Патент на изобретение №2159134

(54) СПОСОБ ТРЕХКАМЕРНОЙ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ СЕРДЦА

(57) Реферат:

Изобретение используется в медицине, в частности в кардиохирургии и кардиологии. Способ заключается в детекции нативной активности отделом сердца и последовательном нанесении электрических импульсов на миокард предсердий, желудочков сердца с помощью электрокардиостимулятора и электродов. Новым в способе является то, что момент нанесения синхронизированного с правопредсердной активностью электрического стимула на левое предсердие определяют посредством наружного электронного включателя накожным путем, затем через промежуток времени, соответствующий интервалу межпредсердного проведения возбуждения, передают электрический импульс на электронный вход однокамерного триггерного электрокардиостимулятора, который является пусковым сигналом к выработке и нанесению на миокард левого предсердия чреспищеводным путем электрического импульса электронной схемой триггерного электрокардиостимулятора. Изобретение позволяет повысить эффективность и упростить процедуру электростимуляции сердца. 1 ил., 3 табл.

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиохирургии и кардиологии, и может быть использовано для диагностики и коррекции нарушений центральной гемодинамики при электростимуляции сердца у больных с сочетанными нарушениями межпредсердного и атриовентрикулярного проведения.

Хирургическое лечение нарушений ритма сердца посредством постоянной электрокардиостимуляции имеет большое медицинское и социальное значение. Ежегодно имплантации постоянных искусственных водителей ритма сердца выполняются у сотен тысяч больных.

Физиологическая (предсердная и предсердно-желудочковая) электрокардиостимуляция является широко распространенным способом коррекции нарушений центральной гемодинамики у больных бради- и тахикардиями. Трехкамерный режим электрокардиостимуляции, т. е. режим, включающий нанесение электрического импульса на стенку трех полостей [правое и левое предсердия, правый желудочек сердца] , эффективен при сочетанных нарушениях межпредсердной и атриовентрикулярной проводимости, наджелудочковых и желудочковых тахиаритмиях, “синдроме кардиостимулятора”, застойной сердечной недостаточности, кардиомиопатиях, после операции на сердце.

Недостатками этих методов являются инвазивность, ограниченные возможности использования у больных с ранее имплантированным постоянным электрокардиостимулятором.

Прототипом предлагаемого способа является эндокардиальный метод трехкамерной электрокардиостимуляции, проводимый с помощью имплантируемого бифокального электрокардиостимулятора, двух предсердных – право- и левопредсердного, установленных соответственно в ушке правого предсердия (катод) и коронарном синусе (анод) сердца, и одного желудочкового, помещенного в область верхушки правого желудочка сердца. (Saksena S., Prakash A., Hill M. et. al. Prevention of recurrent atrial fibrillation with chronic dual-site right atrial pacing. J. Amer. Col. Card. 1996. Vol. 28, N. 3. P. 687-94). Оба предсердных электрода соединяются с предсердным каналом электрокардиостимулятора посредством Y-образного биполярного коннектора таким образом, что электрический диполь импульса расположен внутри предсердий (т.е. без участия корпуса электрокардиостимулятора в нанесении электрического импульса на сердце).

Посредством трехкамерной системы электрокардиостимуляции проводится детекция нативных электрических потенциалов непосредственно со стенки обоих предсердий и правого желудочка сердца; нанесение эндокардиально двух электрических стимулов: одного (предсердного) на правое и левое предсердия одномоментно, другого (желудочкового) – через заданный интервал атриовентрикулярного проведения – на правый желудочек сердца.

Недостатками метода являются инвазивность; необходимость рентгенологического контроля местоположения контактной головки электродов; пункции центральных вен; большие затраты времени для достижения эффективной электрокардиостимуляции; требование соблюдения постельного режима больным; затрудненное достижение стабильности внутриполостного положения предсердных эндокардиальных электродов; риск развития гемо- и пневмоторакса; факт недостаточно физиологичного одномоментного возбуждения обоих предсердий (тогда как временной интервал между электромеханическими систолами правого и левого предсердий зависит от состояния межпредсердной проводимости обследуемого и составляет в нормальных условиях от 50 до 100 миллисекунд); высокая частота осложнений, связанных с электродом, помещенным в коронарный синус сердца (рост порога возбуждения миокарда, блокада выхода импульса с неэффективной левопредсердной электростимуляцией, дислокация электрода, чувствительность к биопотенциалам близкорасположенного левого желудочка сердца), что в ряде случаев обуславливает необходимость повторной операции с коррекцией положения электрода или изменения режима электростимуляции сердца с трехкамерного на двухкамерный; необходимость наличия ангиографической операционной и большого штата персонала; лучевая нагрузка на больного и операционную бригаду.

