\chapter{Kardiostimul\'{a}tory}
\label{kardiostimulatory}

Rytmická srdeční činnost je koordinována srdečním převodním systémem. Ten je tvořen sinoatriálním uzlem, vnitřními síňovými drahami, atrioventrikulárním uzlem, Hisovým svazkem, Tawarovými raménky a Purkyňovými vlákny \cite{rozman}. Při poruše tohoto systému může dojít ke zpomalení nebo zastavení srdeční činnosti. Disfunkci převodního systému lze nahradit elektrickou stimulací.

Stimulaci srdečního svalu dělíme na
\begin{description}
  \item[kardiostimulaci] -- {náhradu poruchy rytmické funkce,}
  \item[kardioverzi] -- {rušení poruchy srdečního rytmu,}
  \item[defibrilaci] -- {rušení fibrilace komor.}
\end{description}

Kardiostimulátory svou funkcí nahrazují SA uzel, pokud je frekvence jeho impulzů příliš nízká, anebo pokud je přerušena dráha převodního systému srdečního \cite{wikipedia-pacemaker}. 

\section{Rozd\v{e}len\'{\i} kardiostimul\'{a}tor\r{u}}
Kardiostimulátory je možné třídit z~několika hledisek. Nejčastěji se uvádí třídění podle:

\begin{itemize}
  \item{doby trvání stimulace:}
  \begin{itemize}
    \item{dočasná (klinická),}
    \item{trvalá (implantabilní),}
  \end{itemize}  
  \item{způsobu dráždění:}
  \begin{itemize}
    \item{přímé (endokardiální, myokardiální, epikardiální),}
    \item{nepřímé (hrudní, jícnové),}
  \end{itemize}  
  \item{funkce stimulátoru:}
  \begin{itemize}
    \item{neřízená,}
    \item{řízená,}
    \item{programovatelná,}    
  \end{itemize}  
  \item{počtu ovládaných srdečních dutin:}
  \begin{itemize}
    \item{jednodutinové,}
    \item{dvoudutionvé,}
  \end{itemize}     
  \item{typu stimulačních elektrod:}
  \begin{itemize}
    \item{unipolární,}
    \item{bipolární,}
  \end{itemize} 
  \item{napájení:}
  \begin{itemize}
    \item{bateriové,}
    \item{vysokofrekvenčně buzené.}
  \end{itemize}    
\end{itemize}

Pro přehledné a jednoznačné označení typu kardiostimulátoru byl v~roce 1987 komisí ICHD (Intersociety Commision for Heart Disease) zaveden identifikační kód kardiostimulátorů NBG. Kód se skládá ze tří, případně dalších dvou písmen. Způsob značení je patrný z~tabulky \ref{kod_NBG}.

\begin{table}[!ht]
\begin{tabular}{|p{1.7cm}|p{1.7cm}|p{1.7cm}|p{3.5cm}|p{3.5cm}|}
\hline
1. znak & 2. znak & 3. znak & 4. znak & 5. znak \\
\hline
místo \newline stimulace & místo snímání & způsob stimulace & programovatelnost & antiarytmická funkce \\
\hline
\hline
A~& A~& O~& P -- jednoduché & \\
\hline
V~& V~& I~& M - multiprogramovatelný & P -- antitachykardiální stimulace\\
\hline
D (A+V) & D (A+V) & I~& C -- komunikovatelný & S~-- šok \\
\hline
O~& O~& D (T+I) & R -- frekvenčně adaptabilní & D -- (P+S)\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Značení kardiostimulátorů kódem NBG}
\label{kod_NBG}
\end{table}

Označení: A~-- síň, V~-- komora, O~-- žádné, D -- obojí, T -- spouštění, I~-- inhibice \cite{rozman}.

\section{Informace vhodn\'{e} pro p\v{r}enos}

Ne všechny kardiostimulátory jsou vhodné k~přenosu informací k~lékaři, zkrátka proto, že nemají snímače nebo by přenos neměl smysl. Pro účely této práce jsou důležité pouze kardiostimulátory pro dlouhodobou stimulaci (implantované) a implantované kardioverter defibrilátory. 

Není rovněž efektivní přenášet například kontinuálně EKG signál. Při vzorkovacím kmitočtu 250 Hz a přesnosti 12 bitů by to představovalo datový tok $250 \cdot 12 = 3\,000 \jedn{bit \cdot s^{-1}}$, nepočítaje režii a další připojená data. To se na dnešní poměry nemusí zdát mnoho, ale je třeba si uvědomit, že tento přenos vybíjí baterii kardiostimulátoru, kde se snažíme o~co největší životnost. Ani ekonomická stránka přenosu po GSM není zanedbatelná. Musíme se snažit přenášet jen malé množství dat s~co největší vypovídací hodnotou. Je proto výhodné přenášt pouze výsledky zpracování, statistiky, alarmy, nanejvýše krátké a případně komprimované záznamy EKG.

Nyní si popíšeme jednotlivé typy a nastíníme, jaké informace by byly potenciálně zajímavé pro přenos do ordinace lékaře. 

