Реакция сердца на действие дефибриллирующего тока

Действие сильных разрядов на сердце. Реакция на «подпороговые» раздражения. Возможность прекращения фибрилляции одиночным разрядом конденсатора, не .вызывающим остановки сердца, оказалась несовместимой со старым объяснением прекращения фибрилляции как результата временной потери возбудимости сердца под действием сильного тока.

Для более детального изучения характера реакции сердца на раздражения, прекращающие фибрилляцию, нами было испытано действие одиночных разрядов при различном физиологическом состоянии сердца: 1) нормальной его работе, 2) остановке, вызванной раздражением блуждающего нерва, и 3) состоянии фибрилляции.

1. При испытании действия разрядов, прекращающих фибрилляцию, на нормально работающем сердце наблюдалось более или менее продолжительное учащение сердечного ритма номотопного или же гетеротопного происхождения в зависимости от мощности разряда. При испытании разрядов с индуктивностью, прекращающих фибрилляцию при меньшем напряжении, обычно сохранялся синусовый ритм. После же испытания действия разрядов без индуктивности, имеющих соответственно более высокое напряжение, наступал более или менее продолжительный период желудочковой экстрасистолии. Эта экстрасистолия наблюдалась после действия сильного переменного тока даже небольшой продолжительности (не более 0,1 с). При ограничении же продолжительности дефибриллирующего переменного тока одним периодом (0,02 с) нарушение ритма было выражено в значительно меньшей степени.

Рис.

Ни в одном испытании действия разрядов, прекращающих фибрилляцию на нормально работающем сердце, мы не наблюдали остановки сердечной деятельности хотя бы на 1 с. Даже при воздействии на собаку разрядом с гораздо более высоким напряжением, чем то, которым прекращается фибрилляция (68 В, 9 мкФ) регистрация артериального давления не обнаруживала никакой остановки сердца.

2. Действие разряда, прекращающего фибрилляцию, на сердце, остановленное раздражением блуждающие нервов, вызывает ряд сокращений желудочков, которые при продолжающемся раздражении блуждающих нервов постепенно замедляются, вплоть до повторной остановки сердца (рис. 28). Следует предполагать, что эти сокращения связаны с возникновением в результате действия разряда очага возбуждения в самих желудочках по аналогии с тем, что наблюдается при испытании действия разряда на нормально сокращающемся сердце. Такой вывод, в частности, подтверждается фактом появления первой пульсовой волны на кимограмме через 0,3 с после разряда, что показывает на сокращение сердца непосредственно вслед за произведенным разрядом. Таким образом, следует считать, что разряд конденсатора, прекращающий фибрилляцию, проявляет на сердце обычный возбуждающий эффект электрического раздражения.

3. Сильное электрическое раздражение сердца, находящегося в состоянии фибрилляции, сопровождается, помимо прекращения фибрилляции, рядом других явлений, Анализ этих явлений, различных по своему характеру, в зависимости от формы электрического воздействия, представляет интерес для выяснения механизма дефибрилляции сердца под действием электрического раздражения.

Учитывая инертность регулирующего прибора (ртутный манометр), следует считать, что первое сокращение сердца наступает непосредственно вслед за разрядом конденсатора.

Рис.

А — ЭКГ до и после разряда 6 мкФ, 4000 В при наличии в цепи индуктивности 0,3 Гн (стрелка вниз); Б — то же после разряда той же емкости с тем же напряжением, но при отсутствии индуктивности (стрелка вверх).

Дальнейшее состояние сердца определяется силой и продолжительностью разряда. При дефибрилляции сердца разрядами пороговой величины, произведенными через индуктивность, наступает кратковременная тахисистолия, обычно синусового, реже гетеротопного происхождения. В случае же прекращения фибрилляции разрядом без индуктивности (т. е. при излишне большом напряжении) желудочковая тахисистолия бывает более продолжительной и происходит в более частом ритме (рис. 29). Для иллюстрации этого явления приводим выписку из протокола опыта на собаке массой 15 кг, от 15/IV 1941 г., в котором для прекращения фибрилляции испытывались поочередно разряды с индуктивностью и разряды без индуктивности в цепи разряда (табл. 12).

Описанную в литературе остановку сердца после прекращения фибрилляции переменным током следует считать результатом более длительного действия тока по аналогии с пессимальным состоянием нервно-мышечного аппарата в результате чрезмерно длительного и сильного раздражения. Проведенные нами опыты по прекраще­нию фибрилляции переменным током показали, что скорость появления сердечных сокращений находится в обратной зависимости от продолжительности воздействия. При продолжительности тока 0,1 с сердечная деятельность восстанавливается быстрее, чем при воздействии тока в течение 1 с (рис. 30)

Рис. 30. Дефибрилляция сердца собаки воздействием переменного тока (500 В) различной продолжительности: ОД с (I) и 1 с (II).

а — отметка раздражения; б — запись артериального давления тонографом. Внизу отметка времени через 0,2 с.

Это даст основание считать, что остановка сердца после прекращения фибрилляции .переменным током является сопутствующим явлением, не играющим существенной роли в прекращении фибрилляции сердца.

