3.4.3 Асинхронный экс(с постоянной частотой импульсов)

Такой ЭКС является автономным генератором стимулирующих импульсов. Каждый импульс вызывает деполяризацию мышечных во­локон желудочков и их сокращение. Возбуждение предсердий и же­лудочков происходит асинхронно. При восстановлении предсердно-желудочкового проведения или появлении эктопической активности возникает электрическая парасистолия, т. е. параллельная генерация собственного возбуждения и импульсов стимуляции. Взаимодействие импульсов ЭКС с импульсами спонтанной активности сердца может в принципе вызвать последовательности экстрасистол, желудочковую тахикардию и даже фибрилляцию желудочков. Если импульс стиму­ляции оказывается в уязвимой фазе спонтанного цикла, то решающее значение имеет отношение амплитуды стимулирующего импульса к те­кущему значению порога возбуждения. Однако практический опыт показывает, что этот риск остается лишь теоретическим, и такие осложнения пациентам не угрожают. Интерференция ритмов может быть опасной только в тех случаях, когда значительно снижен фибрилляционный порог, например при инфаркте миокарда, вследствие нарушения баланса электролитов или лекарственной интоксикации.

Создание эффективных стимуляционных электродов с малой пло­щадью поверхности позволило снизить энергию выходных импульсов ЭКС. Кроме того, благодаря более точному знанию динамики порог» возбуждения удается снижать отношение стимул - порог. Оба эти фактора способствуют уменьшению риска осложнений, обусловленных интерференцией ритмов.

Число применяемых в клинике асинхронных ЭКС по отношению к числу управляемых непрерывно уменьшается по мере снижения потребления энергии управляющей частью и. повышения надежности управляемых ЭКС. Тем не менее, благодаря простоте, высокой надежности, более низким требованиям к потребляемой энергии (которые соответствуют наибольшей длительности функционирования) и более низкой стоимости асинхронных ЭКС имеются определенные основания для применения таких приборов у пациентов со стабилизированными полными атриовентрнкулярными блокадами.

3.4.4 Запрещающий экс

Этим прибором управляют комплекс QRS. Частота сокращений желудочков определяется интер­валами между комплексами QRS. Если интервал RR превысит заданное значение (обозначенное символом Т на рис. 3.22), то ЭКС генерирует стимулирующий импульс. Если же раньше этого произойдет спонтанная деполяризация (вследствие проведенного или эктопическо­го возбуждения), то прибор оказывается запертым и начинается сле­дующий интервал ожидания с длительностью Т. Действие ЭКС можно уподобить «дежурной» функции атриовентрикулярного узла, обеспечи­вающего возбуждение. Прибор гарантирует, что частота возбуждения желудочков не может уменьшиться до уровня ниже заданного значе­ния f= 1/T. Интервал от последнего спонтанного сокращения до бли­жайшего стимулирующего импульса не обязательно должен быть ра­вен интервалу между последующими стимулирующими импульсами. Ниже описан прибор с так называемым частотным гистерезисом. Обычно используют положительный гистерезис, при котором интервал между спонтанным сокращением и импульсом стимуляции оказывается длиннее, чем интервал между двумя стимулированными сокращениями. Основанием для применения такой закономерности было стремление к тому, чтобы более эффективно использовалась спонтанная актив­ность и при запаздывающем проведении возбуждения из предсердий. Если все же необходима стимуляция, то прибор начинает действовать с более высокой частотой, чтобы компенсировался утраченный вклад сокращения предсердий в насосную функцию сердца. Одной из причин введения частотного гистерезиса было также желание обойти патент­ное право. Однако теоретически возможная экономия энергии и улуч­шение гемодинамических характеристик оказались незначительными, и положительный гистерезис может даже способствовать поддержанию возникшей бигеминни.

Рисунок 3.26 - Принцип действия запрещающего ЭКС: 1 - деполяризация желудочков; 2 - стимулирующие импульсы: А - спонтанная деполяризация; Л - стимулированная; РП - рефрактерный период ЭКС

Главным преимуществом запрещающего ЭКС является устранение возможности интерференции ритмов. Другое его достоинство — снижение потребления тока от источника питания при спонтанных сокращениях сердца, когда прибор не генерирует стимулирующие им­пульсы. Для того чтобы прибор обнаруживал комплексы QRS внутрисердечных сигналов, он должен быть чувствительным к сигналам с амплитудой порядка нескольких милливольт. При такой чувствительности могут быть восприняты как комплекс QRS, так и нежелательные сигналы внешних и внутренних помех. Поэтому при конструиро­вании прибора необходимо учитывать возможность появления сигналов помехи и принимать меры к тому, чтобы под влиянием ошибочного запирания не произошло нежелательного прекращения стимуляции.

