После смерти первого пациента с тетрадой Фалло Кирклин предпринял еще четыре попытки использования АИК. Однако закрытие дефекта межжелудочковой перегородки и устранение сужения под пульмональным клапаном требовали много времени при подключении к аппарату. К сожалению, никто из четырех пациентов не выжил. Программу приостановили, а Кули и его команда тем временем тайно пытались преодолеть трудности. Одним из смертельно опасных осложнений была блокада сердца, при которой нарушалось скоординированное прохождение электрических сигналов от предсердий к желудочкам. Как только повреждались невидимые проводящие пути, сердце попросту прекращало биться, а кардиостимуляторов на тот момент еще не существовало. Непонимание того, как устроена проводящая система сердца, порождало много проблем.
Лиллехай пытался бороться с блокадой сердца с помощью адреналина, и, хотя в отдельных случаях это помогало, все пациенты в итоге скончались. На заседании отделения патологии в 1956 году физиолог Джек Джонсон отметил, что такое простое устройство, как генератор электрических импульсов, изготовленный компанией Grass Manufacturing, уже много лет использовалось в лаборатории для активации лягушачьих лапок.
«Почему бы не опробовать его на человеке?» – воскликнул он и предложил провести провод от стимулятора к желудочкам через грудную стенку.
Чтобы проверить эту гипотезу, хирурги-резиденты Винсент Готт и Уильям Вайрих позаимствовали у Джонсона стимулятор Грасса и попытались подсоединить его к разным участкам сердца собаки. Естественно, правый желудочек, расположенный непосредственно за грудной стенкой, оказался самым удобным местом, и Готту удалось восстановить сердечный ритм животных после блокады сердца, вызванной хирургическим вмешательством.
30 января 1957 года Лиллехай срочно вызвал Готта в операционную. Он хотел, чтобы тот подключил электрический провод к правому желудочку трехлетней девочки с блокадой сердца, которую было невозможно отключить от АИК после тяжелой операции по устранению тетрады Фалло. Когда Лиллехай провел провод через грудную стенку, Готт подключил его к стимулятору Грасса и установил скорость 90 ударов в минуту. Так в истории медицины пациенту впервые провели стимуляцию сердца: ее продолжали в послеоперационной палате до тех пор, пока у ребенка не восстановился синусовый ритм. В итоге благодаря кардиостимуляции 17 из 19 пациентов с полной блокадой сердца выжили – без нее все они были обречены на смерть.
Сэмюэл Хантер, младший хирург-резидент, описал применение стимуляции сердца на 12-летнем мальчике с блокадой сердца после закрытия дефекта межжелудочковой перегородки: «На финальном этапе процедуры мы столкнулись с сильным замедлением сердца до 30 ударов в минуту. Позвали доктора Уильяма Вайриха, и он вскоре явился с устройством, напоминавшим большой настольный радиоприемник. От него отходили два провода из нержавеющей стали с тефлоновым покрытием – их доктор Лиллехай пришил к правому желудочку и подкожным тканям. Пульс пациента сразу возрос с 30 до 85 ударов в минуту».
Даже если временная блокада сердца разрешалась во время операции, бригада на всякий случай оставляла провод кардиостимулятора подсоединенным с расчетом, что его можно было убрать позднее. Сегодня так делается регулярно. Иногда блокада сердца неожиданно случалась в послеоперационный период, тогда Лиллехай пропускал полую иглу через грудную стенку и вводил провод стимулятора в правый желудочек. Это стало методом реанимации пациентов с остановкой сердца и в других отделениях больницы.
Ранние источники питания кардиостимуляторов были большими, громоздкими и потенциально опасными, хотя для того, чтобы вызвать сокращение желудочков, было достаточно напряжения в один или два вольта. Лиллехай полагал, что можно создать более компактную и удобную для пользователя систему. Он обратился за помощью к Эрлу Баккену, инженеру, ответственному за обслуживание электрооборудования в хирургическом отделении, который в то время работал совместно со своим шурином Палмером Хермундслай. Они вели совместный электротехнический бизнес в гараже на северо-востоке Миннеаполиса, ремонтируя телевизоры и адаптируя медицинское оборудование, например электрокардиографы, под особые нужды.
Рисунок 6.7: А. Молодой Эрл Баккен разрабатывает в гараже кардиостимулятор. Б. Эрл Баккен в пожилом возрасте.
Уже через несколько недель после просьбы профессора Баккен вернулся в больницу с компактным усовершенствованным кардиостимулятором. Устройство можно было регулировать, чтобы добиться определенной частоты сердечных сокращений, и легко переносить в небольшом чехле. Инновация оказалась настолько успешной, что вскоре паре стало сложно удовлетворять местный спрос. В 1949 году они основали компанию Medtronic, и в течение двух лет Лиллехай и его коллеги применили кардиостимулятор на 66 пациентах. Хотя у большинства на восстановление синусового ритма уходило в среднем несколько недель, один мальчик благополучно носил устройство в течение 15 месяцев.
