Umělý kardiostimulátor - Artificial cardiac pacemaker

Umělý kardiostimulátor
St Jude Medical kardiostimulátor s ruler.jpg
St Jude Medical kardiostimulátor s pravítkem

Srdeční kardiostimulátor (nebo kardiostimulátorem , aby nedošlo k zaměňovat s přirozeným kardiostimulátoru na srdce ), je zdravotnický prostředek, který vytváří elektrické impulsy dodané elektrodami způsobit srdečního svalu komory (horní nebo atria a / nebo nižší nebo komory ), aby se stáhly, a proto pumpovaly krev; tímto zařízením nahrazuje a/nebo reguluje funkci systému elektrického vedení srdce .

Primárním účelem kardiostimulátoru je udržovat adekvátní srdeční frekvenci , buď proto, že přirozený kardiostimulátor srdce není dostatečně rychlý, nebo proto, že v elektrickém vodivém systému srdce je blok . Moderní kardiostimulátory jsou externě programovatelné a umožňují kardiologovi, zejména srdečnímu elektrofyziologovi , vybrat optimální stimulační režimy pro jednotlivé pacienty. Moderní zařízení jsou stimulátory poptávky , u nichž je stimulace srdce založena na dynamické poptávce oběhového systému .

Specifický typ kardiostimulátoru nazývaný defibrilátor kombinuje funkce kardiostimulátoru a defibrilátoru v jednom implantabilním zařízení, které by se pro přehlednost mělo nazývat defibrilátor. Jiné, nazývané biventrikulární kardiostimulátory, mají více elektrod stimulujících různé polohy v dolních srdečních komorách, aby se zlepšila synchronizace komor , dolních komor srdce.

Metody stimulace

EKG u osoby s síňovým kardiostimulátorem . Všimněte si kruhu kolem jednoho z ostrých elektrických hrotů v poloze, kde byste očekávali vlnu P.
EKG osoby s dvoukomorovým kardiostimulátorem

Perkusivní stimulace

Perkusivní stimulace, také známá jako transtorakální mechanická stimulace, je použití uzavřené pěsti, obvykle na levém dolním okraji hrudní kosti nad pravou komorou ve vena cava , úder ze vzdálenosti 20-30 cm k vyvolání komorového rytmu ( British Journal of Anesthesia navrhuje, že to musí být provedeno pro zvýšení komorového tlaku na 10–15 mmHg, aby se indukovala elektrická aktivita). Toto je starý postup, který se používá pouze jako prostředek k záchraně života, dokud není pacientovi přiveden elektrický kardiostimulátor.

Transkutánní stimulace

Transkutánní stimulace (TCP), nazývaná také externí stimulace, se doporučuje pro počáteční stabilizaci hemodynamicky významných bradykardií všech typů. Procedura se provádí umístěním dvou stimulačních podložek na hrudník pacienta, a to buď do přední/boční polohy, nebo do přední/zadní polohy. Záchranář volí stimulační frekvenci a postupně zvyšuje stimulační proud (měřeno v mA), dokud není dosaženo elektrického záběru (charakterizovaného širokým komplexem QRS s vysokou, širokou T vlnou na EKG ), s odpovídajícím impulzem. Artefakt stimulace na EKG a silné záškuby svalů mohou toto stanovení ztížit. Na externí stimulaci by se nemělo spoléhat po delší dobu. Jedná se o nouzový postup, který funguje jako můstek, dokud nelze použít transvenózní stimulaci nebo jinou terapii.

Epikardiální stimulace (dočasná)

EKG rytmický proužek stanovení prahu u pacienta s dočasným (epikardiálním) komorovým kardiostimulátorem. Sonda epikardiálního kardiostimulátoru byla umístěna poté, co se pacient zhroutil během operace aortální chlopně . V první polovině trasování stimuly kardiostimulátoru rychlostí 60 tepů za minutu vedou k širokému komplexu QRS se vzorem větveného bloku pravého svazku . Podávají se postupně slabší stimulační stimuly, což má za následek asystolii v druhé polovině trasování. Na konci trasování dochází ke zkreslení v důsledku svalových kontrakcí v důsledku (krátkého) hypoxického záchvatu . Protože snížené stimuly kardiostimulátoru nevedou k komorovému únikovému rytmu , lze o pacientovi říci, že je závislý na kardiostimulátoru a potřebuje definitivní kardiostimulátor.

Dočasná epikardiální stimulace se používá během otevřené operace srdce, pokud chirurgický zákrok vytvoří atrioventrikulární blok. Elektrody jsou umístěny do kontaktu s vnější stěnou komory (epikardem), aby se udržel uspokojivý srdeční výdej, dokud nebyla vložena dočasná transvenózní elektroda.

Transvenózní stimulace (dočasná)

Transvenózní stimulace, pokud se používá k dočasné stimulaci, je alternativou k transkutánní stimulaci. Drát kardiostimulátoru se umístí do žíly za sterilních podmínek a poté se zavede buď do pravé síně, nebo do pravé komory. Stimulační vodič je poté připojen k externímu kardiostimulátoru mimo tělo. Transvenózní stimulace se často používá jako most k trvalému umístění kardiostimulátoru. Může být udržován na místě, dokud nebude implantován trvalý kardiostimulátor, nebo dokud již nebude kardiostimulátor potřebovat a poté jej vyjmete.

Elektroda pravé síně a pravé komory jsou zobrazeny pod rentgenem během implantace kardiostimulátoru. Atriální vývod je zakřivený a vytváří tvar U v levé horní části obrázku.