Изобретение направлено на решение задач:
1) повышение эффективности и упрощение методики трехкамерной электростимуляции сердца,
2) обоснования необходимости операции и параметров устройства до операции.

Указанные задачи решаются посредством детекции нативной активности сердца и последовательного раздельного нанесения электрических импульсов на правое и левое предсердия, правый желудочек сердца с помощью электрокардиостимулятора и электродов.

Новым в способе является то, что методику трехкамерной электростимуляции сердца проводят посредством двух электрокардиостимуляторов: первого – имплантированного двухкамерного, осуществляющего детекцию спонтанных кардиопотенциалов и электростимуляцию правых отделов (предсердия и желудочка) сердца, второго – дополнительного наружного однокамерного триггерного, выполняющего электростимуляцию левого предсердия чреспищеводным путем последовательно после правопредсердного стимула, наносимого имплантированным двухкамерным электрокардиостимулятором, через временной интервал, соответствующий времени межпредсердного проведения в физиологических условиях. Синхронизацию во времени моментов последовательного нанесения электрических импульсов на правое предсердие (имплантированным двухкамерным электрокардиостимулятором) и левое предсердие (однокамерным триггерным электрокардиостимулятором) проводят посредством наружного электронного включателя, с помощью которого осуществляют детекцию момента нанесения правопредсердного стимула, затем через временной интервал, соответствующий времени межпредсердного проведения, передают электрический импульс на электронный вход дополнительного однокамерного триггерного чреспищеводного электрокардиостимулятора. Нанесенный электрический импульс является пусковым сигналом для электронной схемы наружного однокамерного триггерного электрокардиостимулятора, который в свою очередь передает посредством пищеводного электрода электрический импульс на левое предсердие с величиной энергии, превышающей порог возбуждения предсердного миокарда. После сокращения обоих предсердий имплантированный двухкамерный электрокардиостимулятор наносит через интервал времени, соответствующий проведению по атриовентрикулярному узлу, электрический стимул на правый желудочек сердца. Это приводит к систоле желудочков сердца.

Способ изображен на чертеже, где
1 – имплантированный двухкамерный электрокардиостимулятор;
2 – накожный электрод;
3, 5 – соединительный электрод;
4 – наружный электронный включатель;
6 – однокамерный триггерный электрокардиостимулятор;
7 – пищеводный электрод;
8 – пищевод,
9 – левое предсердие,
10 – имплантированный электрод в правом предсердии;
11 – правое предсердие;
12 – имплантированный электрод в правом желудочке;
13 – правый желудочек сердца;
14 – левый желудочек сердца.

Способ выполняют следующим образом. У больного с предсердным ритмом синусового происхождения, нарушениями межпредсердного и атриовентрикулярного проведения возбуждения имплантированным двухкамерным электрокардиостимулятором (1) посредством регулирующего устройства (программатора) устанавливают программу электростимуляции сердца:
1. режим – двухкамерный универсальный секвенциальный (DDD);
2. базисная частота электростимуляции – 60-70 имп/мин;
3. максимальная частота электростимуляции – 100 – 150 имп/мин,
4. атриовентрикулярный интервал – в интервале от 100-187 мс;
5. амплитуда импульса по обоим (предсердному и желудочковому) каналам электрокардиостимулятора – на величину, превышающую пороговую величину возбуждения правых отделов сердца на 75%.

На коже пациента фиксируют лейкопластырной лентой два накожных электрода (2), один – в области подкожного ложа имплантированного двухкамерного электрокардиостимулятора (1), второй – в проекции контактной головки правопредсердного электрода (в области IV-VI межреберий на 1 см кнаружи от правой срединноключичной линии).

