Дело сердца

В 1957 году два исследователя из Бостона, Мозес Джуда Фолкман и Элтон Уоткинс, попытались найти этой идее клиническое применение. Они провели опыты на двадцати четырех собаках, хирургическим путем вызывая у них блокаду сердца, чтобы сигналы из предсердия не доходили до желудочков, в результате их пульс сильно падал. После этого они подсоединяли их к миниатюрному транзисторному усилителю – устройству, которое улавливало слабенький электрический сигнал предсердно-желудочкового узла и увеличивало его амплитуду в пятьдесят раз. Этого усиленного сигнала было достаточно, чтобы спровоцировать сокращение желудочков. То есть это было похоже на вручение очков ночного видения музыкантам из оркестра, пытающимся играть в полной темноте: очки позволят снова видеть движения дирижера и следовать его ритму. Прелесть устройства была в том, что оно не задавало искусственный ритм, а помогало сердцу работать в своем собственном: сердцебиение увеличивалось при нагрузке, достигая от 90 до 130 ударов в минуту. «Собака игривая и хорошо ест», – сообщили ученые. Подопытное животное полностью выздоровело.

Это, однако, не полностью решало проблему, так как прибор мог стимулировать работу желудочков только в случае, если водитель ритма сердца регулярно вырабатывал электрические импульсы. Но у некоторых людей повреждения сердца были настолько обширными, что синусовый узел не справлялся с выработкой собственных импульсов. Чтобы помочь пациентам с данной проблемой, кардиолог из Майами по имени Дэвид Нэйтан разработал прибор, в котором кардиостимулятор сочетался с усилителем естественных импульсов предсердий. Помещенный в предсердие электрод постоянно «прислушивался» к сигналам, усиливал их и передавал в желудочки. Если никакого импульса не обнаруживалось, искусственный водитель ритма стимулировал сердечную мышцу до возобновления собственных сигналов сердца. Хирург из Нью-Джерси Виктор Парсоннет три года спустя придумал решение еще лучше: его кардиостимулятор «по требованию» отслеживал работу желудочков, а не предсердий, и активизировался только тогда, когда частота сердцебиения падала ниже 69 ударов в минуту. Для крепления электродов аппарата Парсоннета к сердцу не требовалось серьезной и потенциально опасной операции: они вводились в вену через небольшой надрез в области паха. Эта методика, описанная еще коллегой Бигелоу Джоном Каллахеном, была повторно открыта в 1960-х годах и вскоре стала предпочтительным методом имплантации кардиостимуляторов.

Еще один шаг в усовершенствовании кардиостимуляторов был сделан в 1971 году, когда инженер-электрик Барух Беркович разработал устройство, которое воздействовало не только на желудочки, но и на предсердия. Этот так называемый «двухкамерный» кардиостимулятор отслеживал активность сердца и в случае необходимости стимулировал обе камеры сердца по очереди. Благодаря этому с каждым ударом сердца перекачивался больший объем крови, что повышало эффективность его работы. Менее чем за десять лет кардиостимулятор из обычного метронома эволюционировал до прибора с гораздо более сложным устройством.

Вместе с тем у этого механизма по-прежнему оставалось уязвимое место – недолговечность. Грэйтбатч оценил срок службы первых имплантируемых кардиостимуляторов в пять лет, однако такой прогноз был слишком оптимистичным. Слабым звеном оказались ртутно-цинковые батарейки, которых, как правило, хватало не более чем на полтора месяца. Большинство пациентов обнаруживало, что батарейка села, только тогда, когда возвращались прежние симптомы их заболевания, при этом врачи никак не могли предсказать, когда именно прибор прекратит работать. В одной из лондонских больниц врачи придумали прикладывать к груди пациентов радиоприемник, настроенный на средние частоты: если динамик регулярно щелкал, значит, кардиостимулятор все еще работал должным образом. Были испробованы всевозможные альтернативы ртутно-цинковым источникам питания: так, в 1960 году хирург из Бирмингема Леон Абрамс разработал кардиостимулятор с внешним беспроводным блоком питания, от которого электроды питались через катушки. Другие пробовали задействовать естественные движения человеческого тела, чтобы получать электроэнергию по принципу работы механизма самозаводящихся часов. Наконец, поиск идеального источника питания привел к самому невероятному в истории медицины нововведению: создали кардиостимулятор с питанием от атомной батареи.