5. АППАРАТЫ электрической стимуляции РАБОТЫ сердца
5.1. Типичные нарушения сердечного ритма
Методы электрической стимуляции сердца (ЭСС) заняли прочную позицию в арсенале современных средств лечения нарушений сердечного ритма. Мировая статистика свидетельствует о неуклонном росте числа больных с нарушениями сердечного ритма типа атриовентрикулярной блокады (АВБ), для которых ЭСС является единственным эффективным средством лечения. На каждый миллион жителей приходится около 500 больных. Поэтому дальнейшее развитие методов электрической стимуляции сердца и расширение номенклатуры технических средств, для их реализации, является актуальной задачей, требующей для её решения усилий инженеров и врачей.
Частота сигналов возбуждения, генерируемых специальными клетками, зависит от потребностей организма и обеспечивается разветвленной системой регуляции. Сигнал возбуждения довольно быстро распространяется на предсердия, вызывая их сокращения, и быстро достигает атриовентрикулярной области, где наблюдается замедление его прохождения.
Сигнал возбуждения достигает желудочков примерно через 120 мс после начала сокращения предсердий, благодаря чему кровь во время сокращения предсердий заполняет полость еще расслабленных желудочков.
В дальнейшем возбуждение распространяется по проводящей системе желудочков и практически одновременно охватывает всю массу рабочего миокарда, обеспечивая тем самым эффективный выброс крови из сердца [8].
Сокращение предсердий соответствует зубцу Р ЭКГ, а сокращение желудочков – комплексу QRS–T. Упрощенная модель проводящей системы сердца приведена на рис. 5.1.
Рис. 5.1 – Модель проводящей системы сердца
Синусовый узел 1 представляет собой генератор сигналов возбуждения с регулируемой частотой работы Fс. Через связь 2 сигналы возбуждения подаются на предсердие 3. При нарушении связи 2 предсердие само начинает генерировать сигналы возбуждения. Поэтому предсердие 3 можно промоделировать синхронизируемым генератором со спонтанной частотой 1 Гц и временем нечувствительности по синхровходу с момента срабатывания генератора. Время нечувствительности имитирует рефракторный период предсердия, то есть временной интервал после сокращения предсердия, в течение которого оно не реагирует на стимулирующие импульсы.
Атриовентрикулярная область 4 также может явиться генератором сигналов возбуждения. Поскольку в ней происходит задержка сигналов возбуждения, то для ее моделирования используется синхронизируемый генератор со спонтанной частотой Fa–в и временем задержки сигнала синхронизации Dt.
Желудочки сердца 5 в отсутствие сигналов возбуждения также способны к их автогенерации с частотой Fж и могут быть промоделированы синхронизируемым генератором с блокировкой по синхровходу на время Тж, примерно равное временному интервалу (Q –T) электрокардиосигнала. В модели соблюдается следующее условие:
Fc > Fп > Fа–в > Fж, (5.1)
где Fп – частота предсердия.
При этом Fc » 70 мин–1; Fп » 60 мин–1; Fа–в » 50 мин–1; Fж » 40 мин–1; Dt » 120мс; Тп » 200 мс; Тж » 250 мс.
Точка 6 служит для подачи стимулирующего импульса на предсердие и снятия сигнала сокращения предсердия (Р–волны), точка 7 служит для подачи стимулирующего импульса на желудочек и снятия QRS-комплекса, сопровождающего сокращение желудочка.
Таким образом, цикл сердечного сокращения представляется как последовательное срабатывание синхронизируемых генераторов. Роль ведущего генератора выполняет синусовый узел 1. При нарушении прохождения сигнала возбуждения в связи 2 роль водителя ритма принимает на себя предсердие.
При нарушении прохождения сигнала возбуждения от предсердия водителем ритма становится атриовентрикулярная область 4. Однако при этом вследствие отсутствия синхронизации в работе предсердий и желудочков эффективный выброс крови из сердца наблюдается только в отдельные моменты времени, когда сокращение желудочков наступает через 80–150 мс после сокращения предсердий.
Искусственный ритм сердцу может быть задан через две точки воздействия: предсердие и желудочек (точки 6, 7 модели). Через эти же точки снимаются сигналы биоуправления: Р–зубец, QRS–комплекс. Т–зубец электрокардиосигнала для управления ЭКС практически не используется из-за трудностей его надежного выделения.
В табл. 5.1 приведены наиболее характерные нарушения сердечного ритма, для коррекции которых желательно применение методов электрической стимуляции.
Синусовая брадикардия характеризуется низкими частотами сердечных сокращений при отсутствии нарушений в проводящей системе сердца. Воздействуя электрическими импульсами на предсердие, вызывая тем самым их принудительное сокращение и, как следствие, дальнейшую передачу вызванного возбуждения на желудочки, можно нормализовать частоту работы сердца.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
