wtorek, 7 maja 2019

Pole To Ja Mam Wszędzie, Czyli Wpływ Pola Magnetycznego na Urządzenia Wszczepialne cz.2


Zanim przejdziemy do dalszej części tematu dotyczącego życia ze stymulatorem chciałbym Państwa na wstępie poinformować o możliwych rozbieżnościach w informacjach, które zamieszczam. Wynikają one ze zbyt obszernej ilości źródeł, różnice we wnioskach grup  naukowych badających dane zagadnienia lub trwające nadal badania nad wieloma zagadnieniami dotyczącymi "doskonałości kardioimplantów".
Nie ma jednomyślności i pewności w wielu gałęziach nauki. Wszystko co zbadane jest nadal tematem spotkań i nieporozumień,wszystko można podważyć i się z tym nie godzić. Dlatego wpis potraktujcie jak wypośrodkowanie tego, co plącze się w mojej głowie.
Dzięki uprzejmości Pani Marty, po raz kolejny między akapitami udostępniam "Praktyczne rady dla osób z ICD.

Kardiowertery-defibrylatory mają dość krótką historię, która rozpoczęła się w latach sześćdziesiątych ubiegłego stulecia. Za twórcę i inicjatora budowy ICD uważa się dr Michaela (Mieczysława) Mirowskiego. Prototyp kardiowertera stworzono w 1968 w Sinai Hospital w Baltimore.
 Pierwsze próby implantacji ICD zwierzętom miały miejsce na początku lat 70-tych. Dr Mirowski przy współpracy młodego kardiologa Mortona Mowera oraz fizyka i inżyniera Stephena Heilmana szefa firmy Medrad zbudowali i implantowali psu w 1975 roku pierwszy skutecznie działający wewnętrzny kardiowerter - defibrylator.
Do pierwszej implantacji u człowieka doszło 04.02.1980 roku w John Hopkins Hospital w Baltimore. Uczestniczyli w niej oprócz dr Mirowskiego i Mowera także kardiochirurg Myron Weisfeldt i elektrofizjolog Philip Reed.
Liczba wszczepionych ICD w ciągu niespełna 20 lat wzrosła 20 krotnie.

Co się dzieje, kiedy serce zaczyna kołatać ?                                       
Wrócę na moment do poprzedniego posta i szybkiej pracy elektrycznej serca:

"Jeśli elektryka serca jest zbyt szybka to mięśniówka nie jest stanie kurczyć się i rozkurczać według pobudzeń elektrycznych, bo część przepływającego prądu po prostu nie pobudza mięśnia. Przy szybkich rytmach jamy serca nie napełniają się optymalnie, a w skurczu zbyt mała ilość krwi trafia do krążenia- to może przyczyniać się do zawrotów głowy czy omdleń." 

Należy dodać, że każda komórka mięśnia sercowego w pewnych momentach "przepływu prądu" staję się niewrażliwa lub nadwrażliwa na impuls. To z kolei oznacza, że niewrażliwa mimo działanie dodatkowego pobudzenia nie będzie zmieniała swojego cyklu przepływu. Kiedy jest nadwrażliwa - najmniejszy impuls może ją ponownie pobudzić i wywołać nieoczekiwane zaburzenia. Przypominam, że wszystko wyzwalane jest przez przepływ jonów sodu, wapnia, potasu. 
Potencjał błonowy jest podstawową właściwością wszystkich żywych komórek. Bierze się z rozdzielenia dodatnich i ujemnych ładunków przez błonę komórkową.  
W spoczynku: na zewnątrz błony występuje przewaga ładunków dodatnich, a wewnątrz – ujemnych.

Dobrym przykładem na zorganizowany przepływ jest falująca woda. Jeśli wrzucisz kamyk stojąc nad lustrem wody to zobaczysz to :




Czyli po impulsie fala rozchodzi się w zorganizowany sposób.
I tak pokrótce można to przypisać do przechodzenia prądu przez układ bodźcoprzewodzący w sercu.
Zaczyna się od węzła zatokowego i przechodzi do niższych ośrodków układu.

Jeżeli powstanie "ośrodek konkurujący" lub jest ich kilka mamy do czynienia z zaburzeniami rytmu np. dodatkowe pobudzenia przedsionkowe, komorowe czy migotanie przedsionków. Idąc dalej ośrodek dodatkowy  może stać się wiodący i wywołać częstoskurcz, czyli serce zacznie bić szybko, czasami za szybko.
Jeśli ośrodek trafi na "ranliwy" ( łatwy na pobudzenie) moment w cyklu przepływu prądu może wywołać zaburzenia rytmu prowadzące nawet do zatrzymania krążenia.
Wrzućcie teraz kamyk do wody , a 2 sekundy później kolejny i kolejny. Nie zobaczysz tego,co na obrazku powyżej.
Chcesz na plaży napełnić wiaderko wodą, ale wyłącznie przypływem fali wody stojąc na suchym piasku. Obserwuj fale: I jak ?  nie każda dopływa tak blisko wiaderka, jak pozostałe ?

