15. Классификация электрокардиостимуляторов. Имплантируемый электрокардиостимулятор экс-4. Схемотехника.

При нарушении автоматизма работы сердца, вызванном нарушением проводимости нервных путей от синусного узла к желудочкам (атриовентрикулярная блокада), применяется искусственное поддержание нормального ритма сокращения желудочков средствами электростимуляции. Для этого применяются электрокардиостимуляторы, которые делятся на две группы: внешние и имплантируемые (вживляемые).

Внешние электрокардиостимуляторы используются для временной стимуляции в условиях медицинских учреждений, не имеют принципиальных схемных или конструктивных различий от электрокардиостимуляторов других назначений. К таким электрокардиостимуляторам предъявляются более жесткие требования электробезопасности.

Имплантируемые электрокардиостимуляторы служат для постоянного воздействия на пациента вне медицинских учреждений, и состоят из корпуса, основную часть которого занимает блок питания, и электродов.

Для электростимуляции применяются импульсы прямоугольной формы с амплитудой 3…5В. Длительность импульсов имплантируемых кардиостимуляторов составляет 1мс, средняя частота повторений 70 имп/мин. Параметры импульсов внешних электрокардиостимуляторов меняются в широких пределах. Так же применяется комбинация водителя ритма (кардиостимулятора) и дефибриллятора. Такие электрокардиостимуляторы имплантируются пациентам, которым может потребоваться и стимуляция и дефибрилляция.

Наиболее эффективны биоуправляемые кардиостимуляторы, которые могут управляться либо Р - волной, либо R – зубцом кардиосигнала.

Типы биоуправляемых кардиостимуляторов:

1. Р – синхронизированные кардиостимуляторы;

2. R – управляемые кардиостимуляторы:

- R – запрещающие;

- R – синхронизированные.

В Р– синхронизированных кардиостимуляторах генератор импульсов синхронизирован Р–волной, потенциал которой воспринимается специальным предсердным электродом. При стимуляции формируется задержка на 120 мс, что соответствует времени прохождения волны от предсердий к желудочкам. Когда частота сокращений предсердий становится меньше 70 уд/мин или более 140 уд/мин, электростимулятор переходит на асинхронный режим работы с частотой стимуляции 70 имп/мин.

Среди R – управляемых кардиостимуляторов наиболее распространены R – запрещающие кардиостимуляторы, которые генерируют импульсы, когда частота сердечных сокращений становится меньше 70 уд/мин (стимуляторы «по требованию»). R – синхронизированные кардиостимуляторы генерируют импульсы синхронно с R- зубцом. При нормальной работе сердечной мышцы импульсы попадают в фазу сокращения желудочков и не оказывают на него никакого влияния. При снижении ЧСС ниже пороговой кардиостимулятор переходит на асинхронный режим работы с фиксированной частотой 70 имп/мин.

В биоуправляемых кардиостимуляторах для получения сигнала синхронизации необходимы усилители порядка 3мВ для R-зубца и 1мВ для Р- волны. При этом для регистрации R-зубца может быть использован стимулирующий электрод, а для регистрации Р- волны необходим дополнительный электрод. Электроды для кардиостимуляторов.

Электроды по способу соединения с сердцем делятся на миокардиальные и эндокардиальные. Миокардиальные электроды вводятся оперативным путем, т. е. это электроды непосредственного контакта. Эндокардиальные электроды вводятся через венозную систему. Обычно через подключичную вену или яременную вену, и продвигаются в правый желудочек и/или в предсердие. Длина эндокардиального электрода около 50 см.

(Слайд2) Существует два вида эндокардиальных электродов для кардиостимуляторов: с пассивной и активной фиксацией.

Электроды с пассивной фиксацией крепятся в камерах сердца с помощью специальных усиков на кончике электрода.

Электроды с активной фиксацией крепятся при помощи специалього приспособления на кончике, напоминающее штопор для бутылок.

Практически все современные электроды имеют на кончике специальное стероидное покрытие, которое уменьшает воспаление в месте имплантации электрода, что уменьшает расход энергии, необходимый для сокращения сердца, и тем самым продлевает срок службы кардиостимулятора.

В зависимости от вида электрического пути электроды делятся на следующие виды:

- монополярные. Отрицательный электрод соединен с мышцей сердца, а роль положительного электрода выполняет титановый корпус стимулятора.

– биполярные: катодом также служит дистальный конец электрода, а анодом – кольцевидный проксимальный полюс электрода, при этом корпус стимулятора изолирован от электрической цепи. Биполярная конфигурация уменьшает возможность восприятия миопотенциальных и внешних электромагнитных помех. Это означает, что при низкой амплитуде внутрисердечного сигнала можно программировать высокую чувствительность, не опасаясь восприятия внешних сигналов, которое весьма вероятно в аналогичной ситуации при монополярном восприятии.

Основной объем кардиостимулятора занимает источник питания, характеристиками которого определяется длительность работы всего устройства. Батарейки RC- типа обеспечивают срок службы 2-3 года; литьево-йонные – 5-10 лет.

КАРДИОСТИМУЛЯТОР «ЭКС-4»

«ЭКС-4» - это асинхронный кардиостимулятор с фиксированной частотой импульсной последовательности. Применяется для лечения устойчивой атриовентрикулярной блокады, может работать как с монополярными, так и с биполярными электродами.

Характеристики:

- амплитуда прямоугольных импульсов 4,5В±0,5В;

- сопротивление нагрузки (сердечной мышцы) 500 Ом;

- длительность импульсов 1,2мс±0,2мс;

- длительность переднего фронта менее 0,1 мс;

- длительность заднего фронта менее 0,2 мс;

- непостоянство амплитуды импульсов менее 40%;

- частота повторения импульсов 65-70имп/мин.

Блокинг-генератор импульсов собран на транзисторе VT1, импульсном трансформаторе Т1, резисторе R1, и конденсаторе С2. Длительность импульсов блокинг-генератора определяется параметрами импульсного трансформатора Т1. Частота повторения импульсов задается R1 и С2. На эмиттере VT1 формируются импульсы напряжения длительностью 1,2мс с периодом менее 1с.

( Слайд 3) Рис. Схема кардиости-мулятора «ЭКС-4»

В отсутствии импульсов конденсатор С3 заряжается от источников питания G1 и G2 через диоды VD1, VD2, резисторы R3 и Rп в указанной полярности. С приходом импульса VT2 открывается и положительный полюс конденсатора С3 оказывается соединенным с общим проводом. Конденсатора С3 разряжается через сопротивление пациента Rп (сопротивление сердечной мышцы), а питается от положительно заряженного источника. Таким образом, на выходе формируются импульсы отрицательной полярности.