Trvalá transvenózní stimulace

Trvalá stimulace s implantabilním kardiostimulátorem zahrnuje transvenózní umístění jedné nebo více stimulačních elektrod v komoře nebo komorách srdce, zatímco kardiostimulátor je implantován do kůže pod klíční kost. Zákrok se provádí řezem vhodné žíly, do kterého je elektroda vodič je vložen a prochází podél žíly, přes ventil srdce, dokud umístěn v komoře. Procedura je usnadněna fluoroskopií, která umožňuje lékaři sledovat průchod elektrodového vodiče. Po potvrzení uspokojivého uložení elektrody je opačný konec elektrodového kabelu připojen ke generátoru kardiostimulátoru.

Existují tři základní typy stálých kardiostimulátorů, klasifikovaných podle počtu zapojených komor a jejich základního operačního mechanismu:

  • Jednokomorový kardiostimulátor . U tohoto typu je do srdeční komory vložen pouze jeden stimulační vodič, a to buď atrium, nebo komora .
  • Dvoukomorový kardiostimulátor . Zde jsou dráty umístěny ve dvou komorách srdce. Jeden vodič přechází do atria a jeden do komory. Tento typ se více podobá přirozené stimulaci srdce tím, že pomáhá srdci při koordinaci funkce mezi síněmi a komorami.
  • Biventrikulární kardiostimulátor . Tento kardiostimulátor má tři dráty umístěné ve třech komorách srdce. Jeden v atriu a dva v obou komorách. Složitější je implantace.
  • Kardiostimulátor reagující na rychlost . Tento kardiostimulátor má senzory, které detekují změny ve fyzické aktivitě pacienta a automaticky upravují stimulační frekvenci, aby splňovaly metabolické potřeby těla.

Kardiostimulátorový generátor je hermeticky uzavřené zařízení obsahující zdroj energie, obvykle lithiovou baterii , snímací zesilovač, který zpracovává elektrický projev přirozeně se vyskytujících srdečních tepů snímaný srdečními elektrodami, počítačovou logiku kardiostimulátoru a výstupní obvody, které dodávají stimulační impuls k elektrodám.

Nejčastěji je generátor umístěn pod podkožní tuk hrudní stěny, nad svaly a kosti hrudníku. Umístění se však může případ od případu lišit.

Vnější plášť kardiostimulátorů je navržen tak, aby byl zřídka odmítnut imunitním systémem těla . Obvykle je vyroben z titanu , který je v těle inertní.

Bezolovnatá stimulace

Bezvodičové kardiostimulátory jsou zařízení, která jsou dostatečně malá na to, aby umožnila umístění generátoru do srdce, čímž se vyhnete potřebě stimulačních elektrod. Jelikož elektrody kardiostimulátoru mohou časem selhat, nabízí stimulační systém, který se vyhýbá těmto komponentám, teoretické výhody. Bezolovnaté kardiostimulátory lze implantovat do srdce pomocí řiditelného katétru přiváděného do stehenní žíly řezem ve slabinách.

Základní funkce

Jednokomorový kardiostimulátor VVIR/AAIR
Dvoukomorový kardiostimulátor DDDR

Moderní kardiostimulátory obvykle mají více funkcí. Nejzákladnější forma monitoruje přirozený elektrický rytmus srdce. Když drát kardiostimulátoru nebo „svod“ nezjistí elektrickou aktivitu srdce v komoře - síni nebo komoře - v normálním časovém období mezi jednotlivými údery - nejčastěji jednu sekundu - bude stimulovat síň nebo komoru krátkým pulz nízkého napětí. Pokud cítí elektrickou aktivitu, nebude stimulovat. Tato snímací a stimulační aktivita pokračuje na principu beat by beat a nazývá se „stimulace poptávky“. V případě dvoukomorového zařízení, kdy mají horní komory spontánní nebo stimulovanou aktivaci, zařízení zahájí odpočítávání, aby zajistilo, že v přijatelném - a programovatelném - intervalu dojde k aktivaci komory, jinak opět k impulsu bude doručeno.

Složitější formy zahrnují schopnost cítit a/nebo stimulovat jak síňové, tak komorové komory.

Revidovaný generický kód NASPE/BPEG pro antibradykardickou stimulaci
II III IV PROTI
Komora (y) chodila Komora (komory) vycítila Reakce na snímání Modulace rychlosti Vícestránková stimulace
O = Žádný O = Žádný O = Žádný O = Žádný O = Žádný
A = Atrium A = Atrium T = spuštěno R = modulace rychlosti A = Atrium
V = komora V = komora I = Inhibováno V = komora
D = duální (A+V) D = duální (A+V) D = duální (T+I) D = duální (A+V)

Z toho je základním komorovým stimulačním režimem „na vyžádání“ VVI nebo s automatickým nastavením rychlosti pro cvičení VVIR - tento režim je vhodný tam, kde není vyžadována synchronizace s síňovým tepem, jako u fibrilace síní. Ekvivalentní režim síňové stimulace je AAI nebo AAIR, což je režim volby, když je atrioventrikulární vedení neporušené, ale přirozený kardiostimulátor je sinoatriální uzel nespolehlivý - onemocnění sinusového uzlu (SND) nebo syndrom chorého sinu . Tam, kde je problém atrioventrikulární blok (AVB), je kardiostimulátor povinen detekovat (snímat) síňový tep a po normálním zpoždění (0,1–0,2 sekundy) spustit komorový tep, pokud se tak již nestalo - toto je režim VDD a může být dosaženo jediným stimulačním vodičem s elektrodami v pravé síni (pro snímání) a komorou (pro snímání a tempo). Tyto režimy AAIR a VDD jsou v USA neobvyklé, ale široce se používají v Latinské Americe a Evropě. Nejčastěji se používá režim DDDR, který pokrývá všechny možnosti, ačkoli kardiostimulátory vyžadují oddělené síňové a komorové elektrody a jsou složitější a vyžadují pečlivé programování jejich funkcí pro dosažení optimálních výsledků.