При изучении природы физиологической реакции фибриллирующего сердца на электрические раздражения, прекращающие фибрилляцию, представляло интерес выяснить также результат действия разрядов подпороговой силы. Хотя такие разряды не прекращают фибрилляции, тем не менее нельзя было полагать, что они проходят бесследно и нисколько не влияют на ход процесса фибрилляции. Факт способности фибриллирующего сердца реагировать на электрические раздражения изменением частоты и амплитуды фибриллярных сокращений известен давно (Rothberger, Winterberg, 1911; Lewis, 1921). Такой результат прямого раздражения фибриллирующего сердца наблюдался и нами при воздействии переменным током с .напряжением всего 5 В (рис. 31). Естественно было ожидать, что более сильные электрические воздействия, не на много уступающие тем, которые прекращают фибрилляцию, должны оказать определен­ный эффект на фибриллирующее сердце.

Рис. 31. Реакции фибриллирующего сердца собаки па электрическое раздражение переменным током напряжением 5 В. Стрелками показано начало и окончание раздражения. Запись сокращения же­лудочков. Внизу—отметка времени через 1 с.

Исследование влияния разрядов подпороговой силы на фибриллирующее сердце производилось путем прямой записи механограммы фибриллярных сокращений во время воздействия.

Сходное явление — восстановление некоторой координации сокращений в результате действия разряда подпороговой силы на фибриллирующее сердце — наблюда­лось нами как закономерное явление и в опытах на сердце кошек. В последнем случае след действия разряда выражался переходом фибриллярных сокращений желудочков в состояние трепетания, при котором можно было насчитывать ряд довольно значительных по величине сокращений в правильном ритме.

Опыт проводили на молодой собаке (масса 3.5 кг), находившейся и состоянии глубокого хлоралозового наркоза. Грудную клетку вскрывали но средней липни. Во время опыта искусственное дыхание поддерживалось посредством дыхательного аппарата. Электроды, служащие для вызывания и прекращения фибрилляции, помещались на правом и ловом желудочках под перикардом.

Механографическая запись фибриллярпых сокращений показала, что в результате разряда подпороговой силы (17 мкФ, 450 В без индуктивности в цепи) фибриллярные сокращения временно приостанавливаются и желудочки совершают одно — два координированных сокращения, вслед за которыми возобновляется состояние фибрилляции (рис. 32).

Рис. 32. Реакция фибриллирующего сердца собаки на электрическое раздражение «подпороговой» силы. Разряды конденсатора 17 мкФ, 450 В без индуктивности в цепи (1, 2). Запись сокращений сердца. Внизу — время в секундах. Сердце дефибриллировано последующим разрядом той же емкости и того же напряжения, но при включении индуктивности в 0,15 Гн в цепи разряда (3).

Описанные выше данные указывают, что реакция фибриллирующего сердца на электрические раздражения отличается от реакции сердца в диастоле тем, что в данном случае она определяется силой раздражения, не подчиняясь принципу «все или ничего». Более сильные раздражения фибриллирующего сердца приводят большее число возбудимых элементов в состояние изосинхронных сокращений и прекращают фибрилляцию.

Снижение дефибриллирующего напряжения при определенном ритме раздражения. Выше были приведены данные, показывающие, что дефибрилляция сердца происходит при строго определенной величине напряжения.

Эта величина, постоянная при неизменных условиях опыта, должна соответственно расцениваться в качестве пороговой для прекращения фибрилляции. При изучении реакции фибриллирующего сердца на электрические воздействия «подпороговой» силы оказалось, что и такие воздействия не проходят бесследно и вызывают временное выключение значительной части волокон миокарда из состояния некоординированных сокращений. Этот факт послужил основанием для дальнейшего изучения возможности (превращения фибрилляции путем суммации эффекта от воздействия ряда таких «подпороговых» раздражений на сердце.

Проведенные опыты показали, что 2—3 разряда, произведенные через интервалы 1 ½ — 2 с, прекращают фибрилляцию при меньшем напряжении, чем одиночный разряд. Степень снижения порога при прекращении фибрилляции повторными разрядами (была одинаковой в повторных испытаниях на одном и том же животном: у разных животных она была различной и колебалась в {пределах 26—75% величины порога при одиночном разряде.

Для иллюстрации степени снижения порога при повторных разрядах у животных приводим данные опыта (табл. 13).

В этом опыте величина порогового напряжения для прекращения фибрилляции снизилась при повторных разрядах (в числе трех) примерно в 2 раза по сравнению с одиночным разрядом. Чаще снижение порога при повторных разрядах не превышало 1/3 порога при одиночном разряде. В табл. 14 приводим выписку из протокола опыта, в котором наблюдалось такое снижение порога.

В этом опыте порог напряжения при прекращении фибрилляции одиночным разрядом равнялся 3300 В при емкости конденсатора 4 мкФ и 1700 В при емкости 14 мкФ. При повторных разрядах порог напряжения снижался соответственно до 2200 и 1100В, что составляет около 1/3 величины порога при одиночном разряде. Такое же примерно снижение величины порогового напряжения при прекращении фибрилляции повторными разрядами наблюдалось в 20 из 25 опытов. В двух опытах снижение порога было исключительно большим: повторные разряды прекращали фибрилляцию при 1/4 величины напряжения, эффективного при одиночном разряде.

