Диагностика нарушений в системах постоянных электрокардиостимуляторов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Типы электрокардиостимуляторов

1.2 Типы электродов

1.3 Частотно-адаптивная электрокардиостимуляция

1.4 Многофокусная электрокардиостимуляция

1.5 Антитахикардитическая электрокардиостимуляция

1.6 Влияния на пороги стимуляции и чувствительности ЭКС

1.7 Способы наблюдения за пациентами с имплантированным ЭКС

1.8 Виды нарушений электрокардиостимуляций

1.9 Дисфункции ЭКС, корригируемые хирургическим путем

1.10 Подведение итогов

2. Практическая часть

2.1 Разработка медико-технических требований для программатора ЭКС

2.2 Разработка структурной схемы программатора

2.3 Аналого-цифровой преобразователь

2.4 Выбор микроконтроллера

3. Исследовательская часть

3.1 Описание эксперимента

3.1.1 Общая постановка проблемы

3.1.2 Компоненты электрокардиограммы

3.1.3 Диагностика выделения признаков

3.1.4 Выделение признаков

3.1.5 Помехи при регистрации электрокардиограммы

3.2 Обработка полученных результатов

Заключение

Список литературы

Приложения

Введение

Причинами нарушений естественного ритма сердца, при которых показана постоянная электрокардиостимуляция, могут быть приобретенные, врожденные заболевания или аномалии в проводящей системе сердца.

До конца пятидесятых годов медицина была бессильна помочь таким пациентам. Но четыре с половиной десятилетия назад, 1 октября 1958 года, в Каролинском госпитале в Стокгольме впервые в мире 43-летнему пациенту с полной внутрисердечной блокадой был имплантирован электрокардиостимулятор (ЭКС), ознаменовав тем самым начало качественно нового этапа медицинской помощи больным с брадикардиями. С тех пор это замечательное изобретение помогло более чем двум миллионам человек.

Современная операция по имплантации водителя ритма это обычная медицинская процедура, которая может проводиться в любом возрасте, в том числе новорожденным детям. Имплантация ЭКС относится к одному из немногих методов лечения, польза которого не нуждается в доказательствах. Летальность среди больных блокадой высоких степеней в первый год с момента проявления первых признаков нарушения проводимости составляет 50%. Но современные кардиостимуляторы призваны не только спасать жизнь человека, но улучшать качество жизни пациентов. Сейчас существуют специальные электрокардиостимуляторы, которые, наряду с функциями обычного искусственного водителя ритма, обладают специальными режимами работы, предупреждающими возникновение приступов тахиаритмии, и, прежде всего, конечно, приступов фибрилляции предсердий. В настоящее время появилась возможность помогать пациентам с тяжелой сердечной недостаточностью, вызванной ишемическим поражением, дилатационной кардиомиопатией, воспалительными заболеваниями сердца с помощью еще более сложных трехкамерных моделей электрокардиостимуляторов.

Ежегодно отмечается рост числа больных с постоянными электрокардиостимуляторами, неуклонное нарастание степени сложности стимулирующих систем, в связи с чем, врачи сталкиваются с необходимостью индивидуальной оптимизации параметров кардиостимуляции у каждого пациента с целью продления продолжительности жизни больных и срока службы ЭКС. В то же время существует множество различных нарушений в системах постоянных электрокардиостимуляторов, что может снижать качество жизни пациентов, заставляет неоднократно повторно обращаться в поликлиническую службу и службу скорой помощи, может препятствовать активной профессиональной и социальной деятельности, а в некоторых случаях, может нести и непосредственную угрозу для жизни пациентов.

Цель работы является определение наиболее часто встречающихся видов дисфункций электрокардиостимуляторов, разработать способ их диагностики.

1. Теоретическая часть

1.1 Типы электрокардиостимуляторов

Все современные ЭКС включают источник энергии, стимулирующую цепь и воспринимающую цепь.

При имплантации однокамерных ЭКС используется один электрод, размещаемый или в правом предсердии, или в правом желудочке. Двухкамерный ЭКС воспринимает электрическую активность и стимулирует как предсердия, так и желудочки. Для большинства двухкамерных ЭКС требуется два электрода, при этом один из них расположен в правом предсердии, а другой - в правом желудочке.

1.2 Типы электродов

Электроды для постоянной стимуляции имеют следующие компоненты: проводники, покрытие, соединительные кончики и механизм фиксации. Идеальный электрод должен иметь маленький радиус (увеличивается плотность тока) и большую плотность поверхности (улучшается чувствительность). Современные электроды имеют пористую поверхность для увеличения площади кончика (улучшается чувствительность и контакт с эндокардом).

В ходе технологического прогресса в области технологии поверхности был найден новый подход для увеличения площади электрохимически активной поверхности: фрактальное покрытие электродов. Кончик электрода с фрактальным покрытием покрыт маленькими полусферами, каждая из полусфер покрыта еще более маленькими полусферами и так далее. Каждое "удвоение" этой структуры влечет увеличение площади активной поверхности в два раза, что приводит к суммарному увеличению этой площади в 2N степени раз, где N - есть число шагов удвоения.

По механизму фиксации существуют электроды с пассивной и активной фиксацией. Электроды с пассивной фиксацией имеют специальные "усики", которые цепляются за трабекулы правых отделов сердца. Механизм активной фиксации для эндокардиального варианта - закручивающаяся спираль ("screw-in").

В зависимости от того, где располагаются полюса эндокардиальных электродов, различают униполярные и биполярные электроды.

При монополярной стимуляции отрицательным полюсом является головка имплантируемого электрода, а положительным - корпус ЭКС. Вектор артефакта стимуляции зависит от расположения ЭКС по отношению к головке электрода и проекции его на сторону треугольника Эйтховена. В биполярных системах оба полюса находятся интракардиально. Это приводит к уменьшению амплитуды артефакта стимула по сравнению с монополярными системами, в которых корпус ЭКС является противоположным полюсом. Все модели ЭКС и электродов позволяют проводить монополярную стимуляцию, некоторые модели ЭКС и электродов позволяют проводить также и биполярную стимуляцию.