Fale nakładają się, jedna rozbija napływ kolejnej, woda się wzburza, nie ma harmonii.
Tak jest z niewłaściwą  pracą serca przy szybkich rytmach serca. Serce tłoczy krew, ale przestaje spełniać funkcję rytmicznie dostarczającej i odbierającej krew pompy. Praca serca ma być optymalna i jakość skurczów powinna dawać optymalny wyrzut krwi.
Wspomnę również o zaopatrywaniu samego serca w krew przez tętnice wieńcowe. Naczynia wieńcowe oplatające serce pozwalają dostarczyć krew i substancje odżywcze w trakcie rozkurczu komór. Zgadza się w rozkurczu, gdyż w trakcie skurczu serca naczynia te są obkurczone.

Kiedy serce biję zbyt szybko lub zbyt wolno ( tachykardia, bradykardia) zaopatrywanie w krew przez tętnice wieńcowe może ulec upośledzeniu. Komórka niedokrwiona i niedotleniona może generować tzw. ból wieńcowy .

Niestety codzienność dosłownie torpeduje nasze serce tzw. aminami katecholowymi, czyli hormonami walki ( mowa m.in o adrenalinie). Sytuacje stresowe, nieoczekiwane emocje i z kory nadnerczy katecholaminy trafiają do krwiobiegu. Przyspieszają pracę, obkurczają naczynia i wywołują kołatanie. To tak w skrócie.
Dla ciekawych występowania skrajnego skurczu naczyń wieńcowych odsyłam do wpisu o zespole Takotsubo - https://zdefibrylowany.blogspot.com/2017/11/zespo-takotsubo-kardiomiopatia-ktora-do.html
Idąc dalej skoro prąd w układzie bodźcoprzewodzącym jest "wytwarzany" przez ruch jonów sodu,potasu  i wapnia to istotne zmiany w ich zawartości w komórkach i na zewnątrz mogą wpływać na pracę serca. Oczywiście organizm posiada system tzw. buiforujący, czyli w momencie wahania stężenia któregoś z jonów aktywuje układ wyrównawczy. Jednak możliwości każdego ukl. kompensacji jest ograniczony.

A jeśli mamy zaburzenia rytmu to bywa różnie, bo nie każdy impuls to skurcz, a nawet  jeśli wywoła skurcz to jama serca może nie być wystarczająco wypełniona krwią. Stąd mogą pojawić się niepokojące objawy i tzw. niestabilność hemodynamiczna.
Organizm musi pracować w odpowiednim środowisku. Mają być zachowane ciśnienia, przepływy, napięcia, opory, stężenia itd. Jeśli coś się zaburza to wszystko ma możliwość się kompensować, czyli uruchamiane są systemy wyrównawcze. Ale nie zawsze są skuteczne, bo ubytek jakiegoś czynnika jest zbyt duży, lub choroba upośledza uruchomienie we właściwy sposób układu wyrównawczego.

A co w sytuacji, kiedy serce bije zbyt wolno ? 
Skoro serce ma działać według określonej pracy i wymaga to optymalnego wykorzystania potencjału tego narządu to każde zbyt szybkie lub zbyt wolne bicie zaburza równowagę organizmu. Przypominam, że u wytrenowanych sportowców spotykana jest praca serca rzędu 35-50 uderzeń/minuta i nie wpływa to w żaden sposób na codzienność tych osób.
Spadek ilości i jakości uderzeń może pojawić się również u osób w podeszłym wieku z uwagi na " oszczędny" tryb życia- dosłownie i w przenośni. Taki zakres pracy serca "określa" sobie nasz organizm i jest to optymalne dla potrzeb. Przypominam, że znaczne zwolnienie ( poniżej 60-40/min może wynikać z uszkodzenia węzła zatokowego i przejęcie funkcji rozruchowej przez ośrodek umieszczony niżej)
Wracając do napełniania wiaderka na plaży : teraz przypływ fal jest zbyt rzadko. Owszem wiaderko się napełnia,  ale potrzebujemy więcej czasu.



Zapytacie, a co z migotaniem przedsionków czyli tych jam serca u góry ? O co w tym migotaniu chodzi?
Migotanie przedsionków wywołane przez liczne ogniska pobudzające ich komórki miokardium do pracy elektrycznej, jednak nie ma to zsynchronizowanej postaci i odzwierciedlenia w prawidłowym przepływie prądu przez komórki. Ich kurczliwość pozostawia wiele do życzenia, .
Bo jak już wiece, żeby cały układ pobudzał prawidłowo fala musi przechodzić w zorganizowany sposób.
W migotaniu przedsionków komórki serca są pobudzane z częstością nawet  350- 700/min. Nieskoordynowana aktywacja przedsionków, prowadząca do utraty efektywności hemodynamicznej ich skurczu, czemu towarzyszy niemiarowy rytm komór. Kołatanie i niemiarowości wynika z zaburzenia przepływu impulsu z przedsionków do komór, czyli między dołem, a górą prąd raz przepłynie, a raz nie. I tak przedsionki migoczą 300/min, a komory niemiarowo np. 110/min. Nie każdy impuls zebrany z góry zostanie przewiedziony do komór.

