Читать книгу "Дело сердца. 11 ключевых операций в истории кардиохирургии"

Такой сценарий не просто банален, он еще и неправдоподобен. Любой врач знает, что с помощью дефибриллятора можно обратить только некоторые виды аритмии и асистолия, для которой как раз характерна прямая линия на ЭКГ, к ним не относится, так что дефибрилляция в данном случае никак не поможет[20]20
  В этом заключалась главная ошибка триллера «Коматозники» 1990 года, в котором Кифер Сазерленд, Джулия Робертс и Кевин Бейкон играли студентов-медиков, которые пытались изучить околосмертные переживания, останавливая, а затем снова запуская друг другу сердце.


[Закрыть]. С другой стороны, более распространенную фибрилляцию желудочков можно остановить с помощью электрошока, так что в подобных ситуациях дефибриллятор, как правило, помогает восстановить нормальный сердечный ритм.

Работа Кувенховена привлекла внимание Клода Бека, торакального хирурга из Кливленда. Как и большинство представителей своей профессии, он был хорошо знаком с проблемой фибрилляции желудочков – она иногда возникала, когда к сердцу притрагивались руками. Тем, кому не повезло и не удалось столкнуться с данным осложнением, оставалось лишь беспомощно наблюдать за отчаянным трепыханием сердечной мышцы: они были не в состоянии восстановить ее естественный ритм. В таком хаотичном режиме работы сердце способно пропускать через себя лишь малую часть обычного объема крови, и поэтому несколько минут спустя пациент умирал.

В 1937 году Бек на собрании хирургов рассказал о достоинствах дефибриллятора, однако его доклад не произвел особого впечатления. Он установил один из своих аппаратов в кливлендской клинике, где попробовал применить его на нескольких пациентах, однако к тому моменту, когда он прикладывал электроды к сердцу, уже успевали произойти необратимые повреждения мозга. Лишь в 1947 году Беку впервые удалось добиться успеха. Его пациентом был Дик Хейярд, 14-летний мальчик, которому делали операцию по причине так называемой воронкообразной деформации грудной клетки, при которой она выглядит вогнутой. Сама операция прошла без происшествий, но когда Бек начал зашивать грудную клетку, сердце мальчика внезапно остановилось. «Казалось, мы потеряли пациента», – вспоминал он. Матери Дика, убитой горем, сказали, что сердце ее сына остановилось, и тогда она упала на колени, умоляя сделать хоть что-нибудь.

Бек поспешно снова вскрыл грудную клетку и начал массировать Дику сердце, ритмично сжимая его прямо рукой. Он продолжал делать это в течение сорока пяти минут. Чтобы понять, каково это, представьте, что вы стоите у стола три четверти часа и ежесекундно сжимаете в руке теннисный мяч, понимая при этом, что от ваших действий зависит чья-то жизнь. Должно быть, ему казалось, что прошла целая вечность, когда кардиомонитор наконец дал понять, что сердце ожило, правда теперь у него желудочковая фибрилляция. Бек приложил к груди мальчика электроды дефибриллятора и пропустил через них разряд напряжением 110 вольт. Сердце продолжило лихорадочно трепыхаться, и Бек повторил попытку. Внезапно сердце замерло и где-то секунду оставалось без движения. Затем появился частый, но слабый пульс. Бек продолжал массировать сердце, и постепенно оно стало биться все сильнее. Двадцать минут спустя он смог зашить разрез на груди мальчика. Месяц спустя Дик вернулся домой. «Мальчик, который «умер», остался жив благодаря молитвам матери», – гласил заголовок местной газеты, и это казалось немного несправедливым по отношению к Беку.