Automatické kardiostimulátory jsou navrženy tak, aby v každém okamžiku byly překonány přirozenou srdeční frekvencí, která se vrátí do nepatologického normálního sinusového rytmu a může znovu zahájit ovlivňování elektrické aktivity v srdci, když se patologická událost stane znovu. „ Komorový kardiostimulátor“ vyžaduje úzký svislý hrot na EKG , těsně před širokým QRS . Hrot z „ síní -demand kardiostimulátoru“ se objeví těsně před P vlny .

Srovnatelně je aktivovaný kardiostimulátor aktivován bezprostředně poté, co je elektrická aktivita zahájena v srdeční tkáni sama. „Kardiostimulátor spouštěný komorou“ vytváří impuls těsně poté, co se v komorové tkáni vytvoří puls, a ten se jeví jako simultánní špička s QRS. „Kardiostimulátorem spouštěný síní“ je režim, ve kterém je generován impuls bezprostředně po elektrické události v síni. Vypadá to jako výboj po vlně p, ale před QRS, který se běžně rozšiřuje.

Biventrikulární stimulace

V tomto příkladu zařízení pro resynchronizaci srdce lze vidět tři svody: svod pravé síně (plná černá šipka), vývod pravé komory (čárkovaná černá šipka) a vývod koronárního sinu (červená šipka). Vývod koronárního sinu se ovíjí kolem vnější části levé komory, což umožňuje stimulaci levé komory. Všimněte si, že elektroda pravé komory má v tomto případě dva zesílené aspekty, které představují vodivé cívky, a že generátor je větší než typické generátory kardiostimulátoru, což ukazuje, že toto zařízení je jak kardiostimulátor, tak kardioverter-defibrilátor, schopné dodávat elektrické šoky nebezpečně rychle abnormální komorový rytmus.

Kardiální resynchronizační terapie (CRT) se používá u lidí se srdečním selháním, u kterých se současně nestahuje levá a pravá komora ( ventrikulární dyssynchronie ), což se vyskytuje přibližně u 25–50% pacientů se srdečním selháním. K dosažení CRT se používá biventrikulární kardiostimulátor (BVP), který dokáže stimulovat septální i laterální stěny levé komory . Stimulací obou stran levé komory může kardiostimulátor znovu synchronizovat komorové kontrakce.

Zařízení CRT mají alespoň dva vývody, jeden prochází dutou žilou a pravou síní do pravé komory ke stimulaci septa a druhý prochází dutou žilou a pravou síní a zasouvá se přes koronární dutinu, aby zrychlil epikardiální stěnu levé komory. U pacientů v normálním sinusovém rytmu je často také vývod v pravé síni, který usnadňuje synchronizaci s kontrakcí síní. Načasování mezi síňovými a komorovými kontrakcemi, jakož i mezi septálními a laterálními stěnami levé komory lze tedy upravit tak, aby bylo dosaženo optimální srdeční funkce.

Bylo prokázáno, že CRT zařízení snižují úmrtnost a zlepšují kvalitu života u pacientů s příznaky srdečního selhání; ejekční frakci NN menší nebo rovnou 35% a trvání QRS na EKG 120 ms nebo větší.

Samotná biventrikulární stimulace se označuje jako CRT-P (pro stimulaci). U vybraných pacientů s rizikem arytmií lze CRT kombinovat s implantovatelným kardioverterem-defibrilátorem (ICD): taková zařízení, známá jako CRT-D (pro defibrilaci), také poskytují účinnou ochranu před život ohrožujícími arytmiemi.

Jeho svazková stimulace

Konvenční umístění komorových elektrod do nebo kolem hrotu nebo vrcholu pravé komory nebo apikální stimulace RV může mít negativní vliv na funkci srdce. Ve skutečnosti je spojeno se zvýšeným rizikem fibrilace síní , srdečního selhání , oslabení srdečního svalu a potenciálně kratší délky života. Jeho stimulace svazku (HBP) vede k přirozenější nebo dokonale přirozenější ventrikulární aktivaci a vyvolala silný výzkum a klinický zájem. Stimulací vláknové sítě His – Purkinje přímo speciální technikou svodu a umístění vede HBP k synchronizované, a proto efektivnější ventrikulární aktivaci a vyhýbá se dlouhodobému onemocnění srdečního svalu. HBP v některých případech může také opravit vzory bloků větví svazku .

Pokroky ve funkci

Posteroanteriorní a laterální rentgenové snímky hrudníku kardiostimulátoru s normálně umístěnými svody v pravé síni (bílá šipka) a pravé komoře (černá šipka).

Hlavním krokem vpřed ve funkci kardiostimulátoru bylo pokusit se napodobit přírodu využitím různých vstupů k výrobě kardiostimulátoru reagujícího na rychlost pomocí parametrů, jako je interval QT , pO 2 -pCO 2 ( hladiny rozpuštěného kyslíku nebo oxidu uhličitého ) v arteriálním- žilní systém, fyzická aktivita stanovená akcelerometrem , tělesná teplota , hladiny ATP , adrenalin atd. Namísto vytváření statické, předem určené srdeční frekvence nebo přerušované kontroly by takový kardiostimulátor, „dynamický kardiostimulátor“, mohl kompenzovat oba skutečné dýchací zátěž a potenciálně očekávané dýchací zatížení. První dynamický kardiostimulátor vynalezl Anthony Rickards z National Heart Hospital v Londýně ve Velké Británii v roce 1982.

Technologie dynamického kardiostimulace by mohla být také aplikována na budoucí umělá srdce . Pokroky v přechodovém svařování tkáně by podpořily toto a další úsilí o náhradu umělých orgánů/kloubů/tkání. Kmenové buňky mohou být zajímavé při svařování přechodných tkání.

Bylo provedeno mnoho vylepšení ke zlepšení ovládání kardiostimulátoru po jeho implantaci. Mnoho z nich bylo umožněno přechodem na kardiostimulátory řízené mikroprocesorem . Kardiostimulátory, které ovládají nejen komory, ale také síně , se staly běžnými. Kardiostimulátory, které ovládají jak síně, tak komory, se nazývají dvoukomorové kardiostimulátory. Ačkoli jsou tyto dvoukomorové modely obvykle dražší, načasování kontrakcí síní tak, aby předcházely komorám, zlepšuje účinnost čerpání srdce a může být užitečné při městnavém srdečním selhání.

