1. Visoka 邸kola za informacione I komunikacione tehnologije
MEDICINSKA INSTRUMENTACIJA
ELEKTRINA STIMULACIJA SRCA
Mentor: Student:
Danica Mamula Tartalja Bojana Belji 155/09 MI
2. sadr転aj
Anatomija i fiziologija srca
EKG
Poremeaji rada srca
Elektrostimulacija srca
Istorija razvoja ureaja
Savremeni elektrostimulatori i budunost
3. ANATOMIJA SRCA
Te転ine 300 g sme邸teno u grudnom ko邸u
Podeljeno na levo (arterijsko) i desno (vensko) srce
Sastoji se od pretkomore i komore
Krv se dovodi i odvodi u srce preko donje i gornje 邸uplje vene, plunih vena
Komora i pretkomora odvojene su sranim zaliscima
ANATOMIJA SRCA
4. FIZIOLOGIJA RADA SRCA
Ritmikim kontrakcijama tera krv kroz 転ile sistematskog i plunog krvotoka
Sistematski krvotok opskrbljuje krvlju celokupan organizam ime omoguava izmenu
tenosti i materija, dok se u plunom krvotoku omoguava izmena gaosa preko plua.
Konstantnu cirkulaciju krvotoka, srce ostvaruje kontrakcijom svoje muskulature
Podstucah se javlja u SA-voru (sinusno-atrijski vor) u obliku akcijskog potencijala koji
se 邸iri sve do AV-vora (atrioventrikuparni vor), izazivajui pri tome kontrakciju
muskulature, koja se 邸iri sranim mi邸iem
FIZIOLOGIJA RADA SRCA
5. ELEKTROKARDIOGRAM (EKG)
P- val
(atrijska depolarizacija)
QRS kompleks
(ventrikularna depolarizacija)
T- val
(ventrikularna repolarizacija)
7. Akcioni potencijal 邸iri se iz SA- vora do AV- vora, a zatim dolazi do daljnjeg brzog
邸irenja impulsa na miokard preko Hissom snopa i Purkinjeovih niti.
Kod SA-bloka, AV- vor preuzima ulogu stvaranja akcionih potencijala
Kod AV- bloka impulsi se stvaraju u samom Hissovu snopu sa znatno ni転om
frekvencijom od 15 do 40 u minuti, 邸to ima za posledicu nedovoljno snabdevanje
organizma krvlju. U tom sluaju primjenjuje se elektrostimulator srca
ELEKTRONSKA STIMULACIJA SRCA
Cilj stimulacije sranog mi邸ia je uspostavljanje pravilnog ritma, pa se zbog toga stimulator
naziva pacemaker (dava ritma)
Potrebni kada se srce samo ne stimuli邸e ispravno (postoje aritmije)
Ukoliko je srani mi邸i ouvan, ali je iz nekog razloga poremeen mehanizam aktivacije, mo転e
se artificijelno pobuditi ili inhibirati mi邸i i na taj nain omoguiti potpuno normalan 転ivot.
PACEMAKER
8. Elektrini stimulator za indukovanje kontrakcije srca
Vrlo mala stimulaciona struja
Vrlo mali faktor ispune stimulacionih impulsa
Elektrini impulsi se mogu dovoditi na razliite lokacije
Na povr邸inu srca (epicardium)
U srani mi邸i (myocardium)
Unutar srane 邸upljine (endocardium)
ELEKTRINE KARAKTERISTIKE STIMULACIJE
SRANOG MIIA
Potencijali na srcu su do 25 mV, sa trajanjemod oko 10 ms.
Kapacitivnost sranog mi邸ia je oko C=1袖F/cm2.
Pobudna struja treba da je manja od 1 mA, a da pri tom gustina struje treba da bude manja
od J = 0.1 mA/cm2.
Impedansa tkivo - elektroda je 0.5 do 1 k.