* * *

Итак дефибриллятор все больше становился типичным для отделения хирургии приспособлением, а вот история кардиостимулятора, который дважды изобретали, а потом забрасывали и забывали, казалось, зашла в тупик. Так было до 1949 года, когда Уилфред Бигелоу стал третьим человеком, которому пришла в голову эта идея. На тот момент он уже несколько лет занимался исследованием гипотермии и добился существенного прогресса – он охлаждал собачьи тела до температуры значительно ниже нормальной и проводил экспериментальные операции на открытом сердце. Его коллеги, однако, столкнулись с неприятной проблемой. Иногда при охлаждении собак до желаемой температуры их сердце, ни с того ни с сего, останавливалось, и его никак не удавалось запустить снова. Однажды утром это произошло прямо на глазах у Бигелоу в его, расположенной в подвале, лаборатории. Первым делом его охватило чувство раздражения: вместо того чтобы оперировать собаку, он с коллегами был вынужден провести день, пытаясь (причем явно безуспешно) ее оживить. Наблюдая за неподвижным сердцем, Бигелоу был поражен тем, насколько здоровым оно выглядело. Он ткнул в него пальцем, и, к его удивлению, оно вдруг ответило энергичным сокращением. Заинтригованный, он ткнул еще и еще, и каждый раз сердце реагировало обычным, казалось бы, ударом.

Бигелоу пришел к тому же заключению, что и Хайман: возможно, небольшой разряд электрического тока окажет такой же эффект. Он обратился в Канадский национальный научно-исследовательский совет, который свел его с инженером-электриком Джеком Хопсом. Хопс занимался разработкой нового метода пастеризации пива – темой, которая была близка его сердцу, – и с неохотой согласился ввязаться в новый проект. Вскоре, однако, идея Бигелоу его заворожила, и когда другой его коллега-хирург Джон Каллахен наткнулся на описание кардиостимулятора Хаймана, они поняли, что были на верном пути. Хопс посетил лабораторию Кувенховена, чтобы разузнать про его дефибриллятор, а также про исследования проводящей системы сердца. Вскоре после этого визита он сконструировал импульсный генератор – настольный модуль, который вырабатывал регулярные электрические импульсы. Бигелоу надеялся, что этот электрокардиостимулятор поможет поддерживать жизнь в собаках, находящихся в состоянии глубокой гипотермии. Первый эксперимент, однако, закончился неудачей: при температуре 17°C у животного остановилось сердце, и все попытки оживить его не увенчались успехом. Разочарованный, Бигелоу стал тестировать прибор на кроликах и собаках при комнатной температуре и обнаружил, что кардиостимулятор прекрасно справляется с задачей запуска остановившегося сердца. Когда же сердце снова начинало биться, прибор мог корректировать его естественный ритм, давая хирургу возможность контролировать сердцебиение и задавать частоту ударов между 60 и 200 в минуту.

В своих первых опытах они пользовались электродом в виде иглы, похожим на тот, что был у Хаймана. Но довольно быстро Бигелоу и его коллеги поняли, что такой метод был неоправданно трудоемким. Они смастерили катетер-электрод, представлявший собой провод, вводимый через вену и проталкиваемый по кровеносным сосудам к сердцу. Таким образом кардиостимулятор можно было использовать, не вскрывая грудную клетку, а это значительно упростило проведение данной процедуры. Бигелоу решил, что прибор можно использовать и на людях, и Каллахен воспользовался им при лечении пяти пациентов с сильной сердечной аритмией. К досаде врачей, добиться какого-либо результата не удалось – позже Каллахен понял, что электроды нужно было вводить в другую часть сердца. Попади они на пять сантиметров ниже, у них бы все получилось – вот, оказывается, какое небольшое расстояние разделяет жизнь и смерть.

В октябре 1950 года Каллахен на собрании Американской коллегии хирургов выступил с докладом о своей работе. Неделю спустя он получил письмо от Пола Золла, кардиолога из больницы Бет-Изрейел в Бостоне, в котором тот просил подробней рассказать ему об устройстве кардиостимулятора. Золл увидел в этом приборе потенциальное решение одной проблемы. Ранее в тот год он лечил женщину с частыми приступами Морганьи – Адамса – Стокса – обмороками, вызванными временной остановкой сердца. Эти обмороки были симптомами блокады сердца – сбоя проводящей системы, из-за которого электрические сигналы от водителя ритма не доходят до мышечных волокон. Золл не смог помочь той женщине, и, к его огромному сожалению, три недели спустя она умерла.

