляторов.

«Работа Бойкина имела решающее значение для разработки генератора кардиостимулятора, который был бы эффективным, компактным и устойчивым с течением времени.Несколько десятилетий итераций его основополагающей работы принесли нам адаптивную к ритму кардиостимуляцию, способность отслеживать предсердие и устранять полную блокаду сердечного ритма и функции чувствительности к ЧСС, которые увеличивают частоту сердечных сокращений, соизмеримую с физической активностью », — сказал представитель Boston Scientific MDO. .

Первый патент Бойкина на электронный резистор, поданный в 1952 г. [Нажмите, чтобы увеличить]

Благодаря изобретению Бойкина такие компании, как Boston Scientific, также смогли разработать безвыводные кардиостимуляторы, которые менее инвазивны и на 90% меньше, чем трансвенные кардиостимуляторы. Колледж кардиологии.Хотя безвыводные кардиостимуляторы обеспечивают только однокамерную стимуляцию желудочков и не обладают способностью к дефибрилляции, они устраняют осложнения, возникающие при использовании трансвенозных кардиостимуляторов и электродов, включая карманные инфекции, гематому, смещение электрода и перелом электрода. Кардиостимуляторы

становятся все меньше и менее агрессивными, и будущее устройств приближается к тому, чтобы стать еще меньше с новыми вариантами питания и удаленным мониторингом. Boston Scientific прогнозирует, что в будущем появится больше возможностей для модульного управления ритмом, когда несколько устройств будут взаимодействовать друг с другом.Кардиостимуляторы также можно имплантировать через разные промежутки времени по мере изменения состояния пациента. Более того, компания прогнозирует, что кардиостимуляторы могут собирать энергию, а это означает, что вместо того, чтобы полагаться на батареи для получения энергии, они могли бы использовать движение сердца или химические вещества крови в качестве источника энергии.

Mouchawar из Abbott считает, что следующее поколение кардиостимуляторов, предлагаемых пациентам, будет меньше, прослужит дольше и будет предлагать новые возможности удаленного мониторинга через соединение Bluetooth со смартфоном пациента.«То, как устройства доставляют помощь, будет предлагать один набор улучшений, в то время как новые способы для пациентов оставаться на связи со своей больницей или клиникой откроют еще одну возможность для таких компаний, как Abbott, продолжать улучшать результаты».

Джон Хоппс и кардиостимулятор: история и подробный обзор устройств, показаний и осложнений

Почитаемый в Канаде как отец биомедицинской инженерии, Джон Хоппс внес большой вклад в область медицины. Он, пожалуй, наиболее известен изобретением, которое заставляет биться сотни тысяч сердец по всему миру: кардиостимулятором.

Джон «Джек» Хоппс (рис. 1) родился в 1919 году в Виннипеге, где он провел большую часть своей ранней жизни. После получения степени в области электротехники в Университете Манитобы в 1941 году он был принят на работу в Отдел радио и электротехники Национальным исследовательским советом, базирующимся в Оттаве. Он останется там на протяжении всей своей карьеры, работая над различными инновациями в новой области биомедицинской инженерии. Как руководитель отдела медицинской инженерии, он возглавлял группу по разработке устройств, предназначенных для улучшения качества жизни людей, страдающих слепотой и мышечными нарушениями, а также для улучшения диагностического использования ультразвука.Он также продвигал исследования сердечно-сосудистой системы, изобретая аппараты для дыхания, электронно-лучевые дисплеи для кардиологических операционных, кардиоскопы для послеоперационного мониторинга, мониторы сердечного ритма для спортивной медицины и, конечно же, кардиостимулятор. [1]

Изобретение кардиостимулятора
В 1940-х годах Хоппс изучал использование радиочастотного подогрева для пастеризации пива в Оттаве. Хоппс был настолько предан этому проекту, что рассматривал свое назначение в Институт Бантинга в Торонто в 1949 году «как досадное прерывание этой жизненно важной задачи.[1] Он и не подозревал, что это задание будет иметь революционные последствия для жизни стольких кардиологических пациентов по всему миру.

В Институте Бантинга кардиохирург Уилфред Бигелоу и его научный сотрудник Джон Каллаган использовали гипотермию, чтобы замедлить работу сердца настолько, чтобы сделать возможным операцию на открытом сердце. При охлаждении ниже определенной температуры идеально работающее сердце становилось неподвижным из-за отсутствия сердечной деполяризации. Команда Бигелоу оказалась в тупике из-за проблемы, как вызвать сокращение сердца во время переохлаждения.[2] Хоппс случайно заметил, что электрический импульс заставляет сердце сокращаться, и что повторяющиеся стимулы, то есть стимуляция, позволяют этому происходить в течение длительного времени. [3] Хоппс и другие разработали серию экспериментов, чтобы усовершенствовать этот процесс для стимуляции сердца, вызванной кардиостимулятором. [4] С параметрами, полученными в результате этих первоначальных экспериментов, Хоппс вернулся в Национальный исследовательский совет в 1950 году, чтобы спроектировать и построить первый прототип кардиостимулятора (рис. 2). [1] Напоминая небольшой настольный радиоприемник, устройство было 30 см в длину, использовало вакуумные лампы для генерации импульсов и питалось от бытового тока 60 Гц.[1,3,4] Затем Хоппс разработал трансвенозные катетерные электроды, которые можно было пропустить через внешнюю яремную вену и избавить от необходимости открывать грудную клетку для стимуляции сердца. Те же катетерные электроды, которые были частью оригинального кардиостимулятора, по-прежнему используются в современных имплантируемых версиях. [5]