\subsection{Kardiostimul\'{a}tor \v{r}\'{\i}zen\'{y} R vlnou -- inhibovan\'{y}}
Stimulátor je řízen na základě snímaného EKG signálu. Jediná elektroda, umístěná zpravidla v~hrotu pravé komory, slouží pro snímání i stimulaci. Stimulace probíhá pouze v~případě, že detekovaný R-R interval překročí určitou dobu. Proto se tomuto typu také říká \emph{on demand} \cite{rozman}.

Jako data vhodná pro přenos se nabízí například počet generovaných impulzů za určitý časový interval. Lze si představit buď periodický přenos, například každých 24 hodin, nebo vyslání zprávy pouze v~případě, že počet spuštění přesáhne stanovenou hranici.

\subsection{Kardostimul\'{a}tor \v{r}\'{\i}zen\'{y} R vlnou -- spou\v{s}t\v{e}n\'{y}}
Tento stimulátor, označovaný také jako \emph{stand by}, je spouštěn každou vlnou R. Stimulační impuls nezpůsobí další kontrakci, neboť zapadá do QRS komplexu. Pokud poklesne tepová frekvence pod stanovenou mez, je vyslán funkční stimulační impuls \cite{rozman}. Jako data vhodná pro přenos se jeví počet funkčních stimulačních impulsů.

\subsection{Dvoudutinov\'{e} kardistimulátory}
Jedná se v~podstatě o~dva bloky typu \emph{on demand}, jeden pro síně, druhý pro komory, přičemž snímána je pouze aktivita komor. Inhibiční interval bloku pro síně je oproti bloku pro komory zkrácen o~fyziologickou hodnotu zpoždění převodního systému mezi síněmi a komorami (A-V). Pokud je detekován R-R interval delší než oba inhibiční intervaly, jsou stimulovány síně a po uplynutí A-V intervalu i komory. Pokud leží detekovaný R-R interval mezi oběma inhibičními intervaly, je generován pouze stimulační impuls pro síně. V~případě R-R intervalu kratšího než inhibiční interval pro síně není generován žádný impuls. V~případě, že A-V interval kardiostimulátoru přesáhne skutečné A-V zpoždění myokardu, komory se nestimulují \cite{rozman}. 

Pro přenos dat platí v~podstatě totéž jako pro jednodutinový \emph{on demand} kardistimulátor, jen bude k~dispozici více údajů.

\subsection{Adaptabiln\'{\i} kardiostimul\'{a}tory}
Tyto kardiostumulátory umožnují pomocí bezdrátového přenosu dat i po implantaci měnit funkční parametry, získávat data, provádět testy. Do interní paměti se ukládají data o~počtu inhibicí, stimulací, výskytu arytmií apod. Stimulace je přizpůsobována v~závislosti na fyzické zátěži pacienta. K~tomu slouží řada senzorů, pomocí kterých lze vyhodnotit činnost kosterního svalstva, frekvenci dýchání a minutový respirační objem, teplotu a pH krve, saturaci venózní krve kyslíkem \cite{rozman}. 

U~těchto přístrojů je bezdrátový přenos dat běžný, i když většinou probíhá jen na krátkou vzdálenost -- v~ordinaci. Data z~paměti kardiostimulátoru jsou přečtena a vytištěna ve formě protokolu. Dálkový přenos po GSM by umožňoval navíc včasné zjištění nebezpečných stavů, nemuselo by se čekat na další návštěvu lékaře.

Přenášeny mohou být spolu s~počtem inhibicí, stimulací a arytmií také příslušné údaje o~fyzické činnosti, takže lze vyhodnotit souvislost mezi námahou a výskytem arytmií.

\subsection{Implantabiln\'{\i} defibril\'{a}tory}
Implantabilní defibrilátory označované také jako \emph{implantabilní kardioverter defibrilátory} (ICD) detekují komorové fibrilace a tachykardie a v~případě potřeby generují defibrilační impuls, který obnoví normální sinusový rytmus. Současný stav technologií umožňuje kardiostimulátor a ICD spojit v~jeden přístroj, viz dále. 

\subsection{Kardiostimul\'{a}tory s~defibril\'{a}torem}
Tyto přístroje představují nejsložitější implantovatelné stimulátory srdce. Obsahují adaptabilní kardiostimulátor, rozšířený o~funkci monitoringu a navíc obsahuje defibrilátor. Současné přístroje jsou vybaveny pamětí a možností záznamu EKG v~době arytmií. Záznam v~době příhody se může přenášet k~lékaři, který vyhodnotí závažnost pacientova stavu. Pokud se provede defibrilace, je vhodné je zaslat zprávu obsahující datum, čas a parametry defibrilačního impulzu. Pokud je počet defibrilací příliš velký, může být pacientovi poslána zpráva, že se má dostavit na vyšetření nebo v~nejhorším případě přímo zdravotnická pomoc. Teprve zde se výrazně projeví výhody okamžitého přenosu dat na pracoviště lékaře.



 























