Электрическая кардиостимуляция

Последствия нарушений генерации и проведения возбуждения в сердце можно устранить путем приложения замещающих электри­ческих импульсов стимуляции. Нарушения ритма могут быть прехо­дящими или постоянными. Если исключить временные нарушения рит­ма, которые можно устранить временной элекгрокардиостимуляцией при помощи внешнего устройства, то с технической точки зрения наи­более сложную проблему представляют собой преходящие нарушения, так как стимулятор должен оказывать эффективное действие при нару­шениях ритма, однако ни в коем случае не должен мешать нормаль­ной сердечной активности.

Еще в XVIII в. было известно, что сердце можно возбудить элек­трическими стимулирующими импульсами. Амплитуда такого импульса должна превысить определенное пороговое значение, при котором наблюдается специфический отклик сердечной мышцы, а именно ее сокращение. Если пороговое значение превышено, то в результате по­лучается один и тот же отклик независимо от амплитуды импульса.

Явления, происходящие в клетках сердечной мышцы, были описа­ны выше. Деполяризация происходит при условии, что трансмембран­ный потенциал снижается на критическое значение, равное пороговому. Пороговым является тякой стимул, который может уменьшить транс­мембранный потенциал на пороговое значение. На протяжении сер­дечного цикла трансмембранный потенциал изменяется, причем изме­няется также и минимальная амплитуда стимулирующего импульса, требуемая для возбуждения. По окончании реполярнзацни порог воз­буждения принимает малое и постоянное значение. Если в сердце введен электрод, подсоединенный к генератору стимулирующих импульсов, то электрический ток, образуемый потоком электронов в металлическом проводнике, на границе между электро­дом и тканью переходит в ионный ток внутри электролита в тканях. В ткани протекает ток, оказывающий влияние на трансмембранный по­тенциал клеток сердечной мышцы. Ток имеет наибольшую плотность на границе раздела электрод — ткань и быстро убывает по мере уда­ления от электрода. Это означает, что в ближайшей окрестности элек­трода раздражение клеток осуществляется импульсами, амплитуда ко­торых сильно превышает порог, а на определенном удалении от элек­трода лишь достигает порогового уровня. Таким образом возбуж­дается некоторое критическое число мышечных клеток. Возбудимость сердца можно описать при помощи параметров электрических импульсов, которые способны вызвать эффективное возбуждение, т.е. деполяризацию и механическое сокращение. Обычно используют кривую Гоорвега-Вейса (называемую также кривой сила - длительность или кривой I-t), которая показана на Рисунке1.2, она выражает зависимость между диастолической пороговой амплитудой импульса стимулирующего тока I и длительностью приложения импульса стимуляции t.

Кривая Гоорвега - Вейса близка по форме к равносторонней ги­перболе, сдвинутой в направлении оси у на постоянное значение, которое выражает порог возбуждения для импульса стимуляции с бесконечно большой длительностью и называется реобазой. При уменьшении длительности импульса порог возбуждения возрастает. Длительность импульса стимуляции, при которой порог возбуждения ровно вдвое больше реобазы, называется хронаксией. Реобаза и хронаксия определяют кривую Гоорвега-Вейса для заданной формы стимулиру­ющего импульса, заданного расположе­ния электродов, направления тока и, конечно, заданного положения стимули­рующего импульса по времени в диа­столнческой фазе сердечного цикла.

Для стимуляции сердца обычно применяют прямоугольные импульсы, причем активный электрод является катодом. При катодной стимуляции (стимуляции отрицательными импульсами) пороги возбуждения обычно бывают ниже, чем при анодной. Подобно тому как определяют порог возбуждения по току, можно определить порог возбуждения и по напряжению. Кривая зависимо­сти между пороговым напряжением и длительностью импульса не­сколько отличается по форме от кривой Гоорвега - Вейса для тока. Таким же образом можно определять порог возбуждения для элек­трического заряда или энергии порогового импульса стимуляции.

Для постоянной электрокардиостимуляции используются исклю­чительно прямые методы, в которых по крайней мере один из электро­дов находится в непосредственном контакте с сердцем. Применявшие­ся первоначально методы с фиксацией электродов на эпикарде или путем частичного погружения их в миокард требовали вскрытия грудной клетки. В настоящее время эти способы установки электро­дов используются лишь в виде исключения. Однако имеются новые типы миокардиальных электродов, которые могут устанавливаться и без вскрытия грудной клетки; поэтому не исключена возможность, что упрощение хирургической процедуры будет способствовать возвра­ту к более широкому применению миокардиальных электродов. В настоящее время наиболее распространен способ введения стимуляционного электрода через вены в правое сердце.

Рисунок 5.39. Кривая Гоорвега-Вейса.