Во время Второй мировой войны Золл работал вместе с Дуайтом Харкеном в полевом госпитале в Глустершире. Наблюдая, как тот вынимает осколки снарядов из сердца раненых солдат, он заметил, насколько чувствительна сердечная мышца к внешнему воздействию. А раз так, значит, электрическая стимуляция может помочь предотвратить скоропостижную смерть у пациентов с блокадой сердца – то есть она сможет поддерживать сердцебиение в периоды, когда естественный сердечный ритм пропадает. В ходе экспериментов на животных с использованием генератора электрических сигналов, похожего на прибор Хопса и Каллахена, Золл пришел к выводу, что размещать электроды прямо на сердце не обязательно: если повысить напряжение, то их можно прикладывать к коже на груди. Это был гораздо более быстрый и безопасный способ, который к тому же давал полный контроль над сердцебиением.

Первым пациентом, на котором опробовали внешний кардиостимулятор, был мужчина семидесяти пяти лет, поступивший в бостонскую больницу 28 августа 1952 года. У него был нестабильный сердечный ритм и регулярные приступы Морганьи – Адамса – Стокса. Врачам с трудом удавалось сохранять ему жизнь с помощью уколов адреналина прямо в сердце – за четыре часа их было сделано целых тридцать четыре. В итоге было принято решение использовать кардиостимулятор, и электроды разместили на груди пациента. Прибор в течение двадцати пяти минут поддерживал в пациенте жизнь, но потом его пульс сошел на нет, и врачам пришлось признать поражение. В следующем месяце в больницу с острой сердечной недостаточностью доставили второго пациента, которому было шестьдесят пять лет. На шестой день госпитализации у него случилась первая из целой серии остановок сердца, и его тоже подсоединили к кардиостимулятору. Через его грудь начали пропускать регулярные разряды напряжением до 130 вольт. Сначала прибор можно было использовать по необходимости, лишь время от времени, а на четвертый день естественный ритм сердца полностью исчез, и теперь кардиостимулятор работал без остановки. Более чем два дня сердце больного продолжало биться благодаря регулярным разрядам тока – их было девяносто в минуту, и производила их стоящая рядом с кроватью большая коробка.

То, что этот пациент все же пошел на поправку, стало переломным моментом. И врачи, и общественность были под впечатлением от случившегося: «Просто подключите отказывающее сердце к розетке переменного тока», – предлагал один явно упрощавший ситуацию заголовок. Блокада сердца тем не менее была довольно редким расстройством, так что поначалу не все поняли, насколько часто кардиостимулятор может оказываться полезным. Золл этого тоже пока не знал, однако благодаря стремительному развитию хирургии и, в частности, операциям на открытом сердце его устройству вскоре предстояло стать незаменимым оборудованием для каждой операционной в отделении кардиохирургии.

Первым человеком, который это признал, стал патолог Морис Лев из Чикаго. В начале 1950-х, как раз когда Лиллехай проводил свою первую операцию на открытом сердце с использованием метода перекрестного кровообращения, Лев указал ему на то, что подобные манипуляции с сердцем могут привести к его блокаде. «Что это такое?» – спросил Лиллехай. Лев объяснил ему, что когда он будет резать и зашивать сердечную мышцу, то может ненароком повредить проводящую систему сердца, что немедленно отразится на сердцебиении. Если продолжать нашу аналогию с оркестром, то представьте себе, что музыкантам приходится репетировать в зале, где освещение работает с перебоями: пока горит свет, музыканты могут повторять задаваемый дирижером ритм, однако стоит им оказаться в темноте, они уже больше не могут ничего разглядеть, и музыка затихает.