Имплантация первого кардиостимулятора
Ранние работы Хоппса в конечном итоге привели к разработке имплантируемого кардиостимулятора. С появлением транзисторных схем оригинальные вакуумные лампы были заменены транзисторами, что позволило батарее кардиостимулятора стать достаточно маленькой для имплантации в тело.Первый имплантируемый кардиостимулятор был разработан инженером Руне Элмквистом. [6,7] Он состоял из двух транзисторов и был собран в форме пустой жестяной банки для обуви British Kiwi (Рисунок 3) [2]. 8 октября 1958 года хирург Аке Сеннинг имплантировал его в грудную клетку Арне Ларссону, 43-летнему мужчине, страдавшему полной блокадой сердца и приступами Стокса-Адамса [2]. Первый кардиостимулятор Ларссона вышел из строя в течение 3 часов после имплантации, а второй перестал работать через 1 неделю. В конечном итоге Ларссон перенес в общей сложности 26 процедур по замене кардиостимулятора до своей смерти в 2001 году по не связанным друг с другом причинам.[7,8]

Лидерство и наследие
Помимо работы в лаборатории, Хоппс работал над развитием области биомедицинской инженерии. В 1965 году он основал Канадское общество медицинской и биологической инженерии. [9] Он занимал различные руководящие должности в Международной федерации медицинской и биологической инженерии и в Международном союзе физических и технических наук в медицине. Хоппс был удостоен бесчисленных наград и похвал на протяжении всей своей выдающейся карьеры.Он стал кавалером Ордена Канады в 1986 году, получил почетную докторскую степень в Университете Манитобы в 1976 году и был введен в Зал славы канадской науки и техники в 2006 году [10].

Хоппс буквально близко к сердцу принял дело своей жизни. Спустя тридцать лет после изобретения кардиостимулятора он обнаружил, что ему нужно то самое устройство, которое он совершенствовал всю свою жизнь. В 1984 году ему имплантировали свой первый кардиостимулятор в Медицинском центре национальной обороны в Оттаве. Тринадцать лет спустя, когда батарея начала разряжаться, ему сделали вторую операцию по замене кардиостимулятора.Хотя Хоппс вышел на пенсию в 1979 году, он оставался активным в области биомедицинской инженерии до своей смерти в 1998 году в возрасте 79 лет [10].

Вопросы об использовании кардиостимулятора
Хотя использование кардиостимулятора стало обычным явлением, при рассмотрении вопроса об имплантации конкретному пациенту необходимо ответить на многие вопросы. К ним относятся вопросы о функции кардиостимулятора, показаниях к установке, возможных осложнениях и о том, влияют ли на устройства для кардиостимуляции электрокаутеризация, электромагнитные поля и сканирование МРТ.

Как описывается функция кардиостимулятора?
Североамериканское общество кардиостимуляции и электрофизиологии (NASPE) и Британская группа кардиостимуляторов и электрофизиологов (BPEG) создали пятипозиционный универсальный код кардиостимулятора для описания различных режимов стимуляции. В таблице 1 представлен этот код и показано, как присваиваются буквы для описания сердечных камер, которые контролируются и воспринимаются устройством, реакции на считывание и применяется ли модуляция частоты или многоузловая стимуляция. [11]

Каковы показания к имплантации постоянного кардиостимулятора?
Рекомендации по имплантации постоянного кардиостимулятора по большей части основаны на фактических данных, а самые последние практические рекомендации можно найти на веб-сайте Американского колледжа кардиологов.[12] Таблица 2 суммирует рекомендации класса I из документа Американского колледжа кардиологов / Американской кардиологической ассоциации / Общества сердечного ритма 2008 г. [12] Однако решение об имплантации кардиостимулятора не должно основываться исключительно на опубликованных рекомендациях. Наряду с показаниями врачи должны учитывать сопутствующие заболевания, хирургические риски, качество жизни и предпочтения пациентов.

Что такое кардиостимулятор для ресинхронизирующей терапии?
Устройство для сердечной ресинхронизирующей терапии (CRT) отличается от обычного кардиостимулятора наличием дополнительного третьего отведения, расположенного в вене или на внешней поверхности левого желудочка.Это позволяет кардиостимулятору CRT (CRT-P) одновременно стимулировать оба желудочка, поэтому мы часто называем результат бивентрикулярной стимуляцией. Это действие уменьшает электрическую задержку и приводит к более скоординированному сокращению, которое улучшает систолическую производительность левого желудочка, и в конечном итоге приводит к симптоматическому улучшению у пациентов с сердечной недостаточностью [13]. Рекомендации по имплантации CRT-P основаны на данных об эффективности, полученных в результате клинических испытаний. [14-17] Текущие рекомендации Канадского кардиологического общества (CCS) рекомендуют CRT-P для пациентов с синусовым ритмом с сердечной недостаточностью III класса по NYHA или амбулаторной сердечной недостаточностью IV класса. симптомы, фракция выброса левого желудочка (ФВЛЖ) менее 35% и продолжительность QRS более 130 мс из-за блокады левой ножки пучка Гиса (БЛНПГ).Если пациенты соответствуют указанным выше критериям, но имеют симптомы NYHA II, CRT-P рекомендуется только в том случае, если у них ФВЛЖ менее 30%. Этой группе пациентов также может быть полезен имплантируемый кардиовертер-дефибриллятор (ИКД), и их следует оценить на предмет кандидатуры. CRT-D относится к устройству, которое служит как ICD, так и CRT-P. Пациенты с фибрилляцией предсердий, блокадой правой ножки пучка Гиса (БПНПГ) или неспецифической задержкой внутрижелудочковой проводимости с меньшей вероятностью получат такую ​​же пользу от CRT-P и должны оцениваться индивидуально.[17] Рекомендации включают слабую рекомендацию о том, что пациентов с морфологией QRS с блокадой левой ножки пучка Гиса следует рассматривать для СРТ, если у них есть сердечная недостаточность II, III или амбулаторная IV по шкале NYHA, синусовый ритм и ФВ ЛЖ менее 35%. В рекомендациях по внедрению сердечной ресинхронизирующей терапии CCS 2013 также предлагается рассмотреть возможность применения СРТ для пациентов с впервые возникшей атриовентрикулярной (АВ) блокадой высокой степени, требующей хронической стимуляции правого желудочка (ПЖ), признаков или симптомов сердечной недостаточности и ФВ ЛЖ менее 45 %, поскольку исследования показали, что хроническая стимуляция правого желудочка связана с худшими результатами у пациентов с сердечной недостаточностью и у пациентов со сниженной фракцией выброса.[18] Алгоритм выбора устройства у пациентов со стандартными показаниями для стимуляции можно найти на Рисунке 4. [17]