Униполярная и биполярная чувствительность определяет разность потенциалов между двумя полюсами электродов, при этом при униполярной чувствительности вторым полюсом электрода является корпус пейсмейкера. Поэтому при униполярном варианте из-за большого межэлектродного расстояния, равного 30-50 см, ЭКС может воспринимать все сигналы, попадающие в эти пределы (сокращения скелетных мышц, электрическую активность других сердечных камер и т.д.), тогда как при биполярном варианте (межэлектродное расстояние 1-2 см) - все эти сигналы не воспринимаются. Особенно важно имплантировать биполярные электроды в предсердия, так как предсердная электрограмма ниже по амплитуде.

Имеются также одноэлектродные двухкамерные системы, в которых предсердные и желудочковые полюса смонтированы в единую электродную конструкцию. Предсердные полюса свободно флотируют в полости правого предсердия. В последнее время желудочковая стимуляция с атриовентрикулярной синхронизацией снова пользуется в электротерапии интересом. Благодаря техническому совершенствованию плавающих единых электродов, например, электроды с фрактальным покрытием типа Single Lead (Biotronik, Германия), и специальным кардиостимуляторам для стимуляции в режиме VDD происходит надежная детекция зубца Р, что позволяет обеспечить правильную АВ-синхронную стимуляцию. Был также применен и изучен новый метод одноэлектродной стимуляции, работающий в режиме DDD - метод OLBI (Over Lapping Biphasic Impulses - перекрывающиеся бифазные импульсы). Данный метод стимуляции имеет функцию стимуляции предсердий и позволяет стимулировать электрическим полем большое количество миоцитов независимо от того, фиксирован электрод к миокарду или нет.

Современные электроды часто содержат на кончике кортикостероид (в дальнейшем - стероидные электроды), который позволяет иметь низкий острый и хронический пороги стимуляции и получать хороший сигнал от миокарда.

Существуют также высокоимпедансные электроды, которые позволяют использовать более низкие значения энергии пейсмейкера. Эти электроды с высоким импедансом способствуют значительному увеличению срока службы электрокардиостимуляторов.

Не без основания некоторые исследователи утверждают, что именно электроды в наше время определяют продолжительность функционирования эндокардиальной системы кардиостимуляции.

1.3 Частотно-адаптивная электрокардиостимуляция

Частотно-адаптивный режим означает способность имплантированного устройства автоматически увеличивать частоту ЭС в ответ на нагрузку. Для обозначения частотно-адаптивной функции к соответствующему трехбуквенному коду добавляется четвертая позиция - "R". Частотно-адаптивные ЭКС нередко называют "физиологическими", хотя этот термин в полной мере можно применить только к двухкамерным частотно-адаптивным устройствам либо однокамерным частотно адаптивным системам, стимулируемой камерой в которых является предсердие, поскольку только они могут обеспечить постоянную нормальную АВ-синхронизацию.

Частотно-адаптивная ЭКС принята в качестве предпочтительного режима у соответствующих пациентов с хронотропной недостаточностью.

Некоторые сенсоры (акцелерометр, сенсор движения) дают сигналы, пропорциональные движениям тела или скелетных мышц, и поэтому пригодны для определения исключительно физической активности. Они на сегодняшний момент являются наиболее широко распространенными частотно-адаптивными устройствами.[4] Сенсоры движения (пьезоактивные сенсоры, сенсоры вибрации) действуют как передатчики вибрации, удара и давления, оказываемых на корпус ЭКС. Акцелерометр определяет линейное ускорение тела по трем осям, и, соответственно, он отвечает на движения тела и независим от локального давлениям силы, прилагаемых к его корпусу.

Другие сенсоры детектируют явления, связанные с метаболическими процессами (например минутная вентиляция легких, частота дыхания, QT-интервал, ударный объем и в первом приближении являются более физиологичными, чем предыдущие.

Ограничения имеющихся в настоящее время сенсоров; означают, что ни один из них не подходит для любого пациента при любых обстоятельствах, и любой выбор односенсорного частотно-адаптивного аппарата ЭКС обязательно имеет некоторые недостатки. Время отклика детекторов, связанных с активностью мышц, очень быстрое, но иногда не соответствует реальным потребностям пациента, в то время как "физиологичные" датчики - имеют отклик, более адекватный реальный потребности- в перфузии, но их отклик существенно более медленный.

В последние годы появились частотно-адаптивные системы, имеющие комбинацию из двух сенсоров, что позволяет обеспечить прирост частоты ритма на разные виды нагрузки (физическая, умственная, эмоциональная и т.д.) и осуществлять их перекрестный контроль. В результате прирост частоты сердечных сокращений максимально адекватен нормальной функции синусового узла. Обычно используется один сенсор, способный быстро реагировать на начало физической нагрузки, и второй, более физиологичный сенсор, реагирующий на умственную и долговременную, физическую активность. Примером подобных сенсорных комбинаций является сочетание акцелерометра с сенсором интервала QT (ЭКС "VITA 2D", Vitatron, Нидерланды).

Существуют стимуляционные системы, в которых потребность пациента в частоте сердечных сокращений распознается по внутрисердечному импедансу, измеряемому кардиостимулятором. Этот импеданс, измеренный с помощью CLS-пейсмейкера (Closed Loop Stimulation - стимуляция с замкнутым контуром регуляции), дает информацию о динамике сокращения правого желудочка и используется для адаптации частоты стимуляции.[7] В норме, управляемые механизмом электромеханического сопряжения, упругие свойства и, таким образом, сократимость миокарда (инотропия) подстраивается под частоту сокращения (хронотропная функция сердца) [ИЗ]. Эта особенность была успешно использована для восстановления замкнутого контура регуляции функции сердца у пациентов с хронотропной недостаточностью, но интактной инотропной функцией. Изменения сократительной функции миокарда, отслеживаемые посредством униполярных измерений импеданса в правом желудочке, используются в качестве критерия для согласования частоты стимуляции с гемодинамическими потребностями организма. Таким образом, частота сокращений сердца регулируется автономной нервной системой на основе замкнутого контура с обратной связью. Это обеспечивает физиологичность стимуляции при различных условиях.