Ниже приводим выписку из протокола одного из таких опытов (табл. 15).

В этом опыте величина порога напряжения, прекращавшего фибрилляцию при повторных разрядах, составляла около 1/4 величины порога при одиночном разряде. Такое соотношение между величиной порога, определяемого при повторных и при одиночных разрядах, сохранялось при разных величинах емкости: 1000 и 4000 В при емкости конденсатора 2 мкФ; 650 и 2500В при емкости в 4 мкФ; 500 и 1800В — при емкости конденсатора в 10 мкФ.

Такое же примерно значительное снижение порога при повторных разрядах было и во втором из двух упомянутых опытов. При емкости конденсатора в 4 мкФ одиночные разряды прекращали фибрилляцию при напряжении 3200В, повторные же — при напряжении менее 1000 В.

Порог напряжения, прекращающего фибрилляцию при повторных разрядах, составил от 25 до 80% величины порога при одиночном разряде. За исключением 2 опытов, в которых наблюдалось необычно большое снижение порога, в остальных 23 опытах это снижение колебалось от 50 до 20% величины порога при одиночном разряде. Наибольшее число опытов (15) показало снижение на 50—40%; в 5 опытах снижение было па 40—30%; в 3 опытах — всего на 25—20%.

У некоторых животных измерения порога производились повторно через несколько дней после первого испытания. При этом оказалось, что снижение порога напряжения, прекращающего фибрилляцию при повторных разрядах, было примерно таким же, как и при первом испытании.

Приведенные данные были получены при одном раздражении в 1—11/2 с. При более частом ритме (2—3 раздражения в секунду) наблюдалось еще большее снижение порога — более чем вдвое. Для получения такого частого ритма раздражений при той силе тока, которая необходима для прекращения фибрилляции, мы не могли пользоваться разрядами конденсатора, не успевавшего зарядиться до нужного напряжения, и применяли крат­ковременные включения (0,03—0,05 с) переменного тока от повышающего трансформатора. При этих условиях было затруднительно более точно дозировать силу и длительность раздражений. Не исключена возможность, что при определенном ритме воздействий фибрилляция может быть прекращена при относительно невысоком напряжении.

Снижение порога для дефибрилляции сердца при повторных раздражениях в определенном ритме может на первый взгляд показаться сходным со снижением порога вследствие суммации раздражений, отмеченным на многих возбудимых образованиях. Такое сходство носит, однако, чисто внешний характер и не отражает сущности суммации раздражения при прекращении фибрилляции. Суммация раздражения на других возбудимых образованиях, например при раздражении афферентной части рефлекторной дуги, происходит при отсутствии собственного возбуждения нервных волокон во время искусственного раздражения. Сердце же во время фибрилляции само находится в состоянии непрерывного возбуждения и притом в значительно более частом ритме (до 10 раздражений в секунду), чем ритм искуственного раздражения. Поэтому едва ли возможна суммация относительно редких внешних раздражений каждым волокном сердечной мышцы в отдельности. Снижение порога для прекращения фибрилляции при повторных ритмических раздражениях может скорее рассматриваться как статистический результат суммации эффекта раздражений не каждым волокном в отдельности, а всем их комплексом в целом. Эта особого рода суммация заключается в том, что каждое последующее раздражение способствует синхронизации возбуждения все большего числа элементов сердца, пока процесс фибрилляции полностью не прекратится.

Такая возможность следует из установленного нами факта возникновения координированного сокращения миокарда в ответ на раздражения подпороговой (для дефибрилляции) силы. Подобное сокращение, возможное только при одновременном возбуждении значительного количества волокон, доказывает способность «подпороговых» раздражений изменять порядок возбуждения отдельных групп волокон миокарда при фиб-рилляции. При определенном ритме раздражений число синхронно сокращающихся волокон последовательно возрастает, в результате чего прекращается возможность круговой передачи возбуждения между ними.

Возможность снижения величины дефибриллирующего тока путем применения повторных раздражений представляет практический интерес в случаях прекращения фибрилляции, продолжавшейся несколько минут, когда порог для одиночных раздражений значительно повышается. Особый интерес представляет в этом отношении установленный нами факт способности сердца при гипоксии суммировать «подпороговые» раздражения, произведенные в редком ритме — одно раздражение в 3 с. Это явление может быть объяснено снижением возбудимости и соответствующим замедлением скорости процесса возбуждения при гипоксии.

Вызывание и прекращение фибрилляции в зависимости от ритма раздражения сердца. Экспериментальными исследованиями различных авторов установлено, что переменный ток действует различным образом на сердце в зависимости от его силы. При воздействии на организм подопытного животного относительно слабым током — порядка десятых долей ампера — возникает фибрилляция сердца. Более сильный ток (порядка 10—20 А) не способен вызывать фибрилляцию и обладает противоположным свойством — прекращать это патологическое состояние. Резкое различие между силой тока, вызывающего фибрилляцию, и током, прекращающим это состояние, послужило в свое время причиной противопоставления и разграничения «свойств» слабого и сильного тока в отношении их действия на сердечную мышцу: слабый ток перевозбуждает ее и вызывает фибриллярные сокращения, сильный ток, напротив, снижает ее возбудимость н поэтому останавливает эти сокращения.

