История создания кардиостимуляторов
История создания кардиостимуляторов
Способность мышц к сокращению под действие электрического тока заметил итальянский врач и учёный, основоположник электрофизиологии Луиджи Гальвани ещё 1791 году. Причём, как это часто бывает, открытие произошло совершенно случайно: ассистент ученого не нарочно ударил током мертвую лягушку, после чего да дёрнула лапкой (легенда гласит, что его ассистент и обратил внимание своего наставника на странное явление. не сделай он этого и такое важное открытие осталось бы незамеченным).
В 1930-х годах американский кардиолог Альберт Хаймен задумался над вопросом оживлять людей с остановкой сердца. Вместе со своим братом-инженером Чарльзом они сконструировали первый в мире (тогда ещё наружный) кардиостимулятор с пружинным мотором и ручным приводом. При помощи длинной иглы это устройство прямо сквозь грудь подключалось к сердцу и давало электрический разряд. Хаймен проводил опыты на животных (некоторые из них выживали), а вот насчёт людей – история противоречива.
В 1949-м году канадский кардиохирург Вилфред Беглоу заметил, что если перед открытыми операциями на сердце снизить температуру пациента, это снижает риски осложнений. Но вот незадача – при температуре 21 градус по Цельсию наступала остановка сердца, а быстрое нагревание пациента не приводило к его обратному запуску. Тогда и возникла идея дать электрический разряд прямо в синусовый узел (который в норме контролирует работу сердца). В подмогу врачам был направлен инженер Джон Хоппс (говорящая фамилия). Он разработал специальный электрод для стимуляции сердца экспериментального животного, который был имплантирован в сердце через ярёмную вену и подключён к наружному кардиостимулятору. Эксперимент удался – прибор не просто запускал сердца, но также и контролировал пульс.
И наконец, в 1958-м году шведскими инженерами Аке Сеннингом и Руне Элмквистом был разработан первый имплантируемый кардиостимулятор, который находился под кожей, а электроды его проходили через подключичную вену прямо к сердцу. ЭКС получил название Simens-Elema. Ранние прототипы часто выходили из строя (самый первый ЭКС проработал 2 часа). Первый пациент, которому был имплантирован кардиостимулятор (Эрне Ларсон) за свою жизнь поменял 26 устройств, но в итоге умер в возрасте 86 лет, пережив изобретателей.
Современные ЭКС значительно сложнее и точнее, способны лечить множество нарушений ритма и проводимости. В некоторых даже встроен режим дефибрилляции и при возникновении жизнеугрожающих аритмий, например фибрилляции желудочков – дают электрический разряд, наподобие классического дефибриллятора из фильмов (такое устройство называется – кардиовертер-дефибриллятор). С 2013 года ведутся разработки внутрисердечных кардиостимуляторов, которые имплантируются прямо в миокард через артерию ноги. По размеру они значительно меньше традиционных ЭКС.
Интересный факт: на заре появления ЭКС остро стоял вопрос об источнике энергии для данных устройства. Изначально, первые кардиостимуляторы работали на ртутных батареях, которые были недолговечны (срок службы 12-24 месяца). Современные же ЭКС работают от литиевых батарей, которые были изобретены в 1971 году; срок их службы – 8-10 лет и необходимость в атомных батареях отпала.
По вопросам имплантации кардиостимуляторов и их перепрограммирования вы можете обратиться к кардиологу-аритмологу Пристромовой Л.В.
http://terve24.ru/articles/32-Istoriya-sozdaniya-kardiostimulyatorov
В процессе исследования Хопс открыл явление, на основании которого в 1950 году создали первый… Что?
Сегодня 23 ноября 2018 года, пятница, вечер, на часах 19.55 и традиционно на Первом канале в эфир выходит наше любимое капитал-шоу Поле Чудес. Гости крутят барабан, Леонид Якубович загадывает слова и дает возможность участникам отгадать их по буквам. Сектор приз на барабане! Какое значение для многих имеют эти слова. Приз или деньги? Непростой выбор, ведь в качестве приза может быть даже обычная связка бананов… И мы подготовили для вас традиционно ответы на вопросы в сегодняшней игре. И вот один из них:
Вопрос по горизонтали, слово из 16 букв. Это изобретение было сделано совершенно случайно. В ходе Второй мировой войны инженер Джон Хопс по заказу военно-морского флота проводил исследования в области гипотермии. Нужно было найти способ быстро обогреть замерзшего человека. В процессе Хопс открыл явление, на основании которого в 1950 году создали первый… Что?
Ответ: Кардиостимулятор (16 букв).
Основная функция кардиостимулятора – принуждать сердце сокращаться при отсутствии собственных побуждений и поддерживать внутреннюю электрическую активность для продолжения работы кардиомышц. Этот прибор обычно имплантируют пациентам, страдающим дисфункцией синусового узла (комплекса волокон, способных генерировать импульс сердечных сокращений и проводить его ко всем отделам миокарда).
До появления кардиостимуляторов, врачи, пытаясь восстановить нормальную сердечную деятельность после остановки сердца, использовали простые методы: механическое раздражение и внутрисердечная терапия.
Первым человеком, который прошел успешную электростимуляцию сердца, был австралийский мертворожденный младенец. В 1929 году на нем испытали новый аппарат, разработанный врачом Марком Лидвиллом и физиком Эдгаром Бутом. Прибор представлял собой электроноситель, способный продуцировать заряды различной мощности. Один электрод вставляли прямо в сердце пациента, а другой, смочив в физиологическом растворе, прикладывали к коже. После применения этого аппарата ребенок ожил, и, с технической точки зрения, именно с этого момента начинается эпоха кардиостимуляторов.
Изобретение сделанное в 1950 году на основании исследования Джона Хопса по заказу военно-морского флота в области гипотермии
Мы рады снова видеть Вас на нашем сайте, ведь вы здесь ищете ответы на популярное капитал-шоу Поле чудес. Ведь сегодня у нас пятница, 23 ноября 2018 года, вечер, и все мы собрались у голубых экранов, что бы снова посмотреть как гости крутят барабан, угадывают буквы и слова, получают призы и денежные подарки, дарят различные вещи в музей капитал-шоу, а Леонид Якубович умело всем этим заведует. Приглашаем вас в игру, тематика сегодняшней игры – открытия и все что с этим связано, и вот очередной интересный вопрос:
Это изобретение было сделано совершенно случайно. В ходе Второй мировой войны инженер Джон Хопс по заказу военно-морского флота проводил исследования в области гипотермии. Нужно было найти способ быстро обогреть замерзшего человека. В процессе Хопс открыл явление, на основании которого в 1950 году создали первый… Что?
