Дефибрилляторы

     Введение

     Фибрилляция желудочков является основным механизмом внезапной остановки кровообращения у больных с острым инфарктом миокарда (около 80%).Эффективность лечения остановки сердца в значительной степени зависит от времени, прошедшего от ее возникновения до начала реанимационных мероприятий. Именно поэтому при наличии внезапной потери сознания, расширении зрачков, отсутствии адекватного дыхания и механической сердечной деятельности надо приступать к провидению так называемых недифференцированных реанимационных мероприятий, особенно если больной находится вне мониторного ЭКГ- контроля - удара кулаком по грудине и первичной дефибрилляции. Первичная дефибрилляция проводится до результатов ЭКГ- исследования (за исключением условий мониторного контроля, когда возможна точная немедленная диагностика), поскольку фибрилляция желудочков является наиболее частой причиной остановки сердца, а проведение дефибрилляции при электромеханической диссоциации и асистолии не ухудшает прогноз. При отсутствии эффекта от удара кулаком проводят разряд дефибриллятора (обычно 3-3,5 кВ), что в большинстве случаев приводит к появлению признаков механической сердечной деятельности. Если этого не происходит, то начинается непрямой массаж сердца и искусственная вентиляция легких мешком или дыхательным аппаратом через маску, при этом с помощью ЭКГ устанавливается причина остановки сердца: крупноволновая фибрилляция желудочков, мелковолновая фибрилляция желудочков, электромеханическая диссоциация, асистолия.

     Электроимпульсная терапия - разряд дефибриллятора, применяемый для устранения мерцания предсердий и желудочков, а также пароксизмов наджелудочковой и желудочковой тахикардии.

     

Согласно  представлениям Н.Л.Гурвича (1957), одного из основоположников этого метода, действие дефибриллирующего электрического импульса приводит к тому, что вслед за одномоментным возбуждением все отделы сердца приходят в состояние рефрактерности и, выходя из него одновременно, отвечают координированной деятельностью (сокращением) на импульсы из синусового узла, обладающего наибольшей ритмической активностью. На синусовый узел электрический разряд не оказывает какого-либо существенного влияния. Предлагались и иные объяснения антиаритмического действия разряда дефибриллятора при указанных нарушениях сердечного ритма. [1] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 1.

Обзор методов и технических  средств, для проведения дефибрилляции.

1. Теоретические основы методов воздействия.

   Сердце  способно самостоятельно создавать  и проводить возбуждение, которое вызывает ритмическое и координированное сокращение его мышечных волокон. Возникновение и проведение возбуждения обеспечивается биотканью, которая называется проводниковой системой сердца. В состав ее входят: синусный узел; атриовентрикулярный узел; пучок Гиса, с правой и левой ножками; волокна Пукинье; внутрипредсердные пути. Когда элементы проводниковой системы повреждены, то последствия от этого повреждения могут быть исправлены с помощью электростимуляции. Электронные приборы, с помощью которых обеспечивается получение электростимулирующих сигналов с требуемыми параметрами, называются электрокардиостимуляторами. Целью искусственной электростимуляции является восстановление нормального функционирования сердца.

   Электростимуляция основана на использовании следующих  электрофизиологических явлений.

   При невозбужденном состоянии между  внутренней и наружной поверхностями мышечной клетки имеется трансмембранный потенциал покоя (ТМПП), т.е. клетка поляризована. Значения ТМПП различны для разных групп клеток. Так, у клеток желудочков ТМПП порядка -90 мВ, у клеток синусного узла ТМПП -65 мВ. Кроме того, в диастолической фазе ТМПП не остается постоянным, а медленно возрастает. Если путем воздействия на клетку уменьшить трансмембранный потенциал покоя до уровня, называемого пороговым потенциалом покоя, который равен -60 мВ, то начнется возбуждение клетки, которое характеризуется ее быстрой деполяризацией. В результате этого потенциал между внутренней и внешней поверхностями клетки становятся +20 мВ.

   

Затем он сравнительно медленно уменьшается, деполяризуется, вплоть до исходного значения ТМПП (-90 мВ). После деполяризации трансмембранный потенциал имеет большое положительное значение (+20 мВ) и даже сильный импульс электрического стимула не может вызвать отклика у клетки. Этот интервал называется абсолютным рефракторным периодом (АРП).

   По  мере того как разность потенциалов  между внутренней и внешней поверхностями уменьшается, приближаясь к пороговому значению, способность клетки реагировать на стимулирующее воздействие постепенно восстанавливается. В этот, так называемый относительный рефрактерный период (ОРП) достаточно сильный стимул способен вызвать отклик клетки. Затем наступает краткий по длительности период сверхнормальной возбудимости (ПСВ). Во время его отклик может быть вызван даже слабым стимулом. По окончании деполяризации порог возбуждения «принимает» свое исходное значение.

   Кривая  изменения внутриклеточного потенциала называется потенциалом действия (рис.10). Явление возбуждения клеток сопровождается сокращением мышечной ткани.