Накожные электроды посредством соединительных электродов (3) подключают к клеммам предсердного канала наружного электронного включателя (4), в качестве которого используют двухкамерный секвенциальный электрокардиостимулятор, например модель ЭКС-444 производства ЗАО “Элестим” (Москва, Россия) или модель 3070 производства фирмы Пейссеттер-СентДжуд Медикал (США).

Устанавливают программу наружного электронного включателя (4):
1. режим – двухкамерный универсальный секвенциальный (DDD),
2. базисная частота электростимуляции должна быть на 15-20 имп/мин ниже базисной частоты импульсов имплантированного двухкамерного электрокардиостимулятора (обычно базисную частоту устанавливают на величину 50 имп/мин),
3. максимальная частота электроостимуляции – 90-137 имп/мин,
4. длительность электронного межпредсердного интервала – от 60 до 100 мс^*,
5. амплитуда импульса желудочкового канала – 10 В.

^*Примечание: При использовании в качестве наружного электронного включателя бифокального электрокардиостимулятора модель 3070 трехкамерную электростимуляцию сердца проводили при трех величинах длительности электронного межпредсердного интервала – 60, 80 и 100 мс; в случае применения бифокального электрокардиостимулятора ЭКС-444 – при одной величине в 62 мс. К клеммам желудочкового канала электронного включателя (4) подключают проксимальные сегменты униполярных электродов (5), например, типа ЭПВП (производства СКБ МЭТ, Каменец-Подольский, Украина). Дистальные сегменты этих же электродов подключают к внешнему входу дополнительного наружного однокамерного триггерного электрокардиостимулятора (6), в качестве которого используют, например, электрокардиостимулятор ЭКСП-Д производства завода “Маяк” (Киров, Россия).

Устанавливают программу наружного однокамерного триггерного электрокардиостимулятора (6):
1. внешний вход – включен,
2. амплитуда импульса – на величину, превышающую величину порога возбуждения миокарда левого предсердия на 5-10 В.

Больному вводят стерильно подготовленный пищеводный би- или мультиполярный (типа ПЭДСП-2 или ПЭДМ-4,6,9; все производства СКБ МЭТ) электрод (7) в пищевод (8) через носовой ход. Оптимальную локализацию электрода в пищеводе определяют по максимальной амплитуде регистрируемой на электрокардиограф электрограммы левого предсердия (9). В этом положении пищеводный электрод (7) фиксируют к крылу носа больного лейкопластырной лентой. Избранные полюса пищеводного электрода (ориентируются по максимальной амплитуде электрограммы) подключают к выходным клеммам наружного однокамерного триггерного электрокардиостимулятора (6).

Имплантированный двухкамерный электрокардиостимулятор (1) наносит электрический стимул посредством имплантированного предсердного электрода (10) на правое предсердие (11).

Наружный электронный включатель (4) распознает электрический стимул, наносимый на правое предсердие имплантированным двухкамерным электрокардиостимулятором (1), затем через заданный временной промежуток, соответствующий межпредсердному проведению возбуждения, передает электрический стимул на внешний вход электронной схемы наружного однокамерного триггерного электрокардиостимулятора (6). Нанесенный на внешний вход электрический стимул является пусковым сигналом для электронной схемы наружного однокамерного триггерного электрокардиостимулятора (6). Последний через чреспищеводный электрод (7) наносит на прилегающее к пищеводу левое предсердие (9) электрический импульс величиной, достаточной для возбуждения миокарда левого предсердия. После сокращения предсердий (3, 11) имплантированный двухкамерный электрокардиостимулятор наносит через интервал времени, соответствующий проведению по атриовентрикулярному узлу, электрический стимул на правый желудочек сердца. Это приводит к систоле желудочков сердца.

Таким образом, имплантированный двухкамерный электрокардиостимулятор, наружные электронный включатель и триггерный электрокардиостимулятор совместно с имплантированными соединительными и пищеводным электродами формируют электрическую цепочку трехкамерной электростимуляции сердца.