Ответ: Кардиостимулятор (16 букв).
В 1950 году, на основе открытия Хоппса, был создан первый кардиостимулятор. Он был большой и неудобный, его применение иногда приводило к появлению ожогов на теле больного. Медик Уилсон Грейтбэтч Wilson Greatbatch совершил второе случайное открытие. Он работал над созданием устройства, которое должно было записывать сердечный ритм. Однажды он случайно вставил в устройство неподходящий резистор и заметил, что в электрической цепи возникли колебания, напоминающие ритм работы человеческого сердца. Через два года Грейтбатч создал первый вживляемый кардиостимулятор, подающий искусственные импульсы.
Первое клиническое применение электрокардиостимулятора произошло в 1952 году. Это случилось во время приема 75-летнего мужчины, когда тот поступил в больницу Бет-Изрейел. … Середина 1950-х: метод Лиллехая. В середине 50-х, когда врачи впервые начали проводить операции на открытом сердце, послеоперационная блокада сердца оказалась особенно серьезной проблемой для кардиохирургов. Внешнюю электрическую стимуляцию нельзя было использовать для пациентов с этим недугом, поскольку нужна непрерывная стимуляция в течение долгого времени.
Джон хоппс кардиостимулятор
Впервые он был имплантирован 50 лет назад. Поскольку прибор был слишком велик для того, чтобы его можно было поместить в самом сердце, пациент носил его у себя в животе. Звучит удивительно, но это был уже огромный прогресс, потому что до того времени сердце получало стимулирующие импульсы исключительно снаружи.
Проблема энергопотребления. В двадцатые годы прошлого века кардиолог Альберт С. Хайман в своей практике в Нью-Йорке путем инъекции в сердечную мышцу начал реанимировать остановившиеся сердца. При этом, как он заметил, живительное действие в большей степени было вызвано самим уколом, нежели вводимым лекарством. После этого Хайман со своим братом разработал электрический генератор, способный вырабатывать импульсы определенной частоты. Прибор весил свыше семи килограммов и требовал подзарядки каждые шесть минут. В 1933 г. братья запатентовали это изобретение.
Около 1950 г. канадский электротехник Джон Хоппс собрал более компактный кардиостимулятор, который также передавал сердцу импульсы снаружи. Ввиду высокого потребления электроэнергии этот прибор должен был быть постоянно подключен к розетке. Все это, несомненно, по-прежнему было довольно неудобно для пациента и существенно ограничивало радиус его перемещения.
История кардиостимуляторной терапии как таковая берет начало в октябре 1958 г. в Швеции, когда человеку был имплантирован первый прибор. \»Кардиостимулятор в жестянке\» был совместной разработкой инженера компании Siemens Руне Элмквиста и хирурга Оке Сеннинга. Прибор был имплантирован тяжелобольному по имени Арне Ларссон. До операции у 43-летнего пациента было до 30 остановок сердца ежедневно, и его приходилось постоянно реанимировать. Арне Ларссон дожил до 86 лет. Однако к этому времени он \»износил\» около 26 приборов. Основная проблема заключалась в электропитании. Ввиду короткого срока службы аккумулятора его приходилось постоянно подзаряжать.
Но прогресс стремительно развивался дальше. В 1960 г. в Уругвае удалось имплантировать модель стимулятора, который без проблем проработал девять месяцев. Два года спустя был сконструирован электрод, который через большие полые вены можно было вводить в сердце и закреплять там. В середине 60-х годов уже существовали кардиостимуляторы, которые включались только при необходимости.
Сейчас имплантация кардиостимулятора — обычное вмешательство. Благодаря значительно более хорошим аккумуляторам, современной микроэлектронике и росту уровня автоматизации кардиостимуляторы могут оставаться в теле в течение 8-10 лет. При контрольном обследовании с приборов просто считывается информация, после чего интерпретируются задокументированные результаты измерений. В экстренном случае стимулятор автоматически подает сигнал тревоги по мобильному телефону.
Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram — перейдите по ссылке и нажмите кнопку Join
http://elektrovesti.net/6474_istoriya-razvitiya-kardiostimulyatorov
Интересные факты
В 1886 году доктор и фармацевт Джон Пембертон (John Pemberton) пытался приготовить микстуру на основе вытяжки из листьев южноамериканского растения кока и африканских орехов кола, обладающих тонизирующими свойствами. Пембертон попробовал готовую микстуру и понял, что она обладает хорошим вкусом. Он считал, что этот сироп мог помочь людям, страдающим от усталости, стресса и зубной боли. Фармацевт отнес сироп в самую крупную аптеку города Атланты. В тот же день были проданы первые порции сиропа, по пять центов за стакан.
Однако напиток Coca-Cola появился в результате небрежности. Случайно продавец, разбавлявший сироп, перепутал краны и налил газированную воду вместо обыкновенной. Получившаяся смесь и стала «кока-колой». Изначально этот напиток не имел большого успеха. За первый год производства газировки Пембертон израсходовал 79,96 долл. на рекламу нового напитка, но смог продать Кока-колы только на 50 долл. Ныне кока-колу производят и пьют в 200 странах мира.
2. Печенье с кусочками шоколада
Один из самых популярных видов печенья в США – печенье с кусочками шоколада (chocolate-chip cookies). Оно было изобретено в 1930-е годы, когда хозяйка небольшой гостиницы Рут Вэйкфилд (Ruth Wakefield) решила испечь масляное печенье. Женщина разломала шоколадную плитку и перемешала кусочки шоколада с тестом, рассчитывая, что шоколад растает и придаст тесту коричневый цвет и шоколадный привкус. Однако Вэйкфилд подвело незнание законов физики, и из духовки она достала печенье с кусочками шоколада.