Ошибочность такого противопоставления «свойств» слабого и сильного тока обнаруживается при всестороннем учете известных фактических данных в отношении действия тока различной силы на сердце. Эти данные показывают, что резкое различие между током, вызывающим фибрилляцию, и током, прекращающим фибрилляцию, имеет место лишь в отношении пороговой с и л ы раздражения, вызывающего тот или иной эффект. Минимальная величина тока, прекращающего фибрилляцию, действительно во много раз превышает минимальную силу тока, вызывающего фибрилляцию. Но наряду с этим фибрилляция может быть вызвана и более сильным током, лишь не намного меньшим дефибриллирующего. При величине дефибриллирующего тока 0,8 А фибрилляция вызывалась током 0,5 А в опытах на обнаженном сердце собаки (Hooker, 1933;). Fenis, (1936) и другие авторы наблюдали случаи возникновения фибрилляции от тока той же силы, который применялся для прекращения фибрилляции и который и на этот раз устранил фибрилляцию. Аналогичное явление описано в 1950 г. (Santy и Marion, 1950) при применении переменного тока для прекращения фибрилляции сердца у человека: неожиданное повторное включение электрошока привело к возобновлению фибрилляции, которая только что была устранена таким же электрошоком. Эти данные показывают принципиальную возможность вызывать и прекращать фибрилляцию током одинаковой силы. Отсюда следует, что противопоставление «свойств» слабого и сильного тока на основе различной реакции сердца на действие того и другого не отражает сущности этой реакции.

Доказанная нами возможность снизить порог для прекращения фибрилляции путем ритмичного раздражения сердца представляет вместе с тем возможность вызывать и прекращать фибрилляцию током одинаковой силы. При снижении величины дефибриллирующего тока на 1/3 - 1/2 мы фактически достигаем величины тока, которым фибрилляция может быть вызвана закономерно. Пользуясь этой возможностью, мы провели опыты с целью определения тех условий, при которых фибрилляция может вызываться и прекращаться током одинаковой силы. В качестве таких условии мы изучали в первую очередь роль частоты раздражений. Как известно, фибрилляция возникает при раздражении сердца в ритме, превышающем частоту предельно возможного его возбуждения. Более редкий ритм раздражений —1 раз в 11/2 — 2 с, наоборот, облегчает дефибрилляцию сердца. С учетом этих данных мы решили испытать возможность вызывания и прекращения фибрилляции путем соответствующего изменения ритма раздражения от 10 раз в секунду (для вызывания фибрилляцции) до 1 раза и менее в секунду (для прекращения фибрилляции).

В качестве раздражителя мы пользовались переменным током от повышающего трансформатора (110/1100В). Посредством прерывателя в первичной цепи продолжи­тельность отдельного воздействия ограничивалась 1—11/2 периодами (0,02—0,03 с).

Ритм раздражения для вызывания фибрилляции — 10 в секунду. В некоторых испытаниях фибрилляция вызывалась непрерывным действием переменного тока в течение секунды.

Каждый раз при возникновении фибрилляции испытывалась возможность ее прекращения током той же силы. по при другом, менее частом ритме: одно раздражение в 1 — 11/2с.

Всего было проведено 9 опытов на собаках массой от 5,3 до 13 кг. В 7 из этих опытов удавалось, меняя ритм раздражений, вызвать и прекращать фибрилляцию током одной и той же силы. При раздражении в ритме 10 или 50 п секунду фибрилляция возникала, при последующем воздействии тем же током в менее частом ритме фибрилляция прекращалась.

Ниже приводим описание одного из этих опытов, на собаке (самец) массой 6,2 кг (табл. 16).

Данные приведенного опыта показывают, что ток в 1,5 и 2 А вызывал и прекращал фибрилляцию, в зависимости от ритма раздражения сердца. Прерывистые импульсы (10 в секунду) переменного тока в 2 А не всегда вызывали фибрилляцию, а лишь примерно в половине случаев испытания их действия. Возможно, здесь имела значение продолжительность раздражения: прерывистые раздражения в течение менее 1 с не давали эффекта.

При прекращении фибрилляции необходимо было соблюдать определенный интервал между раздражениями. При ритме, несколько более частом, чем одно раз­дражение в секунду, фибрилляция не прекращалась. Раздражения в более редком ритме (через интервал в 1,2—2 с) прекращали фибрилляцию. В одном испытании дефибрилляция была достигнута при интервале между импульсами 2 с. Предыдущие три импульса, произведенные через интервал в 1,25 с, оказались неэффективными. В другом испытании однократным воздействием продолжительностью в 11/2 периода переменного тока 50 Гц была прекращена фибрилляция, только что вызванная 22 такими же воздействиями, произведенными за 2,2 с (рис. 33).

Особый интерес представляет случай дефибрилляпии током, менее сильным по сравнению с тем, которым была вызвана фибрилляция. В одном опыте (от 28/II 1948 г.)