Jeśli pacjent ma wszczepiony kardiowerter to najprościej pisząc - kiedy fizjologicznie bijące serce przyspieszy ponad zaprogramowaną w urządzeniu normę (próg stymulacji ),  urządzenie wykrywa to, analizuję i wyzwala prąd. Odnosząc się do wpisu powyżej - impuls wyzwalany jest w czasie "nieranliwej fazy", Pozwala to rozładować elektrycznie serce i ponownie wyzwolić zorganizowany przepływ fizjologicznego prądu przez serce. Jeśli kardiowersja się nie powiedzie, wtedy dochodzi do ponownego wyładowania. 
Budowa i działanie ICD - http://www.icd.org.pl/icd/budowa-i-dzialanie/

Fizyka, biofizyka i elektryka prąd nie tyka :)

Kontynuując wpis dotyczący wszczepialnych urządzeń należy pochylić się nad tematem pola magnetycznego, elektrycznego i elektromagnetycznego i ich wpływie na działanie tych urządzeń . Uszkodzi, nie uszkodzi, zaburzy czy przeprogramuję ????

Pacjenci "noszący w sobie" kadioimplanty, nie są w stanie kontrolować natężenia pola magnetycznego czy elektrycznego i jego częstotliwości, jednak mogą oni na przykład wpływać na swoją odległość od źródła zakłóceń i czas ekspozycji .

Kardioimplanty same w sobie mają możliwość detekcji, czyli wykrywania impulsów powstających wewnątrz serca i impulsów elektrycznych tworzonych przez ciało i modulacji własnej czynności zgodnie z aktualnym zapotrzebowaniem organizmu. Elektrody tych urządzeń to swoiste "anteny zbiorcze" wychwytujące sygnały.  
Wszczepialne kardiowertery- defibrylatory są wrażliwe na pole elektromagnetyczne generowane przez urządzenia do użytku osobistego (telefony komórkowe), sprzęt przemysłowy (zgrzewarki dielektryczne, linie przesyłowe), aparaturę medyczną (tomograf rezonansu magnetycznego (MR). Producenci implantów kardiologicznych wskazują grupy tych urządzeń jako bezpieczne, możliwe do wykorzystania przy zachowaniu środków ostrożności oraz takie, z którymi „nosiciele” wszczepialnych kardiowerterów-defibrylatorów powinni unikać kontaktu. Należy pamiętać, że pole elektromagnetyczne może również generować potencjały elektryczne na elektrodach odbierających sygnały, wówczas interferencje elektromagnetyczne powodują niewłaściwe funkcjonowanie implantu.



Małe zakłócenia mogą nie zostać zatrzymane przez układ filtrów stymulatora, jeżeli mają charakterystykę i częstotliwość podobną do sygnałów wewnątrzsercowych (tj. 20-100 Hz) dotrą wtedy do obwodów sterujących stymulatora drogą przewidzianą dla potencjałów wewnątrzsercowych. 

Sygnały o odpowiednio dużej energii, połączone ze stałym polem magnetycznym, które otwiera dostęp do obwodów programowania (uzyskanym np. przez przyłożenie magnesu), mogą dodatkowo zmienić program stymulatora. Najczęstszym programem stymulacji po zadziałaniu odpowiednio dużego ładunku energii jest backup mode – czyli stymulacja asynchroniczna VVI.



.
Skoro urządzenia wszczepialne są same w sobie elektroniczne i odbierają sygnały elektryczne z wnętrza ciała to oddziałuje na nie pole elektryczne i magnetyczne z zewnątrz. Jednak wciąż modyfikowane i udoskonalane urządzenia ograniczają wpływ tego działania. Edukacja pacjentów staję się nieodzownym elementem poprawy bezpieczeństwa i minimalizowania obaw.


Kardiowertery - defibrylatory w porównaniu ze standardowymi stymulatorami serca mają znacznie większą czułość programowaną zwykle w zakresie 0,15 do 0,3 mV (w stymulatorach serca wartość ta wynosi w kanale komorowym zwykle 2,0 mV.
Pozwala to na rozpoznanie depolaryzacji mięśnia komór, w trakcie epizodu VF ( migotanie komór ) o dużo niższej amplitudzie sygnału niż spotykana podczas prawidłowej depolaryzacji miokardium np. w trakcie rytmu zatokowego. Detekcja utrwalonej, zagrażającej życiu tachyarytmii komorowej i jej prawidłowa klasyfikacja jest możliwa dzięki analizie szeregu parametrów takich jak: częstotliwość rytmu, czas trwania i sekwencja wykrywanych z poszczególnych jam sygnałów, miarowość, nagły początek, morfologia zespołów QRS.



Wszystkie urządzenia zasilane prądem elektrycznym wytwarzają zmienne pola elektryczne i magnetyczne. Pole elektryczne jest emitowane w sposób ciągły, nawet jeśli urządzenie jest wyłączone, ale nadal podłączone do sieci - emituje pole elektryczne.
Pole magnetyczne jest emitowane, gdy następuje przepływ prądu. Dlatego włączone urządzenia będą emitowały zarówno pole elektryczne, jak i magnetyczne, które zwykle nazywamy polem elektromagnetycznym.


