Дефибриллятор

Дефибриллятор

Символ автоматического наружного дефибриллятора

Дефибриллятор — это медицинский прибор, используемый для лечения опасных нарушений сердечного ритма (аритмий), таких как фибрилляция желудочков и желудочковая тахикардия, а также менее опасных, таких как трепетание предсердий и фибрилляция предсердий, путем нанесения электрического разряда, который устраняет нарушение передачи электрического сигнала в сердце.

Принцип работы прибора

Система передачи электрического сигнала, регулирующего сердечные сокращения, в нормальном состоянии.

Дефибриллятор устраняет нарушения передачи электрического сигнала через сердце путем подачи электрического тока, превышающего ток, генерируемый в сердце (см. электрокардиограмму) и возникающий в результате серии потенциалов действия, генерируемых клетками сердечной мышцы. Это приводит к прекращению всех хаотических электрических сигналов в сердце, возвращая сердце в электрическое «нулевое» состояние, после чего сердечные сокращения начинают возникать от первичного водителя ритма сердца в лучшем случае.

С функциональной точки зрения, проводящая клетка нуждается в периоде для восстановления мембранного потенциала, прежде чем позволить следующему электрическому импульсу пройти через нее. Этот период, следующий за прохождением электрического импульса, в течение которого клетка невосприимчива к электрическому сигналу, называется рефрактерным периодом. В случае фибрилляции клетки сердца передают электрический сигнал хаотично, то есть каждая клетка «действует сама по себе», и сердечная мышца переходит в состояние фибрилляции вместо регулярного и эффективного сокращения. Дефибриллятор пропускает электрический разряд, который заставляет все клетки сердца одновременно войти в рефрактерный период, что объясняет кратковременную асистолию, следующую за разрядом. Затем наиболее быстрые клетки сердца, обычно клетки синоатриального узла, первыми восстанавливают мембранный потенциал и начинают генерировать электрический импульс, запуская нормальный синусовый ритм. Если это удается, сердце преодолевает нарушение ритма.

1. Фибрилляция желудочков

2. Сразу после электрического разряда — асистолия на несколько мгновений

3. Синусовый (нормальный) ритм сердца в случае успеха

Способ применения

Способ размещения электродов дефибриллятора.

Существует несколько типов дефибрилляторов, которые различаются по принципу работы и способу применения. Ниже приводится описание способа использования ручного наружного дефибриллятора — прибора, широко распространенного в больницах, отделениях неотложной помощи, палатах интенсивной терапии и в некоторых бригадах скорой помощи.

• Электроды прибора смазываются токопроводящим гелем, который снижает электрическое сопротивление кожи для тока и предотвращает возникновение болезненных поверхностных ожогов, вызванных преодолением током сопротивления кожи, с одной стороны, и обеспечивает доставку максимально возможной терапевтической энергии к сердечной мышце, тем самым повышая эффективность лечения.
• Диагностика сердечного ритма осуществляется с помощью электрокардиограммы на экране прибора, и на основании диагноза:
• Выбирается соответствующая энергия для лечения, которая зависит от типа дефибриллятора. В однофазных приборах используется энергия 360 Дж, тогда как в двухфазных — от 100 до 200 Дж[1]. Также определяется, будет ли электрический разряд синхронизирован с электрокардиограммой или нет (в экстренных случаях и при остановке сердца выбирается несинхронизированный режим).
• Электроды размещаются на грудной клетке, как показано на рисунке, и плотно прижимаются для обеспечения хорошего контакта и проводимости, снижающей сопротивление через кожу.
• Начинается зарядка электродов с помощью кнопки, которая обычно находится на самих электродах.
• После звукового сигнала о завершении зарядки электродов все присутствующие громко и четко предупреждаются о необходимости отойти от пациента, чтобы никто из присутствующих не получил электрический удар!
• Убедившись, что пациент не соприкасается с другими людьми, производится разряд электрической энергии для достижения необходимого лечения.

•  См. также: Сердечно-легочная реанимация

Типы дефибрилляторов

Схема принципа работы электрического дефибриллятора, здесь однофазного

Существует множество типов дефибрилляторов в зависимости от функции и требуемой цели прибора, а также в зависимости от принципа, используемого в приборе. По принципу работы приборы делятся на два типа: однофазные приборы и двухфазные приборы.