Frekvenční stimulace umožňuje zařízení snímat fyzickou aktivitu pacienta a odpovídajícím způsobem reagovat zvýšením nebo snížením základní stimulační frekvence pomocí algoritmů frekvenční odezvy.

Studie DAVID ukázaly, že zbytečná stimulace pravé komory může zhoršit srdeční selhání a zvýšit výskyt fibrilace síní. Novější dvoukomorová zařízení mohou omezit stimulaci pravé komory na minimum a zabránit tak zhoršení srdečních chorob.

Úvahy

Vložení

Kardiostimulátor může být implantován, když je člověk vzhůru pomocí lokálního anestetika k znecitlivění pokožky se sedací nebo bez sedace , nebo spí pomocí celkové anestezie . Ke snížení rizika infekce se obvykle podává antibiotikum. Kardiostimulátory jsou obecně implantovány do přední části hrudníku v oblasti levého nebo pravého ramene. Kůže se připraví zastřižením nebo oholením chlupů nad místem implantátu před čištěním pokožky dezinfekčním prostředkem, jako je chlorhexidin . Pod klíční kostí se provede řez a pod kůží se vytvoří prostor nebo kapsa pro uložení generátoru kardiostimulátoru. Tato kapsa je obvykle vytvořena těsně nad hlavním svalem prsního (prepektorálního), ale v některých případech může být zařízení vloženo pod sval (submuskulární). Vodič nebo vodiče jsou přiváděny do srdce přes velké žíly vedena rentgenové zobrazování ( fluoroskopie ). Hroty elektrod mohou být umístěny v pravé komoře , pravé síni nebo koronárním sinu, v závislosti na požadovaném typu kardiostimulátoru. Chirurgie je obvykle dokončena během 30 až 90 minut. Po implantaci by měla být chirurgická rána udržována čistá a suchá, dokud se nezhojí. Je třeba dbát na to, aby se během prvních týdnů zabránilo nadměrnému pohybu ramene, aby se snížilo riziko uvolnění elektrod kardiostimulátoru.

Baterie v generátoru kardiostimulátoru obvykle vydrží 5 až 10 let. Když se baterie blíží ke konci životnosti, generátor se vymění postupem, který je obvykle jednodušší než nový implantát. Výměna zahrnuje provedení řezu k odstranění stávajícího zařízení, odpojení vodičů od starého zařízení a jejich opětovné připojení k novému generátoru, opětovné vložení nového zařízení a uzavření kůže.

Pravidelné kontroly kardiostimulátoru

Dva typy zařízení pro vzdálené monitorování používané pacienty s kardiostimulátorem

Jakmile je kardiostimulátor implantován, je pravidelně kontrolován, aby se ujistil, že je zařízení funkční a správně funguje. V závislosti na frekvenci nastavené následujícím lékařem lze zařízení kontrolovat tak často, jak je třeba. Běžné kontroly kardiostimulátoru se obvykle provádějí v kanceláři každých šest měsíců, i když se budou lišit v závislosti na stavu pacienta/zařízení a dostupnosti vzdáleného monitorování. Novější modely kardiostimulátorů lze také vyslýchat na dálku, přičemž pacient přenáší data svého kardiostimulátoru pomocí domácího vysílače připojeného k jejich geografické mobilní síti. K těmto datům má pak technik přístup prostřednictvím webového portálu výrobce zařízení.

V době sledování v kanceláři bude zařízení vyslýcháno k provedení diagnostického testování. Tyto testy zahrnují:

  • Snímání: schopnost zařízení „vidět“ vnitřní srdeční aktivitu (síňová a komorová depolarizace).
  • Impedance: Test pro měření integrity elektrody. Velké a/nebo náhlé zvýšení impedance může být známkou zlomeniny elektrody, zatímco velké a/nebo náhlé poklesy impedance mohou znamenat porušení izolace elektrody.
  • Prahová amplituda: Minimální množství energie (obvykle v setinách voltů) potřebné k zrychlení síně nebo komory připojené k elektrodě.
  • Trvání prahu: Čas, který zařízení vyžaduje v přednastavené amplitudě ke spolehlivému tempu síně nebo komory připojené k elektrodě.
  • Procento stimulace: Definuje, jak je pacient závislý na zařízení, procento času, po který kardiostimulátor aktivně stimuloval od předchozího dotazování zařízení.
  • Odhadovaná životnost baterie při současném tempu: Jelikož jsou moderní kardiostimulátory „na vyžádání“, což znamená, že zrychlují pouze v případě potřeby, životnost zařízení je ovlivněna tím, jak moc je využíván. Mezi další faktory ovlivňující životnost zařízení patří naprogramovaný výstup a algoritmy (funkce) způsobující vyšší úroveň odběru proudu z baterie.
  • Všechny události, které byly uloženy od posledního sledování, zejména arytmie, jako je fibrilace síní . Ty jsou obvykle uchovávány na základě specifických kritérií stanovených lékařem a specifických pro pacienta. Některá zařízení mají k dispozici zobrazení intrakardiálních elektrogramů začátku události i samotné události. To je obzvláště užitečné při diagnostice příčiny nebo původu události a provádění všech nezbytných změn v programování.

Magnetická pole, MRI a další problémy životního stylu

Po vložení kardiostimulátoru se životní styl pacienta obvykle nijak výrazně nemění. Existuje několik aktivit, které nejsou moudré, jako například plně kontaktní sporty a činnosti zahrnující intenzivní magnetická pole.