Prąd przemienny i powstające pola nie występują w naturze, a jego powszechne stosowanie powoduje drastyczny wzrost natężenia zmiennych pól elektrycznych i magnetycznych w bliskim otoczeniu człowieka.
Wielkość siły pola elektromagnetycznego wytwarzanego przez urządzenie zależna jest od częstotliwości, na jakiej pracuje. Im niższa jest ta częstotliwość, na jakiej działa urządzenie, tym silniejsze pole ono wytwarza. oznacza to, że używany przez nas prąd sieciowy o niskiej częstotliwości 50 -60 Hz jest źródłem silnych pól elektromagnetycznych.


Warto wspomnieć o zjawisku interferencji , czyli nakładaniu się fal i mogącym wywołać zjawisko zakłócania.
Czynniki zakłócające:
 Galwaniczne = elektryczne (prąd elektryczny) - potrzebują kontaktu ze skórą (defibrylacja/kardiowersja, elektrokoagulacja, jonoforeza, galwanizacja)
 Elektromagnetyczne = (telefon komórkowy, spawarka łukowa, wykrywacze metalu) - nie potrzebują kontaktu ze skórą
 Magnetyczne = (dźwigi magnetyczne, rezonans magnetyczny) - nie potrzebują kontaktu ze skórą


Na stymulator oddziaływać mogą również inne rodzaje energii
- promieniowanie jonizujące (stosowane w leczeniu nowotworów),
- fale akustyczne (stosowane dla rozbijania kamieni nerkowych i żółciowych),
- energia cieplna (wytwarzana w tkankach przy diatermii elektrycznej),
- ciśnienie wywierane przez wodę na stymulator przy nurkowaniu swobodnym.

Obecnie stosowane generatory urządzeń wszczepialnych nie stwarzają ryzyka interakcji zarówno z polem elektrycznym, jak i magnetycznym w zakresie natężeń spotykanych w codziennym życiu (włączając typową ekspozycję zawodową) lub środowisku szpitalnym. Jedynie natężenia promieniowania elektromagnetycznego stosowanego w radioterapii mogą, poprzez interakcję z warstwami metalicznymi, uszkadzać układy elektroniczne. 



Mało prawdopodobne jest również przeprogramowanie wszczepionego urządzenia poprzez przypadkowy impuls ze źródeł promieniowania elektromagnetycznego, gdyż na algorytmy wykony-wania tego typu procedur, poza sygnałem modulującym, składają się sygnały autoryzacji i potwierdzenia, uniemożliwiające w praktyce przypadkowe przeprogramowanie.
Dodatkowo, ze  względu na konieczność detekcji tachyarytmii, okres wrażliwy na zakłócenia jest stosunkowo krótki i wynosi 40 ms. Dlatego, jak już wspomniano, zahamowanie stymulacji przez sygnał zakłócający może wiązać się z potencjalnie poważniejszymi następstwami.


Producenci aparatury służącej do elektroterapii w informatorach nie zezwalają na zastosowanie ich produktów u pacjentów z rozrusznikiem serca bez wcześniejszej konsultacji z lekarzem.
U pacjentów z rozrusznikiem serca zawsze trzeba rozważyć możliwość innych alternatywnych do elektroterapii metod leczenia.



Zabiegi bezpieczne - tomografia komputerowa, zabiegi stomatologiczne, zdjęcia rentgenowskie.  Zabiegi dopuszczalne przy zachowaniu środków ostrożności - diagnostyczne badania ultradźwiękowe (głowica musi nie dotykać rozrusznika), ultradźwiekowe metody terapeutyczne (głowica musi się znajdować co najmniej 15 cm od rozrusznika), elektroliza (aparat musi się znajdować minimum 15 cm od rozrusznika), wentylacja mechaniczna.

Zabiegi niezalecane lub wykonywane tylko w szczególnych przypadkach. Chorzy z wszczepionym rozrusznikiem/ICD muszą zachować szczególną ostrożność:  
- MRI czyli rezonans magnetyczny może być wykonane tylko w przypadku bezwzględnej konieczności. Badanie może uszkodzić rozrusznik.  
- litotrypsja - należy zgłosić fakt wszczepienia rozrusznika, nie ma jednak przeciwwskazań do litotrypsji 
- kardiowersja - odstęp co najmniej 10-15 centymetrów pomiędzy elektrodą kardiowertera a lożą stymulatora (przednio-tylna pozycja kardiowersji) 
-  telefon komórkowy - nie należy go nosić w kieszeni w pobliżu stymulatora, a aparat podczas rozmowy trzymać po przeciwnej stronie ciała w stosunku do loży stymulatora. 
- życie codzienne - urządzenia/zjawiska, które mogą zakłócać pracę i należy ich unikać: pola elektryczne linii wysokiego napięcia, spawarka łukowa, migomaty

Kilka praktycznych uwag wyłowionych  z badań : 

