Устройство для хирургического лечения больных со сложными нарушениями ритма сердца

 

Изобретение предназначено для медицинской техники. Устройство содержит ЭВМ с дисплеем и принтером, блок дифференциальных биоусилителей с блоком усиления и кабелем пациента эндокардиального сигнала, электрокардиостимулятор со стимуляционным электродом-катетером, радиочастотный аблатор с источником питания и радиочастотным блоком и аблационный электрод-катетер. Дополнительно в блок дифференциальных усилителей введен коммутационно-согласующий блок, а в радиочастотный аблатор - блок предварительного усиления эндокардиосигнала. Источник питания радиочастотного аблатора выполнен по принципу преобразования частоты. Это позволяет повысить эффективность лечения при снижении числа осложнений за счет увеличения точности и оперативности информации о деятельности сердца во время и после оперативного вмешательства и повысить удобства в процессе операции. 4 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а конкретно, к устройствам для хирургического лечения больных со сложными нарушениями ритма сердца.

Известны устройства для хирургического лечения больных со сложными нарушениями ритма сердца - электрофизиолгические лаборатории, включающие аппаратуру для снятия электрокардиограммы и внутрисердечной электрограммы, электрокардиостимулятор, радиочастотный аблатор (система "EPCOR"). Недостатками известных устройств является неполная информативность о деятельности сердца, в частности отсутствие информации о параметрах радиочастотной аблации на едином мониторе, также отсутствие возможности предварительной обработки кардиосигнала с целью его очищения, усиления, снимаемого с аблационного электрода-катетера непосредственно в месте стыковки электрода-катетера к аблатору, что приводит к искажению информации о деятельности сердца и в соответствии с этим влечет снижение эффективности при лечении данной категории больных и увеличению числа осложнений.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является электрофизиологическая система "MIDAS" ("Marquet MELLIGE"), содержащая устройство для управления аппаратурой, вывода и хранения информации - специализированную ЭВМ, блок дифференциальных биоусилителей, блок обработки кардиосигнала, электрокардиостимулятор, аблатор и электрод-катетер. Причем специализированная ЭВМ, блок дифференциальных усилителей и блок обработки кардиосигнала объединены в единый корпус, который соединен кабелями с электрокардиостимулятором и аблатором, к которому присоединен электрод-катетер.

Однако данная система не обеспечивает выдачу необходимого количества информации при проведении хирургического вмешательства, а именно, для представления информации об электро-физиологических данных, снятых блоком дифференциальных усилителей, параметрах электрокардиостимулятора и радиочастотного воздействия, производимого при помощи аблатора. Причем в данном устройстве используются отдельные индивидуальные мониторы, что ведет к отвлечению медицинского персонала или привлечению дополнительных специалистов для проведения электрофизиологических исследований и устранения аритмий, а, следовательно, к усложнению контроля за сердечной деятельностью во время воздействия и, соответственно, к снижению качества проведения оперативного вмешательства и к увеличению вероятности отрицательного исхода операции. Кроме того, в системе "MIDAS" отсутствует возможность предварительной обработки кардиосигнала, снимаемого с аблационного электрода-катетера непосредственно в месте стыковки электрода-катетера с аблатором, что приводит к возрастанию уровня паразитных наводок, а, следовательно к необходимости аппарутурной и программной борьбы с этими наводками и, соответственно, к искажению информации о деятельности сердца.

Также аблатор, входящий в состав системы "MIDAS", позволяет генерировать ток мощностью только до 50 Вт, что в некоторых случаях недостаточно для устранения эктопических очагов в сердце вследствие их глубокого расположения в органе.