Частота левопредсердных импульсов однокамерного триггерного электрокардиостимулятора будет соответствовать частоте правопредсердных стимулов, наносимых имплантируемым двухкамерным электрокардиостимулятором. Длительность временного интервала между право- и левопредсердными стимулами двух электрокардиостимуляторов на электрокардиограмме будет соответствовать заданной длительности временного интервала межпредсердного проведения наружного электронного включателя.

При различных режимах электростимуляции сердца (двухкамерном и трехкамерном) у больного записывают одновременно при скорости движения ленты ЭКГ-регистратора 100 мм/с следующие виды ЭКГ:
1) поверхностную ЭКГ в стандартных отведениях;
2) чреспищеводную электрограмму посредством электрода типа ПЭДСП-2 или ПЭДМ-4,6,9 (все производства СКБ МЭТ, Каменец-Подольский, Украина), введенного в пищевод на уровень прилегания левого предсердия.

На чреспищеводной электрограмме измеряют интервал St_пп-Р_лп, отражающий длительность межпредсердного проведения возбуждения, как длительность от импульса правопредсердного электрокардиостимулятора до начала активности левого предсердия. Диагноз межпредсердной блокады ставили в тех случаях, когда интервал St_пп-Р_лп превышал 100 мс.

Оценку показателей центральной гемодинамики проводили неинвазивно ультразвуковым способом в М-, В-режимах и Доплерэхокардиографическим исследованием трансмитрального кровотока.

Примеры конкретного выполнения
Пример 1. Больной К., 62 лет. Диагноз: Ишемическая болезнь сердца. Атеросклеротический кардиосклероз. Синдром слабости синусового узла, II тип. Синоатриальная блокада. Угнетение атриовентрикулярного проведения. Имплантированный двухкамерный электрокардиостимулятор ЭКС-444 в эндокардиальном варианте. Эффективная двухкамерная предсердно-желудочковая электростимуляция сердца в режиме DDD.

При чреспищеводной записи активности левого предсердия выявили межпредсердную блокаду (величина интервала St_пп-P_лп составила 330 мс), а также явления ретроградного проведения возбуждения от левого желудочка к левому предсердию. При электрофизиологическом исследовании выявлено нарушение атриовентрикулярного проведения (точка Венкебаха составила 100 имп/мин). При эхокардиографии отмечено нарушение диастолической функции левого желудочка (расширение пиков E и А трансмитрального кровотока), а также наличие обратного кровотока в устье легочной вены по причине опорожнения левого предсердия против закрытых створок митрального клапана. Больному провели трехкамерную электростимуляцию сердца по разработанному способу. В качестве наружного электронного включателя использовали двухкамерный электрокардиостимулятор модель 3070 производства фирмы “Пейссеттер-СентДжуд Медикал” (США).

Некоторые показатели ЭКГ и гемодинамики больного К. при различных режимах электростимуляции сердца (двухкамерном и трехкамерном) и величинах электронного межпредсердного интервала наружного электронного включателя (при трехкамерной электростимуляции) приведены в табл I.

За счет укорочения интервала St_пп-P_лп при трехкамерной электростимуляции выявлено уменьшение размеров левого предсердия, увеличение систолического индекса, улучшение контрактильности и диастолической функции левого желудочка, исчезновение ретроградной активации левого предсердия, а также обратного тока крови в легочной вене.

Пример 2. Больной Б., 66 лет. Диагноз: Ишемическая болезнь сердца. Постинфарктный кардиосклероз. Атриовентрикулярная блокада III ст. Пароксизмальная форма фибрилляции предсердий. Имплантированный двухкамерный электрокардиостимулятор Парагон II в эндокардиальном варианте. Эффективная двухкамерная предсердно-желудочковая электростимуляция сердца в режиме DDI.

При чреспищеводной записи активности левого предсердия выявили межпредсердную блокаду (величина интервала St_пп-P_лп составила 135 мс). При временном отключении имплантированного электрокардиостимулятора на электрокардиограмме – полная атриовентрикулярная блокада с частотой сокращений желудочков 36 в минуту.

Больному провели трехкамерную электростимуляцию сердца по разработанному способу. В качестве наружного электронного включателя использовали двухкамерный электрокардиостимулятор ЭКС-444 производства фирмы “Элестим” (Россия).