- Po implantacji ICD w prewencji wtórnej zaleca się odczekanie 3 miesięcy do powrotu do prowadzenia pojazdu, dla pacjentów w prewencji pierwotnej okres ten wynosi 4 tygodnie. Po wymianie elektrod bez względu na pierowtną przyczynę implantacji urządzenia, zaleca się okres miesięcznej karencji dla prowadzenia pojazdów, a po wymianie generatora okres ten skraca się zaledwie do tygodnia.
- Po odnotowaniu adekwatnej interwencji wysokoenergetycznej lub objawowej terapii antytachyarytmicznej należy wstrzymać się od prowadzenia samochodu przez 3 do 6 miesięcy, a w przypadku nieadekwatnej interwencji do czasu wyjaśnienia i zminimalizowania kolejnych epizodów tego typu
- W pracy opublikowanej na łamach „International Journal of Cardiology” prowadzono badanie in vivo mające ocenić wpływ pojazdów hybrydowych na działanie kardiowerterów-defibrylatorów. Podczas wykonywanych testów nie odnotowano zaburzeń czułości ani zmiany programu urządzeń. Stopień emisji fal magnetycznych, elektromagnetycznych i radiowych oceniany na miejscu kierowcy, pasażerów oraz w okolicy pojazdu był bardzo niski. W związku z czym stwierdzono, że nie istnieją przeciwwskazania do prowadzenia pojazdów hybrydowych u pacjentów z implantowanym kardiowerterem
- Wpływ telefonii komórkowej może być większy na kardiowertery z uwagi na ich większą programowaną czułość konieczną do prawidłowej pracy. Haran Burri i wsp. w swoim badaniu podjęli się sprawdzenia czy dotychczasowe zalecenie producentów kardiowerterów – defibrylatorów o utrzymywaniu odległości 15 centymetrów od generatora impulsów jest nadal aktualne - nie odnotowano żadnych zakłóceń w czułości urządzeń ani zahamowania stymulacji
-  Lennerz i wsp.oceniając bezpieczeństwo używania smartfonów u chorych z ICD u 307 pacjentów stwierdzli 1 przypadek interakcji pomiędzy urządzeniami. Polegał on na zahamowaniu stymulacji ICD oraz przedwczesnej stymulacji urządzenia
-  Interferencja elektromagetyczna pomiędzy urządzeniami do wspomagania lewej komory i kardiowerterami – defibrylatorami wymaga zgłębienia.

Na podstawie analizy różnych badań wpływ na urządzenia wszczepialne jest większe w trakcie wykonywania procedur medycznych. Natomiast dzięki rozwojowi technologii, większa część procedur kiedyś przeciwwskazanych, obecnie może być wykonana pod specjalnym nadzorem i po odpowiednim przygotowaniu pacjenta i urządzenia. Nadal jednak nie znamy odpowiedzi na wiele pytań, stąd kolejne badania są potrzebne, aby uzupełnić wiedzę z tej interesującej i dynamicznie rozwijającej się dziedziny kardiologii.



Jeśli mowa o " rozmagnesowaniu urządzenia" - dostępne sztabki magnesu cechują się diametralnie różną charakterystyką pola magnetycznego, a zwłaszcza wartością indukcji pola elektromagnetycznego wokół magnesu. Wielkości i ciężar to nie zawsze idzie w parze z dużym oddziaływaniem przestrzennym.

"Zdarzało się, że magnes neodymowy wielkości 125 cm3 nie wpływał na czułość kardiowertera-defibrylatora, podczas gdy nawet niewielkich rozmiarów magnes umieszczony w słuchawkach iPoda był w stanie czasowo zahamować czułość urządzenia. 
Wynika to z tego, że magnesy neodymowe przy małych rozmiarach geometrycznych posiadają sporą indukcję magnetyczną, czyli zdolność oddziaływania na otoczenie. 
Magnesy dostarczane przez firmy produkujące rozruszniki i kardiowertery mają średnicę ok. 75 mm i wykazują wartość indukcji równą ok. 90 gausów w odległości 4 cm od powierzchni magnesu. Nie bez znaczenia jest również kształt magnesu, ponieważ determinuje on sposób zamykania się pętli pola magnetycznego wokół magnesu. 
Inaczej pole magnetyczne rozkłada się wokół magnesu okrągłego z dziurą w środku (Medtronic, St Jude Medical), a inaczej wokół prostopadłościanu (Biotronik). Jedynie pomiar indukcji pola magnetycznego wokół magnesu może odpowiedzieć na pytanie, czy magnes będzie oddziaływał na urządzenie, czy też nie. Rozmiar niewiele powie. Należy dodać, że czasowa inhibicja wykrywania sygnałów endogennych po przyłożeniu magnesu odgrywa dużą rolę kliniczną i jest niekiedy jedynym doraźnym rozwiązaniem w przypadku wielokrotnych nieadekwatnych wyładowań wysokoenergetycznych z ICD" 
Dr n. med. Jacek Bednarek 
Oddział Elektrokardiologii w Krakowskim Szpitalu Specjalistycznym im. Jana Pawła II w Krakowie