Имеется широкий диапазон возможностей, которые врач может выбирать при программировании частотно-адаптивного ЭКС. Может потребоваться несколько нагрузочных тестов, Холтеровских мониторирований, длительных телеметрических исследований, прежде чем пациент будет чувствовать себя комфортно. При имплантации ЭКС, в первоначальном программировании необходимо оценить клинические характеристики пациента, включающие его возраст (резерв частоты ритма уменьшается с возрастом), наличие застойной сердечной недостаточности, уровень активности, атриовентрикулярную проводимость, сопутствующие внесердечные заболевания, чтобы обеспечить наиболее физиологический режим стимуляции в покое и при физической нагрузке.

1.4 Многофокусная электрокардиостимуляция

Многофокусная ЭС, при которой происходит стимуляция сердечных камер из более чем одной точки, призвана синхронизировать работу этих камер, если имеются нарушения электрического проведения между ними. Предсердная многофокусная ЭС применяется для профилактики пароксизмов фибрилляции предсердий.[14] Показано, что если достаточная доля миокарда предсердий сможет быть охвачена одновременной стимуляцией в нескольких точках, критическая масса миокарда не будет доступна для поддержки процесса фибрилляции предсердий. Клинический опыт последних лет показывает, что одновременная стимуляция предсердий, а также одновременная стимуляция разных отделов правого предсердия оказывается более эффективной для профилактики фибрилляции предсердий, чем монофокусная стимуляция. Электрофизиологической основой этого феномена является исчезновение разницы рефрактерных периодов различных отделов предсердий и устранение замедления проведения по предсердиям. Биатриальная стимуляция приводит к успеху у более чем 80 % пациентов с пароксизмальной ФП, не поддающейся медикаментозному лечению.

Совершенствование техники для электрокардиостимуляции привело к тому, что уже в 80-х годах минувшего века возникли новые сферы применения электрокардиотерапевтических устройств для лечения сердечной недостаточности [И, 82]. У немалой части больных с сердечной недостаточностью (около 10 %) на ЭКГ отмечается расширение комплекса QRS - блокада внутрижелудочкового и межжелудочкового проведения и, связанная с этим, электрическая асинхрония желудочков. В последние годы разработана специальная модификация кардиостимуляторов для коррекции асинхронии желудочков, применение которых для лечебных целей получило название кардиоресинхронизационной терапии. Прибор для КРТ имеет левожелудочковый электрод, располагаюш, ийся в коронарной вене, который обеспечивает стимуляцию ЛЖ синхронно с деполяризацией ПЖ. Многофокусная желудочковая ЭС может устранять блокаду внутрижелудочкового и межжелудочкового проведения, синхронизировать желудочковую систолу, обеспечивая увеличение сократительной способности миокарда ЛЖ и увеличение минутного объема, что повышает толерантность к физической нагрузке, улучшает качество жизни и функциональный класс СН.

1.5 Антитахикардитическая электрокардиостимуляция

Имплантируемые антитахикардитические устройства в настоящее время в основном используются для профилактики и лечения пароксизмальной формы фибрилляции и трепетания предсердий, пароксизмальной желудочковой тахикардии и фибрилляции желудочков. Современные антитахикардитические системы, как правило, представляют собой двухкамерные частотно-адаптивные ЭКС с полным набором функций и алгоритмов, характерных для традиционного DDD-ЭКС и дополнительными антитахикардитическими функциями, набор которых зависит от конкретного устройства.

Известно, что предсердная экстрасистолия способна провоцировать наджелудочковые тахиаритмии, в частности, фибрилляцию и трепетание предсердий.[5] При этом существенную роль могут играть как сами экстрасистолы, так и постэкстрасистолические паузы, создавая в миокарде предсердий дисперсию рефрактерности, которая и лежит в основе индукции предсердных тахиаритмии. В антитахикардитических ЭКС имеются специальные алгоритмы диагностики и подавления экстрасистолии, устранения постэкстрасистолических пауз, а также предотвращения резкого падения частоты ритма после физической нагрузки или купирования пароксизма ФП. Кроме того, имеется функция автоматического переключения режима для предупреждения частой желудочковой ЭС и стабилизации ритма во время пароксизма ФП, предотвращающая значительные колебания частоты сердечных сокращений.

Предсердная антитахикардитическая стимуляция обеспечивает специфичную и надежную терапию наджелудочковых аритмий.

При пароксизмальных желудочковых тахиаритмиях (желудочковая тахикардия или фибрилляция) имплантируются кардиовертеры- дефибрилляторы (ИКД), также представляющие собой полноценные двухкамерные ЭКС с антитахикардитическими функциями (электростимуляция и разряд). Современные двухкамерные ИКД способны автоматически осуществлять дифференциальную диагностику синусовой тахикардии, предсердных и желудочковых тахиаритмий и, в соответствии с видом нарушения ритма, применять соответствующий метод его лечения (различные виды антитахикардитической ЭС, разряды разной мощности в соответствующей камере сердца).

В подобных устройствах имеется емкий встроенный монитор сердечного ритма, предоставляющий врачу информацию о времени и длительности нарушений ритма в предсердиях и желудочках, регистрирующий эндокардиальную электрограмму предсердного и желудочкового ритмов, предшествующие развитию дизритмии. Эти данные помогают выбрать оптимальную программу профилактики, диагностики и лечения нарушений сердечного ритма, при необходимости назначить адекватную антиаритмическую терапию.

В последние годы появились двухкамерные системы, сочетающие возможности многофокусной ЭС и антитахиаритмических функций.[13]

1.6 Влияния на пороги стимуляции и чувствительности электрокардиостимуляторов

Порог электростимуляции это минимальный выход энергии, которая деполяризирует (захватывает) ткани миокарда. В клинической практике порог ЭС измеряется в единицах напряжения (В), силы тока (мА) или длительности стимула (мс).