Практика вскоре показала, что Лев был прав. У большинства первых пациентов Лиллехая был дефект желудочковой перегородки – то есть лишние отверстия в разделяющей левый и правый желудочек стенке. Чтобы этот дефект исправить, приходилось накладывать швы в опасной близости от проводящей ткани сердца, и у семерых из первых семидесяти пациентов в ходе операции развилась блокада сердца. Все эти пациенты умерли. Лиллехай обнаружил, что использование препарата изопреналин снижает показатель смертности до пятидесяти процентов, однако это все равно было слишком много. Узнав про работу Золла, Лиллехай понял, что кардиостимулятор может стать решением проблемы, и опробовал этот метод на нескольких своих пациентах. Прибор действительно не давал человеку умереть, однако возникала другая проблема – пациент каждую секунду получал удар током в шестьдесят вольт. Эти разряды причиняли мучительную боль, а ведь пациентам приходилось оставаться подключенными к аппарату и днем и ночью, так что можно себе представить, что положение их было весьма незавидным. Так, один из них, которому пришлось терпеть эти удары током на протяжении нескольких недель, покончил с собой, отключив прибор, – он предпочел смерть этой бесконечной пытке. У других пациентов там, где к коже прикреплялись электроды, появлялись ожоги и волдыри. Учитывая, что большинство пациентов Лиллехая были дети, радости от такого результата было мало. Экспериментируя с животными, его коллега обнаружил, что если разместить электроды непосредственно на сердце, то потребуется ток гораздо меньшего напряжения, настолько маленького, что пациент даже не будет замечать этих разрядов. Лиллехай стал применять эту методику в 1957 году, прикрепляя электроды к сердцу в конце каждой своей операции. Результаты были поразительные: показатель смертности из-за блокады сердца уменьшился с сорока до двух процентов.

Вскоре он обнаружил, что у этой спасающей жизни терапии были и недостатки. Детей, которые полностью зависели от подключенного к розетке прибора, было не так просто перемещать по больнице: например, чтобы добраться до кабинета рентгенолога, приходилось через всю больницу протягивать дополнительный провод питания. Это, конечно, доставляло немалые неудобства, а после масштабного отключения электричества в Миннеаполисе, которое произошло 31 октября 1957 года, недостатки питающегося от общей сети кардиостимулятора стали совершенно очевидными. На протяжении трех часов врачи носились вокруг пациентов, делая им уколы, в отчаянных попытках не дать их сердцам остановиться. Каким-то чудом выжить удалось всем, но тем не менее Лиллехай четко понимал, что нужно найти способ исключить подобный сценарий в будущем.

Очевидным решением проблемы было создание портативного устройства на батарейках. Лиллехай попросил одного студента-физика разработать что-нибудь в этом духе, но через несколько месяцев тот признался, что у него ничего не вышло. Раздосадованный Лиллехай наткнулся в коридоре на Эрла Баккена, инженера-электрика, который частенько появлялся в больнице для ремонта и обслуживания оборудования операционных. Лиллехай поведал ему о своей проблеме и спросил, сможет ли тот изготовить для него желаемый прибор. Баккен принял вызов и отправился домой ковыряться в своем гараже – скромном небольшом помещении, оказавшемся штаб-квартирой компании «Медтроник», которую он со своим зятем основал несколькими годами ранее. Дела шли медленно, и помимо ремонта сломанного медицинского оборудования Баккен зарабатывал еще и починкой телевизоров. Копаясь в своей мастерской, заваленной всяким хламом, он откопал старый номер журнала «Популярная электроника» и вспомнил, что в нем была статья со схемой электронного метронома – это был простейший контур с несколькими типовыми радиодеталями, который затем подсоединялся к динамику, чтобы тот через настраиваемый интервал времени производил регулярные щелчки. Баккен понял – это именно то, что было нужно. Слегка скорректировав предложенную в статье схему, он поместил устройство в небольшую коробку и снабдил батарейкой[21]21
  Любопытно, но Бакен был не единственным человеком, вдохновившимся этой статьей. Хирург из Бруклина Эйдриан Кантроуиц независимо от него использовал ту же самую электронную схему метронома, чтобы изготовить электрокардиостимулятор, который он имплантировал пациенту в сентябре 1961 года. – Прим. автора.


[Закрыть]. Уже через несколько дней после встречи с Лиллехаем Баккен представил первый портативный кардиостимулятор. Лиллехай был очень доволен.