Это деление учитывает технические характеристики электрического тока: в однофазных приборах электрический ток проходит в одном направлении от одного электрода к другому, и это более старая система в таких приборах. Эти более простые приборы требуют большей энергии для достижения той же цели. Здесь используется более высокое электрическое напряжение, обычно на уровне 360 Дж.

В конце 1980-х годов были разработаны дефибрилляторы, использующие двунаправленный, а следовательно, двухфазный электрический ток. Эти приборы меняют направление тока в течение короткого периода, составляющего около 10 миллисекунд, и, таким образом, используют меньшую величину напряжения и меньше энергии при электрическом разряде. Эти приборы считаются более эффективными для устранения фибрилляции желудочков: процент успешной реанимации пациентов с использованием двухфазных приборов может возрасти с примерно 28% до 40%[2]. Принцип двухфазного тока первоначально использовался в имплантируемых приборах, но затем был распространен на остальные приборы. Текущая мировая тенденция направлена на постепенную замену однофазных приборов на двухфазные. Выбор энергии здесь составляет 100–200 Дж.

Что касается функции, существует несколько форм, выполняющих различные функции, в том числе:

Простой ручной дефибриллятор

Два электрода: либо в виде рукояток, как показано на изображении, либо с возможностью установки разрядных электродов, как показано на изображении выше. В случае разрядных рукояток необходимо использовать гель, снижающий сопротивление (на изображении — белая туба слева), а в случае разрядных электродов они уже готовы и содержат липкое вещество, снижающее сопротивление. Этот тип прибора является самым простым и наиболее распространенным благодаря своей дешевизне и выполнению самой важной задачи — устранению фибрилляции сердца. Приборы различаются по форме в зависимости от компании-производителя, но можно сказать, что основными компонентами, присутствующими во всех приборах, являются (см. изображение):

• Экран для анализа электрокардиограммы, на котором отображается одна кривая, достаточная для диагностики нарушений сердечного ритма и, следовательно, для их лечения при необходимости.
• Зарядный конденсатор, функция которого заключается в зарядке электродов энергией, заданной с помощью селектора энергии на панели прибора.
• Блок управления, содержащий кнопки управления основными функциями дефибриллятора.

Продвинутый ручной дефибриллятор

Ручной дефибриллятор

Продвинутый ручной дефибриллятор (крупный план), показывающий экран с расширенными данными, такими как уровень кислорода, и управление кардиостимулятором (надписи на немецком языке)

Этот прибор аналогичен базовому, но с добавленными функциями и возможностями, которые позволяют ему выполнять другие роли, помимо простого разряда и устранения фибрилляции сердца. К таким добавленным функциям и возможностям относятся:

• Блок мониторинга: этот блок предоставляет больше информации о клиническом состоянии пациента, и его возможности варьируются в зависимости от оснащения дополнительными датчиками и диагностическими устройствами, такими как:
• Пульсоксиметр: измеряет уровень насыщения крови кислородом.
• Расширенный электрокардиограф: подключается с помощью проводов и датчиков для ЭКГ, позволяя регистрировать полную электрокардиограмму (12 отведений), что повышает диагностическую ценность прибора. Прибор можно использовать для мониторинга сердечного ритма (например, при транспортировке пациента в качестве переносного монитора), для диагностики инфаркта миокарда или различных типов аритмий и т. д.
• Функция синхронизации: активируется нажатием соответствующей кнопки управления. Она означает, что электрический разряд синхронизирован с электрокардиограммой, в частности с вершиной зубца R. Эта функция используется для лечения трепетания предсердий и фибрилляции предсердий методом кардиоверсии, чтобы избежать негативного влияния на желудочковый ритм, поскольку разряд в неподходящий момент (на зубце T) может привести к фибрилляции желудочков.
• Наружный кардиостимулятор: используется для лечения брадикардии или асистолии в экстренных ситуациях и быстро. Разрядные электроды наклеиваются на грудную клетку и спину пациента, и при активации этой функции прибор работает как временный кардиостимулятор до тех пор, пока брадикардия не будет устранена более эффективным и менее травматичным для пациента способом (наружный кардиостимулятор причиняет боль пациенту, поэтому необходима анестезия пациента во время лечения наружным кардиостимулятором, и рекомендуется как можно скорее использовать другой кардиостимулятор, например, эндокардиальный).