3 Клейкие бумажки для заметок (Post-it Notes)
Клейкие бумажки появились в результате неудачного эксперимента по усилению стойкости клея. В 1968 году сотрудник исследовательской лаборатории компании 3M пытался улучшить качество клейкой ленты (скотча). Он получил плотный клей, который не впитывался в склеиваемые поверхности и был совершенно бесполезен для производства скотча. Исследователь не знал, каким образом можно использовать новый сорт клея. Четыре года спустя, его коллега, который в свободное время пел в церковном хоре, был раздражен тем, что закладки в книге псалмов, все время выпадали. Тогда же он вспомнил о клее, который мог бы закреплять бумажные закладки, не повреждая страниц книги. В 1980 году Post-it Notes были впервые выпущены в продажу.
В 1844 году изобретатель Чарльз Гудийр (Charles Goodyear) случайно открыл рецепт изготовления резины, которая не размягчается в жару и не становится хрупкой на морозе. Новая технология получила название вулканизации. Гудийр, многие годы безуспешно пытавшийся улучшить качество резины, в ту пору крайне капризного и неудобного материала, однажды случайно нагрел смесь каучука и серы на кухонной плите. Открытие процесса вулканизации резины стало толчком для развития электропромышленности, так как резина является прекрасным изоляционным материалом. (История открытия вулканизации резины в статье «Чарльз Гудийр».)
Этот прибор, сохраняющий жизнь миллионам людей, страдающим заболеваниями сердца, был изобретен случайно. В 1941 году инженер Джон Хоппс (John Hopps) по заказу военно-морского флота проводил исследования в области гипотермии. Перед ним была поставлена задача найти способ максимально быстро обогреть человека, долгое время пребывавшего на морозе или в холодной воде. Хоппс пытался использовать для разогрева высокочастотное радиоизлучение и случайно обнаружил, что сердце, переставшее биться в результате переохлаждения, может быть снова «запущено», если его стимулировать электрическими импульсами. В 1950 году, на основе открытия Хоппса, был создан первый кардиостимулятор. Он был большой и неудобный, его применение иногда приводило к появлению ожогов на теле больного.
Медик Уилсон Грейтбатч (Wilson Greatbatch) совершил второе случайное открытие. Он работал над созданием устройства, которое должно было записывать сердечный ритм. Однажды он случайно вставил в устройство неподходящий резистор и заметил, что в электрической цепи возникли колебания, напоминающие ритм работы человеческого сердца. Через два года Грейтбатч создал первый вживляемый кардиостимулятор, подающий искусственные импульсы для стимуляции работы сердца.
В 1928 году ученый Александер Флеминг (Alexander Fleming) заметил, что плесневый грибок пенициллин заразил один из его образцов с болезнетворными бактериями стафилококка, оставленный у открытого окна. Флеминг изучил образец под микроскопом и заметил, что плесень уничтожала бактерии. Важность открытия Флеминга стала ясной лишь в 1940 году, когда в мире были начаты массовые исследования нового типа лекарств-антибиотиков. Ныне антибиотики крайне широко применяются в медицине, они составляют до 15% всех продаваемых в мире лекарств.
7. Тележка для супермаркета
Торговец Сильван Голдман (Sylvan Goldman) изобрел первую тележку для покупок в 1936 году. Голдман был владельцем большого продовольственного магазина в городе Оклахома-Сити и заметил, что покупатели отказываются покупать некоторые товары, потому что их тяжело нести. Открытие было случайным: Голдман обратил внимание, как одна покупательница поставила тяжелую сумку на игрушечную машину, которую ее сын катил на веревочке. Торговец сперва приделал к обычной корзине небольшие колесики, а потом привлек на помощь механиков и создал прототип современной тележки. Массовый выпуск этого устройства был начат в 1947 году. Изобретение тележки позволило создать новый вид магазина – супермаркет.
8. Мешок для мусора
Гарри Василюк (Harry Wasylyk) в 1950 году изобрел первый мешок для мусора. Василюк был изобретателем и инженером и однажды к нему обратился муниципалитет города, который поставил задачу: сделать так, чтобы бытовые отходы не высыпались в процессе загрузки мусоросборочных машин. Василюк долгое время раздумывал над созданием подобия пылесоса, но решение пришло внезапно. Кто-то из его знакомых или домашних (версии расходятся) кинул фразу: «Мне нужна сумка для мусора!». Василюк сообразил, что для операций с мусором следует использовать одноразовые мешки и предложил делать их из полиэтилена. Первым пластиковые мешки для мусора стал использовать госпиталь города Виннипега. Первые мешки для мусора, предназначенные для частных лиц, появились в 1960-е годы. Ныне одной из важнейших проблем, которые предстоит решать человечеству, является утилизация мусора.
http://billionnews.ru/465-9-veshhej-kotorye-stali-sluchajnym-izobreteniem-9-foto.html
Info-Farm.RU
Фармацевтика, медицина, биология
Электрокардиостимулятор
Электрокардиостимулятор — это устройство, выполняющее функцию искусственного водителя ритма сердца (или кардиовертер-дефибриллятор), который имплантируется (вживляеться) человеку с целью восстановления и нормализации нарушений ритма сердца.
Также существуют специальные диагностические кардиостимуляторы для проведения функциональных проб.
Способность мышц сокращаться под действием электрического тока заметил еще Алессандро Вольта (1876). В 1899 МакВильям (JA McWilliam) опубликовал статью в Бритиш Медикал Джорнал о своих экспериментах над воздействием электрического тока на сердечные сокращения, где указал на возможность заставить сердце биться с частотой 60-70 уд. / Мин. с помощью импульсов тока с такой же частотой. В 1941 году инженер Джон Хоппс по заказу военно-морского флота проводил исследования в области гипотермии. Перед ним была поставлена задача найти способ максимально быстро обогреть человека, долгое время была на морозе или в воде. Хоппс пытался использовать для разогрева высокочастотное радиоизлучение и случайно обнаружил, что сердце, которое перестало биться в результате переохлаждения, может быть снова «запущено», если его стимулировать электрическими импульсами. В 1950 году на основе своего открытия, Хоппс создал первый внешний кардиостимулятор. Он был большой и неудобный, его применение иногда приводило к появлению ожогов на теле больного. Первый вживляемый кардиостимулятор был создан в 1958 году шведскими учеными Рене Елмквистомом (Rune Elmquist) и Аке Сеннингом (Ake Senning). Важным для кардиологии стало также открытие Уилсоном Грейтбашем (Wilson Greatbatch) в 1971 году литий-ионной аккумуляторной батареи, которая стала стандартом для кардиостимуляторов.
