Введение

Дефибрилляция — это метод, основанный на создании мощного электрического разряда, способного восстановить нормальный ритм сердца. На основе данного метода был создан аппарат с похожим названием – дефибриллятор.

Это устройство стало ключевым инструментом в борьбе с внезапной остановкой сердца, вызванной фибрилляцией желудочков или желудочковой тахикардией без пульса. Однако важно понимать, что дефибриллятор не эффективен при асистолии (полной остановке сердца) и электромеханической диссоциации, когда отсутствует механическая активность сердца. В таких случаях основными методами помощи являются сердечно-лёгочная реанимация (СЛР) и введение медикаментов.

По данным ВОЗ, смертность от патологии сердца по причине внезапной остановки кровообращения составляет 30 случаев в неделю на 1 миллион человек. В Российской Федерации это более 300 тысяч человек ежегодно.

Своевременное использование дефибриллятора снижает риск необратимых последствий в несколько раз. Экстренная электрическая дефибрилляция повышает уровень выживаемости до 38%. В течение первых 3-5 минут дефибриллятор поможет спасти 5-7 человек из 10. В условиях Российской Федерации это более 80 тысяч спасённых жизней ежегодно [1].

Впервые феномен дефибрилляции открыли в 1899 году в ходе экспериментов Жана-Луи Прево и Фредерика Бателли, обнаруживших, что электрический ток может прекращать фибрилляцию у животных.

В 1933 в университете Джона Хопкинса, где физики Ортелло Лэнгуорти и Дональд Хукер работали с профессором Вильямом Кувенховеном, будущим отцом сердечно-лёгочной реанимации, не только переоткрыли явление дефибрилляции, но и доказали его перспективность для медицины [2].

Производство первого в мире серийного импульсного дефибриллятора с монополярным импульсом, разработанного Н.Л. Гурвичем и Г.С. Юньевым, было начато уже в 1952 году в СССР на опытном электромеханическом заводе Всесоюзного электротехнического института им. Ленина, причём аппарат изначально был рассчитан для применения в клинике и на выполнение дефибрилляции без вскрытия грудной клетки при оказании экстренной помощи в случаях смертельных электротравм [3].

В данной работе произведена попытка рассмотрения дефибрилляторов с точки зрения воздействия полей на биологические объекты. Будет описано физическое и физиологическое обоснование воздействия, обоснование показаний, противопоказаний и результативности метода. Приведены мощность воздействующего излучения и максимально допустимое воздействие. Описаны характер воздействия и реакция организма. Рассмотрена структурная и функциональная схема прибора. Рассмотрены алгоритм работы прибора, типы/модификации прибора, их характеристики, типы датчиков, особенности воздействия и применения. И описаны меры обеспечения безопасности для пациента и врача-лаборанта 

1 Обоснование воздействия

1. Физическое обоснование воздействия

Дефибрилляция — это процесс воздействия кратковременного электрического импульса высокой энергии на сердце с целью восстановления нормального сердечного ритма. Основу этого метода составляет взаимодействие электрического поля с биологическими тканями, в частности, с кардиомиоцитами (клетками сердечной мышцы).

Ключевым физическим процессом в дефибрилляции является распространение электрического тока через ткани, создающее электрическое поле, которое воздействует на мембраны клеток миокарда. Мембраны клеток представляют собой липидные структуры с определённым потенциалом, который играет важную роль в работе сердца. В нормальном состоянии сердце генерирует ритмичные электрические импульсы, заставляющие его сокращаться. Однако при фибрилляции желудочков или предсердий электрические импульсы становятся хаотичными и нерегулярными, что приводит к нарушению нормального сокращения сердца и его неспособности эффективно перекачивать кровь.

Рисунок 1 – Схема действия дефибриллятора

При подаче разряда дефибриллятора создаётся напряжённость электрического поля порядка 5–10 В/см, что приводит к синхронной деполяризации клеточных мембран. Это временно делает клетки невосприимчивыми к хаотическим сигналам, подаваемым патологическими очагами возбуждения. Таким образом, дефибрилляция действует как своего рода "жёсткий перезапуск" для сердца, позволяя его естественному водителю ритма – синусовому узлу – вновь взять контроль над процессом генерации импульсов.

Электрическое поле создаётся разностью потенциалов между двумя электродами дефибриллятора. Когда электроды прикладываются к телу пациента и разряд подаётся, через ткани организма протекает электрический ток.

Коротки электрический разряд дефибриллятора напряжением 1000—7000 В и энергией 200—360 Дж вызывает возбуждение большей части кардиомиоцитов и их синхронизацию по рефрактерности (период, когда клетки невосприимчивы к электрическим сигналам), после чего возможно восстановление нормального сердечного ритма, сократительной активности желудочков и кровообращения [4].

Важную роль в физическом механизме дефибрилляции играет структура импульса, подаваемого устройством. В современных дефибрилляторах применяются два типа импульсов: монофазный и бифазный. В случае монофазного разряда ток проходит в одном направлении, что требует подачи более высокой энергии (200–360 Дж) и может привести к термическим повреждениям тканей, таким как ожоги кожи. Бифазный разряд меняет направление во время воздействия, что позволяет уменьшить необходимую энергию (120–200 Дж) и тем самым снизить риск повреждения тканей, при этом обеспечивая более эффективную дефибрилляцию [1].

Рисунок 2 – Виды разрядов дефибрилляторов

Таким образом, физическое воздействие дефибрилляции основано на создании кратковременного электрического импульса высокой мощности, который распространяется через ткани организма, вызывая одновременную деполяризацию сердечных клеток. Это позволяет прекратить хаотичную активность сердца и восстановить нормальный ритм, управляемый его естественным водителем.