Поскольку порог ЭС может изменяться в течение суток в зависимости от физической активности пациента, электролитного баланса, медикаментозной терапии и т.д., традиционной практикой является программирование вольтажа стимула в 2 раза выше порогового или длительности стимула в 3 раза выше пороговой, что, естественно, значительно повышает расход энергии. Для измерения порогового значения необходимо обеспечить более высокую частоту ЭС, превышающую максимальную частоту спонтанного ритма. Существуют ручной, полуавтоматический и автоматический методы определения порога ЭС. В большинстве современных ЭКС ручной тест уже не используется, так как при перепрограммировании ЭКС для возврата к исходному значению параметра требуется определенное время, и такой способ не является оптимальным для ЭКС-зависимых пациентов. Поэтому во многих моделях ЭКС предусмотрен так называемый "временный" режим, когда для восстановления исходной программы требуется лишь прервать его простым нажатием кнопки или удалением дистанционного модуля программатора (программирующей головки) от области ЭКС.

Перспективным представляется использование ЭКС с функцией автоматического контроля захвата ("autocapture"), позволяющей в соответствии с колебаниями порога ЭКС автоматически регулировать амплитуду стимула, постоянно поддерживая ее минимально необходимый уровень. В обычной стандартной клинической практике;амплитуда стимуляции импульсного генератора пейсмейкера программируется на значение, которое, по крайней мере, в два раза превышает значение измеренного порога стимуляции. Из-за различных факторов, эта амплитуда не всегда обеспечивает эффективность стимуляции. С другой стороны, излишне высокая амплитуда импульса увеличивает затраты энергии и сокращает срок службы кардиостимулятора. Предыдущие исследования показали, что даже оптимальное программирование мощности кардиостимулятора вручную позволяет продлить срок его службы. Функция АКЗ позволяет автоматически оценивать качество сигнала для распознавания потенциала отклика от артефакта стимула, проводить непрерывный поударный мониторинг, дифференцировать потерю захвата от сливного комплекса, реагировать на потерю захвата посылкой страховочного импульса, периодически измерять порог стимуляции и подстраивать энергию стимулов. Это значительно снижает энергозатраты по сравнению с традиционными ЭКС, в которых приходится программировать амплитуду импульса минимум в 2 раза выше порогового значения. Чувствительность алгоритма автоматического контроля захвата (то есть вероятность того, что захват детектирован, при том что событие действительно является захватом) составляет 99,6%. Специфичность (т.е. вероятность того, что детектировано отсутствие захвата при том, что событие не является захватом) составляет 99,5%.

Программируемый параметр, определяющий восприимчивость ЭКС к электрической активности сердца, - чувствительность ЭКС-системы (sensing) - представляет собой минимальное значение амплитуды зубцов P/R, которое будет расцениваться как сокращение предсердий/желудочков. ЭКС регистрирует любой сигнал, равный или больший чем запрограммированное значение порога чувствительности. Амплитуда спонтанного сигнала из соответствующей камеры сердца может изменяться в зависимости от положения тела, физической активности пациента, электролитного баланса, медикаментозной терапии и т.д. По данным ряда современных исследований, значение чувствительности должно быть в два раза выше значения, соответствующего амплитуде внутрисердечного сигнала.[1] В некоторых моделях ЭКС проверка порога чувствительности происходит автоматически, и ЭКС самостоятельно регулирует уровень своей чувствительности в соответствии с полученными результатами теста, предупреждая тем самым неадекватную детекцию внесердечных сигналов и сигналов несоответствующей сердечной камеры, а также гипочувствительность при снижении амплитуды спонтанных внутрисердечных сигналов.

Величина порога стимуляции зависит от множества различных факторов. При имплантации электрода порог стимуляции небольшой, в пределах 0,1 - 1,0 В, и он называется острым. Устойчивая или интермиттирующая блокада выхода или повышение порога стимуляции может быть следствием выраженной соединительнотканной инкапсуляции головки электрода (в области контакта верхушки электрода с эндокардом происходит местный воспалительный процесс с последующим образованием более или менее выраженной соединительнотканной капсулы). Данное явление чаще встречается в периоде "созревания" электрода, затем увеличивается в первые 2 недели из-за продолжающегося асептического воспалительного процесса в миокарде вокруг электрода и, по истечении 1-3 месяцев после имплантации, остается постоянным и называется хроническим.

Электроды с импрегнацией в области "головки" кортикостероидного препарата, выделяющие его в окружающие ткани, способны в определенной степени предотвращать этот процесс, поэтому блокада выхода для них менее характерна. Из стероидных гормонов только глюкокортикоиды снижают порог диастолической деполяризации, а минералокортикоиды его увеличивают. В ряде случаев курсы стероидной терапии помогают избежать ревизии системы ЭКС при значительном повышении порога стимуляции. Стероиды могут быть эффективны в ранние сроки после имплантации и даже несколько лет спустя.

Порог стимуляции зависит также от качества электрода (сопротивления и структуры материала, площади кончика), вида стимуляции (биполярная или униполярная), степени изменений самого миокарда и величины капсулы, образующейся вокруг кончика электрода. Изменения в величине порога стимуляции пропорционально зависят от уровня катехоламинов (порог уменьшается во время нагрузки и увеличивается во сне). Порог стимуляции увеличивается после еды (стимуляция блуждающего нерва), во время гипергликемии, гипоксемии, гиперкапнии, гиперкалиемии, при метаболическом ацидозе и алкалозе, вирусных заболеваниях, особенно у детей. По данным некоторых исследователей некоторые препараты способны повышать порог ЭС, поэтому может потребоваться их отмена.[2]

Почти все исследования о влиянии антиаритмических препаратов на порог стимуляции на людях проводились у пациентов с постоянными трансвенозными электродами, но иногда и с временными электродами.

В терапевтических дозах антиаритмические препараты класса IA не вызывают клинически значимых изменений порога желудочковой стимуляции.

По сравнению с другими противоаритмическими препаратами, препараты класса 1С вызывают наибольшее увеличение порога кардиостимуляции. Adomato и др. исследовали эффект пропафенона на предсердный и желудочковый пороги стимуляции: хронические пороги предсердной ЭКС увеличились на 82,1%, а желудочковой - на 56,5%. По данным Bianconi и др. также выявлено увеличение порога стимуляции от 55% до 300% в зависимости от дозы.[3] Также была найдена корреляция между возрастанием желудочкового порога стимуляции и расширением стимулированных комплексов QRS.