такое явление получалось в ряде испытаний. В этом опыте фибрилляция желудочков вызывалась беспрерывным действием переменного тока в течение 1/2 — 1 с и прекращалась последующим менее продолжительным переменным током или же повторными кратковременными импульсами переменного тока. При этом в ряде испытаний дефибриллирующий ток был слабее тока, вызывавшего фибрилляцию. Итог данных, полученных в опытах на 7 собаках, представлен в табл. 17.

Рис. 33. Вызывание и прекращение фибрилляции сердца собаки электрическим током одинаковой силы, но различной частоты раздражения.

а — осциллограмма тока: б — ЭКГ (электрокардиограф отключался во время действия тока). Раздражения с частотой 10 раз в секунду (левая часть осциллограмм) вызывают фибрилляцию; те же импульсы тока через интервалы в 1—1 1/2 с прекращают фибрилляцию (правая часть осциллограмм).

Как видно из табл. 17, из 7 опытов, в которых испытывалась возможность вызывания и прекращения фибрилляции одним и тем же током, положительный результат был получен в пяти опытах (№ 1—5). В двух опытах ток в 2 и 2,8 А был чрезмерным для вызывания фибрилляции и недостаточным для прекращения фибрилляции. Сила тока, при которой в первых пяти опытах удавалось вызывать и прекращать фибрилляцию, была раз­личной.

Таблица 17

В опыте № 3 (собака массой 5,3 кг) такой эффект наблюдался при силе тока 1 А; в опытах № 1 и 4 (собаки массой 6,2 кг) — при силе тока 2 А; в опыте № 2 (собака массой 10 кг) — при силе тока 3 А. В опыте № 5 (собака массой 13 кг) ток более широкого диапазона (2—6 А) вызывал и прекращал фибрилляцию соответственно ритму раздражений. За исключением опыта № 5, в котором фибрилляция вызывалась и прекращалась в ряде испытаний непрерывным действием переменного тока, в остальных опытах фибрилляция вызывалась и прекращалась прерывистым воздействием переменного тока: для вызывания фибрилляции применялся ритм раздражений 10 в секунду, а для прекращения — ритм раздражений с интервалами в 1 1/2 — 2 с между импульсами.

Приведенные данные о возможности вызывать и прекращать фибрилляцию током одной и той же силы при различном ритме раздражений наглядно показывают, что прекращение фибрилляции обусловлено тем же возбуждающим действием электрического раздражения, которое при другой частоте раздражения может вызывать фибрилляцию. Чрезмерно частое раздражение нормально работающего сердца превышает функциональную подвижность отдельных его элементов и приводит к нарушению одновременности их возбуждения. Более редкие раздражения, наоборот, способствуют синхронизации возбуждения отдельных элементов фибриллирующего сердца. При этом в зависимости от силы воздействия синхронизация возбуждения охватывает большее или меньшее число элементов. Поэтому при достаточной силе раздражения, возбуждающей все элементы сердца, фибрилляция прекращается от одного раздражения. Раздражения же «подпороговой» силы действуют лишь на те элементы сердца, которые менее рефрактерны в данный момент, и синхронизируют возбуждение не всех элементов сердца. Поэтому полная синхронизация возбуждения от «подпороговых» раздражений может на­ступить лишь от ряда воздействий в определенном ритме.

Задача проведенного исследования заключалась в установлении наиболее оптимальной формы электрического воздействия для прекращения фибрилляции сердца. К началу нашего исследования было известно, что фибрилляция прекращается под действием сильного переменного тока и мощных электрических разрядов ^revost, Battelli, Ferris). Прекращение фибрилляции под действием сильного тока рассматривалось как результат временной потери возбудимости сердца под влиянием такого воздействия. Это мнение опиралось на факт необходимости для прекращения фибрилляции такого нефи­зиологического раздражителя, каким является переменный ток продолжительностью в 1 с или разряд конденсатора с напряжением до 20000 В. К тому же фибрилляция трактовалась как состояние «перевозбуждения» сердца, и естественно было предположить, что воздействие, устраняющее это состояние, должно затормаживать сердечную деятельность.

Такое понимание механизма дефибрилляции сердца не способствовало рациональной разработке методики. Этим и объясняется то обстоятельство, что, несмотря на ряд исследований по этому вопросу, методика дефибрилляции сердца переменным током носила эмпирический характер.

При объяснении фибрилляции круговым обращением волны возбуждения по сердцу возможность ее прекращения сильным током не является научным курьезом. Это явление может рассматриваться не как торможение особого рода, а скорее как следствие обычного возбуждающего эффекта электрического раздражения по аналогии с прекращением круговорота волны возбуждения на модельных кольцевых препаратах под влиянием экст­рараздражений (П. А. Ветохин, 1929; А. Ф. Самойлов, 1930; Mines, 1941).

Исходя из такого представления, мы поставили задачу изучить закономерности прекращения фибрилляции под действием одиночных электрических раздражений и выяснить возможность применения более эффективных импульсов по сравнению с теми, которые применяли Ргеvost и Battelli (разряды конденсатора с напряжением до 20000В при емкости 1,74 мкФ).