Видео по теме
http://info-farm.ru/alphabet_index/eh/ehlektrokardiostimulyator.html
Кардиостимулятор установят по формуле
Врачи Тюменского кардиологического научного центра разработали метод, который даст понять, кому из пациентов электрокардиостимулятор поможет справиться с хронической сердечной недостаточностью, а кому — нет.
Австралийский врач Марк Лидвилл в 1928 году оживил мертвого младенца в женской больнице Краун-Стрит. Лидвилл вставил иглу электрода сначала в правое предсердие, а затем, когда предсердная стимуляция не удалась, – в правый желудочек. Сердце заработало, работало оно и после отключения аппарата. Новорожденный пациент доктора Лидвилла считается первым человеком, который успешно пережил кардиостимуляцию. А аппарат Лидвилла – первым искусственным кардиостимулятором.
Долгое время аппарат применялся в случаях, когда у пациента останавливалось сердце во время операции под наркозом. Спасти таким образом удавалось одного человека из нескольких десятков. Поэтому изобретение не совершило прорыва в кардиологии.
Термин электрокардиостимулятор, который используется по сей день, ввел американский кардиолог Альберт Хаймен. В 1932 году он создал электромеханическое устройство, поддерживающее стабильную работу сердца. В 1951 году благодаря кардиостимулятору удалось спасти пациента с нарушением сердечного ритма. Правда спасенному пришлось еще долго находиться в больнице – он не мог свободно перемещаться с прикрепленным к телу аппаратом, который весил более семи килограммов и требовал подзарядки каждые шесть минут.
Во время Второй мировой войны случайное открытие инженера Джона Хоппса из Национального научно-исследовательского совета Канады вернуло интерес к искусственным кардиостимуляторам. В 1941 году Хоппс по заказу ВМФ США искал способ максимально быстро обогреть человека, долго пробывшего на морозе или в холодной воде. Для разогрева он попытался использовать высокочастотное излучение и обнаружил, что сердце, переставшее биться из-за переохлаждения, можно снова запустить электрическими разрядами. Хоппс создал кардиостимулятор, который передавал сердцу импульсы снаружи. Из-за высокого потребления электроэнергии прибор должен был быть постоянно подключен к розетке. Аппарат успешно прошел испытания на четырех собаках. Но у людей внезапно ухудшилось самочувствие из-за нарушения проведения электрического импульса из предсердий в желудочки после инфаркта миокарда. Кардиостимулятор был однокамерным: стимулировались только предсердия, а не желудочки – они по-прежнему не выбрасывали кровь в аорту.
Наше сердце состоит из четырех камер – двух предсердий и двух желудочков. Каждый цикл сердцебиения начинается с крошечного электрического импульса в верхней части сердца, который распространяется по сердечной мышце – миокарду, вызывая ее сокращение.
Камеры сердца сокращаются последовательно, именно благодаря этому создается сердечный цикл. Он состоит из двух фаз – сокращение (систола) и расслабление (диастола). В диастолу желудочки набирают кровь из предсердий, а в систолу выбрасывают ее в артерию. Каждый сердечный цикл длится не более 7 секунд.
В 1957 году кардиохирург Кларенс Лиллехай и его коллеги из медицинской школы Миннесотского университета представили первый в мире транзисторный электрокардиостимулятор. Он находился вне тела пациента, а импульсы проводились по проводам электродов, которые проходили через кожу и крепились непосредственно к сердцу. Велик был риск инфекции. Чтобы предотвратить заражение, необходимо было создать кардиостимулятор, который бы полностью находился под кожей.
Первый имплантируемый кардиостимулятор создали инженер компании Siemens Руне Элмквист и хирург Оке Сеннинг. Он был имплантирован 8 октября 1958 года 43-летнему Арне Ларссону. До операции у пациента было до 30 остановок сердца ежедневно, и его приходилось постоянно реанимировать. Операция прошла успешно. Правда через три часа после имплантации кардиостимулятор сломался. Вторая попытка имплантации тоже не сработала. Тогда было принято решение дождаться разработки более успешных аналогов. Новую операцию по вживлению электрокардиостимулятора провели через три года. Арне Ларссон дожил до 86 лет, и умер в 2001 году от злокачественной опухоли, никак не связанной с сердцем. С момента имплантации первого кардиостимулятора и до конца своей жизни Ларссон «износил» не один десяток приборов из-за короткого срока службы аккумуляторов.
Современный кардиостимулятор, благодаря более хорошим аккумуляторам, может оставаться в теле в течение 8-10 лет. Включается такой прибор только при необходимости. Если сердце бьется с правильной частотой и ритмичностью, кардиостимулятор не работает, но постоянно контролирует ритм сердца. Если возникает редкий или неправильный ритм с пропусками в сокращениях, прибор начинает стимулировать сердце.
Кардиостимуляторы могут быть как однокамерными, так и многокамерными (две или три стимулирующие камеры). Каждая камера предназначена для стимуляции одного из отделов сердца. При этом количество камер не определяет качество работы электрокардиостимулятора – каждый тип прибора предназначен для определенного вида нарушений сердечного ритма.
Однако такой вид лечения не помогает трети пациентов. Как узнать, кому из больных электрокардиостимулятор поможет, а кому нет?
Эту задачу решили врачи Тюменского кардиологического научного центра (филиал Томского национального исследовательского медицинского центра РАН). Исследователи поставили перед собой цель выявить признаки, по которым необходимо отбирать кандидатов на имплантацию, и создали формулу, используя которую, можно предсказывать реакцию человека на установку кардиостимулятора.
При создании формулы исследователи кроме стандартных показателей – пола, возраста, длительности заболевания, данных о возбуждении желудочков (чем больше времени приходится на возбуждение желудочков, тем неблагоприятнее течение болезни и выше уровень смертности), использовали результаты дополнительных обследований.