Технический результат - повышение эффективности лечения при снижении числа осложнений за счет увеличения точности и оперативности информации о деятельности сердца во время и после оперативного вмешательства и повышении удобства в процессе операции. Он достигается тем, что в устройстве для хирургического лечения больных со сложными нарушениями ритма сердца, включающем ЭВМ с дисплеем и принтером, блок дифференциальных биоусилителей, связанный через блок усиления эндокардиального сигнала с кабелем пациента, электрокардиостимулятор со стимуляционным элеткродом-катетером, радиочастотный аблатор с источником питания и радиочастотным блоком и аблационный электрод-катетер, в блок дифференциальных биоусилителей встроен коммутационно-согласующий блок, а в радиоачастотный аблатор дополнительно установлен блок предварительного усиления эндокардиосигнала, источник питания радиочастотного аблотора выполнен по принципу преобразования частоты, а коммутационно-согласующий блок блока дифференциальных усилителей связан с электрокардиостимулятором и с радиочастотным аблатором, блок предварительного усиления кардиосигнала радиочастотного аблатора связан с аблационным электродом-катетером.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит персональный компьютер, например IBM PC 1, с дисплеем 2 и принтером 3, блок дифференциальных биоусилителей 4 с блоком предварительного усиления эндокардиального сигнала 4а и со встроенным коммутационно-согласующим блоком 4б, электрокардиостимулятор 5 со стимуляционным электродом-катетером 10, радиочастотный аблатор 6 с источником питания 6а, радиочастотным блоком 6б, с дополнительно установленным блоком предварительного усиления эндокардиального сигнала 7, аблационный электрод-катетер 8, кабель пациента 9, кабели соединения.

Устройство работает следующим образом. Блок дифференциальных биоусилителей 4 с блоком предварительного усиления эндокардиального сигнала 4а и коммутационно-согласующим блоком 4б, и радиочастотный аблатор 6 с источником питания 6а и радиочастотным блоком 6б и с дополнительно установленным блоком предварительного усиления эндокардиального сигнала 7 присоединяют к персональному компьютеру, например, IBM, PC 1. Электрокардиостимулятор 5 и радиочастотный аблатор 6 со встроенным блоком предварительного усиления эндокардиального сигнала 7 присоединяют к блоку дифференциальных биоусилителей 4. Аблационный электрод-катетер 8 присоединяют к радиочастотному аблатору 6 со встроенным блоком предварительного усиления эндокардиального сигнала 7. Аблационный электрод-катетер 8 под рентгенконтролем вводят в требуемую область сердца для снятия внутрисердечной электрограммы, проведения электрофизиологического исследования и последующего радиочастотного воздействия на проводящую систему сердца с целью лечения нарушений ритма сердца.

Устройство может работать в различных режимах.

При проведении электрофизиологического исследования кардиосигналы, снимаемые при помощи кабеля пациента 9, попадают в блок предварительного усиления 4а блока дифференциальных биоусилителей 4, после чего вместе с кардиосигналом, приходящим из радиочастотного аблатора 6, снятого при помощи аблационного электрода-катетера 8, передается на коммутационно-согласующий блок 4б для преобразования в стандартную форму для передачи на персональный компьютер, например IBM PC 1 и дисплей 2.

Электрофизиологические исследования можно проводить без последующего немедленного воздействия на пациента (радиочастотного или проведения кардиостимуляции) с целью оценки его состояния, определения тактики лечения (медикаментозного или хирургического). При электрофизиологических исследованиях задействованы все блоки, кроме аблатора.

При проведении радиочастотного воздействия на проводящие пути сердца кардиосигналы, снимаемые при помощи кабеля пациента 9, попадают в блок предварительного усиления эндокардиального сигнала 4а, после чего вместе с сигналами, приходящими с аблатора 6 (параметры воздействия: выдаваемая мощность, температура, импеданс) передаются на коммутационно-согласующий блок 4б для преобразования в стандартную форму для передачи на персональный компьютер, например, IMB PC 1, для последующего представления на дисплее 2.

При работе в режиме радиочастотного воздействия задействованы все блоки, кроме электрокардиостимулятора. В этом режиме радиочастотное воздействие производится в место эктопического очага с целью устранения источника возникновения нарушения ритма сердца или получения полной поперечной блокады атриовентрикулярного узла сердца.