Проведенные нами опыты показали, что более продолжительные импульсы являются более эффективными. Разряды конденсатора с емкостью в 10—15 мкФ прекра­щали фибрилляцию сердца у собак при значительно меньшем напряжении (2—3 кВ) и были эффективны при наложении электродов на поверхность грудной клетки. Таким образом, выяснилось, что низкая эффективность более мощных разрядов, применявшихся Prevost и Battelli, была связана с их малой продолжительностью в соответствии с недостаточной емкостью конденсатора. По этой причине разряд был эффективным лишь в течение 15 с после наступления фибрилляции, да и то лишь при наложении электрода непосредственно на сердце.

Многократные измерения на одном и том же подопытном животном величины напряжения, необходимого для дефибрилляции сердца, показали относительное пос­тоянство этой величины. Это обстоятельство позволило изучить зависимость порогового напряжения от продолжительности воздействия. Оказалось, что пороговое напряжение, прекращающее фибрилляцию сердца, находится в обратной зависимости от величины емкости. Определение временного параметра кривой, изображающей эту зависимость, обнаружило довольно близкое его совпадение с временным параметром кривой, изобра­жающей зависимость силы — времени для раздражений, возбуждающих сердце во время диастолы.

Для более детального изучения природы реакции сердца на электрическое воздействие, прекращающее фибрилляцию, такое воздействие — в виде одиночного разряда 'конденсатора, — испытывалось на нормально работающем сердце и на сердце, остановленном раздражением блуждающих нервов. В том и в другом случае непосредственным результатом электрического раздражения являлось немедленное сокращение сердца. Аналогичным образом при дефибрилляции сердца разрядами конденсатора не наблюдалось его остановки и пульсации начинались непосредственно вслед за произведенным разрядом. Эти данные показали, что описанная после более продолжительного действия переменного тока (в 1/2 — 1 с) остановка сердца является следствием чрезмерной продолжительности тока.

Проведенные нами опыты подтвердили, что остановка сердца после действия переменного тока зависит от продолжительности тока. Кратковременный переменный ток (менее 0,1 с) прекращал фибрилляцию, не проявляя «тормозящего» действия на сердце, наравне с разрядом конденсатора. Этим было доказано, что «тормозящий» эффект более продолжительного переменного тока является сопутствующим явлением и не играет существенной роли в прекращении фибрилляции, затрудняя лишь последующее восстановление сердечной деятельности. Суть дефибрилляции сердца под действием сильного тока заключается в возбуждающем, а не в тормозящем его влиянии на сердце.

Эти данные показали, что при изыскании более оптимального воздействия для прекращения фибрилляции необходимо учитывать временный параметр возбудимости сердца. Проведенные опыты показали, что раздражения продолжительностью около 0,01 с являются эффективными при наименьшем напряжении. Увеличение продолжительности выше указанной величины не снижает порога и является бесполезным. Менее продолжи­тельные раздражения — до 5 мс — требуют более высокого напряжения и не могут считаться целесообразными. К тому же следует учесть, что после более продолжительной фибрилляции, когда возбудимость сердца падает параллельно возрастающей гипоксии, недостаточная продолжительность раздражения не может быть компенсирована за счет его силы, поскольку чрезмерное повышение напряжения может повредить сердцу. Поэтому продолжительность в 1/100 доли секунды является наиболее подходящей для всевозможных случаев прекращения фибрилляции.

Не лишено интереса, что такая продолжительность находится в близком совпадении с «полезным временем» раздражения сердца.

Оптимальность воздействия определяется не только продолжительностью электрического импульса, но и его формой. Очевидно, что апериодический разряд конден­сатора, каким он получается через одно только омическое сопротивление грудной клетки животного с его начальным крутым подъемом и быстрым спадом, не соответствует оптимальному раздражению. Поэтому мы решили видоизменить форму и увеличить продолжительность разряда путем включения индуктивного сопротивления в цепь. Опыты показали, что такое видоизменение является целесообразным: разряды через индуктивность прекращали фибрилляцию при значительно меньшей силе тока по сравнению с разрядами без индуктивности в цепи. Этим в значительной мере устранялось побочное вредное влияние сильного электрического воздействия на сердце.

Для получения импульсов продолжительностью в 1/100 долю с была подобрана емкость конденсатора в 24 мкФ при индуктивности в цепи 0,25 — 0,3 Гн. Разряды с такой емкостью в случае отсутствия индуктивности в цени прекращали фибрилляцию при амплитуде тока порядка 30 А (в опытах на собаках массой 10—12 кг). При наличии же индуктивности в цепи эффективная величина амплитуды была примерно в 3 раза ниже. Параллельно этому разряды через индуктивность значительно менее нарушали работу сердца по сравнению с разрядами без индуктивности в цепи. Таким образом, оказалось возможным получить наиболее адекватное электрическое воздействие для дефибрилляции сердца в виде разряда с определенной величиной емкости и индуктивности в пени не требующего для своего воспроизведения особо сложной техники.

Применение разрядов с индуктивностью позволило более точно выяснить сравнительную эффективность одиночного импульса и продолжительного воздействия переменным током для прекращения фибрилляции. Такая возможность представилась, поскольку ток при разряде через индуктивность приобретает вид, близкий к синусо­идальному.

