Первый имплантируемый кардиостимулятор проработал лишь несколько часов

Арне Ларссон прожил после экспериментальной операции ещё 43 года — и увидел, как рискованный прототип превратился в стандарт кардиологии

Когда сердце перестало проводить собственный сигнал

К осени 1958 года Арне Ларссону было 43 года. Он был инженером, жил в Швеции и оказался в ситуации, в которой медицина того времени могла предложить очень немногое.

У Ларссона развилась полная атриовентрикулярная блокада — нарушение, при котором электрические импульсы из предсердий перестают нормально доходить до желудочков сердца. В результате частота сокращений может резко снижаться, мозг на несколько секунд остаётся без достаточного кровоснабжения, человек теряет сознание.

Такие эпизоды называли приступами Морганьи — Адамса — Стокса. По сохранившимся описаниям, у Ларссона они происходили десятки раз в сутки. Его приходилось вновь и вновь реанимировать.

Проблема была принципиальной: сердце могло сохранять способность сокращаться, но собственная электрическая система уже не обеспечивала надёжный ритм.

Именно здесь медицина впервые попыталась заменить часть этой системы электроникой.

Два прототипа, сделанные почти в последний момент

Хирург Оке Сеннинг (Åke Senning) работал в Каролинской больнице и занимался кардиохирургией. Руне Эльмквист (Rune Elmqvist), врач по образованию и инженер по профессии, работал с медицинской электроникой в компании Elema-Schönander.

К тому времени электрическая стимуляция сердца уже существовала. Использовались внешние приборы, однако постоянное соединение электродов с аппаратом за пределами тела создавало серьёзные проблемы, в том числе риск инфекции.

Логичным следующим шагом казалось поместить весь генератор импульсов внутрь организма.

Технически задача была чрезвычайно сложной. Нужно было создать достаточно маленькое устройство, обеспечить его энергией, изолировать электронику от жидкостей организма и провести электроды непосредственно к сердечной мышце.

Эльмквист изготовил два экспериментальных аппарата. Внутри находились всего два транзистора и перезаряжаемые никель-кадмиевые аккумуляторы. Электроника была заключена в эпоксидную смолу, а батареи можно было заряжать через кожу с помощью внешней индукционной катушки.

По современным меркам конструкция выглядела примитивно. Для 1958 года она была почти фантастической.

Операция, которую не собирались превращать в публичный эксперимент

Сам Сеннинг позднее вспоминал, что аппарат ещё не считался готовым для обычного применения.

Решающую роль сыграла жена пациента Эльсе-Мари Ларссон. Видя, что состояние мужа ухудшается, она настойчиво убеждала Сеннинга и Эльмквиста попробовать экспериментальную технологию.

8 октября 1958 года операцию провели вечером, когда операционный блок уже опустел. Через левостороннюю торакотомию — хирургическое открытие грудной клетки — Сеннинг прикрепил два электрода непосредственно к миокарду. Генератор импульсов разместили в брюшной стенке.

Арне Ларссон стал первым человеком, которому имплантировали полностью автономный внутренний кардиостимулятор.

А затем устройство перестало работать.

Первый кардиостимулятор прожил несколько часов

Разные исторические источники называют несколько отличающиеся цифры: в одних описаниях первый аппарат работал около трёх часов, в воспоминаниях самого Сеннинга — около восьми. Надёжнее говорить, что он отказал через несколько часов после имплантации.

Предполагаемой причиной стало повреждение одного из электронных компонентов во время операции.

Сегодня подобный отказ первого в мире имплантируемого медицинского устройства мог бы выглядеть как очевидный провал программы.

В 1958 году произошло обратное.

У Эльмквиста существовал второй экземпляр. На следующее утро Сеннинг снова оперировал Ларссона и имплантировал запасной аппарат.

Именно вторая операция превратила техническую неудачу в начало новой области медицины.

Второй прибор тоже не был похож на современный кардиостимулятор по надёжности. Ранние генераторы и электроды приходилось неоднократно менять. Но главная идея уже доказала жизнеспособность: если собственная проводящая система сердца не обеспечивает необходимую частоту сокращений, ритм можно поддерживать искусственными электрическими импульсами.

Один пациент увидел практически всю эволюцию технологии

История Ларссона необычна ещё и потому, что она продолжалась не месяцы и не несколько лет.

Он прожил после первой имплантации ещё 43 года.