Пациентам нужно пройти эхокардиографическое обследование (УЗИ сердца) для определения фракции выброса. Это процент объема крови, которую желудочек выбрасывает в сосуды при каждом сокращении. Речь идет именно о функции левого желудочка сердца. Кровь из левого желудочка попадает в большой круг кровообращения. Чем меньше крови, тем меньше кислорода и питательных веществ она доставит к органам. Из-за этого организму тяжело дается физическая нагрузка, даже при обычной ходьбе появляется одышка, кашель, возникает слабость.
Здоровое сердце с каждым ударом выбрасывает в сосуды более половины крови из левого желудочка. Если в желудочке было 100 мл крови, а после сокращения сердца 60 мл попало в аорту, то фракция выброса составила 60%. Этот показатель – в пределах нормы (50-60%). Если он 35-40%, то речь идет о сердечной недостаточности, но противопоказанием к установке кардиостимулятора это не является. Значения меньше 30% чреваты тяжелыми последствиями, и для таких пациентов установка кардиостимулятора не всегда эффективна.
Еще одно дополнительное обследование – анализ на уровень мозгового натрийуретического гормона. Он вырабатывается при излишнем растяжении сердца и является общепризнанным маркером тяжести хронической сердечной недостаточности. Чем лучше чувствует себя больной, тем ниже в его крови содержание этого гормона. А чем меньше гормона, тем лучше сердце качает кровь.
Более тщательный отбор пациентов для установки кардиостимуляторов избавит пациентов от бесполезных хирургических вмешательств. И позволит сократить затраты на проведение высокотехнологичных процедур.
http://m.saint-petersburg.ru/m/science/koshkina/364414/
Джон хоппс кардиостимулятор
“Кока-Кола”
В 1886 году доктор и фармацевт Джон Пембертон пытался приготовить микстуру на основе вытяжки из листьев южноамериканского растения кока и африканских орехов кола, обладающих тонизирующими свойствами. Пембертон попробовал готовую микстуру и понял, что она обладает хорошим вкусом. Пембертон посчитал, что этот сироп мог помочь людям, страдающим от усталости, стресса и зубной боли. Фармацевт отнес
сироп в самую крупную аптеку города Атланты. В тот же день были проданы первые порции сиропа, по пять центов за стакан. Однако напиток Coca-Cola появился в результате небрежности. Случайно продавец, разбавлявший сироп, перепутал краны и налил газированную воду вместо обыкновенной. Получившаяся смесь и стала “кока-колой”. Изначально этот напиток не имел большого успеха. За первый год производства газировки Пембертон израсходовал $79.96 на рекламу нового напитка, но смог продать Кока-колы только на $50. Ныне кока-колу производят и пьют в 200 странах мира.
Печенье с кусочками шоколада
Один из самых популярных видов печенья в США — печенье с кусочками шоколада. Оно было изобретено в 1930-е годы, когда хозяйка небольшой гостиницы Рут ВэйкфилдRuth Wakefield решила испечь масляное печенье. Женщина разломала шоколадную плитку и перемешала кусочки шоколада с тестом, рассчитывая, что шоколад растает и придаст тесту коричневый цвет и шоколадный привкус. Однако Вэйкфилд подвело незнание законов физики, и из духовки она достала печенье с кусочками шоколада.
Клейкие бумажки для заметок
Клейкие бумажки появились в результате неудачного эксперимента по усилению стойкости клея. В 1968 году сотрудник исследовательской лаборатории компании 3M пытался улучшить качество клейкой ленты (скотча). Он получил плотный клей, который не впитывался в склеиваемые поверхности и был совершенно бесполезен для производства скотча. Исследователь не знал, каким образом можно использовать новый сорт клея. Четыре года спустя, его коллега, который в свободное время пел в церковном хоре, был раздражен тем, что закладки в книге псалмов, все время выпадали. Тогда же он вспомнил о клее, который мог бы закреплять бумажные закладки, не повреждая страниц книги. В 1980 году Post-it Notes были впервые выпущены в продажу.
Резина
В 1844 году изобретатель Чарльз Гудийр случайно открыл рецепт изготовления резины, которая не размягчается в жару и не становится хрупкой на морозе. Новая технология получила название вулканизации. Гудийр, многие годы безуспешно пытавшийся улучшить качество резины, в ту пору крайне капризного и неудобного материала, однажды случайно нагрел смесь каучука и серы на кухонной плите. Открытие процесса вулканизации резины стало толчком для развития электропромышленности, так как резина является прекрасным изоляционным материалом. Изобретение Гудийра сделало возможным появление современного автомобиля.
Кардиостимулятор
Этот прибор, сохраняющий жизнь миллионам людей, страдающим заболеваниями сердца, был изобретен случайно. В 1941 году инженер Джон Хоппс по заказу военно-морского флота проводил исследования в области гипотермии. Перед ним была поставлена задача найти способ максимально быстро обогреть человека, долгое время пребывавшего на морозе или в холодной воде. Хоппс пытался использовать для разогрева высокочастотное радиоизлучение и случайно обнаружил, что сердце, переставшее биться в результате переохлаждения, может быть снова “запущено”, если его стимулировать электрическими импульсами. В 1950 году, на основе открытия Хоппса, был создан первый кардиостимулятор. Он был большой и неудобный, его применение иногда приводило к появлению ожогов на теле больного. Медик Уилсон Грейтбатч совершил второе случайное открытие. Он работал над созданием устройства, которое должно было записывать сердечный ритм. Однажды он случайно вставил в устройство неподходящий резистор и заметил, что в электрической цепи возникли колебания, напоминающие ритм работы человеческого сердца. Через два года Грейтбатч создал первый вживляемый кардиостимулятор, подающий искусственные импульсы для стимуляции работы сердца.
Антибиотики
В 1928 году ученый Александр Флеминг заметил, что плесневый грибок пенициллин заразил один из его образцов с болезнетворными бактериями стафилококка, оставленный у открытого окна. Флеминг изучил образец под микроскопом и заметил, что плесень уничтожала бактерии. Важность открытия Флеминга стала ясной лишь в 1940 году, когда в мире были начаты массовые исследования нового типа лекарств-антибиотиков. Ныне антибиотики крайне широко применяются в медицине, они составляют до 15% всех продаваемых в мире лекарств.