Баккен был уверен, что новый прибор будет еще не один месяц тестироваться на животных, поэтому когда, вернувшись в больницу на следующий день, он увидел молодую пациентку, на шее у которой висел его аппарат с проводками, уходящими в разрез на ее груди, он был, мягко говоря, шокирован. Он сразу же разыскал Лиллехая, и тот объяснил ему, что быстрая проверка на подопытных животных подтвердила работоспособность устройства, поэтому он не видит смысла ждать, прежде чем использовать его на людях. Баккена отправили обратно в гараж сделать еще несколько кардиостимуляторов, и уже через несколько месяцев было довольно привычным делом видеть кого-нибудь из маленьких пациентов Лиллехая прогуливающимся по коридору больницы с этим портативным прибором в перекинутой через плечо кобуре.

Использование портативного кардиостимулятора дало невероятные результаты. «Мы не только исключили риск внезапной смерти у таких пациентов, но также кардинально улучшили их физическое и психологическое состояние», – написал Лиллехай. Дети, которые не могли обойтись без кардиостимулятора, теперь могли вставать с постели, а некоторым даже разрешили вернуться домой. Большинство нуждалось в приборе лишь непродолжительное время – пока не восстановится нормальный сердечный ритм, но если надо, то устройство можно было не снимать месяцами. Изначально Лиллехай планировал использовать его в качестве послеоперационной меры, но вскоре обнаружил, что прибор помогает пожилым пациентам, у которых блокада сердца стала следствием перенесенного сердечного приступа. Баккену пришлось нанять дополнительный персонал, чтобы успевать справляться с заказами на новые кардиостимуляторы, и за следующие несколько лет были проданы тысячи устройств. Пациенты, несколько лет назад ставшие инвалидами, теперь могли вернуться к работе и вести активную жизнь. Так, в одной газете рассказывалась история Карла Бейкера, тридцативосьмилетнего инженера, который благодаря закрепленному на пояснице кардиостимулятору смог снова играть в гольф и ходить в походы.

Вместе с тем прибор был далек от совершенства. Когда ты постоянно подключен к коробке с электроникой, ужасно неудобно принимать душ или плавать. Провода кардиостимулятора были очень хрупкими: так, один пациент регулярно появлялся в офисе у Баккена по понедельникам, потому что в выходные, на танцах, у него постоянно ломался какой-нибудь из проводков. Самой же серьезной проблемой были частые инфекции, так как проводки выводились наружу через незаживающую рану. Единственным способом устранить этот риск была имплантация всего устройства – электродов, проводов и самого кардиостимулятора – внутрь тела, хотя в 1958 году мало кто из ученых считал, что это практично и вообще возможно.

Одним из тех, кто не разделял подобного пессимизма, был швед по имени Оке Сеннинг. Ученик Кларенса Крафурда, он страстно увлекался инженерным делом и участвовал в создании первого аппарата искусственного кровообращения и первого дефибриллятора в Скандинавии. Его первое знакомство с сердечной аритмией было болезненным: в детстве его ударила током настольная лампа, вызвав непродолжительную фибрилляцию желудочков, и он почувствовал, как его сердце остановилось. Сеннинг регулярно бывал в США и обсуждал с Бигелоу и Лиллехаем их работу. Заручившись помощью Руне Элмквиста – инженера из местной, специализирующейся на электронике, компании, он начал заниматься разработкой собственного кардиостимулятора в Каролинской больнице в Стокгольме. Первым делом Сеннинг и Элмквист сделали устройство, очень напоминающее придуманное Баккеном, однако Сеннинг отчетливо понимал все недостатки внешнего импульсного генератора и хотел создать прибор настолько малого размера, чтобы его можно было вживлять под кожу.