За это время ему пришлось сменить более двух десятков генераторов и несколько систем электродов. В исторических обзорах часто приводится число 26 кардиостимуляторов или процедур их замены; клинические публикации отдельно учитывают 22 импульсных генератора и несколько замен электродов.

Поэтому Ларссон оказался не просто первым пациентом. Его собственная жизнь стала своеобразной летописью развития кардиостимуляции.

Он начинал с устройства диаметром примерно 55 миллиметров, заключённого в эпоксидную смолу и требовавшего регулярной внешней подзарядки.

Затем появились более долговечные источники питания, надёжные электроды, герметичные корпуса, электронное программирование, способность аппарата реагировать на физическую нагрузку и всё более сложные алгоритмы контроля ритма.

Пациент буквально переходил от одного технологического поколения к следующему.

Ларссон умер 28 декабря 2001 года в возрасте 86 лет от заболевания, не связанного с работой кардиостимулятора. Он пережил и Эльмквиста, умершего в 1996 году, и Сеннинга, умершего в 2000-м.

Первый пациент пережил создателей технологии, которую они рискнули испытать на нём.

От электрического импульса до целой медицинской отрасли

Историческое значение операции 1958 года заключается не только в появлении нового устройства.

Кардиостимулятор стал одним из ранних примеров совершенно иной модели медицинского лечения: электронная система должна была годами работать внутри человеческого организма.

Это потребовало от индустрии решать проблемы, которые невозможно было решить одной удачной операцией.

Нужны были надёжные батареи. Биосовместимые материалы. Электроды, способные выдерживать миллионы движений сердца. Герметичные корпуса. Предсказуемая электроника. Методы программирования. Системы наблюдения за пациентом. Плановая замена устройств.

Позднее к этому добавились дистанционный мониторинг, двухкамерная стимуляция, ресинхронизирующая терапия и миниатюрные безэлектродные кардиостимуляторы, которые можно устанавливать непосредственно внутри сердца.

Так из экспериментального прибора выросла полноценная экосистема медицинских технологий.

Сердце — это ещё и электрическая система

29 сентября отмечается Всемирный день сердца. Обычно разговор о сердечно-сосудистых заболеваниях сосредоточен на инфаркте, холестерине, артериальном давлении, курении или физической активности.

История Арне Ларссона показывает другую сторону кардиологии.

Сердце действительно работает как насос, но каждый удар начинается с электрического сигнала. Импульс возникает в естественном водителе ритма, распространяется по предсердиям, проходит через атриовентрикулярный узел и достигает желудочков.

Если эта цепочка нарушается, механически сохранное сердце может перестать поддерживать необходимый кровоток.

Кардиостимулятор не делает сердце сильнее и не заменяет его работу. Он подаёт электрические импульсы тогда, когда собственная система управления ритмом работает слишком медленно или ненадёжно.

Именно поэтому история первого пациента так хорошо раскрывает смысл современной кардиологии: иногда сохранить работу органа означает не заменить сам орган, а восстановить управляющий им сигнал.

Почему эта история важна сегодня

История Ларссона показывает важный механизм медицинского прогресса: первая версия технологии почти никогда не является той версией, которая в итоге меняет практику.

Первый имплантируемый кардиостимулятор отказал практически сразу. Его батареи требовали длительной подзарядки. Ранние электроды ломались. Пациенту пришлось переносить повторные операции.

Но фундаментальная идея оказалась правильной.

Для современной медицинской индустрии это принципиальное различие. Неудача конкретного устройства ещё не означает несостоятельность технологической платформы. Одновременно перспективная идея не освобождает производителя от необходимости последовательно улучшать надёжность, материалы, энергоснабжение, контроль качества и безопасность.

Именно вокруг таких требований впоследствии сформировалась современная индустрия имплантируемых медицинских устройств.

Для российского фармацевтического и медицинского рынка эта история находится скорее на территории medtech, чем классической фармы, но её логика хорошо знакома любой регулируемой отрасли здравоохранения. Вывести технологию на рынок недостаточно. Её жизненный цикл продолжается после первой процедуры: необходимы наблюдение, регистрация отказов, совершенствование следующих поколений продукта, обучение врачей и инфраструктура для сопровождения пациента.

Современная медицина всё чаще существует на границе нескольких отраслей одновременно — фармакологии, электроники, программного обеспечения, материаловедения и инженерии. Кардиостимулятор был одним из первых больших примеров такого сближения.