Кардиосинхронизация (КС) — это направленное механическое воздействие на миокард, согласованное по времени с фазами сердечного цикла. Метод широко использовался и используется в физиологических исследованиях для получения обменных процессов путем избирательного забора биопсий в различные фазы сердечного цикла, для селективной доставки лекарств в миокард, при проведении кардио- и миостимуляции, но особенно широко метод КС нашел применение в системах механической поддержки кровообращения (МПК). Это стало очевидным уже после первых работ, поскольку “в диастоле создаются оптимальные условия для повышения венечного кровотока” (C.Beck 1949, M.Руда 1970), и исполнительное устройство поэтому должно быть активировано в диастолу.

Кроме внутриаортальной контрпульсации насосом-баллончиком, кардиосинхронизированное воздействие на миокард широко использовалось:

— при проведении ретроградной перфузии коронарного синуса (В.Н. Цепелев 1988),

— при проведении механического массажа сердца (Т.Л. Егоров с соавт. 1976),

— при вено - артериальной перфузии (В.И. Шумаков с соавт. 2003),

— при обходе левого желудочка сердца с помощью мембранных насосов крови (R. Ott с соавт. 1998)

Для кардиосинхронизированного вспомогательного кровообращения (ВК) используются сложные аппараты, в которых, кроме исполнительного устройства (объемного или роторного насоса крови, насоса-баллончика, кардиомассажера и т.д.), привода и системы управления, имеется блок кардиосинхронизации.

Кардиосинхронизация выполняет следующие функции:

— из входных физиологических сигналов (чаще ЭКГ) выделяет опорные импульсы управления аппаратом,

— определяет необходимую длительность интервала между сигналом управления и требуемым моментом активации — задержку,

— формирует длительность импульса управления.

Выделение надежных опорных сигналов управления, характеризующих текущее состояние сердечной деятельности, является одним из основных вопросов КС. Необходимо, чтобы сигнал нес информацию о начале сердечного цикла и его длительности. В большинстве систем кардиосинхронизированного ВК в качестве биологического сигнала управления используют зубец R комплекса QRS электрокардиограммы.

Кроме ЭКГ, сигналом управления может служить также кривая АД.

Этот сигнал содержит более достоверную информацию о фазах сердечной деятельности, чем ЭКГ. На него не влияют промышленные помехи, а его форма не столь изменяется в патологических условиях. Однако этот сигнал не является упреждающим и при измерении его в периферических артериях он значительно отстает по времени от начала сокращения сердца.

Недостаточная надежность одного биологического сигнала делает целесообразным использование совокупности биосигналов. Например, в качестве “запускающих” синхроимпульсов может использоваться комплекс QRS ЭКГ, а в качестве “разрешающих” включения приводом сигналов используют кривую АД.

Формирование задержки. В кардиосинхронизаторе выбранный для управления биологический сигнал усиливается и подается на блок выделения, после чего сформированный импульс поступает в блок задержки кардиосинхронизатора. Задержка является важнейшим параметром кардиосинхронизации и составляет интервал между сигналом управления и началом нагнетания крови насосом.

Различают: 1) электромеханическую задержку, т.е. задержку аппарата ВК и 2) физиологическую задержку, т.е. время распространения волны давления от места подключения насоса до сердца.

Физиологическую задержку (Т) рассчитывают по формуле:

Т = 1 / с,

где 1 — расстояние от места расположения исполнительного устройства до корня аорты, с — скорость распространения пульсовой волны.

Наш опыт показывает, что физиологическая задержка при расположении насоса на восходящей аорте практически равна нулю, на подключичной артерии — 20–25 мс, на бедренной артерии — 100–110 мс.

Формирование длительности импульса управления. После установления величины задержки сигнал подается на блок кардиосинхронизатора, формирующий длительность электрического импульса управления, и далее на привод. Длительность данного импульса может быть установлена произвольно оператором или автоматически в соответствии с принципом пропорционального давления сердечного цикла.

Анализ изменения гемодинамики при несинхронном ВК выявил заметное увеличение максимального и среднего систолического давления, в то время как среднее диастолическое давление практически не изменялось. Отмечено также повышение конечного диастолического давления (КДД) в левом желудочке и индекса напряжение — время (TTI).

Коронарный кровоток при несинхронном ВК несколько увеличивается, но и одновременно значительно возрастает артериовенозная разница по кислороду в коронарных сосудах, что в итоге свидетельствует об увеличении потребления кислорода миокардом. Эти данные указывают на то, что несинхронное ВК повышает нагрузку на сердце по преодолению противодавления и увеличивает энергетические затраты миокарда при относительно недостаточном коронарном кровотоке.

В противоположность этому, при кардиосинхронизированном режиме перфузии систолическое давление в аорте и левом желудочке снижалось, значительно снижалось КДД в левом желудочке, увеличивалось максимальное диастолическое давление в аорте и сердечный выброс. Отмечалось увеличение органного и периферического кровообращения.

Таким образом, несмотря на усложнение технической системы аппарата ВК работа в кардиосинхронизированном режиме повышает эффективность воздействия ВК на миокард и организм в целом, что позволяет считать его оптимальным при проведении вспомогательного кровообращения у больных с сердечной недостаточностью.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Толпекин В.Е. Вспомогательное кровообращение. Дисс. докт. мед. наук М., 1978.

2. Шумаков В.И., Толпекин В.Е., Попов Т.А. Атлас вспомогательного кровообращения. Алма-Ата “Галым” 1992, 205с.

3. Шумаков В.И., Толпекин В.Е., Шумаков Д.В. Искусственное сердце и вспомогательное кровообращение. Янус-К 2003, 376 с.

4. Шумаков Д.В. Механическая поддержка кровообращения в клинике. Дисс. док. мед. наук. 2000

5. Newman M., Stuckey J., Levowitz B. et al. Complete and partial perfusion of animal and human subjects with pump-oxygenator. Surgery 1955, 38, 30.

6. Pennington G., Merjavy J., Gold J. ECMO for patients with cardiogenic shock. Circulation 70 (suppl.1) 1984, 130.

7. Stuckey J., Norman M., Dennis C. et al. Partial perfusion in the treatment of selected cases of myocardial infarction. Trans. Am. Soc. Artif. Intern. Organs. 1957, 3, 30.