При изучении влияния амиодарона на пороги ЭКС исследователями не было обнаружено достоверного их изменения при длительной терапии. Большинство исследований, посвяш, енных эффектам бета- адреноблокаторов на желудочковый порог ЭС, не выявили никаких его изменений. Соталол также не влиял на хронический порог желудочковой стимуляции.

Сердечные гликозиды, по данным исследований многих авторов, не изменяют или даже несколько уменьшают порог желудочковой стимуляции.[4]

1.7 Способы наблюдения за пациентами с имплантированным ЭКС

Динамическое наблюдение за больными с имплантированными ЭКС

предусматривает проведение периодических контрольных исследований системы электрокардиостимуляции (контроль состояния кардиостимулятора и электрода) и состояния пациента. Необходимо контролировать состояние уже имплантированного электрода для того, чтобы предупредить его дисфункцию, которая может представлять опасность для пациента. Измерение порога стимуляции можно использовать для уменьшения потребляемого тока батареи путем выбора параметров импульса. Поэтому необходимо иметь возможность тестировать электрод спустя месяцы и годы после имплантации, что подразумевает необходимость неивазивных, т.е. телеметрических измерений.

Существенную помощь для диагностики различных нарушений работы ЭКС и контроля процесса истощения батареи играет магнитный тест. Помещение магнита над ложем ЭКС активирует специальный магнитоуправляемый переключатель, переводя аппарат в асинхронный режим с так называемой "магнитной" или "контрольной" частотой, которая различна для каждой модели ЭКС. Магнитный тест прекращается сразу же после удаления магнита. Номинальная частота стимуляции зависит от модели стимулятора. Снижение частоты стимуляции до указанного в паспорте ЭКС значения служит индикатором замены ЭКС. У некоторых, частотно-адаптивных кардиостимуляторов индикатором разряда батареи служит также переход аппарата в режим "по требованию" без частотной адаптации.

Самые современные стимулирующие системы имеют большое разнообразие телеметрических функций. Внутрисердечные электрограммы, получаемые путем телеметрии, несут в себе информацию о функционировании сердца, которую невозможно извлечь из поверхностных ЭКГ. При этом во внутренней (холтеровской) памяти сохраняются различные данные о ходе лечения, как, например, число стимулированных и спонтанных событий, число экстрасистол, ход изменения частоты стимуляции, рабочие параметры и даже фрагменты внутрисердечной электрограммы.

Запоминаемая и считываемая с помощью программатора информация может быть условно разделена на несколько категорий.

1) Сведения о пациенте

Накопитель данных пациента содержит важнейшие сведения о больном и его ЭКС-системе: фамилия пациента, дата имплантации пейсмейкера, дата последнего обследования, данные о симптомах, этиологии и ЭКГ-показаниях к имплантации ЭКС, наличие или отсутствие у пациента стимуляционной зависимости. Кроме того, там содержится конфигурация имплантированных электродов, модель и серийный номер ЭКС (рис. 1).



Рисунок 1 - Пример считываемых с ЭКС сведений о пациенте

2) Параметры батареи ЭКС и электродов

Методом пейсмейкерной телеметрии для диагностики состояния электрода можно получить следующие данные измерений: напряжение (амплитуда импульса), длительность импульса, заряд на импульс, среднее значение тока электрода, энергия на импульс, импеданс электрода и потребляемый ток батареи.

Точные показатели напряжения батареи, внутреннего сопротивления и потребляемого тока позволяют дать надежную оценку ожидаемого срока службы ЭКС. Данные о сопротивлении (импедансе) электрода и динамика импеданса по сравнению с предыдущим опросом могут дать информацию о возможном дефекте электрода, нарушении изоляции и состоянии контакта электрода с эндокардом. Если заряд батареи снизится до определенного значения, соответствующего времени замены аппарата, то в отчете это так же будет отражено (рис. 1.).

3) Параметры стимуляции

К ним относятся все параметры работы ЭКС: базовая частота, стимуляции, верхний предел частоты стимуляции, параметры АВ-задержки, режим стимуляции, параметры настройки сенсора частотной адаптации, информация об активации специальных дополнительных функций кардиостимулятора и т.д. (рис. 2).

Рисунок 2 - Пример считываемых с ЭКС сведений о состоянии батареи и электродов ЭКС

4) Диагностическая информация

Современные стимуляторы способны сохранять в своей памяти и, при необходимости, выводить на экран монитора огромное количество информации о сердечном ритме и работе ЭКС. Счетчик событий в течение длительного времени регистрирует и показывает соотношение стимулированных и детектированных событий в предсердиях и желудочках, количество предсердных и желудочковых экстрасистол, число эпизодов аритмии, требующих активации функции переключения режима (Mode Switch) (рис. 4). Эта информация является чрезвычайно полезной для оценки эффективности проводимой антиаритмической терапии, оценки реальной зависимости пациента от ЭКС.

Профиль ритма пациента отражается в виде различного типа гистограмм, в которых так же отражаются различные типы событий в зависимости от частоты сердечных сокращений.



Рисунок 3 - Пример считываемой информации о параметрах кардиостимуляции

Рисунок 4 - Пример считываемого с ЭКС счетчика событий

Данные встроенного холтеровского монитора значительно облегчают врачам процесс динамического наблюдения за пациентом, давая ценную информацию об адекватности программы и проводимого лечения. Объем диагностических данных, получаемых при помощи некоторых современных ЭКС, фактически позволяет отказаться от проведения нагрузочных тестов с целью подбора частотно-адаптивных параметров.

В последние годы большое внимание уделяется упрощению программирования и обслуживания кардиостимуляторов. Определение порога стимуляции может проводиться автоматически разными способами самим стимулятором, что приводит к большей надежности для пациента и одновременно к более длительному сроку его службы. То же самое относится и к чувствительности. Во многих случаях автоматическая программа контроля помогает врачу в лечении пациентов.

Динамическое наблюдение является жизненно необходимой частью клинического ведения пациентов с имплантированными ЭКС и должно осуществляться опытными специалистами в помещениях, оснащенных всем необходимым оборудованием.