Если спонтанная активность сердца имеет более высокую частоту, чем автономная частота прибора, то прибор остается запертым и не генерирует импульсы. Для того чтобы можно было контролировать частоту прибора в этом состоянии, в конструкции большинства R-запрещающих ЭКС предусматривают переключатель с магнитным управ­лением. При помощи внешнего магнита можно отключить цепи запира­ния, после чего запрещающий ЭКС продолжает работать как неуправляемый прибор с постоянной заданной частотой. Эта контрольная частота в некоторых приборах выше, чем автономная. Основанием для этого является, с одной стороны, стремление облег­чить распознавание изменения режима работы прибора и, с другой, желание ограничить возможность интерференции временно неуправляемого прибора со спонтанным ритмом.

3.4.5 R-сннхронизированный ЭКС (стендбай-ЭКС)

Каждый комплекс QRS запускает ЭКС, который сразу же генерирует импульс. Этот импульс попадает по времени на началь­ный участок абсолютного рефрактерного периода спонтанной деполяри­зации миокарда и, следовательно, не оказывает стимулирующего дей­ствия и не вызывает механического сокращения мышцы, Временные соотношения для этого прибора иллюстрируются на рис. 3.24. Если час­тота спонтанной активности снизится, и прибор не будет в течение определенного времени запущен, то он автоматически будет генерировать импульс на конце заданного интервала Т. При возрастании частоты спонтанной сердечной активности прибор будет вновь запускаться каждым зубцом. Если интервал между последовательными зубцами R окажется короче, чем установленный рефрактерный период прибора РП, то ЭКС будет запускаться каждым вторым, каждым третьим или каким-либо последующим зубцом R. Постоянный рефрактерный период прибора обеспечивает ограниченную максимальную час­тоту, с которой он может вырабатывать импульсы стимуляции в тех случаях, когда запускающие сигналы имеют более высокую частоту. Любые сигналы помехи при этом могут привести к повышению часто­ты прибора лишь до этого максимального значения. Однако при удли­нении рефрактерного периода прибора возрастает вероятность того, что не будут обнаруживаться ранние экстрасистолы, которые могут возникнуть на протяжении этого периода, при этом не исключена возможность генерации импульса в пределах уязвимой фазы цикла воз­буждения, вызванного экстрасистолой.

Рисунок 3.27 – Принцип действия R-синхронизированного ЭКС

Преимуществами R-синхронизированного ЭКС являются снижение вероятности интерференции ритмов, возможность плавного увеличения частоты имплантированного прибора при помощи внешнего источника импульсов и непрерывное отражение информации о функционировании прибора на электрокардиограмме. Однако правильная синхронизация ЭКС комплексом QRS не является достаточным критерием для того, чтобы судить, будет ли стимуляция эффективной при снижении частоты спонтанной активности. Недостатки прибора - довольно боль­шое потребление энергии и излишнее повреждение тканей и электродов бесцельно протекающим током. Кроме того, электрокардиографический сигнал постоянно деформируется электрическими импульсами.

3.4.6 Р-синхронизированный ЭКС

Р-синхронизированный ЭКС заменяет собой проводниковую систему сердца. Он функционирует параллельно с поврежденной про­водниковой системой. При помощи одного электрода, расположенного в области предсердий, отводятся потенциалы зубцов Р, которые пред­ставляют собой электрическое проявление сокращения предсердий (рис. 3.25). Эти потенциалы запускают с определенной задержкой генератор импульсов, который посредством другого электрода стимули­рует желудочки. Синхронная работа предсердий и желудочков обеспечивает физиологическое управление частотой сердечных сокращений в соответствии с физической нагрузкой, и, кроме того, сохраняется гемодинамический вклад предсердных сокращений. Если частота возбуждения предсердий снижается и становится меньше определенного минимального значения, то ЭКС продолжает стимулировать желудоч­ки асинхронными импульсами с этой минимальной частотой. В случае слишком высокой частоты возбуждения предсердий на работу прибора влияет его рефрактерный период и желудочки стимулируются с безопасной частотой, равной, например, половине частоты возбуждения предсердий, Р-синхронизированный ЭКС передает на желудочки воз­можные предсердные аритмии, причем это искусственное предсердно-желудочковое проведение нельзя устранить фармакологическими сред­ствами. При современном уровне техники сложность схемы прибора и более высокое потребление энергии управляющей частью уже не яв­ляются слишком серьезными недостатками. Самое существенное пре­пятствие к более широкому распространению ЭКС с предсердным управлением - это необходимость обеспечивать надежное отведение сигналов возбуждения предсердий. Вместо вскрытия грудной клетки, которое раньше было неизбежно при установке прибора, в настоящее время отводящие электроды вводят через средостение, применяют внутрисосудные электроды в форме буквы или фиксированные крючки. Однако ни один из этих способов не дает вполне надежных результатов. Хотя большинство врачей признают важность предсердие-го вклада в минутный объем сердца и преимущества предсердно-желудочковой синхронизации, тем не менее приборы с управлением от предсердий применяются лишь в исключительных случаях. Создание надежного предсердного электрода, который можно было бы легко вводить внутрисосудным путем, позволило бы использовать преиму­щества описанного ЭКС, основанного на физиологических принципах.

Рисунок 3.28 – Принцип действия Р-синхронизированного ЭКС: 1 — деполяризация предсер­дий; 2 — деполяризация же­лудочков; 3 — стимулирую щие импульсы