Автоматический и полуавтоматический дефибриллятор

Автоматический дефибриллятор.

Расположение разрядных электродов.

В соответствии с многочисленными исследованиями[3][4][5], указывающими на то, что срочность использования дефибриллятора играет важную роль в повышении процента успеха при лечении остановки сердца и восстановлении нормального сердечного ритма с минимальным повреждением для пациента, многие рекомендации были направлены на распространение автоматических дефибрилляторов, простых в использовании для широкой публики, не требующих обучения и безопасных как для пациентов, так и для самих пользователей, в надежде, что это поможет спасти большее количество пациентов с остановкой сердца.

Эти приборы содержат компьютерные программы, которые анализируют электрокардиограмму и определяют, поддается ли она лечению электрическим разрядом. На основе компьютерного анализа прибор подает голосовые и текстовые инструкции на экране прибора пользователю в ясной и недвусмысленной форме, позволяя любому человеку, даже без обучения, эффективно использовать прибор. Эти приборы называются автоматическими приборами, и они не выполняют электрический разряд, если прибор не обнаружил ритм, поддающийся лечению разрядом.

Многие развитые страны начали размещать эти приборы в общественных местах, таких как аэропорты, торговые центры и другие. Согласно рекомендациям Европейского совета по реанимации, рекомендуется размещать автоматический дефибриллятор в каждом месте, где вероятность возникновения остановки сердца превышает один раз в два года[1].

Полуавтоматические приборы — это приборы, в которых есть программа, как в автоматических приборах, но они также имеют возможность переключения в ручной режим, что позволяет медицинским специалистам использовать прибор как обычный ручной дефибриллятор. Это дает врачу или технику возможность использовать прибор быстрее, без необходимости ожидания компьютерного анализа, а также позволяет специалисту выполнять расширенные методы лечения, помимо простого разряда. Эти приборы размещаются в машинах скорой помощи и медицинских кабинетах, чтобы немедицинский персонал мог использовать автоматический режим, а по прибытии медицинских специалистов можно было переключиться на ручной режим.

Имплантируемый дефибриллятор

Имплантируемый дефибриллятор.

Рентгеновский снимок, показывающий имплантируемый дефибриллятор.

Пациентам с риском смерти от остановки сердца может быть имплантирован небольшой дефибриллятор (похожий на имплантируемый кардиостимулятор). Прибор контролирует сердечный ритм и с помощью программы наносит электрический разряд средней мощности (10–40 Дж) через электроды, имплантированные в желудочки сердца, для устранения фибрилляции сердца и восстановления синусового ритма. Для пациентов, перенесших остановку сердца или желудочковую тахикардию, лечение имплантируемыми дефибрилляторами считается более успешным, чем старые методы лечения антиаритмическими препаратами

[6]

Разработка этих приборов началась в

1969 году, но первоначально они столкнулись с техническими трудностями, а затем с проблемами, связанными с неприятием и недоверием медицинского сообщества того времени к этой идее, пока в 1980 году не был имплантирован первый дефибриллятор (англ.: ICD or implantable cardioverter defibrillator) в больнице Джонса Хопкинса, что ознаменовало начало эры имплантируемых дефибрилляторов[7].

Современные имплантируемые приборы представляют собой нечто большее, чем просто дефибриллятор: они содержат современное программное обеспечение, позволяющее анализировать сердечный ритм и лечить ряд аритмий, таких как трепетание предсердий, трепетание желудочков и желудочковую тахикардию, без необходимости нанесения электрического разряда, путем генерации быстрых электрических импульсов, значительно более быстрых, чем эти тахикардии, и, таким образом, «перехватывая управление» ритмом сердца на несколько мгновений, а затем возвращая сердце к более медленному и нормальному ритму. Таким образом, они пытаются предотвратить возникновение фибрилляции желудочков[7]. Они также выполняют все функции имплантируемых кардиостимуляторов. Новейшие поколения имплантируемых дефибрилляторов обладают способностью — с помощью дополнительных электродов — стимулировать желудочки отдельно для синхронизации их работы, чтобы увеличить насосную способность сердца при сердечной недостаточности.