Pacient s kardiostimulátorem může zjistit, že některé typy každodenních činností je třeba upravit. Například ramenní popruh bezpečnostního pásu vozidla může být nepohodlný, pokud by postroj spadl přes místo pro vložení kardiostimulátoru. Ženy chvíli po operaci nebudou moci nosit podprsenky a později možná budou muset nosit podprsenky se širokými ramínky

Pokud si pacient přeje provozovat jakýkoli druh sportu nebo fyzické aktivity, lze použít speciální ochranu kardiostimulátoru, aby se zabránilo případnému fyzickému zranění nebo poškození elektrod kardiostimulátoru.

Je třeba se vyvarovat jakékoli činnosti, která zahrnuje intenzivní elektromagnetická pole. To zahrnuje činnosti, jako je například obloukové svařování s určitými typy zařízení nebo údržba těžkých zařízení, která mohou generovat intenzivní magnetická pole (například stroj s magnetickou rezonancí (MRI)).

V únoru 2011 však FDA schválil nový kardiostimulátor od společnosti Medtronic s názvem Revo MRI SureScan, který byl první označen jako podmíněný pro použití MRI. Jeho použití má několik omezení, včetně kvalifikace některých pacientů a nastavení skenování. Zařízení podmíněné magnetickou rezonancí musí být přeprogramováno těsně před a bezprostředně po skenování magnetickou rezonancí. Všech 5 nejběžnějších výrobců kardiostimulačních zařízení (pokrývajících více než 99% amerického trhu) má nyní kardiostimulátory podmíněné MR schválené FDA.

Americká studie z roku 2008 zjistila, že magnetické pole vytvářené některými sluchátky dodávanými s přenosnými hudebními přehrávači nebo mobilními telefony, pokud jsou umístěny do palců od kardiostimulátorů, může způsobovat rušení.

Podle American Heart Association mají navíc některá domácí zařízení vzdálený potenciál způsobovat rušení tím, že občas zablokují jeden úder. Zdá se, že mobilní telefony dostupné ve Spojených státech (méně než 3 W) nepoškozují pulzní generátory ani neovlivňují fungování kardiostimulátoru.

Kardiostimulátor neznamená, že by pacient před podáním zubního lékařství vyžadoval podání antibiotik . Pacient by měl informovat veškerý zdravotnický personál, že má kardiostimulátor. Použití MRI může být vyloučeno pacientem s kardiostimulátorem vyrobeným dříve, než se stanou běžnými zařízeními podmíněnými magnetickou rezonancí, nebo pacientem, který má staré stimulační dráty opuštěné uvnitř srdce, které již nejsou připojeny ke svému kardiostimulátoru.

Vypnutí kardiostimulátoru

Panel The Heart Rhythm Society , specializované organizace se sídlem ve Washingtonu, DC, zjistil, že je legální a etické vyhovět žádostem pacientů nebo těch, kteří mají zákonné oprávnění rozhodovat o pacientech, deaktivovat implantovaná srdeční zařízení. Právníci říkají, že právní situace je podobná vyjmutí napájecí trubice, ačkoli v současné době neexistuje žádný právní precedens zahrnující kardiostimulátory ve Spojených státech amerických. Předpokládá se, že pacient ve Spojených státech má právo odmítnout nebo přerušit léčbu, včetně kardiostimulátoru, který ho udržuje naživu. Lékaři mají právo odmítnout jej vypnout, ale panel HRS jim doporučuje, aby pacienta odeslali lékaři, který tak učiní. Někteří pacienti se domnívají, že beznadějné, oslabující stavy, jako jsou ty způsobené silnými mrtvicemi nebo pozdní fází demence, mohou způsobit tolik utrpení, že by raději neprodlužovali svůj život podpůrnými opatřeními, jako jsou srdeční zařízení.

Ochrana soukromí a zabezpečení

Obavy o bezpečnost a soukromí byly vzneseny u kardiostimulátorů, které umožňují bezdrátovou komunikaci. Jak prokázal tým výzkumníků, neoprávněné třetí strany mohou být schopny číst záznamy pacientů obsažené v kardiostimulátoru nebo přeprogramovat zařízení. Demonstrace fungovala na krátkou vzdálenost; nepokusili se vyvinout anténu s dlouhým dosahem. Důkaz využití konceptu pomáhá demonstrovat potřebu lepšího zabezpečení a opatření upozorňujících pacienta na vzdáleně přístupné lékařské implantáty. V reakci na tuto hrozbu vyvinuli vědci Purdue University a Princeton University prototyp zařízení firewall s názvem MedMon, který je navržen tak, aby chránil bezdrátová lékařská zařízení, jako jsou kardiostimulátory a inzulínové pumpy, před útočníky.

Komplikace

Ultrazvuk ukazující nezachycení kardiostimulátoru

Komplikace z chirurgického zákroku na implantaci kardiostimulátoru jsou neobvyklé (přibližně 1-3 %), ale mohou zahrnovat: infekci, kde je kardiostimulátor implantován nebo v krevním řečišti; alergická reakce na barvivo nebo anestezii použitou během postupu; otoky, podlitiny nebo krvácení v místě generátoru nebo v okolí srdce, zvláště pokud pacient užívá ředidla krve , starší osoby, tenké postavy nebo jinak užívající chronické steroidy .

Možnou komplikací dvoukomorových umělých kardiostimulátorů je „kardiostimulátorem zprostředkovaná tachykardie“ (PMT), což je forma reentrantní tachykardie. U PMT tvoří umělý kardiostimulátor anterográdní (obvod mezi síní a komorou) končetinu okruhu a atrioventrikulární (AV) uzel tvoří retrográdní končetinu (komora do síně) obvodu. Léčba PMT obvykle zahrnuje přeprogramování kardiostimulátoru.

Další možnou komplikací je „tachykardie sledovaná kardiostimulátorem“, kde je supraventrikulární tachykardie, jako je fibrilace síní nebo flutter síní, sledována kardiostimulátorem a vytváří údery z komorové elektrody. To se stává mimořádně vzácným, protože novější zařízení jsou často naprogramována tak, aby rozpoznávala supraventrikulární tachykardie a přepnula do nesledovacích režimů.