Всего пару лет назад такое было совершенно немыслимо, но теперь в развитии электроники началась новая волнующая эра. В кардиостимуляторах Бигелоу и Золла применялись вакуумные лампы – громоздкие и ненадежные детали, которым нужен был массивный корпус. Изобретенный в 1947 году транзистор – устройство для усиления электрического сигнала и управления им – был гораздо меньше размером и потреблял намного меньше электроэнергии, что позволило радикально уменьшить размер электронных схем. Первый радиоприемник серийного производства на транзисторах – Regency TR-1 – поступил в продажу в конце 1954 года. Реклама гласила, что по размеру это радио меньше пачки сигарет или бокала мартини, такое сравнение многое говорило об интересах директоров рекламных агентств того времени. Используя кремневые транзисторы, только что появившиеся тогда в Швеции, Элмквист смог создать кардиостимулятор, который помещался на ладони.

Сеннинг не торопился опробовать изобретение Элмквиста на ком-то из своих пациентов, но 6 октября 1958 года у него не оставалось другого выбора. В тот день к нему в лабораторию зашла «молодая и энергичная» женщина по имени Элсе-Мари Ларссон и попросила его имплантировать кардиостимулятор ее сорокачетырехлетнему мужу Арну. За несколько недель до этого Арн заразился гепатитом, поев в ресторане устриц, и инфекция отразилась на сердце. Теперь он переживал до тридцати приступов Морганьи – Адамса – Стокса ежедневно, и Элсе-Мари оставалось лишь беспомощно наблюдать за ним, стоя у кровати каждый раз, когда его пульс падал до жалких двадцати ударов в минуту. Сеннинг объяснил ей, что все еще проводит тестирование на животных и пока не сделал кардиостимулятор, пригодный для людей. «Так сделайте тогда», – требовательно ответила она.

Против такого напора устоять было сложно. Чтобы подстраховаться, Элмквист сделал сразу два кардиостимулятора, в простенькой схеме которых использовалась всего пара транзисторов. Он залил их эпоксидной смолой, используя в качестве формочки банку из-под гуталина марки Kiwi, – получился предмет, по размеру и форме напоминающий хоккейную шайбу. Вечером 8 октября Сеннинг провел операцию, подведя электроды к сердцу Арна и спрятав кардиостимулятор за мышцы живота. Поначалу казалось, что все хорошо, однако в два часа ночи кардиостимулятор внезапно перестал работать. В спешке съездив в лабораторию Элмквиста, чтобы взять запасной аппарат, Сеннинг на следующее утро заменил вышедший из строя прибор, и на этот раз проблем никаких не возникло: кардиостимулятор работал как полагается, и Ларссона перестали мучить приступы. Примерно раз в неделю аккумулятор садился, и его приходилось перезаряжать. Делалось это фантастическим по тем временам способом – беспроводным: на груди Ларссона крепилась катушка, через которую пропускали электрический ток, и благодаря электромагнитной индукции в катушке поменьше, что находилась у него под кожей, также возникал ток, заряжавший аккумулятор.

Кардиостимулятор проработал всего полтора месяца, однако этого оказалось достаточно, чтобы помочь Ларссону преодолеть самый тяжелый период болезни. Он поправился и смог спокойно прожить без кардиостимулятора следующие три года, хотя блокада сердца, которая и стала всему причиной, никуда не делась. В 1961 году ему опять стало хуже, и Сеннинг установил ему третье по счету устройство. За десять лет счет пошел уже на десятки, а когда Арн Ларссон в 2003 году умер, ему было установлено в общей сложности двадцать два кардиостимулятора, благодаря которым он смог пережить спасшего ему жизнь хирурга. Ларссон благодаря своей болезни не только подтолкнул врачей к усовершенствованию кардиостимулятора, позволив проводить проверку эффективности новых аппаратов на своем организме, но и сам, будучи по образованию инженером-электриком, тоже приложил руку к разработке прибора.

