История развития кардиостимуляции: первые кардиостимуляторы.

Первые кардиостимуляторы появились не мгновенно! Этому предшествовал длительный период становления и развития науки. Развитие кардиостимуляции необходимо рассматривать в тесной связи с электродиагностикой и электротерапией в целом. Более того, электротерапия в процессе своего развития способствовала более детальному пониманию того, что происходит внутри сердца.
Электротерапия имеет простую концепцию: использовать внешний источник электрического тока для воздействия на ткани, добиваясь того или иного положительного эффекта.
В течение последних пятидесяти лет в области электротерапии было большое количество открытий и инноваций. И все эти открытия произошли в результате взаимодействия хирургов, терапевтов, инженеров, химиков, бизнесменов и пациентов. Текст получился очень длинный, поэтому, для тех кто торопится советую пользоваться оглавлением.

Древний мир.

Гипократ и Аристотель о сердце.

Еще в древнем мире философы и ученые отмечали в своих высказываниях некоторые аспекты электрофизиологии сердца. Так, Гиппократ отмечал связь частых потерь сознания людей с внезапной смертью.

Гипократ
Гипократ

Аристотель считал, что сердце — это источник всех движений, что весьма точно с точки зрения современной физиологии.

Пульс в древнем мире.

Множество ученых древнего Китая, древней Греции и древнего Рима писали целые книги про пульс. Описывали десятки различных видов пульса. Так, Гален из Рима считал что для каждой болезни характерна своя особая форма пульса.

Концепции в Европе в 16-18 веках.

Геранимо Меркуриале сформулировал концепция возникновения обмороков при редком ритме сердца.

Меркуриале
Меркуриале

Уильям Гарвей описал восстановления биения сердца голубя после удара пальцем по остановившемуся сердцу.

Ранняя кардиоэлектротерапия.

Большой вклад в электротерапию внес Луиджи Гальвани, которых утверждал, что электричество зарождается в живых тканых. В частности он ставил эксперименты с мышцами лягушки.

Galvani
Луиджи Гальвани

Аллесандро Вольт создал первую батарею, основанную на возникновении электричества при контакте двух разных металлов. Его именем названа единица измерения напряжения – Вольт.

Аллессандра Вольт
Аллессандра Вольт

В 1882 году в клинику Хуго фон Циммсен поступила пациентка Катерина Серафин, у которой был рак груди. Опухоль была удалена вместе с большой частью передней грудной стенки. Сердце оказалось покрыто тонкими кожными покровами, что дало возможность поставить рад экспериментов. В частности Циммсен добивался желаемой частоты сердечных сокращений стимуляцией ее сердца электрическими импульсами.

Серафин - пациентка Циммсена
Серафин — пациентка Циммсена

Описание МЭС приступов (Морганьи-Адамса-Стокса).

Взаимосвязь редкого ритма с неврологической симптоматикой, в частности с потерей сознания, судорогами, была описана несколькими врачами и учеными. Данный патофизиологический механизм был описан в 1717 году Словенским врачом Маркусом Гербациусом, в 1761 итальянским врачом Гиованни Батиста Морганьи, в 1827 и 1846 годах – ирландскими врачами Робертом Адамсом и Уильямом Стоксом.

Описание АВ блокады.

Врачи и ученые описали атриовентрикулярную блокаду еще до появления электрокардиограммы. Сегодня это кажется очень удивительным, настолько для нас естественно существование кардиографии. В частности, Фридерик Венкебах и Джон Хэй в начале 20 века описали атрио-вентрикулярную блокаду 2 степени, используя сфигмографию и мониторинг давления в венозной системы. Вольдемар Мобитц классифицировал различные варианты АВ блокады.

Электрокардиография.

Изобретение электрокардиографии было большим прорывом в кардиологии в конце 19 начале 20 века. Особенно это касается понимания сущности различных аритмий, и как следствие развития методов лечения, включая электростимуляцию. Поэтому, можно сказать, что запись ЭКГ была предвестником появления первых кардиостимуляторов. Первым врачом, записавшим электрокардиограмму был Август Валер в конце 19 века. На запись Валера была не совершенной и не достаточно подробно описанной. Исследования Валера продолжил Уильям Эндховен, которых не только записывал электрокардиограмму человека, но и ввел в практику описание и классификацию зубцов и интурвалов на электрокардиографии: P, Q, R, S, T. Эндховен использовал для записи кардиограммы гальванометр. Руки и ноги пациента помещались в физраствор, чтобы улучшить контакт.

Запись ЭКГ, Эндховен
Запись ЭКГ, Эндховен

В 1924 году Эндоховен получил нобелевскую премию в области физиологии за внедрение электрокардиографии и гальванометра.

