Historie implantací kardiostimulátorů v ČR

Ing. Vladimír Bičík, CSc.

Okolo r. 1960 se v odborném tisku objevovaly první zprávy o úspěšném použití implantovaných kardiostimulátorů. V r. 1962 byl na studijní cestě v bývalém Sovětském Svazu americký chirurg Dr. Takaro, původně emigrant z Maďarska, který spolupracoval s prof. Chardackem z Buffala. Dr. Takara se podařilo se kontaktovat a přesvědčit k zastávce v Praze. V r. 1962 Dr. Takaro zde implantoval první kardiostimulátor tvůrců Chardack – Greatbatch. Při operaci asistoval přednosta kliniky prof. B. Špaček a Dr. B. Peleška.

Ve stejné době byla založena v Praze Krči výzkumná instituce s názvem Modelová laboratoř a vedením byl pověřen Dr. Peleška. Název ústavu se později změnil na Výzkumný ústav pro elektroniku a modelování v lékařství (Research Institute for Medical Electronics and Modelling) a jeho hlavní náplní byl rozvoj lékařské elektroniky. Zde také vzniknul první československý kardiostimulátor, který byl asynchronní VOO s pevnou frekvencí. Pracoval s blokovacím oscilátorem, měl dva transistory a 11 pasivních součástek, byl napájený 4 rtuťovými články. Zapojení bylo navrženo tak, aby při poklesu napětí baterie klesala frekvence impulsů a bylo tak možno zevně měřit stav bateriového zdroje. Pro enkapsulaci byla použita stejná epoxidová pryskyřice, která se v té době zkoušela k lepení zlomenin kostí. Lepení zlomenin se sice neujalo, ale byly k dispozici data o biokompatibilitě určitého epoxidu. Podobný postup byl použit při výběru materiálu pro indiferentní elektrodu na povrchu kardiostimulátoru. Byl použit stejný kov, ze kterého se zhotovovaly kostní hřeby pro ortopedickou traumatologii. První elektrody byly vyrobeny z použitých Küntscherových hřebů posbíraných po pražských traumatologických pracovištích. První kardiostimulátory byly implantovány pokusným psům. Zanedlouho se vyskytl pacient s kompletní blokádou a četnými Adams–Stokesovými záchvaty. Byl ohrožený na životě a implantace pro něj znamenala záchranu. K první implantaci u člověka kardiostimulátoru československé výroby došlo v březnu 1965. Tento první přístroj spolehlivě pracoval dva roky a poté byl úspěšně vyměněn.

V počátcích kardiostimulační terapie bradyarytmií šlo o záchranu života pacientů. Brzy se ukázala potřeba zabránit interferenci spontánního rytmu s elektrickou stimulací. Princip objevený absolventem pražské techniky ing. Baruchem Vojtěchem Berkowitzem se ujal a kardiostimulátory VVI, nazývané zprvu „On-demand“ se široce uplatnily. Naše technické řešení bylo připravené ke zkouškám v r. 1967. Do kardiostimulátoru byly přidány obvody pro snímání srdeční činnosti. Detekované projevy komorové depolarizace vracel časovací obvod generátoru na počátek cyklu a inhiboval tím vyslání stimulačního impulsu. Vzniklo několik verzí VVI (Demand I, II, III a IV.) Ověřování probíhalo i přes přítomnost ruských tanků v Praze v r. 1968 a v r. 1969 byl první československý VVI kardiostimulátor implantován pacientovi.

Každý rok se dařilo získat devizové prostředky na dovoz jen několika kusů kardiostimulátorů ze zahraničí. Bylo jasné, že dovoz nepostačí pokrýt klinickou potřebu a proto byla iniciována snaha navázat spolupráci s průmyslem (Chirana, Tesla), ale zájem centrálně řízených podniků v plánovaném hospodářství zůstal na úrovni verbálně vyjádřených sympatií bez reálné odezvy. Prvních asi 100 kusů kardiostimulátorů bylo vyrobeno doslova „na koleně“ na vývojovém pracovišti, díky šikovnosti technika A. Veselého. Pro uspokojení požadavků kliniků bylo třeba v ústavu uspořádat více profesionálně organizovanou výrobu. Vzniklo poloprovozní oddělení PLE IKEM. V ústavu bylo posléze vyrobeno přes 3 000 kusů kardiostimulátorů VOO a VVI. Přes organizační změny (sloučení výzkumných ústavů do IKEM) pokračoval vývoj i výroba kardiostimulátorů. Bylo jasné, že výroba v medicínsky orientovaném ústavu může produkovat nejvýše kardiostimulátory z diskretních prvků, enkapsulované v epoxidové pryskyřici.