Электрокардиостимулятор 5 используется: при проведении электрофизиологических исследований с целью провокации различных нарушений ритма сердца для конкретизации места и вида нарушения ритма сердца и выбора тактики лечения, в период после радиочастотного воздействия для восстановления сердечной деятельности в случае получения полной поперечной блокады атриовентрикулярного узла, а также в случае возникновения фибрилляции предсердий.

При работе электрокардиостимулятора аблатор не используется, а для их переключения служит коммутационно-согласующий блок.

Внесение в блок биоусилителей коммутационно-согласующего блока позволяет принимать электрический сигнал от пациента через блок предварительного усиления кардиосигнала, снимаемого при помощи аблационного электрода-катетера, причем коммутационное устройство в зависимости от поступающих от компьютера IBM PC управляющих сигналов о режимах работы (электрофизиоолгические исследования) электрокардиостимуляция, радиочастотное воздействие) выбирает устройство - электрокардиостимулятор или аблатор для коммутации его с согласующим устройством. В блоке предварительного усиления сигнал из аналоговой формы преобразуется в цифровую, после чего по кабелю передается в блок биоусилителей для необходимой обработки и передачи по кабелю в персональный компьютер и затем на экран дисплея в стандартной форме и удобном для оперирующего хирурга и электрофизиолога виде. Вид представления информации на дисплее изображен на фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4. На фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4 каналы I, II, III, VI - стандартные отведения электрокардиограммы, E - дифференцированные каналы внутрисердечной электрограммы.

Источник питания радиочастотного аблатора выполнен по принципу преобразования частоты и в него введены мощные полевые транзисторы с изолированным затвором, это позволяет увеличить мощность аблатора для устранения глубоко расположенных эктопических очагов в сердце.

Устройство используется в отделении нарушений ритма сердца НИИ кардиологии ТНЦ СО РАМН. За время использования проведено диагностических внутрисердечных исследований - 293, радиочастотных воздействий на дополнительные атриовентикулярные пути проведения при синдроме Вольфа-Паркинсона-Уайта-126, при атриовентрикулярной узловой тахикардии-117, при пароксимальной форме фибрилляции и трепетания предсердий-88, аблаций эктопического очага при желудочковой тахикардии-24.

По сравнению с известными техническими данными эффективность радиочастотной аблации составляет в среднем 66,5% (от 38% до 95% Evropean Heat Journal the journal of the European Society of Cardiology, 1992, 13, 1329-1338), по нашим данным с использованием комплекса согласно изобретению составила в целом - 80,1%, в том числе, при синдроме Вольфа-Паркинсона-Уайта - 86%; при атриовентрикулярной узловой тахикардии - 89%; при пароксизмальной форме фибрилляции предсердий - 52% (без создания полной атриовентрикулярной блокады), а при формировании полной атриовентрикулярной блокады 96%; при трепетании предсердий - 79%, при правожелудочковой тахикардии - 51%; при левожелудочковых тахикардиях 20%.

Пример 1. Пациент В., 35 лет из Хабаровска поступил 06.11.97, в отделение нарушений ритма сердца НИИ кардиологии ТНЦ СО РАМН с диагнозом: Идиопатическое нарушение ритма сердца. Желудочковая тахикардия. Аритмогенная кардиомиопатия. НК 2Б. Нарушение ритма сердца развилось 3 месяца назад без видимой причины. Все это время сохранялась высокая частота сердечных сокращений (150-160 в мин) и гипотония. Медикаментозная и электроимпульсная терапия с целью восстановления синусового ритма была не эффективной. При ультразвуковом исследовании сердца обнаружено увеличение левого предсердия до 50 мм, правого предсердия до 60 мм, левого желудочка (КДР 68 мм, КСР 64 мм), правого желудочка до 34 мм, снижение фракции выброса до 15% и увеличение давления в легочной артерии до 43 мм рт. ст. Пациенту 19.11.97, проведено электрофизиологическое исследование, выявлен эктопический очаг желудочковой тахикардии, который был устранен с помощью предлагаемого устройства.