В 1933 году Вильсон Ф.Н. внедрил в практику стандартные отведения. В 1942 году Гольдбергер Е. дополнил электрокардиограмму грудными отведениями. В результате появились стандартные 12 отведений ЭКГ, которые и известны нам по сей день. В то время компаний выпустили электрокардиографы.

Аппарат для записи ЭКГ
Аппарат для записи ЭКГ

Первые кардиостимуляторы: механизмы 1920-1930 годов.

Заслугу изобретения первого наружного кардиостимулятора разделили между собой два доктора: австралийский анестезиолог Марк Лидвелл и американский физиолог Алберт Химэн. Работая независимо в разных концах мира они разработали первый кардиостимулятор, который был наружным. В 1928 году Марк Лидвелл использовал электрическую стимуляцию сердца, чтобы сохранить жизнь ребенку, родившемуся с полной АВ блокадой. Ребенок выжил. В 1932 году Химен разработал мотор с ручной подзаводкой, генерирующий электрические импульсы. Свой прибор он назвал искусственным водителем ритма. Этот термин используется и в настоящее время. Всего было изготовлено 3 модели данного аппарата, ни один из них не сохранился до настоящего времени. Необходимо отметить, что Химен встретил сопротивление медицинской общественности, которая отвергла его изобретение.

ЭКС Химена
ЭКС Химена

1950 годы – первый портативный кардиостимулятор, работающий от сети.

Работающий от сети кардиостимулятор был изобретен в ранних 1950-х годах. Это были массивные устройства, которые возили на тележках. Они требовали подключения к сети. Таким образм источником питания был переменный ток. Их называли портативными только лишь потому, что пациенты могли ходить, но не дальше, чем позволял электрический выход сети.
Изобретения подобного кардиостимулятора было прямым следствием экспериментов с гипотермией Вильфреда Бигелоу и Джона Каллагана.
В то же время стал использоваться трансвенозный доступ и биполярные электроды. Трансвенозный доступа вместе с портативным стимулятором внедрил канадский инженер Джон Хопс. Это избавило он крайне некомфортного прежнего способа стимуляции сердца с использованием игл и сопутствующим дерганием грудной клетки.

ЭКС Джона Хопса
ЭКС Джона Хопса

В 1951 году кардиологи из города Бостон Пауль Золь разработал внешний настольный кардиостимулятор, который успешно применялся в лечении атрио-вентрикулярной блокады.
Кардиостимулятор PM-65 , разработанный Золем, представлял из себя монитор электрокардиограммы, объединенный с кардиостимулятором. Он вырабатывал электрические импульсы длительностью 2 мс, амплитудой 50 и 150 Вольт. Использовался переменный ток, который доставлялся пациенту через пару электродов из металла. Площадь контакта электрода была 3 квадратных сантиметра. Электроды раздражали кожу, кроме того, периодичные электрические шоки были болезненными. Сам же кардиостимулятор был громоздкий и тяжелый.

ЭКС Золя
ЭКС Золя

Кроме того именно Золь в 1956 году применил электрический шок, для купирования фибрилляции желудочков.

В 1956 году английский врач Аубрей Литам и Джуфри Дэвис разработали первый стимулятор, работающий по требованию. То есть если сердце сокращалось самостоятельно, то он не наносил стимул, что позволило избежать вероятности попадания стимула на Т зубец при асинхронной стимуляции. Этот кардиостимулятор был также громоздким и работал от сети.

Золотые годы кардиостимуляции: 50-е – 60-е годы XX века.

В 1957 году был разработан первый переносной кардиостимулятор, работающий от батареи. Непосредственное участие в его разработки приняли основатели фирмы Medtronic, Е. Бакен и Палмер Хермюндсли.

Первое здание Медтроник
Первое здание Медтроник

В это время активно развивалась хирургия на открытом сердце. Одним из выдающихся хирургов был Вальтон Лиллехай. Именно он принял участие в разработки электродов, которые подшивались к сердцу после открытой операции. Это позволило уйти от высоковольтной стимуляции, потому что если электрод напрямую контактирует с сердцем, то достаточно нескольких вольт для эффективной стимуляции.

Первая имплантация кардиостимулятора в организм человека была выполнена в Швеции. Система была разработана хирургом Аке Сеннисом и врачом изобретателем Руна Элмквисом. Пациентом был 43 летний инженер Арне Лфрссон.

В дальнейшем развитие шло в направлении уменьшения размеров кардиостимуляторов, увеличения срока службы, появления новых функций.

первый имплантируемый ЭКС
первый имплантируемый ЭКС