Źródło :
- www.journals.viamedica.pl
- www.mp.pl
- Krzysztof Gryz, Jolanta Karpowicz Pracownia ZagrożeńElektromagnetycznych CIOP‐PIB, Warszawa
- www.biomedica.pl 
- Sawicki Przemysław, Małyszka Piotr, Wołowiec Łukasz, Górny Bartosz, Chudzińska Małgorzata, Zukow Walery, Sinkiewicz Władysław. Living with an implantable cardiac device. Journal of Education, Health and Sport. 2017;7(5):382-400. eISSN 2391-8306. DOI
- PSYCHOTERAPIA 3 (182) 2017 strony: 101–108 Katarzyna Olszewska¹, ², Barbara Bętkowska-Korpała¹, Katarzyna Dembe³, Anna Pastuszak-Draxler¹, Danuta Czarnecka³ ANALIZA DOŚWIADCZEŃ PACJENTÓW Z KARDIOWERTEREM-DEFIBRYLATOREM PO EPIZODZIE BURZY ELEKTRYCZNEJ

poniedziałek, 6 maja 2019

Pole To Ja Mam Wszędzie, Czyli Wpływ Pola Magnetycznego na Urządzenia Wszczepialne cz.1



Zanim przejdę do meritum tego wpisu pochylę się najpierw nad tematem istoty pracy serca i wrzucę kilka ciekawostek o ciężkim życiu tego organu, aż do ostatniego uderzenia w życiu.
Nie jestem w stanie przekazać wszystkich informacji i nie wyczerpię tematu anatomii, fizjologii czy patofizjologii serca, a tym bardziej nie próbuję dokonać streszczenia książek z zakresu elektrofizjologii, anatomii czy kardiologii.
Postaram się opisać temat językiem zrozumiałym dla wszystkich niemedycznych czytelników, bo w ostatnim czasie w odbiorze treści mojego bloga przebyła ich dosyć liczna grupa.
Wiele informacji w trakcie pisania wypadnie mi z głowy, a dla środowiska medycznego temat może wydać się niezbyt wyczerpujący.
Podejmuję próbę dostrzeżenia istoty pracy serca, zaburzeń jego rytmu i wpływie pola magnetycznego na urządzenia wszczepialne, głównie stosowane jako ICD - kardiowertery defibrylatory ( z myślą o WAS - ICDefibrylatorzy ).

Dzisiaj na pulpit mojego komputera trafiają po raz kolejny urządzenia kardiologiczne wszczepiane pacjentom przede wszystkim w ramach poprawy komfortu ich życia i zabieganiu wystąpienia nagłego zatrzymania krążenia i nagłego zgonu sercowego ( SCD)  .
W ostatnim czasie w ramach długoterminowej diagnostyki stanów nagłych szukając przyczyn kardiologicznych "nieuchwytnych" mimo wielokrotnych wizytach w szpitalnych oddziałach pojawiają się wszczepialne urządzenia podskórne (ILR).  Znacznie przewyższa metodę badania Holter, która nie zawsze pozwala uchwycić przyczynę, bo zwykle jest pomiarem dobowym, kilkudniowym czy tygodniowym i znacznie ogranicza codzienne funkcjonowanie pacjenta.

Wielokrotnie przeglądając prasę medyczną, zarówno papierową, jak i wirtualną (głównie dotyczącą nowinek i ciekawostek kardiologicznych oraz drążąc znajomość z ICDefibrylatorzy )  zacząłem zagłębiać się w tematykę związaną z wpływem pola magnetycznego na urządzenia, które "noszą" w swoim ciele pacjenci.
Doskonale wiemy, że pole magnetyczne istnieje, niewidoczne, a jeśli jego siła jest nieznaczna to nieodczuwalne, ale jest i występuje dookoła nas.
Czy proste urządzenie codziennego użytku jak żelazko, suszarka do włosów czy mikrofalówka mogą wpłynąć na pracę urządzeń wspomagających pracę serca ? Elektryczność to przepływ ładunków, a to  z kolei powoduję wytworzenie pola magnetycznego. O  tym wszystkim dowiecie się po przeczytaniu tego i kolejnych wpisów.

Kilka słów o elektryce i pracy mechanicznej mięśnia sercowego :

W sercu wyróżniamy komórki mięśniowe oraz komórki układu bodźcoprzewodzącego.  Każdy układ bodźcoprzewodzący jest niezależny od Naszej woli.
Dzięki potencjałom elektrycznym tworzonym dzięki jonom ( ich różnicom w komórce i na zewnątrz), przepływom sodu, potasu i wapnia z i do komórki powstaje zjawisko depolaryzacji i repolaryzacji. Prościej - jony wpływają i wypływają tworząc prąd mogący napędzać elektrycznie serce. Wszystko ma początek w węźle zatokowym, który stanowi fizjologiczny rozrusznik. W komórkach rozrusznikowych węzła zatokowo – przedsionkowego średnia częstotliwość pobudzeń wynosi około 1,2 Hz (70/min.).