Někdy bude nutné odstranit elektrody, což jsou dráty s malým průměrem, z kardiostimulátoru do místa implantace v srdečním svalu. Nejčastějším důvodem pro odstranění svodu je infekce, ale postupem času se svody mohou degradovat z řady důvodů, jako je např. Ohýbání svodu. Změny v programování kardiostimulátoru mohou do určité míry překonat degradaci elektrody. Avšak pacient, který má několik výměn kardiostimulátoru za deset nebo dva roky, ve kterých byly elektrody znovu použity, může vyžadovat operaci výměny elektrody.

Výměnu elektrody lze provést jedním ze dvou způsobů. Zasuňte novou sadu elektrod, aniž byste odstranili proudové elektrody (nedoporučuje se, protože poskytuje další překážku průtoku krve a funkci srdeční chlopně) nebo vyjměte proudové elektrody a poté vložte náhradní. Technika odstraňování svodů se bude lišit v závislosti na chirurgově odhadu pravděpodobnosti, že u složitějších postupů postačí jednoduchá trakce. Elektrody lze normálně snadno odpojit od kardiostimulátoru, což je důvod, proč výměna zařízení obvykle zahrnuje jednoduchou operaci přístupu k zařízení a jeho výměnu prostým odpojením elektrod ze zařízení za účelem výměny a připojení elektrod k novému zařízení. Možné komplikace, jako je například perforace srdeční stěny, pocházejí z vyjmutí elektrody z těla pacienta.

Druhý konec kardiostimulátoru je ve skutečnosti implantován do srdečního svalu miniaturním šroubem nebo ukotven pomocí malých plastových háčků zvaných hroty. Kromě toho, čím déle jsou elektrody implantovány počínaje rokem nebo dvěma, tím je pravděpodobnější, že budou mít úchyty k pacientovu tělu na různých místech v cestě od zařízení k srdečnímu svalu, protože lidské tělo má tendenci začlenit cizí zařízení do tkáně. V některých případech může u elektrody, která byla zavedena na krátkou dobu, vyjmutí zahrnovat jednoduchou trakci k vytažení elektrody z těla. Odstranění v jiných případech se obvykle provádí laserem nebo řezacím zařízením, které navléká jako kanyla s řeznou hranou přes elektrodu a pohybuje se po elektrodě dolů, aby se odstranily jakékoli organické nástavce pomocí malých řezacích laserů nebo podobného zařízení.

V literatuře byla popsána nesprávná poloha elektrod kardiostimulátoru na různých místech. V závislosti na umístění elektrody stimulátoru a symptomech se léčba liší.

Další možná komplikace nazývaná twiddlerův syndrom nastává, když pacient manipuluje s kardiostimulátorem a způsobí, že jsou elektrody odstraněny z jejich zamýšleného místa a způsobí možnou stimulaci jiných nervů.

Další zařízení

Někdy jsou implantována zařízení připomínající kardiostimulátory, nazývaná implantabilní kardioverter-defibrilátory (ICD). Tato zařízení se často používají při léčbě pacientů ohrožených náhlou srdeční smrtí. ICD má schopnost léčit mnoho typů poruch srdečního rytmu pomocí stimulace, kardioverze nebo defibrilace . Některá zařízení ICD mohou rozlišovat mezi komorovou fibrilací a komorovou tachykardií (VT) a mohou se v případě VT pokusit zrychlit srdce rychleji, než je jeho vlastní frekvence, a pokusit se zlomit tachykardii, než dojde k ventrikulární fibrilaci. Toto je známé jako stimulace s rychlou stimulací , overdrive nebo antitachykardická stimulace (ATP). ATP je účinná pouze tehdy, pokud je základním rytmem komorová tachykardie, a nikdy není účinná, pokud je rytmem komorová fibrilace.

Kód defibrilátoru NASPE / BPEG (NBD) - 1993
II III IV
Šoková komora Antitachykardická stimulační komora Detekce tachykardie Antibradykardická stimulační komora
O = Žádný O = Žádný E = Elektrogram O = Žádný
A = Atrium A = Atrium H = hemodynamické A = Atrium
V = komora V = komora V = komora
D = duální (A+V) D = duální (A+V) D = duální (A+V)
Krátká forma kódu NASPE/BPEG Defibrillator (NBD)
ICD-S ICD pouze s funkcí otřesů
ICD-B ICD s bradykardickou stimulací a šokem
ICD-T ICD se stimulací tachykardie (a bradykardie) a šokem

Dějiny

V roce 1958 získal Arne Larsson (1915–2001) jako první implantovatelný kardiostimulátor. Během svého života měl 26 zařízení a propagoval další pacienty, kteří potřebují kardiostimulátory.

Původ

V roce 1889 John Alexander MacWilliam informoval v British Medical Journal (BMJ) o svých experimentech, při nichž aplikace elektrického impulzu do lidského srdce v asystole způsobila komorovou kontrakci a že lze vyvolat srdeční rytmus 60–70 úderů za minutu impulsy aplikovanými v rozestupech rovných 60–70/minutu.

V roce 1926 Mark C Lidwill z nemocnice královského prince Alfreda v Sydney za podpory fyzika Edgara H. Bootha z University of Sydney vymyslel přenosný přístroj, který „se zapojil do světelného bodu“ a ve kterém „Jeden pól byl aplikován na kožní podložka namočená v silném solném roztoku „zatímco druhý pól“ se skládala z jehly izolované kromě jejího bodu a byla ponořena do příslušné srdeční komory “. „Rychlost kardiostimulátoru byla proměnná od asi 80 do 120 pulzů za minutu a podobně proměnná napětí od 1,5 do 120 voltů“. V roce 1928 bylo zařízení použito k oživení mrtvě narozeného dítěte v nemocnici Crown Street Women’s Hospital v Sydney, jejíž srdce pokračovalo „bít na vlastní pěst“, „na konci 10 minut“ stimulace.

