С открытым сердцем. Истории пациентов врача-кардиолога, перевернувшие его взгляд на главный орган человека - Сандип Джохар

У шестилетней девочки после исправления дефекта межжелудочковой перегородки развилась блокада. Когда ее сердце прошили проволокой и подключили к генератору, ритм сокращений ее желудочков тотчас же поднялся с тридцати до восьмидесяти пяти ударов в минуту; операцию она пережила.

Вскоре Лиллехай уже использовал миокардиальную проволоку всякий раз, когда во время операции на открытом сердце у пациента возникали признаки блокады. Его устройство стало первым электрическим приспособлением, остающимся в теле человека в течение довольно длительного времени, и оно превосходно себя показало. Тем не менее это было лишь временным решением проблемы блокады сердечного ритма, потому что проволока выводилась из груди для подключения к генератору через хирургический надрез, который создавал условия для инфицирования. Предназначением этого изобретения было устранение краткосрочной, постоперационной блокады, и в этой ситуации оно было куда эффективнее внешних пейсмекров.

Миокардиальная проволока, как и многие хирургические манипуляции Лиллехая, была беспрецедентной процедурой. Никто не знал наверняка, будет ли она работать, не приведет ли ее применение к целому букету осложнений – инфекции, кровотечению, рубцеванию, – и не было уверенности, что вводить кусок металла в тело человека, а потом оставлять его внутри торчащим из отверстия в коже, открывая путь инфекции, не было безумной затеей. Пока процедура не была опробована, нельзя было ничего сказать о ее эффективности и последствиях; но Лиллехай был, пожалуй, самым крупным специалистом XX века по проведению диких экспериментов.

Медицина по-прежнему нуждалась в долгосрочном решении проблем пациентов с сердечной блокадой. У пожилых пациентов хроническая блокада сердца часто развивается в результате инфаркта миокарда или связанного с возрастными изменениями рубцевания – таким пациентам для жизни водитель ритма нужен в течение месяцев, а то и лет. С 1957 по 1960 год исследовательские группы по всей планете наперегонки работали над разработкой и испытанием полностью имплантируемого аппарата. В конечном итоге победителем в этой гонке стал скромный инженер-электрик Уилсон Грэйтбатч из Университета Буффало.

Как и в случае с многими великими инновациями в кардиологии в прошлом веке, на изобретение Грэйтбатча вдохновила ошибка.

В начале 1950-х годов Грэйтбатч работал на скотоводческой ферме недалеко от города Итака в штате Нью-Йорк. Он тестировал приборы, отслеживающие сердечные и мозговые ритмы овец и коз, когда двое хирургов, проводивших на ферме исследование во время академического отпуска, рассказали ему о блокаде сердца. «Когда они описали проблему, я понял, что смогу ее решить», – позднее писал об этом Грэйтбатч.

Несколькими годами позже, уже в Буффало, работая с недавно изобретенным транзистором, он случайно установил на тестируемую плату резистор – в итоге плата давала сигнал длиной в 1,8 миллисекунды, потом делала секундную паузу и снова давала сигнал; этот ритм вторил ударам человеческого сердца. «Я ошеломленно уставился на то, что у меня получилось, и понял: именно это позволит мне запитать сердце, – писал Грэйтбатч. – Следующие пять лет в большинстве водителей ритма в мире была именно та схема, которую я случайно собрал, установив не тот резистор».

Весной 1958 года Грэйтбатч посетил доктора Уильяма Чардака, руководителя хирургического отделения госпиталя Департамента по делам ветеранов в Буффало, и объяснил ему свою идею. Чардак был в восторге: «Если ты сможешь это сделать, то твое изобретение будет спасать по десять тысяч жизней ежегодно», – сказал он Грэйтбатчу. Тогда Грэйтбатч вернулся в свою лабораторию и создал прототип устройства из двух транзисторов производства Texas Instruments. Через три недели Чардак имплантировал прототип собаке. Двое мужчин восхищенно наблюдали за тем, как маленькое устройство перехватывает управление пульсом. «Я сильно сомневаюсь, что что-либо сможет вызвать у меня восторг, сравнимый с тем, что я испытал, когда мое электронное творение размером в два квадратных дюйма управляло живым сердцем», – написал Грэйтбатч. С древних времен философы и врачи мечтали управлять человеческим сердцем. В тот день это впервые стало возможным, да еще и при помощи простых, общедоступных компонентов электронной цепи. Создание этого устройства было великим моментом в истории науки.

Тем не менее у устройства Грэйтбатча был ряд проблем. Оно было запечатано изолентой, и из-за жидкостей в теле уже через несколько часов начало сбоить. «Теплая, влажная среда человеческого тела оказалась куда более агрессивной, чем открытый космос или дно океана», – заметил Грэйтбатч. Он придумал заливать электрические компоненты эпоксидной смолой, таким образом продлив срок службы устройства до четырех месяцев. Без какого-либо внешнего финансирования, разрываясь между людной лабораторией Чардака и своей маленькой мастерской в сарае за домом, Грэйтбатч решал серьезные проблемы, возникающие на пути внедрения имплантируемого водителя ритма: емкость аккумулятора, полноценная изоляция, повышение порога чувствительности сердца, из-за которой со временем для управления ритмом требовались все более мощные разряды. (Работая над этими вопросами, Грэйтбатч попутно изобрел первую «долгоиграющую» литиевую батарейку, которой мы пользуемся и по сей день.) К концу лета 1959 года Грэйтбатч потратил на пятьдесят собранных вручную имплантируемых ритмоводителей 2000 долларов из собственного кармана. Сорок приборов были в экспериментальных целях установлены животным, оставшиеся десять установлены людям.

Первый имплантируемый водитель ритма был установлен 7 апреля 1960 года семидесятисемилетнему мужчине с полной блокадой сердца. Он прожил еще восемнадцать месяцев.

Провода устройства при этой операции вшивались во внешнюю стенку желудочка сердца, но позже предпочтение было отдано методу канадского хирурга Уилфреда Бигелоу, того самого, что изобрел хирургическую гипотермию, – по его методу провода прибора вводились в само сердце через вены. Водитель ритма Чардака – Грэйтбатча был невероятно эффективен – одна из первых пациенток, которой имплантировали такое устройство, прожила еще свыше двадцати лет и умерла лишь на девятом десятке.

Осенью 1960 года Грэйтбатч и Чардак выдали лицензию на производство своего имплантируемого водителя ритма маленькой Миннеаполисской фирме под названием Medtronic, созданной Эрлом Баккеном, инженером-электриком, работавшим с Лиллехаем. Производство устройств было начато в кратчайшие сроки. К концу года у компании был заказ на пятьдесят водителей ритма по цене 375 долларов за каждый. Грэйтбатч продолжал работать над своим устройством, испытывая транзисторы и другие компоненты в двух духовках и на верстаке у себя в спальне на севере Нью-Йорка. (Многие методы контроля качества Грэйтбатча были в дальнейшем использованы в американской военной программе по разработке ядерной ракеты Minuteman.) Спрос на сердечные водители ритма резко возрос. В 1970 году было имплантировано около 40 000 штук, а в 1975-м установили уже около 150 000 устройств. Сегодня в мире используется около миллиона этих устройств. В 1984 году Национальное общество профессиональных инженеров назвало имплантируемый водитель ритма одним из десяти самых ценных вкладов инженерии в жизнь общества за последние полвека и восславило его изобретателя, Уилсона Грэйтбатча,