1.8 Виды нарушений электрокардиостимуляций

Имплантация ЭКС позволяет улучшить прогноз и качество жизни пациентов, но не всегда положительно влияет на проявление основного заболевания, его осложнений и способна вызвать свои собственные осложнения, снижающие эффективность этого радикального вмешательства. Наблюдение за пациентами после имплантации ЭКС позволяет выявить отдельные факторы, учет и адекватная коррекция которых могут улучшить результаты лечения и повлиять на ближайший и отдаленный прогнозы у этих больных.

1) Отсутствие захвата

Отсутствие захвата при наличии на ЭКГ нормального артефакта стимула происходит вследствие блокады выхода, дефекта изоляции электрода или коннектора, неполного перелома или смещения электрода, перфорации электродом сердечной стенки, наличия воздуха в ложе униполярного ЭКС, попадания стимулов в рефрактерный период миокарда. На ЭКГ постоянно или транзиторно регистрируются артефакты стимулов, не сопровождающиеся комплексом СЖ-Б (желудочковая ЭС) или зубцом Р (предсердная ЭС).

При блокаде выхода при программировании ЭКС определяется увеличение порога ЭС, снижение порогового значения чувствительности. Избыточное возрастание порога стимуляции связано со многими факторами: старением электрода, состоянием его поверхности, поломкой, нарушением изоляции, резким возрастанием сопротивления электрода, реактивным воспалением вокруг конца электрода. Электродный импеданс может быть нормальным или повышенным. При повышении порога ЭС необходимо увеличение выходных параметров ЭС (амплитуды и/или длительности стимула) и более частый контроль порога ЭС на фоне терапии. Необходимо помнить, что высокие выходные параметры ЭКС значительно ускоряют истощение батареи. При невозможности добиться устойчивой эффективной ЭС может потребоваться репозиция электрода (перестановка в другое место с более благоприятными характеристиками внутри соответствующей сердечной камеры) или замена электрода.

Дефект изоляции электрода или коннектора может проявляться стимуляцией грудных мышц или диафрагмы. При программировании ЭКС нередко регистрируется значительное снижение импеданса электрода по сравнению с предыдущим визитом из-за утечки тока. Скорректировать данную проблему можно путем уменьшения выходных параметров стимулирующего тока, что не всегда бывает возможным из-за высокого порога стимуляции, что заставляет в ряде случаев прибегать к хирургической коррекции: изоляции места дефекта, если оно расположено поблизости от ЭКС, либо замене электрода.

Нарушение захвата может встречаться и при неполном переломе электрода. На ЭКГ при этом регистрируется преходящее отсутствие захвата при пальпации ложа или перемещении корпуса ЭКС. Это может подтверждаться рентгенографически. Подобные нарушения чаще всего корригируются путем замены электрода.

Потеря контакта электрода с миокардом (дислокация электрода) наиболее часто встречается в раннем послеоперационном периоде, и этот показатель составляет от 2 до 20%. При программировании ЭКС определяется повышение порога ЭС или отсутствие навязывания при максимальных параметрах ЭС. Освобождение электрода от фиброзной капсулы при микродислокации приводит к уменьшению импеданса электродной системы и к увеличению силы тока электрического импульса кардиостимулятора, тогда как повышение порога стимуляции сопровождается увеличением импеданса электродной системы и уменьшением силы тока импульса кардиостимулятора. Для коррекции чаще всего приходится выполнять репозицию или замену пассивного электрода на электрод с активной фиксацией.

При перфорации сердечной стенки электродом на ЭКГ наблюдается снижение амплитуды комплекса при наличии перикардиального выпота, при желудочковой перфорации - изменение морфологии стимулированного комплекса. Диагноз подтверждается рентгенографически и требует немедленной хирургической коррекции.

2) Отсутствие артефактов стимулов

Отсутствие артефактов стимулов на ЭКГ может быть вследствие нарушения контакта электрода и ЭКС, перелома электрода, полного истощения батареи ЭКС, неадекватного ингибирования работы ЭКС.

В случае нарушения контакта ЭКС и электрода, как и при переломе электрода по кардиомонитору при наружных манипуляциях с корпусом ЭКС, при глубоком дыхании, при перемене положения тела могут транзиторно появляться артефакты стимулов ЭКС, эффективные либо неэффективные. Диагноз подтверждается рентгенологически и при ревизии стимулирующей системы. В большинстве случаев требуется хирургическая коррекция: пластика либо замена электрода.

При полном истощении батареи ЭКС артефакты стимулов на ЭКГ отсутствуют, также отсутствует реакция на магнит, при ревизии стимулирующей системы выявляются нормальные параметры функционирования электрода. В этом случае необходима замена кардиостимулятора.

3) Гиперчувствительность

Неадекватное ингибирование работы ЭКС наблюдается при гиперчувствительности одного или обоих каналов ЭКС. К ним относится перекрестная чувствительность - изменение в хронометрии кардиостимулятора, вызванное восприятием в одной камере сигнала, образующегося в противоположной сердечной камере. Наиболее простой вариант перекрестной чувствительности это неадекватная детекция предсердного стимула желудочковым каналом при двухкамерной стимуляции. Последующее ингибирование желудочкового стимула может быть жизнеопасным для ЭКС-зависимого пациента. Перекрестная чувствительность более характерна для униполярного режима работы ЭКС, чем для биполярного. К таким нарушениям относится и детекция потенциалов скелетных мышц с последующим ингибированием работы ЭКС, которая также характерна для униполярных систем. В униполярных двухкамерных системах восприятие скелетно-мышечных потенциалов может приводить к ингибированию предсердного и желудочкового стимулов. Если данная ситуация не разрешается путем перепрограммирования параметров чувствительности, рефрактерности и т.д., может встать вопрос о замене ЭКС-системы на биполярную.

Еще одним из часто встречающихся нарушений работы ЭКС-системы, опосредованная гиперчувствительностью, является так называемая пейсмейкерная (ЭКС-опосредованная) тахикардия, при которой возникает детекция предсердным каналом ретроградно проведенного с желудочков зубца Р с последующим, в свою очередь, проведением на желудочки. Это нарушение в большинстве случаев корригируется увеличением предсердного рефрактерного периода, начинающегося сразу за началом желудочкового стимула.