Тележка для супермаркета
Торговец Сильван Голдман изобрел первую тележку для покупок в 1936 году. Голдман был владельцем большого продовольственного магазина в городе Оклахома-Сити и заметил, что покупатели отказываются покупать некоторые товары, потому что их тяжело нести. Открытие было случайным: Голдман обратил внимание, как одна покупательница поставила тяжелую сумку на игрушечную машину, которую ее сын катил на веревочке. Торговец сперва приделал к обычной корзине небольшие колесики, а потом привлек на помощь механиков и создал прототип современной тележки. Массовый выпуск этого устройства был начат в 1947 году. Изобретение тележки позволило создать новый вид магазина — супермаркет.
Мешок для мусора
Гарри Василюк в 1950 году изобрел первый мешок для мусора. Василюк был изобретателем и инженером и однажды к нему обратился муниципалитет города, который поставил задачу: сделать так, чтобы бытовые отходы не высыпались в процессе загрузки мусоросборочных машин. Василюк долгое время раздумывал над созданием подобия пылесоса, но решение пришло внезапно. Кто-то из его знакомых или домашних (версии расходятся) кинул фразу: “Мне нужна сумка для мусора!”. Василюк сообразил, что для операций с мусором следует использовать одноразовые мешки и предложил делать их из полиэтилена. Первым пластиковые мешки для мусора стал использовать госпиталь города Виннипега. Первые мешки для мусора, предназначенные для частных лиц, появились в 1960-е годы. Ныне одной из важнейших проблем, которые предстоит решать человечеству, является утилизация мусора.
Микроволновая печь
Известный исследователь Перси Спенсер, получивший более 120 патентов на изобретения, сотрудник одной из крупнейших компаний мирового военно-промышленного комплекса Raytheon, случайно стал создателем микроволновой печи. В 1945 году, незадолго до конца Второй Мировой войны, он проводил исследования, ставившие своей задачей улучшить качество радаров. В момент опыта Спенсер прошел перед работавшим излучателем и обнаружил, что шоколадный батончик в его кармане расплавился. После серии экспериментов была создана первая микроволновая печь, которая весила около 400 кг. Ее предполагалось использовать в ресторанах, самолетах и кораблях — там, где требовалось быстро разогревать пищу.
http://alekseyshlyahov.ru/index.php/zapiski-millionera/76-9-velichajshikh-oshibok-izmenivshikh-mir
Беспроводной кардиостимулятор сердца
6 апреля 2016 года FDA одобрила первый в мире беспроводной кардиостимулятор (производства компании Medtronic). Беспроводной кардиостимулятор не требует электродов для связи с сердцем (как это происходит у традиционных моделей: электроды идут от имплантированного рядом с ключицей генератора электрических импульсов к сердечной мышце). Беспроводное устройство имплантируется через бедренную артерию в правый желудочек сердца.
Кардиостимулятор с беспроводной связью предназначен для пациентов с мерцательной аритмией (фибрилляцией предсердий) и некоторыми другими опасными нарушениями сердечного ритма, например, синдромом брадикардии-тахикардии. Таким образом, кардиостимулятор с беспроводной связью, получивший название Micra, должен заменить морально устаревающие однокамерные электрокардиостимуляторы (ЭКС).
Новый прибор обеспечивает большую безопасность для пациента, т.к. электроды могли инфицировать окружающие ткани. Также электроды могут ломаться (например, при чрезмерной физической нагрузке). В любом случае, для исправления ситуации требуется хирургическое вмешательство. Клинические испытания новой модели ЭКС проводились на 719 больных, у 98% которых параметры стимуляции сердца в течение 6 месяцев после операции были приемлемы.
Возможные осложнения после имплантации беспроводного водителя ритма сердца (ИВР):
- тромбоз глубоких вен нижних конечностей;
- эмболия легочной артерии;
- повреждение сердца;
- смещение кардиостимулятора;
- инфаркт.
Осложнения наблюдались в 7% случаев и требовали более длительной госпитализации.
- наличие других имплантированных приборов, способных повлиять на работу ЭКС;
- тяжелая степень ожирения;
- индивидуальная непереносимость материалов, из которых изготовлен корпус прибора, и (или) антикоагулянта гепарина;
- если у пациента вены не вмещают 7,8-миллиметровый направляющий картер или сам ИВР.
В начале мая Medtronic Micra имплантирован первому пациенту в США. Цена беспроводного кардиостимулятора пока не озвучивается. Однако согласно источнику, компания потратила на разработку устройства более 100 миллионов долларов и, предполагается, что цена кардиостимулятора для потребителей составит 10 тысяч долларов и более. На сайте производителя цена пока не указана.
Подборка видео о современных видах ЭКС, в том числе видео о беспроводном кардиостимуляторе:
Беспроводной кардиостимулятор в Европе
Тем не менее, Micra не был первым в мире беспроводным кардиостимулятором. Таковым считается разработка американского стартапа Nanostim. Он отличается небольшими размерами (около 10% от размера стандартного ЭКС). Устанавливается также внутривенно, без хирургического вмешательства. Информация о разработке появилась в 2015 году, на тот момент не получила полного одобрения Комиссии США по контролю над лекарствами и питательными веществами, а сама технология признавалась на ранней стадии развития.
Кардиостимулятор Nanostim призван был решить ряд проблем, присущих операции по имплантации стандартных ИВР, в том числе относительно высокую вероятность инфицирования кармана (ложа) ЭКС и ряда других осложнений. Nanostim имеет небольшую батарею (размером меньше AAA), заряда которой хватает на срок от 9 до 13 лет. Большим плюсом аппарата является отсутствие ограничений по физической нагрузке для пациентов с имплантированным прибором.
Операция по установке кардиостимулятора такого типа занимает порядка 30 минут, замена батареи не требует хирургического вмешательства. Профессор Джереми Пирсон, помощник директора Британского фонда по борьбе с сердечными заболеваниями, однако, настроен менее оптимистично, чем разработчики нового типа прибора, комментируя ситуацию. По его мнению, прежде чем всерьез говорить о распространении технологии необходимо удостовериться как раз таки в возможностях безопасного извлечения установленного кардиостимулятора.
Разработками беспроводных водителей ритма сердца занимаются и другие компании, например, EBR Systems при сотрудничестве с британской фирмой Cambridge Consultants, которые предложили крошечные беспроводные электроды и ультразвуковые импульсные генераторы. Такие аппараты устанавливаются ниже грудной клетки. В 2011 году их имплантировали 100 пациентам больниц Европы.