Рисунок 1 - Импульс потенциала действия

ТМ1Ш- трансмембранный  потенциал действия; ДПД- длительность потенциала действия; ПП- пороговый потенциал; АРП- абсолютный рефракторный период; ОРП- относительный рефракторный период; ПСВ- период сверхнормальной возбудимости. [2] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.2 Технические средства для проведения электростимуляции. [3] 

(72) Авторы:

Прилуцкий Дмитрий Анатольевич (RU),

Архиреев  Дмитрий Владимирович (RU) 

АВТОМАТИЧЕСКИЙ  ВНЕШНИЙ ДЕФИБРИЛЛЯТОР

(57) Реферат:

Рисунок 2 – Дефибриллятор структурная схема

   Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для  реанимации и электроимпульсной терапии пациентов. Автоматический внешний дефибриллятор содержит средство формирования дефибрилляционного импульса, состоящее из источника электрического питания, емкостного накопителя электрической энергии, высоковольтного коммутатора, блока управления и системы контроля, включающий средство контроля электрофизических характеристик пациента и средства контроля параметров высоковольтных импульсов, и, по меньшей мере, два терапевтических электрода. Помимо этого в состав устройства входит средство компрессии тела человека в области его грудной клетки, например, выполненное в виде упругой манжеты со встроенным ультразвуковым излучателем. Устройство обеспечивает повышение уровня адресности доставки посылаемого в тело пациента дефибрилляционного импульса.

   Задачей изобретения является исключение возможности  посылки пациенту дефибрилляционного импульса, выходящего за верхний предел допустимых значений энергии без снижения эффективности собственно кардиореанимационной процедуры.

   Техническим результатом применения изобретения  является повышение уровня адресности доставки посылаемого в тело пациента дефибрилляционного импульса.

   Указанный технический результат достигается  тем, что автоматический внешний  дефибриллятор, содержащий средство формирования дефибрилляционного импульса, состоящее  из источника электрического питания, емкостного накопителя электрической энергии, высоковольтного коммутатора, блока управления и системы контроля, включающий средства контроля электрофизических характеристик пациента и средства контроля параметров высоковольтных импульсов, и, по меньшей мере, два терапевтических электрода дополнительно содержит средство компрессии тела человека в области его грудной клетки, снабженное встроенным источником ультразвуковых импульсов.

   Целесообразно, чтобы встроенный источник ультразвуковых импульсов был выполнен в виде ультразвукового излучателя.

   Желательно, чтобы в качестве ультразвукового  излучателя был использован магнитострикционный  или пьезокерамический элемент.

   Имеет значение, чтобы средство компрессии тела человека в области его грудной  клетки было выполнено в виде упругой  манжеты.

   Предпочтительно, чтобы в упругой манжете были предусмотрены каналы для подвода высоковольтных импульсов к терапевтическим электродам и прохождения межсоединений системы контроля.

   

   Приведенные выше отличительные признаки необходимы и достаточны для достижения заявленного технического результата.

   На  чертеже схематично изображено поперечное сечение тела пациента с позиционированным  автоматическим внешним дефибриллятором.

   Перечень  позиций:

1. Средство формирования дефибрилляционного импульса
2. Источник электрического питания
3. Емкостной накопитель электрической энергии
4. Высоковольтный коммутатор
5. Блок управления
6. Средство контроля электрофизических характеристик пациента
7. Средство контроля параметров высоковольтных импульсов
8. Первый терапевтический электрод
9. Второй терапевтический электрод
10. Тело пациента
11. Упругая манжета
12. Замок упругой манжеты
13. Генератор ультразвуковых импульсов
14. Ультразвуковой излучатель
15. Сердце

   Автоматический  внешний дефибриллятор содержит средство формирования дефибрилляционного импульса 1, состоящее из источника электрического питания 2, емкостного накопителя электрической энергии 3, высоковольтного коммутатора 4, блока управления 5 и системы контроля, включающей средства контроля электрофизических характеристик пациента 6 и средства контроля параметров высоковольтных импульсов 7, и, по меньшей мере, два терапевтических электрода 8 и 9, закрепляемых на теле пациента 10. Помимо этого в состав устройства входит средство компрессии тела человека в области его грудной клетки, например, выполненное в виде упругой манжеты 11, снабженной замком 12. Генератор ультразвуковых импульсов 13 электрически связан с встроенным ультразвуковым излучателем 14, телесный угол излучения которого направлен в область сердца 15.

   Автоматический  внешний дефибриллятор работает следующим образом.

   На  теле пациента 10 в области грудной  клетки с усилием 5-8 кг закрепляют упругую  манжету 11 посредством замка упругой  манжеты 12. Перед этой операцией  предварительно на упругой манжете 11 со стороны тела пациента 10 устанавливают  первый 8 и второй 9 терапевтические электроды, а также ультразвуковой излучатель 14. При включении источника электрического питания 3 обеспечивается старт работы средства формирования дефибрилляционного импульса 1. В том случае, если средство контроля электрофизических характеристик пациента 6 автоматически определяет необходимость воздействия на сердце 15 пациента 10 дефибриллирующим импульсом, блок управления 5 производит расчет его параметров. Одновременно с этим по каналу связи «А», выполненному, например, в виде приемо-передающих ИК-портов, блок управления задает режим работы генератора ультразвуковых импульсов 13, коррелирующий с параметрами дефибриллирующего импульса. После зарядки под управлением блоком питания 5 емкостного накопителя электрической энергии 3 (по существу, представляющего собой высоковольтный конденсатор) дефибрилляционный разряд подается на терапевтические электроды 8 и 9 за счет замыкания соответствующих проводящих каналов в высоковольтном коммутаторе 4. С небольшим временным опережением на ультразвуковой излучатель 14 с генератора ультразвуковых импульсов 13 подают ультразвуковой импульс, превышающий по длительности на 25-30% дефибрилляционный импульс. Параметры дефибрилляционного импульса во время его прохождения на терапевтические электроды 8 и 9 контролируют посредством средства контроля 7.