"Prąd" pobudza kardiomiocyty, czyli komórki mięśnia sercowego, te kurcząc się i rozkurczając pozwalają na działanie "pompy ssąco-tłoczącej krew " jakim jest serce. Sprawne serce powinno bić miarowo i według literatury 60/100 uderzeń na minutę w spoczynku. U wytrenowanych sportowców można się spotkać z rytmem serca rzędu nawet 35-50 uderzeń/minutę bez żadnych dolegliwości, jako norma. Fizjologiczne, nieznaczne zwolnienie czy przyspieszenie widoczne w zapisie EKG jako niemiarowość powstaje przy wydechu i wdechu.
Aby elektryczną i mechaniczną pracę serca mogli zrozumieć moi niemedyczni czytelnicy poniżej zamieszczam wymowny gif. Synchronizacja pozwala toczyć krew po całym ciele.

UWAGA : Patrzymy na serce tak, jak mamy je " wbudowane" w organizm". Czyli lewa strona na obrazku jest prawa. 

Prąd przechodzi z prawego górnego rogu - węzeł zatokowy.
Przechodzi przez górne jamy serca - przedsionki.
Później schodzi do komór.
Finalnie serce " rozładowuję się".
Przepływający fizjologicznie prąd pozwala pozwala kurczyć się górnym i dolnym jamom serca
Pracę elektryczną serca pozwala odczytać zapis EKG 
Jeśli dobrze interpretujecie gif  to zauważycie, że w zorganizowany sposób powstały  prąd pobudza do skurczu komórki serca, te powodują skurcz mięśnia sercowego, napełnione krwią  jamy serca - najpierw przedsionki, później komory wyrzucają krew. Najpierw z napełnionych przedsionków do niżej usytuowanych komór. Komory z kolei kurcząc się wypychają krew do pnia płucnego ( prawa komora) i aorty ( komora lewa). I tak cykl się powtarza. Jamy serca opróżniają się częściowo z zawartej krwi.

Powstaje tutaj pojęcie "frakcja wyrzutowa" . Odnosząc się np. do lewej komory,  oznacza ilość krwi, która jest wypompowana z lewej komory serca w trakcie jednego skurczu. Nigdy nie jest to cała objętość krwi znajdująca się w komorze. U zdrowych osób w trakcie jednego skurczu wartość ta wynosi 50-75%. Im niższa jest wartość frakcji wyrzutowej, tym gorsza wydolność serca.
Skoro lewa komora sprawnie wyrzuca odpowiednią ilość krwi to pozostałe naczynia z reguły sprawnie ją przetaczają.
Frakcja wyrzutowa w zależności od skurczu lewej komory ( LVEF )
Diastole - Rozkurcz
Systole - Skurcz

Uderzająca o zastawki w trakcie skurczów przedsionków i komór krew powoduje tony serca. Jak przyłożycie ucho do klatki piersiowej partnera/partnerki to usłyszysz " bicie". To są właśnie tony wywołane uderzaniem krwi o zamknięte zastawki.
Aktywność bodźcotwórcza węzła zatokowego od którego zaczyna się pobudzanie serca do kurczenia nie jest uzależniona wyłącznie od jednego rodzaju komórek. Komórki węzła zatokowego funkcjonują raczej jako powiązane elektrycznie generatory, które wyładowują się synchronicznie ze względu na wzajemne powiązania. Normalna szybkość przewodzenia w obrębie węzła zatokowego jest wolna (2–5 cm/s), co zwiększa prawdopodobieństwo wewnątrz węzłowego bloku przewodzenia .

Kilka ciekawostek o sercu dorosłego człowieka :

  1. W ciągu 1 minuty serce pompuje 5–6 l krwi. W ciągu doby tłoczy ponad 7 tysięcy litrów krwi.
  2. Przez całe życie serce ude­rza 2,5 miliarda razy, czyli przetoczy ponad 173 mln litrów krwi.
  3. Podczas każdego skur­czu serce wyrzuca 60–70 ml krwi do aorty - największej tętnicy 
  4. Pod­czas wysiłku fizycz­nego ilość krwi nieprzepływającej przez serce może wzra­stać czterokrotnie.
  5. Jeden cykl pracy serca zaj­muje 0,8 s, z czego na skurcz przed­sion­ków przy­pada 0,15 s na skurcz komór 0,03,  a na fazę roz­kur­czu 0,35 s.
  6. W ciągu dnia serce kur­czy się około 100 tys. razy.
  7. Serce kobiety waży śred­nio 220 g, męż­czy­zny 300 g.
  8. W trakcie skurczu serca średnie ciśnienie w prawej komorze wynosi ok. 20 mmHg
  9. W trakcie skurczu serca średnie ciśnienie w lewej komorze wynosi ok. 120 mmHg
Zaburzenia przewodzenia prądu przez serce wywołują różne zaburzenia rytmu często odczuwane przez pacjentów i widoczne w zapisie EKG.  Od zwolnienia po zbyt szybką pracę w spoczynku, powstające bloki przewodzenia między górą, a dołem serca czy powstawanie ośrodków elektrycznych konkurujących z fizjologicznymi ( bloki przedsionkowo -komorowe, częstoskurcze nadkomorowe, migotanie przedsionków etc.) czy tylko między dołem ( bloki odnóg pęczka Hisa, częstoskurcze komorowe etc.) . W nagłych przypadkach brak elektryczności i  do całkowitego zatrzymania serca lub pracy elektrycznej bez adekwatnego skurczu jam serca dającego możliwość "wyrzucenia" krwi do krążenia.
Układ bodźcoprzewodzący serca ma zdolność "przejmowania funkcji fizjologicznego rozrusznika" kiedy ten ulegnie uszkodzeniu.
Prościej pisząc - kiedy Twój podstawowy, naturalny rozrusznik czyli węzeł zatokowy od którego rozpoczyna się " fala prądu" idącego przez serce ulegnie uszkodzeniu jego rolę przejmuję układ węzłowy umieszczony niżej. Jednak im niżej ten ośrodek się znajduje tym serce będzie biło wolniej.