Пример 2. Пациент С. , 28 лет, из Республики Саха поступил 04.10.97 в отделение нарушений ритма сердца НИИ кардиологии ТНЦ СО РАМН с диагнозом: Миокардический кардиосклероз. Постоянная форма трепетания предсердий. НК О. Нарушение сердечного ритма было выявлено в 18-летнем возрасте во время прохождения медицинской комиссии. Частота сердечных сокращений варьировала от 100 до 120 в мин. По данным ультразвукового исследования увеличения камер сердца не выявлено. Пациенту 23.10.97 проведено электрофизиологическое исследование сердца, документировано трепетание предсердий с механизмом ри-энтри от устья коронарного синуса до устья нижней полой вены. Проведена серия воздействий в области кольца ри-энтри, которое устранено с прекращением трепетания предсердий и восстановлением синусовым ритмом.

Пример 3. Пациент Ч., 21 г. житель города Томска поступил в отделение нарушений ритма сердца НИИ кардиологии ТНЦ СО РАМН с диагнозом: нейроциркуляторная дистания. Манифестирующий синдром Вольфа-Паркинсона-Уайта. Пароксизмальная ортодромная тахикардия. НК 0. Приступы тахикардии отмечал с 13-летнего возраста, которые возникали во время физической нагрузки и купировались спонтанно через 30 минут после отдыха. Состояние пациента ухудшилось с 1995 г. Пароксизмы тахикардии участились, возникали независимо от физической нагрузки, продолжительность их увеличилась до 24 часов, для восстановления синусового ритма было необходимо введение антиаритмических препаратов. При обследовании в клинике органической патологии со стороны сердца выявлено не было. Пациенту 18.03.97, проведено электрофизиологическое исследование сердца, в результате которого был документирован дополнительный левосторонний атриовентрикулярный дополнительный путь проведения, зарегистрирована его электрограмма и проведена серия воздействия радиочастотным током с помощью предлагаемого устройства. После воздействия проведение по дополнительному пути проведения не регистрировалось, пароксизмы тахикардии не индуцировались.

Таким образом, применение данного устройства позволяет предоставить врачу наиболее полную и точную информацию о деятельности сердца во время и после хирургического вмешательства, кроме того, появилась возможность формирования базы данных результатов проведенных исследований с последующей статистической обработкой с целью определения наиболее значимых критериев диагностики и лечения различных сложных нарушений ритма сердца за счет системного подхода к разработке устройства, в состав которого входят различные по своему назначению приборы и аппараты, появилась возможность применения стандартного персонального компьютера, что значительно снизило стоимость устройства, устройство позволяет проводить различного вида и объема исследования и оперативные вмешательства.

Формула изобретения

Устройство для хирургического лечения больных со сложным нарушением ритма сердца, включающее ЭВМ с дисплеем и принтером, блок дифференциальных биоусилителей, связанный через блок усиления эндокардиального сигнала с кабелем пациента, электрокардиостимулятор со стимуляционным электродом-катетером, радиочастотный аблатор с источником питания и радиочастотным блоком и аблационный электрод-катетер, отличающийся тем, что в блок дифференциальных биоусилителей встроен коммутационно-согласующий блок, а в радиочастотный аблатор дополнительно установлен блок предварительного усиления эндокардиосигнала, причем источник питания радиочастотного аблатора выполнен по принципу преобразования частоты, а коммутационно-согласующий блок блока дифференциальных усилителей связан с ЭВМ, электрокардиостимулятором и с радиочастотным аблатором, блок предварительного усиления кардиосигнала радиочастотного аблатора связан с аблационным электродом-катетером.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4