\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 k tomu navíc 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 do zprávy uvést také 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.



 