Politika ovlivnila i kardiostimulaci v Československu. Právě v tomto ústavu, z iniciativy tehdejšího přednosty prof. Jana Broda, vznikl manifest „Dva tisíce slov“, který byl považován za významný důkaz protisovětského spiknutí. Mnoho schopných odborníků emigrovalo a posléze byl k emigraci donucen i doc. B. Peleška. Vedení ústavu převzal jeho zástupce dr. M. Vrána, který se snažil pokračovat v původní linii. Celý obor kardiostimulace se stal poněkud podezřelým. Nové vedení IKEM mu nepřálo a snažilo se poloprovozní výrobu ukončit.

Teprve v r. 1972 se podařilo navázat spolupráci s podnikem TESLA Valašské Meziříčí, kam byla předána výroba kardiostimulátorů. Vývoj elektronických obvodů a elektrod pokračoval v IKEM a nadšení technici podniku TESLA pod vedením ing. V. Thomayera se soustředili na řešení technologie výroby. Kardiostimulátory TESLA se dočkaly kovových pouzder, naštěstí nikoli plně hermetických. Naštěstí proto, poněvadž rtuťové napájecí články produkují při vybíjení plyny, které stačí difundovat epoxidovou enkapsulací, ale které by mohly roztrhnout hermetické pouzdro. Zásahy centrálních nadřízených orgánů nebyly vždy nejmoudřejší. V České republice bylo dokonce i Ministerstvo elektrotechnického průmyslu, které nutilo svůj podnik TESLA koupit ze Sovětského Svazu licenci na výrobu rtuťových článků. Bylo to v době, kde ostatní výrobci kardiostimulátorů přešli na lithiové zdroje. Československo tak bylo snad poslední zemí, kde se vyráběly kardiostimulátory napájené rtuťovými články. Nakonec se podařilo obhájit lithiové napájecí zdroje a bylo možné použít kovové hermetické pouzdro. Tento kardiostimulátor TESLA vyráběla do r. 1985.

Rozvoj programovatelných kardiostimulátorů vybavených holterovskými funkcemi ukázal, že stále složitější elektroniku kardostimulátoru lze realizovat jen monolitickou technologií. Technologii na úrovni měl podnik TESLA Rožnov a další státní výzkumný ústav laboroval s technologií CMOS. Obě instituce byly saturovány státními zakázkami, zejména vojenskými. Když jsme přišli s návrhem vývoje jednoúčelových integrovaných obvodů pro kardiostimulátor a odhadem výroby nejvýše několika tisíce kusů ročně, byli jsme rázně odmítnuti. Podnik TESLA Valašské Meziříčí posléze uspěl u sesterského podniku v Rožnově a podařilo se realizovat neprogramovatelný VVI s jednoúčelovým integrovaným obvodem s asi 20 tranzistory. Po počátečních potížích (frekvenci kardiostimulátoru ovlivňovaly poměry na elektrodě) začala výroba přijatelně tenkého lithiového VVI.

Rok 1989 přinesl zásadní změnu do české ekonomiky. Na trhu se objevily zahraniční firmy, které konkurovaly výrobě TESLA nejen lepší kvalitou, ale i cenou. Skupina obětavých techniků, vedená ing. Petrem Neumannem, se snažila odolávat navázáním spolupráce s firmou SIEMENS. TESLA vyráběla několik typů ve vlastním pouzdru, kde uvnitř byl švédský chip a švédská průchodka (od firmy Elema, patřící do koncernu Siemens). Nerovný boj netrval dlouho a výroba kardiostimulátorů v České republice bohužel skončila.