Некоторые показатели ЭКГ и гемодинамики больного Б. при различных режимах ЭС сердца (двухкамерном и трехкамерном) приведены в табл II.

При трехкамерной электростимуляции сердца за счет уменьшения длительности интервала St_пп-P_лп выявлено улучшение контрактильности левого желудочка сердца, уменьшение размеров левого предсердия, увеличение систолического индекса, оптимизация трансмитрального кровотока.

Пример 3. Больная 3., 32 лет. Диагноз: Постмиокардитический кардиосклероз. Бинодальное поражение. Синдром слабости синусового узла, II тип. Синоатриальная блокада. Атриовентрикулярная блокада I ст. Имплантированный двухкамерный электрокардиостимулятор ЭКС-444 в эндокардиальном варианте. Эффективная двухкамерная предсердно-желудочковая электростимуляция сердца в режиме DDD.

При чреспищеводной записи активности левого предсердия выявили межпредсердную блокаду (величина интервала St_пп-P_лп составила 350 мс), а также явления ретроградного проведения возбуждения от левого желудочка к левому предсердию. При временном отключении имплантированного электрокардиостимулятора на ЭКГ выявлена синоатриальная блокада с частотой сокращений желудочков сердца 44 в минуту, атриовентрикулярная блокада I ст. (интервал P-Q составил 0,22 с). При эхокардиографии отмечено нарушение диастолической функции левого желудочка (расширение пиков E и А трансмитрального кровотока), а также наличие обратного кровотока в устье легочной вены.

Больной провели трехкамерную электростимуляцию сердца по разработанному способу. В качестве наружного электронного включателя использовали двухкамерный электрокардиостимулятор модель 3070 производства фирмы “Пейссеттер-СентДжуд Медикал” (США).

Некоторые показатели ЭКГ и гемодинамики больной 3. при различных режимах электростимуляции сердца (двухкамерном и трехкамерном) и величинах электронного межпредсердного интервала наружного электронного включателя (при трехкамерной электростимуляции) приведены в табл III.

За счет укорочения интервала St_пп-P_лп при трехкамерной электрокардиостимуляции выявлено уменьшение размеров левого предсердия, увеличение систолического индекса, улучшение контрактильности и диастолической функции левого желудочка, исчезновение ретроградной активации левого предсердия, а также обратного тока крови в легочной вене.

Способ трехкамерной электростимуляции сердца неинвазивен, не требует больших затрат времени, рентгенологического контроля расположения электрода, ангиографической операционной и большого штата персонала; может быть проведен в госпитальной палате, в отделении функциональной диагностики и на амбулаторном приеме; повышает эффективность кардиостимуляции в клинической практике, коррегирует центральную гемодинамику, оптимизирует гемодинамический вклад левого предсердия в системную гемодинамику, улучшает сердечный выброс и контрактильность миокарда левого желудочка сердца, способствует выявлению “синдрома кардиостимулятора” при двухкамерной предсердно-желудочковой электрокардиостимуляции.

Способ трехкамерной электростимуляции сердца может быть проведен для выбора оптимального режима и параметров кардиостимуляции с одновременной оценкой центральной гемодинамики без операции, оценки преимуществ физиологической электростимуляции, для устранения “синдрома кардиостимулятора” при двухкамерной предсердно-желудочковой электрокардиостимуляции.

Формула изобретения

Способ трехкамерной электростимуляции сердца с детекцией нативной активности отделов сердца и последовательным нанесением электрических импульсов на миокард предсердий, желудочков сердца с помощью электрокардиостимулятора и электродов, отличающийся тем, что момент нанесения синхронизированного с правопредсердной активностью электрического стимула на левое предсердие определяют посредством наружного электронного включателя накожным путем, затем через промежуток времени, соответствующий интервалу межпредсердного проведения возбуждения, передают электрический импульс на электронный вход однокамерного триггерного электрокардиостимулятора, который является пусковым сигналом к выработке и нанесению на миокард левого предсердия чреспищеводным путем электрического импульса электронной схемой триггерного электрокардиостимулятора.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 15.06.2001

Номер и год публикации бюллетеня: 2-2003

Извещение опубликовано: 20.01.2003