Людей, которых называли изобретателями кардиостимулятора, можно насчитать не меньше дюжины, однако у Руне Элмквиста, без сомнения, есть все основания претендовать на это звание в одиночестве. Простое устройство, созданное им, пусть и проработало всего месяц, было все же первым кардиостимулятором, который имплантировали внутрь человеческого тела. Более того, своему первому пациенту Элмквист подарил дополнительные сорок четыре года жизни. Несколько месяцев спустя слегка доработанную модель кардиостимулятора хирург Гарольд Сиддонс имплантировал двум пациентам в Лондоне: один из них после операции смог работать еще в течение десяти месяцев, а это было впечатляющим наглядным подтверждением возможностей данного устройства. То, что официальным «изобретателем кардиостимулятора» позже был назван американский инженер Уилсон Грэйтбатч (если верить надписи на обложке его автобиографии), нисколько не умаляет заслуги Сиддонса, но Грэйтбатчу первому удалось создать прибор, срок эксплуатации которого исчислялся не месяцами, а годами.

По образованию Грэйтбатч тоже был инженером-электриком. Он начал свою карьеру с изготовления кардиомониторов для лаборатории Корнельского университета, где проводились эксперименты на животных. Он заинтересовался проблемой сердечного ритма в 1951 году после случайного разговора с двумя нейрохирургами и тут же пришел к выводу, что найти решение поможет электроника. Несколько лет спустя, собирая устройства для мониторинга сердечной деятельности у животных, он по ошибке вставил не ту радиодеталь и обнаружил, что получившаяся схема с определенной периодичностью создает импульсы тока. Вообще-то цель работы Грэйтбатча была совсем иной, но он сразу же понял, что получившуюся схему можно использовать в качестве основы для кардиостимулятора. Но вплоть до начала 1958 года Грэйтбатчу никак не удавалось заинтересовать врачей, пока он наконец не познакомился с хирургом, который оценил его идею и увидел в ней потенциал.

Уильяма Чардака, заведующего отделением хирургии в больнице для ветеранов в Буффало, сразу же убедила уверенность Грэйтбатча в том, что современная электроника может помочь создать долговечный имплантируемый в тело человека кардиостимулятор. Чардак полагал, что прибор, работающий благодаря ртутно-цинковому элементу – источнику питания, изобретенному во время войны, – может прослужить по меньшей мере пару лет, прежде чем понадобится его заменить. Вдохновленный энтузиазмом хирурга, Грэйтбатч ушел с работы и вложил в проект все свои сбережения – две тысячи долларов. Первый сделанный им кардиостимулятор напоминал – во всяком случае, внешне – устройство Элмквиста. Шесть сантиметров в диаметре и всего полтора сантиметра в толщину – этот прибор был залит эпоксидной смолой, а затем покрыт тонким слоем силиконовой резины. Первый успех пришел в июне 1960 года, когда Чардак имплантировал одно из таких устройств Франку Хенефелту, мужчине семидесяти семи лет с полной блокадой сердца. В месяцы, предшествовавшие операции, пульс Франка падал до тридцати двух ударов в минуту, что приводило к регулярным обморокам. Одно особенно неудачное падение привело к черепно-мозговой травме, после которого он стал носить футбольный шлем. После имплантации кардиостимулятора Франк полностью поправился, и его пульс поднялся до пятидесяти пяти ударов в минуту. Шлем был уже не нужен, и он вернулся к нормальной жизни. Следующие два пациента продемонстрировали похожий результат, а вскоре отбоя от пациентов не было – все стремились попасть к Чардаку с просьбой поставить им одно из его устройств. Широкое медицинское сообщество, прежде не спешившее признавать полезность подобных технологий, быстро осознало, что полностью имплантируемый кардиостимулятор был значительным шагом вперед, позволявшим пациентам вернуть здоровье, утраченные месяцы, а то и годы назад.

В октябре 1960 года Грэйтбатч продал патент на свое изобретение компании Medtronic, основанной Эрлом Баккеном. Это был рискованный шаг, так как незадолго до этого независимый эксперт сделал заключение, что потенциальный рынок для продажи прибора очень маленький – во всем мире потребуется не более десяти тысяч кардиостимуляторов. Но к концу тысячелетия ежегодно продавалось 600 000 приборов, а дышащее на ладан производство, которое Баккен организовал в своем гараже, превратилось в успешный бизнес и доросло до международной корпорации с более чем 85 000 сотрудников.