V roce 1932 americký fyziolog Albert Hyman s pomocí svého bratra popsal vlastní elektromechanický nástroj poháněný pružinově vinutým ručně zalomeným motorem. Sám Hyman odkazoval na svůj vynález jako na „umělý kardiostimulátor“, což je termín, který se dodnes používá.

Zřejmý přestávka v publikaci průzkumu mezi počátkem 1930 a druhé světové války lze přičíst jak veřejnost vnímá zasahování do přírody by „oživování mrtvého“. Například: „Hyman nezveřejnil údaje o používání svého kardiostimulátoru u lidí kvůli nepříznivé publicitě, a to jak mezi svými kolegy lékaři, tak kvůli novinám v té době. Lidwell si toho mohl být vědom a nepokračoval ve svém experimenty na lidech “.

Transkutánní

V roce 1950 kanadský elektrotechnik John Hopps navrhl a postavil první externí kardiostimulátor na základě pozorování kardio-hrudních chirurgů Wilfreda Gordona Bigelowa a Johna Callaghana ve Všeobecné nemocnici v Torontu , ačkoli zařízení bylo poprvé testováno na psu na univerzitě v Torontu . Bantingův institut. Podstatné externí zařízení využívající technologii transkutánní stimulace pomocí vakuové trubice , bylo pro pacienta při používání poněkud hrubé a bolestivé, a protože bylo napájeno ze zásuvky ve zdi, neslo potenciální nebezpečí úrazu elektrickým proudem pacienta a vyvolání komorové fibrilace .

Řada inovátorů, včetně Paula Zolla , vyrobila od roku 1952 menší, ale stále objemná transkutánní stimulační zařízení, přičemž jako zdroj energie používala velkou dobíjecí baterii.

V roce 1957 William L. Weirich publikoval výsledky výzkumu provedeného na univerzitě v Minnesotě . Tyto studie prokázaly obnovení srdeční frekvence, srdečního výdeje a středního aortálního tlaku u zvířecích subjektů s úplným blokováním srdce pomocí elektrody myokardu .

V roce 1958 sestrojili kolumbijský lékař Alberto Vejarano Laverde a kolumbijský elektrotechnik Jorge Reynolds Pombo externí kardiostimulátor, podobný Hoppsovi a Zollovi , vážící 45 kg a napájený 12voltovou olověnou kyselinovou baterií , ale připojenou k elektrodám připojeným k srdci . Tento aparát byl úspěšně použit k udržení 70letého kněze Gerarda Floreze.

Vývoj křemíkového tranzistoru a jeho první komerční dostupnost v roce 1956 byl klíčovou událostí, která vedla k rychlému rozvoji praktického kardiostimulátoru.

Nositelné

V roce 1958 vyrobil inženýr Earl Bakken z Minneapolis v Minnesotě první nositelný externí kardiostimulátor pro pacienta C. Walton Lillehei . Tento tranzistorový kardiostimulátoru, který sídlí v malém plastovém boxu, měl ovládací prvky umožňují nastavení stimulační srdeční frekvenci a výstupní napětí a byl připojen k elektrod vedení , které prošly přes kůži pacienta, který končí v elektrod připojených k povrchu myokardu z srdce.

Jednou z prvních pacientek, které obdržely tento kardiostimulátor Lucas, byla žena kolem třiceti let při operaci, kterou v roce 1964 na Radcliffe Infirmary v Oxfordu provedl kardiochirurg Alf Gunning z Jižní Afriky a později profesor Gunning, který byl studentem Christiaana Barnarda . Tato průkopnická operace byla provedena pod vedením kardiálního poradce Petera Sleighta na Radcliffe Infirmary v Oxfordu a jeho týmu pro srdeční výzkum v nemocnici St George's v Londýně. Sleight se později stal profesorem kardiovaskulární medicíny na Oxfordské univerzitě .

Implantabilní

Ilustrace implantovaného kardiostimulátoru ukazující umístění elektrod kardiostimulátoru

První klinická implantace plně implantabilního kardiostimulátoru na člověka byla v roce 1958 v Karolinska Institute v Solně ve Švédsku za použití kardiostimulátoru navrženého vynálezcem Rune Elmqvistem a chirurgem Åke Senningem (ve spolupráci s Elema-Schönander AB, později Siemens-Elema AB ), připojený k elektrodám připojené k myokardu srdce pomocí torakotomie . Zařízení selhalo po třech hodinách. Poté bylo implantováno druhé zařízení, které trvalo dva dny. Arne Larsson , první pacient s implantovatelným kardiostimulátorem na světě, obdržel během svého života 26 různých kardiostimulátorů. Zemřel v roce 2001, ve věku 86 let, přežil vynálezce i chirurga.

V roce 1959 poprvé prokázali dočasnou transvenózní stimulaci Seymour Furman a John Schwedel, přičemž elektroda katétru byla zavedena přes bazilikální žílu pacienta .

V únoru 1960, lékaři Orestes Fiandra a Roberto Rubio implantovali vylepšenou verzi švédského designu Elmqvist do Montevidea v Uruguayi v nemocnici Casmu 1 . Toto zařízení vydrželo, dokud pacient nezemřel na jiné nemoci, o devět měsíců později. Raná zařízení švédského designu používala dobíjecí baterie, které byly zvenčí nabíjeny indukční cívkou. Byl to první kardiostimulátor implantovaný v Americe.

Implantovatelné kardiostimulátory konstruované inženýrem Wilsonem Greatbatchem se začaly používat u lidí od dubna 1960 po rozsáhlých testech na zvířatech . Inovace Greatbatch se lišila od dřívějších švédských zařízení v používání primárních článků ( rtuťová baterie ) jako zdroje energie. První pacient žil dalších 18 měsíců.

