Архив истории дефибрилляции в СССР, России и Украине|
Игорь Викторович Венин родился 5 августа 1938 г. в селе Барановка Гродековского района (с 1958 г. — Пограничный район) Приморского края РСФСР в семье командира Рабочее-Крестьянской Красной Армии (РККА). С 1941 г. отец воевал на фронте, а семья жила в Тамбове. В 1947 г. отец был переведён на службу в г. Золочев Львовской области Украины. Летом 1953 г. прочитал брошюру «Учитесь читать радиосхемы», после чего увлёкся радиотехникой. С 25 марта 1955 г., учась в 9-м классе школы, начал трудовую деятельность на должности руководителя радиотехнического кружка при Золочевском Городском Доме пионеров. С ноября 1957 г. по июль 1960 г. проходил срочную службу в армии на должности радиомастера дивизионной мастерской связи. В 1960 г. поступил в Львовский политехнический институт. Интерес к медицинской технике проявился во время учёбы на третьем курсе. В это время он на общественных началах помогал с техническим оснащением экспериментов в экспериментальной физиологической лаборатории при Окружном военном госпитале Прикарпатского военного округа (сделал кимографический регистратор суммарной биоэлектрической активности мозга). Преддипломную практику проходил в лаборатории № 5 СКБ «Теплоконтроль», занимавшейся разработкой медицинской техники, куда по окончании института в 1965 г. был зачислен инженером. Игорь Викторович Венин и его вклад в разработку отечественных дефибрилляторов Общая реаниматология, 2013, Т. 9, №5. стр. 68-73 5 августа 2013 г. Игорю Викторовичу исполнилось 75 лет, из которых около 50 было посвящено электронному медицинскому приборостроению. С 1966 по 2012 г. под руководством И. В. Венина было разработано и запущено в серийное производство 16 моделей дефибриллятора: один с монополярным импульсом и 15 — с импульсами биполярной формы, из них 6 «токовых» с биполярными импульсами трех видов (квазисинусоидальный, трапецеидальный и квазисинусоидальный ступенчатый). Ключевым достижением И. В. Венина является разработка первых в мире дефибрилляторов с биполярным импульсом на 24 года раньше, чем в США. Все это составляет около половины от общего количества разработанных и переданных в производство в СССР, России и Украине с 1952 по 2012 г. Ключевые слова: И. В. Венин, дефибриллятор, импульсы биполярной формы. Вторая половина XX века была эпохой бурного развития и внедрения метода электрической дефибрилляции сердца в кардиореанимацию и интенсивную терапию. В СССР большой вклад в решение этой проблемы внесли электрофизиолог Наум Лазаревич Гурвич и инженер-электрик Игорь Викторович Венин [1]. Следует отметить, что с конца 60-х годов прошлого века и до настоящего времени И. В. Венин является одним из ведущих специалистов, под руководством которого было разработано несколько поколений дефибрилляторов (первоначально с высокоэнергетическим монополярным и затем — очень эффективными и безопасными низкоэнергетическими биполярными импульсами) (рис. 1).