Проведенные измерения подтвердили равную эффективность одиночного импульса разрядного тока и более продолжительного переменного тока (порядка 0,1—1,0 с) для дефибрилляции сердца. В 8 из 10 опытов амплитуда разрядного тока, прекращающего фибрилляцию, не превышала или даже была ниже суммарной амплитуды двух полупериодов переменного тока.

Как известно, физиологический эффект электрического раздражения определяется скоростью возрастания и продолжительностью тока, но не зависит от направления тока, а также не изменяется при перемене направления тока. Только в 2 из 10 опытов дефибрилляция переменным током достигалась при меньшей амплитуде по сравнению с разрядным током. Учитывая неполное совпадение кривой разрядного тока с кривой одного периода переменного тока (более крутое возрастание разрядного тока), можно считать, что проведенные опыты в достаточной мере доказали равную эффективность одиночного импульса разрядного тока и более продолжительного переменного тока для прекращения фибрилляции.

Приведенные данные не оставляют сомнения в том, что прекращение фибрилляции сердца под воздействием сильного электрического раздражения обусловлено воз­буждающим его действием на сердце. К этому мнению, высказанному нами еще в 1940 г., стали впоследствии присоединяться и другие авторы. Beck в 1941 г. писал: «Ток приводит мышечные волокна в состояние сокращения». Johnson и Kirby (1951) приписали электрошоку способность «вызвать одновременное сокращение всех некоординированно фибриллирующих мышечных волокон». Об «одновременном возбуждении всех волокон сердца» под действием сильного тока писал и Djourno (1951).

Наряду с этим следует отметить, что другие зарубежные авторы все еще придерживаются ошибочного мнения Prevost и Battelli по этому вопросу. Так, например, Масkay, Mooslin и Leeds (1951) писали, что возможна рабочая гипотеза о том, что дефибрилляция составляется из «общего паралича» сердца от достаточно сильного тока, который подавляет аритмию. McMillan, Cockеt, Stoles (1952) также усматривали принцип дефибрилля-ции в «получении полной остановки фибриллирующего сердца».

Такая неопределенность в этом вопросе объясняется тем, что практиковавшаяся в зарубежных клиниках методика дефибрилляции переменным током обычно приводила к последующей более или менее длительной остановке сердца, которая ошибочно рассматривалась как существенное условие для прекращения фибрилляции.

Дальнейшее изучение процесса дефибрилляции сердца позволило обнаружить одно явление, имеющее весьма важное значение для понимания механизма этого процесса. Оказалось, что сильные раздражения сердца при фибрилляции, если они и не достигают «пороговой» для дефибрилляции силы, не проходят все же бесследно. Такие раздражения, не прекращая полностью фибрилляцию, способны временно ее приостановить и вызвать одно — два ослабленных сокращения сердца, после чего координированность сокращений вновь нарушается. Сходное явление позднее отмечали Mackay с соавторами (1951) при применении недостаточно сильного тока для дефибрилляции («неполное восстановление, сопровождаемое желудочковой тахикардией или экстрасистолией», когда «требовался второй шок или серия для полного подавления аритмии»).

Эти данные показывают, что реакция фибриллирующего сердца на сильные электрические раздражения является как бы суммарным результатом реакции отдельных элементов сердца, находящихся к моменту раздражения в состоянии различной возбудимости. Поэтому полное прекращение фибрилляции получается только от более сильного тока, который способен воздействовать па все возбудимые элементы сердца независимо от степени их рефрактерности в момент раздражения. Менее сильный ток («подпороговой» силы) не способен воздействовать на все волокна и синхронизирует возбуждение лишь некоторой их части, что и выявляется в виде одного — двух ослабленных сокращении миокарда. Другие же волокна, которые в момент раздражения находились в состоянии относительной рефрактерности, не воспринимают этого раздражения и получают свое очередное возбуждение позднее от соседних волокон, благодаря чему сохраняется возможность для дальнейшего поочередного возбуждения отдельных элементов сердца.

Обнаруженное нами своеобразное влияние «подпороговых» раздражений на фибриллирующее сердце показало вместе с тем, что прекращение фибрилляции элект­рическим раздражением является сложным процессом и не представляет собой простую аналогию с прекращением круговой циркуляции возбуждения на модельных кольцевых препаратах в результате раздражения свободной от возбуждения части кольца. При фибрилляции необходимо вызвать одновременное возбуждение многочисленных отдельных элементов сердца, для того чтобы полностью прекратить возможность круговой передачи возбуждения между ними. Для достижения этого требуется более сильное «подпороговое» раздражение. Вместе с тем возник вопрос: возможно ли рядом «подпороговых» раздражений, повторенных в определенном ритме, вызвать последовательную синхронизацию все большего числа волокон и таким образом полностью прекратить фибрилляцию?

Опыты подтвердили правильность такого предположения. Оказалось, что раздражения «подпороговой» силы, примерно на 1/3 ниже порога, действительно способны прекратить фибрилляцию в случае их повторения через определенный сравнительно большой промежуток времени, равный ^ с. Это явление следует рассматривать как переход фибрилляции в тахисистолию под влиянием первого раздражения и последующего прекращения тахисистолии следующими раздражениями. Последующие клинические наблюдения подтвердили факт возможности прекращения пароксизмальной тахикардии меньшим напряжением разряда, чем при фибрилляции (В. Я. Табак, В. Н. Семенов, 1965).