Другие идеи по созданию беспроводных электрокардиостимуляторов
Идея создания беспроводного кардиостимулятора возникла в 60-х годах XX века. Принципиальное решение было предложено почти сразу: прибор предлагалось организовать как трансформатор Тесла, одна часть которого находится снаружи, а вторая – в сердце (внутри). От проводов в такой схеме удается избавиться благодаря тому, что электрический ток внутренней части генерируется электромагнитным полем наружной. Проблема в том, что мощность наружной части устройства должна будет превышать 100 Ватт, от которой пациент быстро сгорит.
В 2014 году решить задачу смогли Ада Пун и ее коллеги из Стэнфордского университета – они разработали передатчик в виде квадратной пластинки со стороной около 6 см. В пластинке с частотой 1,6 гигагерц бегает переменный ток. Передатчик фокусирует электромагнитное поле в направлении внутренней части ЭКС – внутрисердечного имплантата (который по размеру примерно как рисовое зерно). Технология передачи электромагнитного поля сродни мобильному сигналу.
Генератор поля удерживается на груди – не нужны никакие провода и не требуется операция. Мощность генератора в разы меньше, чем трансформатора Тесла. Прибор был проверен на моделях сердца и мозга человека, потом вживлен кролику. ИВР справился с регулированием работы сердца животного, а наружная его часть не нагревала кожу и не оставляла ожогов. Клинических испытаний не проводили, и в 2014 году дали 5 – 10 лет на то, чтобы сделать подобные ЭКС общедоступными.
Ранее в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (http://www.pnas.org/content/111/5/1927.abstract) исследователями из Иллинойсского университета в Урбане и Шампейне была опубликована статья, где рассказывалось теория, как можно заставить работать водитель ритма сердца от самого сердца, используя пьезоэлектрический эффект. Пьезоэлектрические имплантаты были с успехом использованы на крупных животных (свиньях и коровах).
Обе эти технологии позволяют отказаться от применения электродов, однако вопрос с их безопасностью и предсказуемостью до сих пор остается открытым.
Беспроводные кардиостимуляторы в России
В России пока операций по установке беспроводных кардиостимуляторов сердца не проводится. Технология относительно новая даже для американской кардиохирургии. Специалисты оценивают возможность распространения аппаратов подобного типа к 2019 – 2020 годам. И это – оптимистичный прогноз.
http://ivr-lv.ru/eks/besprovodnoy/
Джон хоппс кардиостимулятор
Врачи Тюменского кардиологического научного центра разработали метод, который даст понять, кому из пациентов с хронической сердечной недостаточностью электрокардиостимулятор поможет справиться с хронической сердечной недостаточностью, а кому — нет.
Австралийский врач Марк Лидвилл в 1928 году оживил мертвого младенца в женской больнице Краун-Стрит. Лидвилл вставил иглу электрода сначала в правое предсердие, а затем, когда предсердная стимуляция не удалась, – в правый желудочек. Сердце заработало, работало оно и после отключения аппарата. Новорожденный пациент доктора Лидвилла считается первым человеком, который успешно пережил кардиостимуляцию. А аппарат Лидвилла – первым искусственным кардиостимулятором.
Прибор наносил электрические разряды различной мощности и частоты. Монополярный электрод вводился прямо в сердце, а индифферентный прикладывался непосредственно к коже после смачивания в физрастворе. Аппарат применялся в случаях, когда у пациента останавливалось сердце во время операции под наркозом. Спасти таким образом удавалось одного человека из нескольких десятков. Поэтому изобретение не совершило прорыва в кардиологии.
Термин электрокардиостимулятор, который используется по сей день, ввел американский кардиолог Альберт Хаймен. В 1932 году он создал электромеханическое устройство, поддерживающее стабильность ритмической работы сердца. Оно состоял из магнитоэлектрического генератора для получения постоянного тока, запитывающего электроды. Два больших U-образных магнита подавали необходимый магнитный поток, чтобы индуцировать ток в генераторе. Прерывающий диск был использован для контроля длительности электрического импульса, подаваемого на электроды. В 1951 году благодаря кардиостимулятору удалось спасти пациента с поперечной блокадой сердца. Правда спасенному пришлось еще долго находиться в больнице – он не мог свободно перемещаться с аппаратом, который весел несколько килограммов, и нуждался в постоянном наблюдении врачей.
Во время Второй мировой войны случайное открытие инженера Джона Хоппса из Национального научно-исследовательского совета Канады вернуло интерес к искусственным кардиостимуляторам. В 1941 году Хоппс по заказу ВМФ США искал способ максимально быстро обогреть человека, долго пробывшего на морозе или в холодной воде. Для разогрева он попытался использовать высокочастотное излучение и обнаружил, что сердце, переставшее биться из-за переохлаждения, можно снова запустить электрическими разрядами. Аппарат успешно прошел испытания на четырех собаках, которые пострадали от остановки сердца из-за переохлаждения. Но устройство потерпело неудачу при тестах на людях. У пациентов внезапно ухудшилось самочувствие из-за нарушения проведения электрического импульса из предсердий в желудочки после инфаркта миокарда. Причиной провала стало то, что кардиостимулятор был однокамерным: стимулировались только предсердия, а не желудочки.
Наше сердце состоит из четырех камер – двух предсердий и двух желудочков. Каждый цикл сердцебиения начинается с крошечного электрического импульса в верхней части сердца, который распространяется по сердечной мышце – миокарду, вызывая ее сокращение.
Камеры сердца сокращаются последовательно, именно благодаря этому и создается сердечный цикл. Он состоит из двух фаз – сокращение (систола) и расслабление (диастола). В диастолу желудочки набирают кровь из предсердий, а в систолу изгоняют ее по всему организму. Каждый сердечный цикл длится не более 7 секунд.
В зависимости от того, как хорошо сокращается сердце, определяют его систолическую функцию. При этом ориентируются на такой показатель, полученный методом УЗИ сердца, как фракция выброса. В норме она составляет 55-70%.
Если фракция выброса сердца ниже 40%, то это означает, что систолическая функция нарушена, и только не более 40% крови поступает в общее русло. В итоге снижается доставка кислорода и питательных веществ к органам. Организму становится все труднее выполнять повседневную физическую нагрузку, даже при обычной ходьбе появляется одышка, кашель, возникает слабость. Это систолическая сердечная недостаточность или сердечная недостаточность с систолической дисфункцией левого желудочка.