Большинство современных ЭКС-систем имеют автоматическую функцию прерывания пейсмейкерной тахикардии, автоматически перепрограммируя значения АВ-задержки и, при необходимости, постжелудочкового предсердного рефрактерного периода.

После имплантации ЭКС рекомендуется активизировать эти превентивные функции, так как в заводских установках ЭКС они неактивны.

4) Гипочувствительность

Неадекватно низкая чувствительность одного или обоих каналов ЭКС к собственной сердечной активности, проявляющаяся в появлении конкурирующего ритма, может появляться вследствие превышения порога чувствительности (т.е. минимального воспринимаемого сигнала) над параметрами чувствительности. Чаще всего эту ситуацию можно разрешить путем перепрограммирования параметров ЭКС.

В 90-е годы производители ЭКС ввели в двухкамерные системы типа DDD (VDD) функцию переключения режимов стимуляции ("automatic mode switching"). Снабженные этой функцией ЭКС позволяют осуществлять Р-синхронизированную стимуляцию на синусовом ритме и автоматически переключаться в однокамерный режим (точнее, в зависимости от модели, в режимы DDI, DVI или VVI) при пароксизме предсердной тахисистолии, предотвращая передачу (tracking) неадекватно частого предсердного ритма на желудочки. Двухкамерная частотно-адаптивная стимуляция с функцией automatic mode switching в сравнении с однокамерной стимуляцией позволяет улучшить качество жизни пациентов с пароксизмальными формами предсердных тахиаритмий и АВ-блокадой. В работе кардиостимуляторов, снабженных этой функцией, могут существовать некоторые специфические проблемы: это принципиальная возможность недетекции кардиостимулятором предсердных аритмий, особенно при фибрилляции предсердий с низкоамплитудным и нестабильным эндокардиальным сигналом, распознавание программой ЭКС синусовой тахикардии как "патологической". Таким образом, если величина эндокардиального сигнала при фибрилляции предсердий меньше минимально возможной чувствительности ЭКС, то детекция патологического ритма и переключение режимов стимуляции будут невозможны.

5) Внесердечная стимуляция

Стимуляция большой грудной мышцы в виде ритмичных подергиваний в области ложа ЭКС синхронно с генерируемыми импульсами ЭКС или стимуляция диафрагмы в виде ощущения подергиваний в эпигастральной области корригируется, если это возможно, путем уменьшения стимулирующего тока или переводом в биполярный режим стимуляции.

6) Синдром электрокардиостимулятора

Неблагоприятные гемодинамические последствия желудочковой однокамерной стимуляции впервые описаны Т. Mitsui et al. (1969). Этим термином объединяют симптомокомплекс клинических расстройств, зависящий от неблагоприятных гемодинамических и (или) электрофизиологических эффектов постоянной стимуляции желудочков (но не от других причин). Они сообщили о пациенте, который жаловался на боль в груди, головокружение, одышку, холодный пот и приливы крови к лицу. Эти симптомы были расценены как следствие неадекватной частоты стимуляции, не обеспечивающей оптимальный сердечный индекс. Авторы назвали данный феномен "pacemaking syndrome".

Синдром кардиостимулятора состоит из целого ряда клинических признаков, не все из которых обязательно присутствуют у каждого индивидуального пациента. Основные симптомы пейсмейкерного синдрома можно сгруппировать следующим образом: гипотонические реакции (в виде постоянного низкого АД, ортостатических гипотонических реакций), неврологические расстройства, связанные с низким минутным объемом сердца (обмороки, головокружения, спутанность сознания, головные боли, ослабление слуха и зрения, общая слабость), усугубление сердечной недостаточности (сердцебиение, одышка, ортопноэ, застойная печень, отеки и т.д.).

По наблюдениям Ю.Ю. Бредикиса и соавт. наиболее характерное проявление синдрома кардиостимулятора - быстро возникающее у больного ощущение усталости при умеренной физической нагрузке: пациент прилагает усилия, чтобы заставить себя выполнить привычную для него работу.

Синдром ЭКС наблюдается у пациентов обоего пола в любом возрасте при самой различной этиологии заболевания. Синдром ЭКС может возникать сразу после имплантации, а может иметь стертые формы и оставаться незамеченным в течение многих месяцев и лет. В таких случаях симптомы либо слабо выражены, либо носят непостоянный характер, или же пациенты считают эти неприятные ощущения "ожидаемыми" при наличии ЭКС.

Согласно данным развитие пейсмейкерного синдрома связано с рядом механизмов: потерей связи между сокращениями предсердий и желудочков, асинхронизмом систолы желудочков, недостаточностью створчатых клапанов, парадоксальными рефлексами (уменьшение ОПС при низком МО). Наличие ВА-проведения большинство исследователей считают фактором, увеличивающим вероятность возникновения синдрома ЭКС. При наличии ВА-проведения во время желудочковой ЭКС повышаются средние и фазовые давления в предсердиях. Это обусловливается сокращением предсердий при закрытых створчатых клапанах с передачей увеличенной волны давления с предсердия на яремные, печеночную и легочные вены. Такие симптомы, как головная боль, ощущение распирания в голове и шее, кашель и боль в челюстях, ощущение пульсации в правом подреберье могут быть обусловлены этим феноменом.

Истинную частоту развития этого синдрома определить трудно, она колеблется, по данным разных авторов, от 7% - 15% до 65%.[5] Диагноз синдрома ЭКС лучше всего подтверждается путем исключения нарушений функции ЭКС и корреляции с сердечным ритмом до и на фоне появления симптоматики. Кроме того, помогает измерение кровяного давления в горизонтальном и вертикальном положении при желудочковой и предсердной ЭКС. Если имеется снижение АД при желудочковой ЭКС на более чем 20 мм рт ст., вероятно, наблюдается синдром ЭКС.

Лечение пейсмейкерного синдрома сводится к перепрограммированию кардиостимулятора с целью возможного восстановления АВ-синхронизации, и предотвращению ВА-проведения.