Katodna elektrostimulacija
9. PACEMAKER: STIMULACIONE ELEKTRODE
Monopolarni i bipolarni pacemaker-i
Monopolarni:
Jedna elektroda u kontaktu sa srcem
Negativni impulsi se dovode na elektrodu
Velika neutralna elektrodase postavlja bilo gde u telu kako bi se formirala zatvorena
strujna kontura
Bipolarni:
Dve elektrode u kontaktu sa srcem
Stimulaciona struja protie kroz srce izmeu te dve elektrode
Stimulacioni parametri (napon/struja, trajanje) su znaajni za oba tipa
Povr邸ina elektroda oko S = 10 mm2
Znaajne karakteristike elektroda
Mehanika izdr転ljivost
Material nesme:
Rastvarati u tkivu
Iritirati tkivo
Uestvovati u elektrolitikim reakcijama usled stimulacije
Biolo邸ki reagovati
Dobro spajanje sa provodnicima
Upotrebljavani materijali
Platina, legure platine i zlata, ostale specijalizovane legure
11. Internacionalna komisija za srana obolenja (Inter-Society Comission for Heart Disease - ICHD)
je izvr邸ila klasifikaciju sranih stimulatora.
Obele転avanje pripadnosti pojedinoj klasi je na osnovu tri slovna znaka koja ukazuju na
karakteristike stimulatora.
Prvo slovo (pacing) se odnosi na davanje ritma, drugo (sensing) nanain dobijanja povratne
informacije, i tree (activity) na aktivnost koju realizuje stimulator.
"Pacing" i "sensing" mogu da bude u podruju atrjiuma (A), ventrikule (V), i u atrijumu i
ventrikuli tj. dualni (D), a sensing mo転eda bude i izostavljen (0). "Activity" mo転e da bude 0
nema aktivnosti, T - okidajua, I koea, i dualna (D-T ili/i D-I) Sada se koristi i etvrto slovo
R rate response (ako postoji)
VRSTE ELEKTROSTIMULATORA
Elektrostimulator nepromenjivog ritma (vi邸e se ne koristi)
Elektrostimulator na zahtev inhibirajueg tipa
Sinhroni elektrostimulator
12. ISTORIJSKI RAZVOJ UREAJA
1958. godine Rune Elmqvist, in転enjer elektrotehnike, u firmi Elma Schonander (Siemens-
Elema), izradio je prvi ugradni elektrostimulator srca.
Prvi pacijent kojem je ugraen pacemaker bio je Arne Larsson (do転iveo je duboku starost
86 godina, iako mu je u 44 godine od prve implantacije 25 puta implantiran novi model
pacemakera)
13. SAVREMENI RAZVOJ URAAJA
Prvi ugradni pacemakeri radili su samo nekoliko sati zbog nesavr邸ene tehnolo邸ke izvedbe,
te kratkotrajnosti baterija koje su bile malog kapaciteta
Seymour Furman predla転e juvoenje elektrodnog katetera u srce kroz venu
Wilson Greatbatch projektovao je i napravio tranzistorski pacemaker sa baterijama koje
nisu trebale ponovno punjenje svakih nekoliko dana
1960. kirurzi William Chardack i Andrew Gage implantirali su takav pacemaker. Takav
pacemaker poeo se serijski proizvoditi i bio je za邸tien patentom.
Razvojem elektronikih sklopova, poveanjem kapaciteta baterija, usavr邸avanjem
mikroprocesora, smanjuju se dimenzije i masa, te pobolj邸ava rad pacemakera
U pedeset godina od prve implantacije pacemakera,u vi邸e od 4 miliona ljudi ugraen je
pacemaker
SAVREMENI ELEKTROSTIMULATORI
Programabilni elektrostimulatori srca koji omoguuju promenu bitnih parametara
stimulacije srca
Elektrostimulatori srca kod kojih postoji mogunost telemetrije
Elektrostimulatori srca sa odzivom na fiziku aktivnost (imaju mogunost da se njihova
frekvencija impulsa menja u skladu sa radom koji obavlja bolesnik)
14. BUDUNOST ELEKTROSTIMULATORA
Budua pobolj邸anja usmerena su na pobolj邸anja hidraulike fizike aktivnosti.
Takoer radi se na pobolj邸anom komunikacionom prenosu izmeu pacijenata i lekara radi
lak邸eg praenja stanja, i tanijih dijagnostikih podataka
Radi se i na re邸avanju problema elektromagnetskog uticaja na elektrostimulatore, 邸to
stvara probleme osobama u blizini radio frekvencija, a posebno zbog nemogunosti
kori邸tenja MRI-a.
Najnovija istra転ivanja rade na otkrivanju bio pacemakera, koji je delom elektrini, delom
biolo邸ki. Radi se na uzgoju ve邸takih organa potpunobiolo邸ki, 邸to bi u skoroj budunosti
moglo potpuno istisnutikonvencionalnu upotrebu pesmejkera, te podstai potpunu
revoluciju u leenju bolesti.