Если же фракция выброса нормальная, но симптомы сердечной недостаточности очевидны, то это будет диастолическая сердечная недостаточность. То есть сердце сокращается хорошо, но вот наполняется кровью плохо. В диастолу желудочек должен растягиваться почти вдвое, чтобы набрать больше крови и обеспечить хороший выброс, а если он утрачивает эту способность, то даже при хорошей сократимости эффективность такой работы будет низкая. Для того чтобы такому сердцу обеспечить адекватную насосную функцию, ему необходимо сокращаться в два раза чаще, чем здоровому. Но это не значит, что при диастолической сердечной недостаточности необходимо иметь высокий пульс.
Первое клиническое применение электрокардиостимулятора произошло в 1952 году. В больницу Бет-Изрейел поступил 75-летний мужчин с приступами желудочковой асистолии (отсутствие систолы). Доктор Пол Морис Зол применил внешнюю электростимуляцию, и успешно стимулировал работу его сердца в течение следующих 25 минут. В конце концов пациент скончался из-за трех десятков внутрисердечных инъекций адреналина, которые он получил еще до электростимуляции. Но впоследствии Золлу удалось благодаря электростимуляции наладить сердечный ритм другого пожилого мужчины с похожими приступами асистолии желудочков.
Работа Золла послужила основой для разработки кардиохирурга Кларенса Лиллехая и его коллег из медицинской школы Миннесотского университета. В 1957 году Лиллехай и его команда представили первый в мире транзисторный электрокардиостимулятор. Проводя эксперименты на собаке, они обнаружили, что частоту сердечных сокращений можно контролировать сочетанием генератора импульсов с проводами электродов, прикрепленных непосредственно к сердцу животного. В том же году Лиллехай, используя эту технику, восстановил ритм сердца ребенка с блокадой сердца.
Ношение кардиостимулятора вызывало у многих пациентов дискомфорт, также велик был риск инфекции. Чтобы предотвратить заражение, необходимо было вывести провода из организма через кожные надрезы. Первый электрокардиостимулятор имплантировали 8 октября 1958 года 43-летнему Арне Ларссону с полной блокадой сердца. Операция прошла успешно. Правда через три часа после имплантации кардиостимулятор сломался. Вторая попытка имплантации тоже не сработала. Тогда было принято решение дождаться разработки более успешных аналогов. Новую операцию по вживлению электрокардиостимулятора провели через три года. Арне Ларссон умер в возрасте 86 лет в 2001 году, перенеся 24 хирургических вмешательства. Причиной смерти стала злокачественная опухоль, никак не связанная с сердцем.
Усиление насосной функции сердца с помощью электрокардиостимуляторов сегодня называется ресинхронизирующая терапия. Кардиостимулятор состоит из титанового корпуса, в котором находятся микросхема и аккумулятор. Прибор следит за ритмом сердца и стимулирует его, если возникает редкий или неправильный ритм с пропусками в сокращениях. Если сердце бьется с правильной частотой и ритмичностью, кардиостимулятор в этом случае не работает, но постоянно контролирует собственный ритм сердца.
Современные кардиостимуляторы могу быть как однокамерными, так и многокамерными (две или три стимулирующие камеры). Каждая камера предназначена для стимуляции одного из отделов сердца. При этом количество камер не определяет качество работы электрокардиостимулятора – каждый тип прибора предназначен для определенного вида нарушений сердечного ритма.
Однако около трети пациентов не отвечают на такой вид лечения. А ведь имплантация –дорогостоящая процедура, которая проводится в том числе на бюджетные деньги. Но как узнать, кому из больных электрокардиостимулятор поможет, а кому нет?
Эту задачу решили врачи Тюменского кардиологического научного центра (филиал Томского национального исследовательского медицинского центра РАН). Исследователи поставили перед собой цель выявить признаки, по которым необходимо отбирать кандидатов на имплантацию, и создали специальную формулу, используя которую, можно предсказывать реакцию человека на установку кардиостимулятора.
При создании формулы исследователи кроме стандартных показателей – пола, возраста, длительности заболевания, данных о возбуждении желудочков (чем больше времени приходится на возбуждение желудочков, тем неблагоприятнее течение болезни и выше уровень смертности), использовали результаты дополнительных обследований.
Пациентам нужно было пройти эхокардиографическое обследование (УЗИ сердца), чтобы определить длительность периода аортального предызгнания – то есть время задержки выброса крови из аорты. Когда желудочек расслаблен, он вмещает в себя кровь из левого предсердия (конечный диастолический объем – КДО). А затем, сокращаясь, он выталкивает часть крови в просвет аорты (конечный систолический объем – КСО). Эта часть крови является фракцией выброса, ее легко посчитать, и она может многое рассказать о сократительной способности миокарда. В норме выброс крови в аорту составляет 50-60%. Чем ближе показатели пациента к нормальным значениям, тем лучше сокращается его сердце и благоприятнее прогноз для лечения. О серьезной сердечной недостаточности говорят 35-40%, но противопоказанием к установке кардиостимулятора это не является. Значения меньше 30% чреваты тяжелыми последствиями, и для таких пациентов установка кардиостимулятора не всегда эффективна. Другими словами, чем дольше задержка выброса крови из аорты, тем хуже.
Еще одно дополнительное обследование – анализ на уровень мозгового натрийуретического гормона (NT-proBNP), который высвобождается в ответ на стимуляцию мышечных клеток сердца (например, растяжение миокарда) и является общепризнанным маркером тяжести хронической сердечной недостаточности. Чем лучше чувствует себя больной, тем ниже в его крови содержание этого гормона. А чем меньше гормона, тем лучше сократительная функция сердца.
Более тщательный отбор пациентов для установки кардиостимуляторов позволит сократить затраты на проведение высокотехнологичных процедур и, в конечном итоге, приведет к экономии бюджетных средств. А пациентов избавит от бесполезных вмешательств.
Источник фото: firestock.ru
Автор: Любовь Холопова
http://www.rtc.ru/ru/minobrnauki-news/324-2017-serdechnaya-nedostat
Загрузка...