Каковы риски и осложнения имплантации постоянного кардиостимулятора?
Имплантация кардиостимулятора требует хирургического вмешательства и, как и любая хирургическая процедура, связана с рисками и осложнениями, включая дисфункцию свинца, пневмоторакс, инфекцию и кровотечение. предоставляет показатели заболеваемости для некоторых нежелательных явлений из ряда клинических испытаний. [19-22] Хотя данные этих испытаний дают нам приблизительную частоту возникновения острых осложнений, эти показатели могут не применяться к общей популяции, поскольку пациенты, включенные в испытания, как правило, были здоровее.

Каковы некоторые послеоперационные соображения после установки кардиостимулятора?
После того, как устройство вставлено, необходимо внимательно следить за тем, чтобы не допустить заражения кармана кардиостимулятора или заражения свинцом, так как это потребует удаления устройства и проведения адъювантной антибактериальной терапии. В настоящее время нет никаких руководств, подробно описывающих надлежащий послеоперационный уход; однако, безусловно, необходимы здравый смысл и участие пациента в послеоперационном периоде.

Рекомендации по послеоперационному уходу различаются в зависимости от учреждения.В больнице общего профиля Ванкувера используются следующие препараты:
• Пациентов просят держать разрез сухим в течение 7 дней. Они могут мыться губкой, но не принимать душ.
• Повязки следует менять ежедневно. Использование крема с антибиотиком необязательно.
• Полоски Steri-Strips, нити или скобы следует оставить на 1-2 недели.
• Пациентов просят следить за увеличением отека, дренажа или кровотечения в месте введения.
• Пациентам с лихорадкой необходимо сдать кровь для посева и осмотреть место введения.
• Из кармана кардиостимулятора нельзя проводить аспирацию, так как это может привести к инфицированию ранее стерильного кармана.
• Пациентов просят воздерживаться от подъема пораженной руки за голову в течение 6 недель.

Как следует бороться с инфекциями в месте установки кардиостимулятора?
Периоперационное заражение кармана кардиостимулятора кожной флорой, по-видимому, является наиболее частой причиной инфекции. [22] Лечение включает антибактериальную терапию, а также удаление устройства и электродов с последующей имплантацией новой системы.Продолжительность и тип лечения антибиотиками зависят от степени инфекции и подозреваемого организма. При инфекциях, ограниченных карманом и подлежащими тканями, на что указывает отсутствие признаков эндокардита или бактериемии, ванкомицин рекомендуется в качестве средства первой линии, учитывая преобладание устойчивости к метициллину. Рекомендуемая продолжительность антибактериальной терапии после удаления устройства составляет от 7 до 10 дней для пациентов без воспалительных изменений и от 10 до 14 дней для пациентов с этими изменениями.Пациенты с признаками более глубокой инфекции, на что указывает эндокардит и инфекция карманов с бактериемией, должны получать парентеральную антибактериальную терапию не менее 2 недель после извлечения устройства. Если после 24 часов лечения антибиотиками посев крови устойчиво дает положительный результат, лечение следует продолжать не менее 4 недель. [23] Обычная профилактика антибиотиками не рекомендуется пациентам с кардиостимуляторами, если у них нет другого состояния, требующего этого. [24]

Что делает магнит с постоянным кардиостимулятором?
Все кардиостимуляторы реагируют на воздействие магнита переключением в режим асинхронной стимуляции с запрограммированной предсердно-желудочковой задержкой и фиксированной скоростью магнита.Конкретный тариф зависит от модели устройства, производителя и времени автономной работы. Кардиостимуляторы DDD переключаются на DOO, кардиостимуляторы VVI переключаются на VOO, а кардиостимуляторы AAI переключаются на AOO. Скорость отклика не активна в магнитном режиме. Магнит, помещенный над имплантируемым кардиовертер-дефибриллятором, приостанавливает терапию против тахикардии, не влияя на режим стимуляции. Это также относится к ИКД с функцией бивентрикулярной стимуляции.

Существует два клинических сценария, когда перепрограммирование предпочтительнее использования магнита: когда пациенты подвергаются хирургической процедуре, которая требует положения вне тела, и когда режим магнитного отклика в устройстве был отключен вручную.

Пациентам, которым требуется кардиостимуляция, следует перепрограммировать свои устройства в асинхронный режим, чтобы предотвратить подавление стимуляции из-за электрокаутеризации, используемой во время хирургических процедур. Некоторые старые модели кардиостимуляторов Boston Scientific могут не вернуться к исходному программированию после удаления магнита [25], но программирование в большинстве современных устройств вернется к предыдущим параметрам после удаления магнита.

Как электрокоагуляция влияет на имплантированные кардиостимуляторы и дефибрилляторы?
Высокочастотные сигналы, генерируемые электрокаутерией, могут мешать работе имплантированных кардиостимуляторов и дефибрилляторов.Эти сигналы могут вызвать неправильную кардиостимуляцию, что в редких случаях может вызвать желудочковые аритмии, препятствовать кардиостимуляции, вызвать срабатывание индикатора окончания срока службы, вызвать электрический сброс или переключить устройство в асинхронный режим. У пациентов с дефибрилляторами может возникнуть несоответствующая терапия антитахикардией. Риск неисправности устройства во время электрокаутеризации значительно снижается за счет использования коротких, прерывистых и неравномерно распределенных импульсов на минимально возможных уровнях энергии.Биполярные системы электрокоагуляции также минимизируют силу тока, которому подвергается система стимуляции. Если электрокоагуляция выполняется на расстоянии менее 15 см от генератора, это может привести к необратимому повреждению внутренней схемы, и потребуется провести опрос устройства.