První použití transvenózní stimulace ve spojení s implantovaným kardiostimulátorem bylo v letech 1962–63 společností Parsonnet ve Spojených státech, Lagergren ve Švédsku a Jean-Jacques Welti ve Francii. Transvenózní nebo perverózní postup zahrnoval incizi žíly, do které byla zavedena elektroda katétru pod fluoroskopickým vedením, dokud nebyla uložena v trabekulách pravé komory. Tato metoda se měla v polovině 60. let stát metodou volby.

Kardiotorakální chirurg Leon Abrams a lékařský inženýr Ray Lightwood vyvinuli a implantovali v roce 1960 na Birminghamské univerzitě první pacientem řízený kardiostimulátor s proměnlivou srdeční frekvencí . První implantát se uskutečnil v březnu 1960, další dva implantáty následující měsíc. Tito tři pacienti se uzdravili a vrátili se do vysoké kvality života. Do roku 1966 podstoupilo 56 pacientů implantaci, přičemž jeden přežil více než 5+1 / 2 roky.

Lithiová baterie

První kardiostimulátor poháněný lithium-jodidovými články. Vynalezli Anthony Adducci a Art Schwalm. Cardiac Pacemakers Inc. 1972

Všechna předchozí implantovatelná zařízení trpěla nespolehlivostí a krátkou životností dostupné technologie primárních článků, což byla hlavně rtuťová baterie . V pozdní 1960, několik firem, včetně ARCO v USA, vyvinutý isotopicky napájené kardiostimulátory, ale tento vývoj byl předjet vývojem v roce 1971 z jodidu lithného článkovou baterii od Wilson Greatbatch . Lithium-jodidové nebo lithiové anodové články se staly standardem pro budoucí návrhy kardiostimulátorů.

Další překážkou spolehlivosti prvních zařízení byla difúze vodní páry z tělních tekutin zapouzdřením epoxidové pryskyřice ovlivňující elektronické obvody. Tento jev byl překonán obalením generátoru kardiostimulátoru v hermeticky uzavřeném kovovém pouzdru, původně společností Telectronics of Australia v roce 1969 a následně společností Cardiac Pacemakers Inc z Minneapolis v roce 1972. Tato technologie, využívající jako obalující kov titan , se stala standardem v polovině roku. 70. léta 20. století.

9. července 1974, Manuel A. Villafaña a Anthony Adducci zakladatelé Cardiac Pacemakers, Inc. ( Guidant ) v St. Paul, Minnesota, vyrobili první kardiostimulátor na světě s lithiovou anodou a lithium-jodidovou elektrolytovou polovodičovou baterií. Články lithium-jodidové nebo lithiové anody prodloužily životnost kardiostimulátorů z 1 roku na 11 let a staly se standardem pro budoucí návrhy kardiostimulátorů. Začali navrhovat a testovat svůj implantabilní kardiostimulátor napájený novou lithiovou baterií s delší životností v roce 1971. První srdeční pacient, který obdržel kardiostimulátor CPI, se vynořil z chirurgického zákroku v červnu 1973.

Intra-kardiální

V roce 2013 několik firem oznámilo zařízení, která by mohla být zavedena přes nožní katétr místo invazivní chirurgie. Zařízení jsou zhruba velikosti a tvaru pilulky, mnohem menší než velikost tradičního kardiostimulátoru. Po implantaci se hroty zařízení dotýkají svalu a stabilizují srdeční tep. Inženýři a vědci v současné době pracují na tomto typu zařízení. V listopadu 2014 obdržel pacient Bill Pike z Fairbanks na Aljašce kardiostimulátor Medtronic Micra v nemocnici Providence St Vincent Hospital v Portlandu Oregon. Doktor EP byl D. Randolph Jones. V roce 2014 také společnost St. Jude Medical Inc. oznámila první zápisy do bezolovnaté observační studie kardiostimulátoru společnosti, která hodnotila bezvodovou stimulační technologii Nanostim. Kardiostimulátor Nanostim získal označení CE v roce 2013. Implantáty po schválení se objevily v Evropě. Evropská studie byla nedávno zastavena poté, co se objevily zprávy o šesti perforacích, které vedly ke dvěma úmrtím pacientů. Po vyšetřování St Jude Medical studii restartoval. Ale ve Spojených státech tato terapie stále není schválena FDA. Zatímco St Jude Nanostim a Medtronic Micra jsou pouze jednokomorové kardiostimulátory, očekává se, že s dalším vývojem bude možná bezolovnatá dvoukomorová stimulace u pacientů s atrioventrikulárním blokováním.

Opakovaně použitelné kardiostimulátory

Pracovníci pohřebního ústavu každoročně po celém světě odstraní tisíce kardiostimulátorů. Musí být odstraněny posmrtně z těl, která budou spálena, aby se zabránilo výbuchům. Jedná se o poměrně jednoduchý postup, který může provést pohřebník. Kardiostimulátory s výraznou výdrží baterie jsou potenciálně život zachraňující zařízení pro lidi v zemích s nízkými a středními příjmy (LMIC). The Institute of Medicine , americká nevládní organizace , oznámila, že nedostatečný přístup k pokročilým kardiovaskulárním technologiím je jedním z hlavních faktorů přispívajících k morbiditě a mortalitě kardiovaskulárních chorob u LMIC. Od sedmdesátých let minulého století hlásilo několik studií po celém světě bezpečnost a účinnost opětovného použití kardiostimulátoru. Od roku 2016 nebyly vyvinuty široce přijatelné standardy pro bezpečné opětovné použití kardiostimulátoru a ICD a nadále existují právní a regulační překážky bránící širokému přijetí opětovného použití zdravotnických prostředků.

Výrobci

Současní a dřívější výrobci implantabilních kardiostimulátorů

Viz také

Reference

externí odkazy