После многочисленных неудачных попыток и скепсиса, с которым все отзывались о кардиомониторе, его наконец признали эффективным методом лечения. Были, однако, и здесь свои недостатки: у первых пациентов случалось, что напряжение, необходимое для стимуляции сердца, должно было возрасти, чтобы достичь нужного эффекта, а кардиостимулятор этого сделать не мог и становился в таком случае бесполезным. Эта проблема была в итоге решена при помощи электрода нового типа[22]22
  Первые электроды были «однополюсными»: это был один провод, который вводился в сердце. В результате электрическому току приходилось преодолевать достаточно большое расстояние, прежде чем он мог, замыкая контур, вернуться к электроду. В новых «двухполюсных» электродах в одном проводе находились оба конца контура, благодаря чему ток проходил по телу не более одного сантиметра, что значительно снижало потребность в электроэнергии. – Прим. автора.


[Закрыть]. Еще одним слабым местом были провода, которые имели обыкновение ломаться, пока не нашли новые материалы и методы изготовления. Серьезную проблему представлял также срок службы аккумулятора: по оценкам Грэйтбатча, его кардиостимулятор должен был работать не менее пяти лет, однако у первых пациентов он в лучшем случае мог продержаться полтора года. Прошло еще одно десятилетие, прежде чем появились по-настоящему долговечные источники питания. Тем временем, однако, нужно было решить еще одну серьезнейшую проблему.

* * *

Первые имплантируемые кардиостимуляторы представляли собой незамысловатые устройства, способные выполнять лишь одну-единственную функцию: где-то раз в секунду они создавали электрический импульс для стимуляции желудочка, задавая, подобно метроному, равномерный темп, пока батарейка не садилась. Частота импульсов программировалась заранее, и менять ее было нельзя, так что как во время отдыха, так и при физической нагрузке сердечный ритм пациента оставался одним и тем же. Кроме того, прибор никак не учитывал индивидуальный ритм сердца, из-за чего возникала вероятность, что кардиостимулятор начнет «соперничать» с сигналами, посылаемыми собственным водителем ритма сердца. В худшем случае это могло привести к фибрилляции желудочков и даже смерти. Был нужен кардиостимулятор, который никак не препятствовал бы естественным сокращениям сердечной мышцы. Решением стало хитроумное устройство, которое не только посылало сердцу инструкции, но еще и прислушивалось к нему. Основной механизм этого устройства был изобретен еще в 1942 году, хотя изначально он и не предполагался для использования стимуляции сердца. Два кардиолога из Нью-Йорка, занимавшиеся исследованием блокады сердца, поместили электрод в предсердие, чтобы отслеживать электрические импульсы естественного водителя ритма сердца. Этот сигнал усиливался, а потом возвращался через другой электрод в желудочек. В случаях полной блокады сердца – когда электрический сигнал от предсердия не доходил до желудочка – этот прибор позволял ему добраться до цели обходным путем.

В 1957 году два исследователя из Бостона, Мозес Джуда Фолкман и Элтон Уоткинс, попытались найти этой идее клиническое применение. Они провели опыты на двадцати четырех собаках, хирургическим путем вызывая у них блокаду сердца, чтобы сигналы из предсердия не доходили до желудочков, в результате их пульс сильно падал. После этого они подсоединяли их к миниатюрному транзисторному усилителю – устройству, которое улавливало слабенький электрический сигнал предсердно-желудочкового узла и увеличивало его амплитуду в пятьдесят раз. Этого усиленного сигнала было достаточно, чтобы спровоцировать сокращение желудочков. То есть это было похоже на вручение очков ночного видения музыкантам из оркестра, пытающимся играть в полной темноте: очки позволят снова видеть движения дирижера и следовать его ритму. Прелесть устройства была в том, что оно не задавало искусственный ритм, а помогало сердцу работать в своем собственном: сердцебиение увеличивалось при нагрузке, достигая от 90 до 130 ударов в минуту. «Собака игривая и хорошо ест», – сообщили ученые. Подопытное животное полностью выздоровело.