Подготовка генератора импульсов для электрокаутеризации с магнитом важна. Альтернативой использованию магнита является перепрограммирование устройства в асинхронный режим или включение режима электрокаутерной защиты. В общем, все устройства должны быть опрошены у пациентов, перенесших электрокоагуляцию.Это должно происходить перед выпиской или переносом из среды сердечной телеметрии в случаях, когда используется монополярная электрокоагуляция, и в течение 1 месяца в амбулаторных условиях в противном случае. Важно, чтобы пациенты находились под наблюдением, используя соответствующее оборудование для дефибрилляции, до тех пор, пока функции устройства не будут повторно активированы.

Влияют ли электромагнитные поля на кардиостимулятор?
Риск неисправности устройства, связанной с электромагнитным полем, довольно низок, тем более, что в современных устройствах используются биполярные конфигурации стимуляции и считывания.[26,27] Производители кардиостимуляторов не рекомендуют никаких специальных мер предосторожности при использовании обычных бытовых приборов. [28] Портативные медиаплееры в целом безопасны; однако исследования показывают, что устройства, расположенные в пределах 5 см (2 дюймов) от генератора кардиостимулятора, часто вызывают помехи программиста [29]. Сотовые телефоны вряд ли будут вызывать клинически значимые помехи для кардиостимуляторов [30,31], но их не следует хранить в нагрудном кармане над устройством. Исследование ранних технологий сотовых телефонов продемонстрировало наличие помех в 1.5% кардиостимуляторов, хотя эти результаты не были воспроизведены в недавних исследованиях с использованием новейших технологий сотовых телефонов. [32,33] Системы электромагнитной безопасности, такие как противовзломные ворота и металлодетекторы, могут вызывать отклонения в работе устройства при постоянном воздействии электромагнитного поля. [34]

Пациенты, работающие со сварочными аппаратами, электродвигателями и размагничивающими катушками, могут иметь кардиостимуляторы для контроля внешнего электрического поля. Это может привести к отсутствию стимуляции или непреднамеренной терапии ИКД.Оценка потенциальных источников электромагнитного излучения на рабочем месте должна выполняться после имплантации кардиостимулятора, чтобы свести к минимуму риск помех от устройства. Большинство производителей предоставляют бесплатные телефонные номера для получения консультации по конкретным приборам и моделям устройств.

Что означает звуковой сигнал?
Многие устройства запрограммированы на подачу звукового сигнала, если периодическая самопроверка обнаруживает внутреннюю ошибку. Возможные причины включают дисфункцию свинца, сбой программного обеспечения и разряд батареи.Пациенты должны немедленно связаться с кардиологом или кардиологом, или обратиться в отделение неотложной помощи, если они заметят этот звуковой сигнал.

Когда пациент может садиться за руль или летать после установки кардиостимулятора?
Согласно информации о состоянии здоровья водителя для медицинских специалистов из RoadSafetyBC [35] и Руководства BC 2010 г. по определению пригодности к вождению [36] пациенты, которым недавно был установлен постоянный кардиостимулятор, могут управлять автомобилем при условии, что с момента его введения прошло не менее 1 недели. .Водители коммерческого транспорта должны подождать 1 месяц, и у них не должно быть никаких эпизодов нарушения сознания с момента имплантации. Кроме того, пациенты должны демонстрировать нормальное восприятие и захват на постимплантационной ЭКГ. Пациенты могут продолжать водить машину до тех пор, пока их устройство регулярно проверяется в клинике кардиостимуляторов, и такие проверки подтверждают правильность работы кардиостимулятора.

Рекомендации по полету после установки кардиостимулятора заключаются в том, что пациенты должны подождать 1 день без пневмоторакса и убедиться, что устройство функционирует нормально и правильно запрограммировано.[37]

Информацию для лицензированных пилотов, желающих вернуться к полетам после имплантации кардиостимулятора, можно найти на веб-сайте Transport Canada: www.tc.gc.ca/eng/civilaviation/publications/tp13312-2-cardiovascular-menu-2356.htm.[38] Пилоты должны подождать не менее 3 месяцев после успешной имплантации, прежде чем можно будет рассматривать возможность возвращения к полетам. Затем к каждому случаю подходят индивидуально.

Могут ли пациенты с постоянным кардиостимулятором пройти магнитно-резонансную томографию?
МРТ может повлиять на работу постоянных кардиостимуляторов.Возможное перемещение устройства, изменения программирования, подавление стимуляции, асинхронная стимуляция, нагревание или стимуляция сердца индуцированными токами в проводах отведений — все это возможные осложнения. В нескольких исследованиях сообщается об относительной безопасности сканирования пациентов с помощью устройств [39], однако в руководствах по-прежнему считается, что наличие кардиостимулятора является противопоказанием для оценки МРТ. [40] Однако, если преимущества перевешивают риски, сканирование МРТ может быть возможно в центре, специализирующемся на МРТ и электрофизиологии сердца.Несколько систем кардиостимуляторов были протестированы в определенных условиях МРТ и признаны условными МРТ. Эти устройства в настоящее время имплантируются в Британской Колумбии. Если требуется оценка МРТ, лучше всего обсудить с рентгенологом, чтобы выяснить, перевешивают ли преимущества сканирования риски. Устройство также должно быть обследовано кардиологом до и после МРТ.