Każdemu z powyższych mogą towarzyszyć objawy niepokojące : zawroty głowy, omdlenia, duszność, ból w klatce piersiowej, niepokój, uderzenia ciepła, drżenie ciała etc.

Istnieje pewna zależność między "szybkością pracy elektrycznej", a właściwym bicia serca, a co za tym idzie zdolnością wyrzucania odpowiedniej ilości krwi "na obwód" naszego ciała. Elektryczna praca nie zawsze oznacza adekwatną pracę mechaniczną.
Jeśli elektryka serca jest zbyt szybka to mięśniówka nie jest stanie kurczyć się i rozkurczać według pobudzeń elektrycznych, bo część powstającego prądu po prostu nie pobudza mięśnia. Przy szybkich rytmach komory nie napełniają się optymalnie, a w skurczu zbyt mała ilość krwi trafia do krążenia- to może przyczyniać się do zawrotów głowy czy omdleń.

Dla ciekawych wiedzy przedstawiam prawo Starlinga lub mechanizm Franka-Starlinga -  większa ilość krwi wpływającej do serca w trakcie rozkurczu powoduje wypłynięcie większej ilości krwi w trakcie skurczu. Innymi słowy, siła skurczu mięśnia jest wprost proporcjonalna do długości początkowej jego włókien. 
Długość włókien mięśniowych zależy od stopnia wypełnienia komór serca krwią, a ta z kolei od dopływu krwi do serca. W efekcie obserwuje się zwiększenie objętości wyrzutowej serca (SV). 

Przykładowo:
U pacjenta z szybkim rytmem elektrycznym rzędu 180 uderzeń na minutę - w zapisie EKG zobaczymy 180/minutę, ale fizjologicznie serce wyrzuci z komór krew tylko 80 czy 100 razy, a ilość wyrzucanej krwi nie będzie optymalna dla właściwego przepływu przez mózg i inne ważne narządy.
Skoro serce powinno pracować rytmicznie, sprawnie i bezproblemowo to, co jeśli powstają zaburzenia zagrażające życiu ?

Przechodzimy więc do urządzeń poprawiających pracę serca.
Kiedy pacjent po raz kolejny trafia na oddział, a możliwości diagnostyczne i terapeutyczne ( farmakoterapia, stymulacja, zewnętrzna kardiowersja elektryczna, ablacja ) nie dają jednoznacznej skutecznej odpowiedzi i spada skuteczność w przewlekłym leczeniu pacjenta kardiologicznego to wielokrotnie specjaliści podejmują decyzję o wszczepieniu "elektronicznego pudełka" . Wszystko w zależności od schorzenia serca i ciężkości dolegliwości towarzyszących.
Urządzenia wszczepialne mają różne zastosowanie : od diagnostycznego ( ILR) po urządzenia rozładowujące i przywracające rytm ( ICD), wspomagające niewydolne serce (CRT) po zastępujące fizjologiczny rytm etc. Odsyłam do wpisu : https://zdefibrylowany.blogspot.com/2019/04/pacjent-ze-stymulatorem-czyli.html
Kiedy przewodzenie elektryczne w sercu ulega uszkodzeniu te niewielkie maszyny potrafią skutecznie zastąpić swoimi impulsami pracę fizjologicznego układu bodźco-przewodzącego serca.
Wszystko wydaję się skomplikowane, ale z czasem to, co zaciemnione można rozjaśnić.

Wszystkie powyższe muszą zostać odpowiednio zaprogramowane w zależności od potrzeb serca danego pacjenta, dosłownie i w przenośni.

Ale ciekawość ludzkiego umysłu każe drążyć dalej i zastanowić się : " Skoro przykładając magnes do dysku możemy go uszkodzić
Pojawia się tutaj siła Tesli, Webera czy Gaussa, pole magnetyczne wszechobecne każe zadać pytanie: Jaki wpływ ma to pole na prawidłowe działanie urządzeń o  ile ma taki wpływ?

Cd. niebawem....

Popularne - Polecane

Pierwsze Warsztaty EKG - SENiT PTK , Lublin 2019

Mimo braku możliwości rozpoczęcia specjalizacji z kardiologii ( niestety ratownik medyczny takowej w ścieżce kształcenia  nie zdobywa) ...