7) Дисфункции электрокардиостимуляторов, связанные с сенсором частотной адаптации

У пациентов с ЭКС-системами, снабженными функцией частотной адаптации, часто встречается как избыточный прирост частоты стимуляции (так называемые сенсор-опосредованные тахикардии) так и недостаточный ее прирост. Сенсор-опосредованные тахикардии появляются, когда указанная сенсором частота выше, чем того требует данное физиологическое состояние. Кроме редких технических дефектов или неадекватного программирования, подобные состояния являются отражением несовершенной специфичности и пропорциональности сенсора в дифференцировании шума и физиологических изменений, которые он должен детектировать. В связи с этим крайне важно индивидуально и тщательно подбирать настройки частотной адаптации на каждом (особенно на ранних послеоперационных) этапах наблюдения, особенно при расширении двигательного режима. Во многих современных ЭКС-системах для оценки адекватности частотных параметров существует встроенный монитор ритма, что значительно облегчает подбор этих параметров.

8) Превышение частоты кардиостимуляции

Немотивированное избыточное превышение частоты работы ЭКС чаще всего наблюдается в работе частотно-адаптивных систем кардиостимуляции. Это происходит при избыточно-большой чувствительности сенсора частотной адаптации. У пациентов с имплантированными ЭКС, снабженными акцелерометрами, немотивированное повышение частоты стимуляции может наблюдаться при контакте с вибрацией (езда в поезде, метро, автомобиле, смехе). Корригировать данное состояние в большинстве случаев возможно настройками чувствительности сенсора и кривой разгона сенсора. В системах кардиостимуляции, снабженных двумя сенсорами частотной адаптации, нарушения подобного рада встречаются значительно реже. Другой, намного более опасный вид превышения частоты работы ЭКС связан с нарушением электронной схемы ЭКС. При данном виде нарушений кардиостимулятор может генерировать импульсы с частотой до 300 и более имп/мин, что грозит при желудочковом варианте стимуляции индукцией жизнеопасных желудочковых аритмий. В подобных случаях необходимо без промедления отделить имплантированные электроды от стимулятора.

9) Инфекционные осложнения

Инфекционные осложнения после имплантации стимуляторов встречаются в 0,5 - 12,6% случаев. Острый инфекционный процесс может развиваться в любой части стимулирующей системы, однако чаще всего связан с ложем стимулятора. Отсроченная инфекция обычно возникает через несколько месяцев после операции, и ее возбудителем в большинстве случаев является золотистый стафилококк. Септические осложнения при временной стимуляции встречаются значительно чаще, чем при постоянной стимуляции. К факторам, которые предрасполагают к развитию инфекции, относят сахарный диабет, длительные или повторные операции, послеоперационные гематомы и нарушения иммунной системы. Среди этих факторов наиболее значимым является повторное хирургическое вмешательство. Наиболее эффективным методом лечения нагноений стимулирующих систем является полное их удаление (ЭКС и электроды), что предупреждает распространение инфекции. При частичном удалении системы частота реинфекции составляет 51-77%



Рисунок 5 - Фрагмент ЭКГ: нарушение электронной схемы ЭКС. Частота желудочковой стимуляции около 300 имп/мин

10) Изменения импеданса электродов электрокардиостимуляторов

Чрезмерно высокий импеданс электрода может наблюдаться при нарушении целостности проводника, а, наоборот, слишком низкий импеданс - при дефекте изоляции. Изменение импеданса более чем на 200 Ом в ту или другую сторону по сравнению с предшествующим контролем, особенно в сочетании с нарушениями ЭС и/или чувствительности всегда требует тщательной оценки, при необходимости - дополнительных диагностических исследований (например, рентгенографии), вплоть до хирургической ревизии.

Резюмируя вышеописанное, необходимо отметить, что в развитии кардиостимуляционных методов лечения происходит непрерывный прогресс. Современные кардиостимуляторы становятся все более сложным, увеличивается количество их программируемых параметров. В связи с этим соответственно увеличивается и количество дисфункций в системах постоянных ЭКС, требующих индивидуальной настройки параметров стимуляции для каждого конкретного пациента. Остаются открытыми многие вопросы: какие нарушения функционирования ЭКС-систем преобладают в настоящее время, какие факторы влияют на возникновение этих нарушений и каковы возможные пути исправления и предупреждения самых распространенных дисфункций ЭКС-систем.

1.9 Дисфункции ЭКС, корригируемые хирургическим путем

кардиостимуляция пациент антитахикардитический

К нарушениям в системах постоянных ЭКС, подлежащих устранению хирургическим путем относятся инфекционные осложнения, переломы и дислокации электродов, преждевременный разряд батареи ЭКС и нарушения электронной схемы пейсмейкера.

Из всех пациентов осложнения инфекционного характера наблюдаются в 0,6% случаев.

Клинический пример:

Пациентка, 57 лет, поступила в отделение хирургического лечения нарушений ритма сердца в феврале 2004г с жалобами на приступы сердцебиения длительностью до 1 - 3 часов и частотой до 2 - 3 раз в неделю, приступами потери сознания на фоне аритмии и в момент купирования пароксизма.

Из анамнеза: артериальная гипертония - около 10 лет с максимальным АД до 180/100 мм рт ст, с профилактической целью длительное время принимала эналаприл 20 мг/сут в сочетании с арифоном 2,5 мг/сут с клиническим эффектом. Пароксизмальная фибрилляция предсердий - около 3 лет, приступы были редкие (1 - 2 раза в год), но последние полгода участились до еженедельных и присоединились обморочные состояния.

При обследовании, по ХМЭКГ выявлена пароксизмальная форма фибрилляции предсердий, на фоне ФП регистрировались асистолические паузы до 3550 мс, также в момент купирования пароксизма ФП зарегистрирован отказ синусового узла с асистолической паузой 5140 мс. Клинический диагноз: Артериальная гипертензия 3 ст. (риск 3). Синдром слабости синусового узла, II типа. Пароксизмальная фибрилляция предсердий. Преходящий отказ синусового узла.