Резюме
Многие пациенты извлекли пользу из вклада Джона Хоппса в разработку кардиостимуляторов.В настоящее время кардиостимуляторы и имплантируемые дефибрилляторы сердца используются для решения ряда проблем с сердечным ритмом. Установка постоянного кардиостимулятора может привести к осложнениям, но надлежащий послеоперационный уход может предотвратить инфекцию, и плановая антибиотикопрофилактика не требуется. Пациенты обычно могут водить машину через 1 неделю после имплантации и через 1 день отправиться в полет. Пациенты должны быть осведомлены о возможном влиянии электрокаутеризации и электромагнитных полей на функцию кардиостимулятора, а также проинформированы о том, что сканирование МРТ возможно, если преимущества перевешивают риски.

Конкурирующие интересы
Доктор Беннет получил гонорары за выступления и консультационные услуги, предоставленные производителям устройств Medtronic, St. Jude Medical и Boston Scientific. Другие авторы этой статьи не получали комиссионных от этих производителей и не заявляли о дополнительных конкурирующих интересах.

---

Эта статья прошла рецензирование.

---

Список литературы

1. Хоппс Дж. Развитие кардиостимулятора.Pacing Clin Electrophysiol 1981; 4: 106-108.
2. Миттал Т. Кардиостимуляторы — путешествие сквозь годы. Индийский журнал J Thorac Cardiovasc Surg 2005; 21: 236-249.
3. Бигелоу В. История кардиостимулятора: холодное сердце. Pacing Clin Electrophysiol 1987; 10: 142-150.
4. Каллаган Дж., Бигелоу У. Электрический искусственный кардиостимулятор для остановки сердца. Энн Сург 1951; 1: 8-17.
5. Гули С. Канадский инженер, предоставленный самим себе. CMAJ 1997; 157: 863.
6. Джеффри К., Парсоннет В.Кардиостимуляция, 1960–1985: четверть века медицинских и промышленных инноваций. Circulation 1998; 97: 1978-1991.
7. Николлс М. Пионеры кардиологии: Руне Эльмквист, доктор медицины. Циркуляция 2007; 115: 109-111.
8. Сеннинг А. Сердечная кардиостимуляция в ретроспективе. Am J Surg 1983; 145: 733-739.
9. Канадское общество медицинской и биологической инженерии. Основатель CMBES: доктор Джон (Джек) Хоппс. По состоянию на 31 октября 2016 г. www.cmbes.ca/index.php?option=com_content&view=article&id=65&Itemid=118.
10. Канадский музей науки и техники. Канадский Зал славы науки и техники. Джон «Джек» А. Хоппс: 1919–1998. По состоянию на 31 октября 2016 г. www.sciencetech.technomuses.ca/english/about/hallfame/u_m_e.cfm.
11. Bernstein AD, Daubert JC, Fletcher RD, et al. Пересмотренный общий код NASPE / BPEG для антибрадикардии, адаптивной скорости и многоузловой стимуляции. Pacing Clin Electrophysiol 2002; 25: 260-264.
12. Эпштейн А., ДиМарко Дж., Элленбоген К. и др. Рекомендации ACC / AHA / HRS 2008 по аппаратной терапии нарушений сердечного ритма: отчет Целевой группы Американского колледжа кардиологов / Американской кардиологической ассоциации по практическим рекомендациям.Дж. Ам Колл Кардиол 2008; 51: 1-62.
13. Айенгар С., Авраам В.Т. Страница пациента кардиологии. Сердечная ресинхронизирующая терапия: лучшая и более долгая жизнь для пациентов с тяжелой сердечной недостаточностью. Циркуляция 2005; 112: 236-237.
14. Cazeau S, Leclercq C., Lavergne T, et al. Эффекты многоузловой бивентрикулярной стимуляции у пациентов с сердечной недостаточностью и задержкой внутрижелудочковой проводимости. New Engl J Med 2001; 344: 873-880.
15. Абрахам В., Фишер В., Смит А. и др. Ресинхронизация сердца при хронической сердечной недостаточности.New Engl J Med 2002; 346: 1845-1853.
16. Экснер Д., Бирни Д., Мо Г. и др. Рекомендации Канадского сердечно-сосудистого общества по использованию сердечной ресинхронизирующей терапии: доказательства и отбор пациентов. Кан Дж Кардиол 2013; 29: 182-195.
17. Паркаш Р., Филиппон Ф., Шанкс М. и др. Рекомендации Канадского сердечно-сосудистого общества по использованию сердечной ресинхронизирующей терапии: внедрение. Джан Кардиол 2013; 29: 1346-1360.
18. Хили Дж., Тофф В., Ламас Дж. И др. Сердечно-сосудистые исходы с предсердной кардиостимуляцией по сравнению с желудочковой кардиостимуляцией: метаанализ рандомизированных исследований с использованием индивидуальных данных пациентов.Циркуляция 2006; 114: 11-17.
19. Пакаринен С., Оикаринен Л., Тойвонен Л. Краткосрочные осложнения, связанные с имплантацией аппаратов для управления сердечным ритмом: ретроспективное однолетнее исследование в одном центре. Europace 2010; 12: 103-108.
20. Тобин К., Стюарт Дж., Вествир Д., Фрумин Х. Острые осложнения имплантации постоянного кардиостимулятора: их финансовые последствия и связь с объемом и опытом оператора. Am J Cardiol 2000; 85: 774-776.
21. Haug B, Kjelsberg K, Lappegard KT.Имплантация кардиостимулятора в небольших больницах: частота осложнений сопоставима с более крупными центрами. Europace 2011; 13: 1580-1586.
22. Да Коста А., Лелиевр Х., Киркориан Г. и др. Роль преаксиллярной флоры в инфекциях кардиостимуляторов: проспективное исследование. Циркуляция 1998; 97: 1791-1795.
23. Баддур Л., Эпштейн А., Эриксон С. и др. Обновленная информация о сердечно-сосудистых инфекциях имплантируемых электронных устройств и их лечении: научное заявление Американской кардиологической ассоциации. Циркуляция 2010; 121: 458-477.
24. Уилсон В., Тауберт К., Гевиц М. и др. Профилактика инфекционного эндокардита: рекомендации Американской кардиологической ассоциации. Циркуляция 2007; 116: 1736-1754.
25. Целевая группа Американского общества анестезиологов по периоперационному ведению. Практические рекомендации по периоперационному ведению пациентов с использованием устройств для контроля сердечного ритма: кардиостимуляторов и имплантируемых кардиовертеров-дефибрилляторов. Анестезиология 2005; 103: 186-198.
26. Пински С.Л., Трохман Р.Г. Помехи в имплантированных сердечных устройствах, Часть I.Pacing Clin Electrophysiol 2002; 9: 1367-1381.
27. Колб С., Зреннер Б., Шмитт С. Частота электромагнитных помех в имплантируемых кардиовертерных дефибрилляторах. Pacing Clin Electrophysiol 2001; 24: 465-468.
28. Goldschlager N, Epstein A, Friedman P, et al. Воздействие окружающей среды и лекарств на пациентов с кардиостимуляторами и имплантируемыми кардиовертерами / дефибрилляторами: практическое руководство по лечению пациентов. Arch Intern Med 2001; 161: 649-655.
29. Thaker J, Patel M, Jongnarangsin K, et al.Электромагнитные помехи для кардиостимуляторов, вызванные портативными медиаплеерами. Ритм сердца 2008; 5: 538-544.
30. Hayes DL, Wang PJ, Reynolds DW, et al. Вмешательство в работу кардиостимуляторов с помощью сотовых телефонов. New Engl J Med 1997; 336: 1473-1479.
31. Ирнич В., Батц Л., Мюллер Р. и др. Электромагнитные помехи кардиостимуляторов мобильными телефонами. Pacing Clin Electrophysiol 1996; 19: 1431-1446.
32. Trigano A, Blandeau O, Dale C, et al. Надежность электромагнитных фильтров кардиостимуляторов проверена по звонку сотового телефона.Ритм сердца 2005; 2: 837-841.
33. Исмаил М., Бадрелдин А., Хельдвейн М. и др. Мобильные телефоны третьего поколения (UMTS) не мешают работе постоянных имплантированных кардиостимуляторов. Стимуляция Clin Electrophysiol 2010; 33: 860-864.
34. Гимбел Дж. Р., Кокс Дж. В.. Электронные системы наблюдения за товарами и взаимодействие с имплантируемыми кардиологическими устройствами: риск неблагоприятных взаимодействий в общественных и коммерческих помещениях. Mayo Clin Proc 2007; 82: 318-322.
35. Безопасность на дорогахBC. Информация о состоянии здоровья водителя для медицинских работников.По состоянию на 28 октября 2016 г. www2.gov.bc.ca/gov/content/transportation/driving-and-cycling/driver-medical/driver-medical-fitness/driver-medical-fitness-information-for-medical-professionals.
36. Британская Колумбия, Министерство общественной безопасности, генеральный солиситор, Управление автомобильного надзора. Руководство 2010 г. до н.э. по определению пригодности к вождению. По состоянию на 28 октября 2016 г. www2.gov.bc.ca/assets/gov/driving-and-transportation/driving/publications/2010-guide-in-determining-fitness-to-drive.pdf.
37.Симпсон С., Росс Д., Дориан П. и др. Конференция CCS Consensus 2003: Оценка кардиологического пациента на пригодность к вождению и полету — Краткое содержание. Джан Дж Кардиол 2004; 20: 1313-1323.
38. Wielgosz AT. Руководство по оценке состояния сердечно-сосудистой системы у лицензированного авиационного персонала, 2012 г. Оттава: Транспорт Канады, Медицина гражданской авиации; 2012. По состоянию на 31 октября 2016 г. www.tc.gc.ca/media/documents/ca-opssvs/cardiovascular-2012.pdf.
39. Zikria J, Machnicki S, Rhim E, et al.МРТ пациентов с кардиостимуляторами: обзор медицинской литературы. AJR Am J Roentgenol 2001; 196: 390-401.
40. Левин Г., Гомес А., Араи А. и др. Безопасность магнитно-резонансной томографии у пациентов с сердечно-сосудистыми устройствами. Циркуляция 2007; 116: 2878-2791.