К сожалению, раннее восстановление после блокады сердца часто оказывалось непродолжительным. Лиллехай заметил, что у двух третей пациентов случались рецидивы, а у некоторых наступала внезапная смерть. Было очевидно, что таким людям требовался кардиостимулятор для профилактического долгосрочного ношения, но постоянное присутствие проволоки, проведенной через кожу, часто вызывало инфекции. Рубцовая ткань, которая образовывалась в месте вхождения провода в сердечную мышцу, усиливала электрическое сопротивление и требовала постепенного увеличения напряжения. Уже через несколько недель мышцы грудной стенки начинали подергиваться, поэтому использовать кардиостимулятор на постоянной основе было немыслимо.
Рисунок 6.8: А. Лиллехай и мальчик с кардиостимулятором после устранения врожденного порока сердца. Б. Первый кардиостимулятор Medtronic.
В 1959 году Хантера назначили директором кардиологических исследований в больнице Святого Иосифа в Миннеаполисе, где он работал с Норманом Ротом, главным инженером компании Medtronic. Они спроектировали биполярный электрод из нержавеющей стали, который требовал электрического тока гораздо меньшей силы. Вскоре Хантер имплантировал новый кардиостимулятор 72-летнему мужчине с полной блокадой сердца после острого инфаркта миокарда. Одновременно кардиолог Пол Золл, ассистировавший Харкену во время первых операций на сердце в Котсуолде, разрабатывал портативную неинвазивную систему для применения высоковольтного электрического шока у пациентов с фибрилляцией желудочков.
Как Уильям Гарвей[58], который описывал кровообращение 350 лет назад, Золл заметил, что остановившееся сердце реагировало на щелчок пальцами сокращением. В некоторых случаях оно даже восстанавливало ритм.
Золл заметил, что ближайший неинвазивный доступ к сердцу осуществлялся через пищевод, и начал применять чреспищеводную электрокардиостимуляцию для преодоления блокады сердца у пациентов, подверженных обморокам. К тому времени появился внешний транзисторный кардиостимулятор Medtronic, ставший стандартным прибором буквально во всех операционных мира. Благодаря ему выживаемость пациентов с блокадой сердца повысилась до 90 %.
Первая имплантация постоянного кардиостимулятора была проведена шведским кардиохирургом Оке Сеннингом в 1958 году. Сеннинг обучался у Харкена в Бостоне и описал ему обстоятельства операции в письме: «Меня побудила провести имплантацию энергичная красивая женщина Эльза-Мари Ларсон, которая 6 октября 1958 года вошла в мою лабораторию и сказала, что я должен имплантировать кардиостимулятор ее мужу. За последние шесть месяцев его несколько раз госпитализировали с блокадой сердца и потерей сознания, а обмороки у мужчины случались по 20–30 раз в день. Я ответил, что мы еще не завершили эксперименты и что у нас нет кардиостимулятора для применения на человеке. “Так сделайте его!” – возмутилась она. В тот день она несколько раз съездила в электронную лабораторию Элмквиста и обратно и в итоге все же смогла нас убедить. Элмквист залил два кардиостимуляторных контура эпоксидной смолой, используя в качестве формы баночки из-под крема для обуви. Вечером 8 октября, в полном одиночестве, я имплантировал первый кардиостимулятор, но он проработал всего восемь часов. Возможно, я повредил катетером выходной транзистор, а запасной кардиостимулятор остался в лаборатории. Я установил его пациенту лишь следующим утром. Поскольку ранние кардиостимуляторы служили недолго, у него сейчас стоит уже 24-й по счету. Мужчина хорошо себя чувствует и вышел на пенсию после долгих лет активной и успешной жизни. В 1950-х годах у нас не было никаких проблем с ответственностью. Пациент и его родственники просто радовались, если он выживал».
Напористая жена – это иногда хорошо.
Эрл Баккен и Medtronic стали производить кардиостимуляторы, АИК и искусственные сердечные клапаны, заложив основы кардиоваскулярной индустрии. Недавно эту компанию оценили более чем в сто миллиардов долларов, и бизнес до сих пор ведется из Миннеаполиса. Мне повезло впервые применить один из их сердечных клапанов в Оксфорде, в результате чего я познакомился с Баккеном. Он был истинным джентльменом.
Первая конференция, посвященная АИК, прошла в Чикаго в 1957 году. Секция об осложнениях этой техники началась со слов кардиохирурга Форреста Додрилла: «Одной из самых серьезных трудностей, которые могут возникнуть при перфузии всего тела, является глубокое воздействие на легкие, наблюдаемое у некоторых пациентов. Действительно обескураживает, когда вы проводите реконструктивную операцию, на всем ее протяжении поддерживая пациента в прекрасном состоянии, а через день или два он умирает от легочной недостаточности, хотя само сердце остается сильным до самого конца».
Непростая задачка, но подсказки, как ее решить, уже имелись.
Перекрестное кровообращение, разработанное Лиллехаем, не вызывало постперфузионного синдрома, потому что контакт крови с синтетическими инородными поверхностями был сведен к минимуму. Крови не нравится покидать свою клеточную среду, поэтому, чтобы оперировать сердца самых больных и слабых пациентов, нужно было что-то менять.