Возможность дефибрилляции сердца «подпороговыми» раздражениями, повторенными в определенном ритме, представляет еще одно доказательство, что реакция сердца на раздражения, прекращающие фибрилляцию, но сути своей анологична реакции на раздражения, вызывающие этот процесс, и заключается в обычном возбуждающем действии электрического раздражения. Дело в том, что раздражения, не намного уступающие но своей силе тем, которые прекращают фибрилляцию, легко вызывают фибрилляцию, если ими воздействовать на сердце к концу систолы или же повторить их в ритме, превышающем предельную частоту возбуждения сердца. Согласно этому положению мы испытали «подпороговые» для прекращения фибрилляции раздражения, повторяя их то с частотой 10 в секунду для вызывания фибрилляции, то при одном раздражении через 1 1/2 с для прекращения фибрилляции. В 5 из 7 опытов действительно удавалось вызывать и прекращать фибрилляцию раздражениями одинаковой силы при различном ритме. Лишь в 2 опытах максимальная величина тока, вызывающего фибрилляцию, оказалась ниже минимальной величины тока, прекращающего фибрилляцию при повторных раздражениях через интервалы 1—2 с.

Факт возможности вызывания и прекращения фибрилляции при одинаковой силе тока является наглядным доказательством того, что как возникновение, так и прекращение фибрилляции под действием электрического раздражения обусловлены одним и тем же возбуждающим действием тока на сердце. Чрезмерно частое возбуждение сердца приводит к неусвоению ритма отдельными элементами сердца и последующему установлению поочередной передачи возбуждения между ними, в результате чего развиваются фибриллярные сокращения. Раздражения в менее частом ритме во время фибрилляции синхронизируют возбуждение отдельных элементов. Поэтому при повторении таких раздражений в определенном ритме можно достигнуть синхронности возбуждения всех элементов сердца и прекратить фибрилляцию.

В заключение следует отметить, что доказанный нами факт прекращения фибрилляции сердца под влиянием возбуждающего действия электрического раздражения может быть согласован лишь с объяснением фибрилляции как результата беспрерывной циркуляции возбуждения по сердцу. При другом же объяснении механизма этого явления — наличием очага частой автоматии — остается совершенно непонятным, почему такой очаг, возникший в результате электрических раздражений сердца, закономерно прекращает свою активность под влиянием этих же раздражений.

В итоге мы хотели бы отметить несколько положений, связанных с сущностью явлений фибрилляции и дефибрилляции сердца.

1. Одиночный электрический стимул в виде разряда конденсатора через грудную клетку способен прекратить фибрилляцию сердца, вызванную как электрическими раздражениями, так и другими неблагоприятными воздействиями на сердце.

2. Прекращение фибрилляции в течение первых 1 - 1 1/2 мин после ее возникновения может иметь своим результатом непосредственное восстановление сердечной деятельности. После более длительной фибрилляции желудочков ее прекращение не приведет само но себе к восстановлению сердечной деятельности, если наряду с этим не принять меры к устранению гипоксии.

3. Опыты по измерению напряжения и силы тока, прекращающего фибрилляцию, показали относительное постоянство этих величин у одних и тех же животных при неизмененных условиях опыта. Величина напряжения разряда, прекращающего фибрилляцию, находится и обратной зависимости от емкости конденсатора (т. е. продолжительности воздействия). Кривая этой зависимости имеет временной параметр, близко совпадающий с временным параметром кривой, изображающей взаимосвязь между временем и силой раздражения, вызывающего экстрасистолу во время диастолы сердца.

4. Опыты показали, что разряд конденсатора с емкостью порядка 10 - 20 мкФ при наличии и цепи индуктивности 0,25 - 0,3 Гц является наиболее адекватной формой электрического воздействия для прекращения фибрилляции сердца. Продолжительность таких разрядов близка к «полезному времени» раздражения сердечной мышцы.

5. Величина амплитуды тока, прекращающего фибрилляцию при нахождении электродов на поверхности грудной клетки, колеблется в пределах от 5 до 25 А и более в зависимости от размера и других особенностей животного (на основании опытов, проведенных на собаках, овцах и козах, имеющих массу от 10 до 67 кг). Эти величины совпадают с величиной переменного тока, прекращающего фибрилляцию при таком же расположении электродов — на поверхности грудной клетки.

6. Электрическое раздражение, прекращающее фибрилляцию, при испытании на нормально работающем сердце или сердце, остановленном раздражением блуждающего нерва, вызывает систолическое сокращение, а не остановку сердца. Остановка сердца - наступает только после более продолжительного раздражения (1/2 и более) переменным током.

7. Прекращение фибрилляции под воздействием сильного электрического раздражения обусловлено одновременным возбуждением отдельных элементов сердца. Такой же результат может быть достигнут под воздействием менее сильного, «подпорогового» раздражения, если производить его повторно через интервал в 1—2 с.