---

Д-р Бейнс — кардиолог региональной больницы Абботсфорда. Д-р Чатур является резидентом PGY-3 по внутренним болезням в Университете Британской Колумбии. Д-р Игнашевски является резидентом PGY-3 по внутренним болезням в SUNY Upstate Medical University в Сиракузах, Нью-Йорк.Г-жа Ладхар — кандидат наук в Университете Британской Колумбии. Доктор Беннетт — кардиолог-электрофизиолог и руководитель программы лечения аритмии в больнице общего профиля Ванкувера.

Сердце изобретений: как создатель кардиостимулятора Уилсон Грейтбэтч спас бесчисленное количество жизней

Многое может случиться за минуту. В мире научных изобретений минута может иметь решающее значение. Искра может вызвать у изобретателя жизненно важную идею за минуту, а 60 секунд — все, что нужно изобретателю, чтобы совершить огромную ошибку.

В некоторых исключительных случаях, возможно, оба явления могут происходить в один и тот же момент времени. Так было с доктором Уилсоном Грейтбэтчем, изобретателем, который всего за минуту сделал ошибку, которая привела к спасительному изобретению и навсегда изменила систему здравоохранения сердечно-сосудистой системы.

Ошибка, которая все спровоцировала

В 1956 году Грейтбэтч попытался создать регистратор сердечного ритма. Однако после ошибочного добавления неправильного электронного компонента устройство генерировало электронные импульсы вместо того, чтобы просто записывать звук сердцебиения, как он предполагал.Слушая пульс устройства, звук, похожий на звук, издаваемый здоровым сердцем, Грейтбатч пережил критический момент «ага». В тот момент он понял, что это устройство может помочь нездоровому сердцу поддерживать ритм, создавая разряды, чтобы помочь сердечным мышцам перекачивать и сокращать кровь.

В сарае за своим домом профессор электротехники работал, чтобы использовать свое непреднамеренное открытие для создания первого в мире имплантируемого кардиостимулятора. Первый кардиостимулятор Greatbatch был имплантирован пациенту в 1960 году, а два года спустя Greatbatch получил патент на устройство.

Действительно, минута может преобразить. Сердце здорового человека в среднем бьется от 50 до 70 раз в минуту. Но для больного сердца минута может означать разницу между жизнью и смертью. В конечном итоге изобретение Грейтбэтчем имплантируемого кардиостимулятора расширило возможности и спасло миллионы жизней во всем мире. «Я серьезно сомневаюсь, что что-то из того, что я делаю, когда-либо вызовет у меня восторг, который я испытал в тот день, когда моя собственная электронная конструкция объемом два кубических дюйма управляла живым сердцем», — заметил Грейтбэтч.

Поздние годы

Грейтбатч за свою жизнь запатентовал более 325 изобретений. Помимо кардиостимулятора, он проводил важные исследования в области лечения ВИЧ и возобновляемых источников энергии. Грейтбэтч смело призвал современных ученых положить конец зависимости мира от ископаемого топлива, работая над решением, которое будет использовать реакцию синтеза на основе гелия для выработки электроэнергии.

Грейтбатч получил множество наград за свою жизнь. Он был занесен в Национальный зал славы изобретателей и получил премию Lemelson-MIT за выслугу лет.Он также был награжден Национальной медалью технологий президентом Джорджем Х. Буша в 1990 году.

Грейтбатч создал одно из самых значительных изобретений 20 ^-го века в результате вопиющего просчета. То, что началось как неудача, стало революционной идеей, которая привела к успеху. Грейтбатч был упорным изобретателем, который напоминает нам, что неудача сама по себе часто является сердцебиением открытия — поддерживая изобретение, заставляя нас продолжать искать ответы на самые сложные вопросы мира.

Умер Эрл Э. Баккен, изобретатель кардиостимулятора и основатель Medtronic, по номеру 94

Большой прорыв Medtronic начался с печального события. В 1957 году в Миннеаполисе произошло отключение электроэнергии, отключив электричество в больнице доктора Лиллехея и приведя к смерти одного из его молодых пациентов. Он спросил г-на Баккена, может ли он найти лучшее решение.

Г-н Баккен сначала экспериментировал с питанием кардиостимулятора от автомобильного аккумулятора. Посчитав это слишком громоздким, он вместо этого обратился к новой в то время технологии: транзистору.Изобретение г-на Баккена поместилось в четырехдюймовую квадратную коробку, которую можно было прикрепить клейкой лентой к груди пациента. Электрокардиостимулятор передавал электрические сигналы в сердце по проводам, которые проходили через грудную клетку пациента и которые можно было удалить без хирургического вмешательства.

Доктор Лиллехей установил прототип на пациенте менее чем через четыре недели после того, как г-н Баккен начал свою работу — сроки, которые, как он позже заметил, были бы невозможны в соответствии с современными правилами.

Изобретение г-на Баккена изменило Medtronic — но не сразу.В 1957 и 1958 годах компания продала всего несколько десятков кардиостимуляторов. Однако в 1960 году компания лицензировала права на имплантируемый кардиостимулятор, изобретенный исследователями из Буффало. В следующем году компания наконец переехала из гаража в недавно построенную штаб-квартиру неподалеку. Доходы, составлявшие в 1962 году всего лишь 500 000 долларов, к 1968 году достигли почти 10 миллионов долларов.

Г-н Баккен также был филантропом, занимавшимся научным образованием и медициной. В 1975 году он основал в Миннеаполисе Музей Баккена, посвященный истории электричества и магнетизма.Он также помог основать музей Павека в соседнем парке Сент-Луис; в нем хранится коллекция старинного радио, теле- и радиовещательного оборудования. Он финансировал несколько медицинских программ в Университете Миннесоты, а также в Институте сердца и мозга графа и Дорис Баккен в клинике Кливленда.

Первый брак г-на Баккена с Конни Олсон, как ее называли, закончился разводом. У него осталась жена Дорис (Маршалл) Баккен, на которой он женился в 1982 году; четверо детей от первого брака, Венди Уотсон, Памела Петерсмейер и Джефф и Брэдли Баккен; его сестра Марджори Андерсен; двое приемных детей, Рамона Уэст и Дэвид Маршалл; 11 внуков; трое приемных внуков; и восемь праправнуков.

Г-н Баккен получил прямую выгоду от своего изобретения, поскольку ему дважды имплантировали кардиостимуляторы.

«Я рад, что изобрел компанию, — сказал г-н Баккен изданию St. Paul Pioneer Press в 2010 году, — иначе я бы не сидел здесь».

Отис Бойкин | Афроамериканские изобретатели

Известные афроамериканские изобретатели

Предоставлено семьей Бойкиных, Даллас, Техас Отис Бойкин (1920–1982) Бойкин усовершенствовал кардиостимулятор и сделал повседневные электронные устройства, такие как телевизор и компьютеры, более эффективными и доступными. Предыстория: Бойкин родился в Далласе, штат Техас. Он учился в колледже Фиск в Нэшвилле, штат Теннеси, и продолжил образование в Технологическом институте Иллинойса в Чикаго. Изобретение: После работы в области электроники Бойкин проявил особый интерес к резисторам. Резисторы замедляют прохождение электричества, позволяя безопасному количеству электричества проходить через устройство. В 1959 году он запатентовал «проволочный прецизионный резистор», который позволял протекать определенным величинам электрического тока для определенной цели.Вскоре после этого он создал новый резистор, способный выдерживать перепады температуры и давления воздуха. Это был огромный прорыв, который позволил сделать многие электронные устройства более дешевыми и надежными, чем когда-либо прежде. Резисторы Бойкина использовались в продуктах от телевизоров и компьютеров IBM до военных ракет. Бойкин также изобрел блок управления кардиостимулятором — устройство, имплантированное в тело, чтобы помочь сердцу нормально биться. Изобретение Бойкина позволило более точно регулировать кардиостимулятор. Знаете ли вы? По иронии судьбы, Бойкин умер от сердечной недостаточности в 1982 году.

Одно из самых влиятельных изобретений в области кардиологии, изобретенное в Buffalo

Кэти Гибас более подробно рассказывает о том, как изобрели кардиостимулятор в Буффало, штат Нью-Йорк, в этом выпуске журнала «Здоровый образ жизни», посвященном исследованию Нью-Йорка.

Одно из самых влиятельных изобретений в области кардиологии было изобретено в Буффало, штат Нью-Йорк.Идея кардиостимулятора возникла в 1950-х годах в Бостоне, когда доктор Пол Золль разработал методику кардиостимуляции.

«Это действительно не продвинулось очень далеко, потому что это было довольно болезненно, и это было действительно только для краткосрочной кардиостимуляции», — сказал доктор Джон Кэнти-младший, кардиолог из VA.

Работа продолжалась в Миннеаполисе, где два врача разработали первый временный кардиостимулятор, который представлял собой внешнее устройство, подключенное к сердцу с помощью провода.

«Это использовалось для детей, перенесших операцию на сердце, у которых часто развивалась блокада сердца.Несмотря на то, что это наладило временную кардиостимуляцию, это действительно не помогло пациентам, у которых была низкая частота сердечных сокращений из-за блокады здоровья «, — сказал Кэнти.

Вскоре после этого профессор и инженер Университета Буффало Уилсон Грейтбэтч разработал имплантируемый кардиостимулятор.

«Инженер, доктор Грейтбэтч, который, как гласит легенда, работал в своем гараже, наткнулся на схемы с транзисторами, которые могли измерять импульс. Изобретение действительно зависело от развития миниатюрных технологий, таких как транзисторы.»Транзисторы тогда были новыми», — сказал Кэнти.

В сотрудничестве между Грейтбэтчем, доктором Уильямом Чардаком, главой хирургического отделения больницы администрации ветеранов в Буффало, и доктором Эндрю Гейджем, первый кардиостимулятор был успешно имплантирован пациенту в больнице Буффало, штат Вирджиния.

«Когда сердце замедляется, оно не может перекачивать столько крови и приводит к усталости. Есть много людей, у которых есть то, что мы называем блокадой сердца, когда их собственный кардиостимулятор работает с частотой 35-40 ударов в минуту, и он не может увеличиваться.На самом деле мы вообще ничего не могли сделать для лечения этих пациентов. Это действительно то, на что мы полагаемся каждый день, — сказал Кэнти. — У сотен пациентов, тысяч пациентов в Западном Нью-Йорке есть устройства. Это позволяет им вести действительно нормальный образ жизни. Это не влияет на то, что они могут делать ежедневно. Кроме того, когда они проходят через металлоискатели в аэропорту, он срабатывает. Он считается одним из 10 лучших инноваций общества за последнее столетие. Это довольно новаторский подход, и он действительно положил начало современной индустрии медицинского оборудования.«

Кардиостимулятор заложил основу для разработки имплантируемых дефрибуторов, инсулиновых помп для диабета, эндопротезирования тазобедренного сустава и протезов. Позднее компания Greatbatch изобрела устойчивую к коррозии литий-йодную батарею с длительным сроком службы для питания кардиостимулятора. Он владел в общей сложности 350 патентами, которые занесли его в Национальный зал славы изобретателей. Лицензия на устройство была передана в 1961 году компании Medtronic из Миннеаполиса.

«Учитывая то, что происходит на западе Нью-Йорка с индустрией здравоохранения здесь и растущим кампусом Buffalo Niagara Medical, я подозреваю, что если бы он был разработан в 2015 году, технология, вероятно, осталась бы здесь», — сказал Кэнти.

На протяжении многих лет сотрудничество между инженерами, врачами и пациентами привело к развитию технологий, направленных на повышение безопасности и эффективности.

С 1960 года во всем мире было имплантировано более 2 миллионов кардиостимуляторов.

Перейти к основному содержанию Поиск

Поиск

• Где угодно

Быстрый поиск где угодно

SearchSearch

Расширенный поиск

• Войти | регистр

Пропустить главную навигацию Закрыть меню ящика Открыть меню ящика Домой

• Подписка / продление
  • Учреждения
  • Индивидуальные подписки
  • Индивидуальные продления
• Библиотекари
Чикагский пакет
• Полный охват и охват содержимого
• Файлы KBART и RSS-каналы
• Разрешения и перепечатки
• Инициатива развивающихся стран Чикаго
• Даты отправки и претензии
• Часто задаваемые вопросы библиотекарей
• Агенты
  и платежи
  • Полный пакет Chicago
  • Полный охват и содержание
  • Даты отправки и претензии
  • Часто задаваемые вопросы агента
• Партнеры по издательству
  • О нас
  • Публикуйте у нас
  • Новые журналы
  • 2 tners
• Новости прессы
  • Подпишитесь на уведомления eTOC
  • Пресс-релизы
  • СМИ
• Издательство Чикагского университета
• Распределительный центр в Чикаго
• Чикагский университет
• Положения и условия
• Заявление об издательской этике
• Уведомление о конфиденциальности
• Доступность Chicago Journals
• Доступность вузов
• Следуйте за нами на facebook
• Следуйте за нами в Twitter
• Свяжитесь с нами
• Медиа и рекламные запросы
• Открытый доступ в Чикаго
• Следуйте за нами на facebook
• Следуйте за нами в Twitter
.