 Рис. 1. Сверху: монополярный импульс дефибриллятора ИД-66 при сопротивлениях нагрузки: 50, 100 и 150 Ом; при сопротивлении ≥100—150 Ом импульс становится абсолютно монополярным. Снизу: классический биполярный квазисинусоидальный импульс Гурвича-Венина со стабильными соотношением амплитуды 1-й и 2-й фаз и длительностью импульса в диапазоне сопротивления 50—150 Ом. 5 августа 2013 г. Игорю Викторовичу исполнилось 75 лет, из которых около 50 лет было посвящено электронному медицинскому приборостроению. В 1965 г. он окончил Львовский политехнический институт. После окончания института работал инженером в лаборатории № 5 «Медтехники» Львовского СКБ «Теплоконтроль», затем — в Головном специальном конструкторско.технологическом бюро электронной медицинской аппаратуры (ГСКТБ ЭМА) старшим инженером, с декабря 1966 г. — ведущим инженером. В 1970 г. ГСКТБ ЭМА было реорганизовано во Всесоюзный научно.исследовательский и конструкторский институт радиоэлектронной медицинской аппаратуры (ВНИКИ РЭМА), где И. В. Венин работал старшим научным сотрудником в отделе приборов для электрокардиографии. В сентябре 1975 г. во ВНИКИ РЭМА тематика работ по дефибрилляции была выделена в самостоятельную научно-исследовательскую лабораторию (НИЛ-3), а И. В. Венин был назначен ее заведующим. В 1990 г. лаборатория была реорганизована в Научно-исследовательский отдел ВНИКИ РЭМА. С 1998 г. по настоящее время возглавляет Львовскую исследовательскую группу инженеров (Венин И. В., Редько А. И. и Сериков С. В.), основным направлением деятельности которой является разработка дефибрилляторов с биполярным импульсом. Весь творческий путь Игоря Викторовича можно разделить на 3 этапа.
 Игорь Викторович Венин. Первый этап (1966—1967 гг.) — разработка и конструирование «монополярного» дефибриллятора (дефибрилляторы первого поколения). Первый дефибриллятор, который был разработан в 1967 г. под руководством И. В. Венина — ИД-66 (табл. 1). Как и две предыдущие модели советских дефибрилляторов он генерировал монополярный импульс с нестабильной амплитудой 2-й фазы, которая исчезала при увеличении сопротивления нагрузки до 90—100 Ом (рис. 1). Максимальная выделяемая энергия разряда достигала 490 Дж. Следует отметить, что ИД-66 разрабатывался И. В. Вениным в тесном сотрудничестве с д. м. н. Н. Л. Гурвичем (Лаборатория общей реаниматологии АМН СССР) и к. б. н. Б. М. Цукерманом (Институт хирургии им. А. В. Вишневского АМН СССР). Принципиальным отличием ИД.66 от первой модели импульсного монополярного дефибриллятора «системы Н. Л. Гурвича» (ИД-1-ВЭИ, 1952 г.) было значительное уменьшение габаритных размеров (в 1,9 раза) и веса (с 30 до 22 кг). Вместе с тем форма импульса отличалась несущественно.
Второй этап (1968—1990 гг.) — разработка и конструирование первых в мире биполярных дефибрилляторов (дефибрилляторы второго поколения). В этот период Игорь Викторович активно совмещает выполнение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ с участием в экспериментальных исследованиях пороговой дефибрилляции, проводимых под руководством Н. Л. Гурвича. Следует отметить, что данный этап является ключевым не только для всей творческой жизни И. В. Венина, но и для мирового дефибрилляторостроения, по крайней мере, за последние 60 лет. Результаты первого экспериментального использования двухфазного импульса были изложены в 1957 г. в монографии Н. Л. Гурвича «Фибрилляция и дефибрилляция сердца» [2]. Согласно расчетным данным, при дефибрилляции двухполупериодным синусоидальным импульсом понадобилось 60% того количества электричества, которое дефибриллировало сердце при «однополупериодном импульсе». В 1967 г. Н. Л. Гурвич и В. А. Макарычев опубликовали первую экспериментальную статью, в которой показали, что пороговые значения тока у монополярного импульса оказались практически равны (или близки) сумме токов 1-й и 2-й фаз биполярного импульса длительностью около 13—15 мс и амплитудой 2-й фазы 20—55% от первой. На основании этих результатов авторы делают вывод: «…при дефибрилляции двухфазным импульсом наблюдается суммарный эффект раздражающего действия тока обеих фаз». В заключение своих исследований Н. Л. Гурвич и В. А. Макарычев, основываясь на гипотезе «суммации раздражающего эффекта заднего фронта волны импульса», подчеркнули: «…максимальное снижение амплитуды тока первой полуволны может быть достигнуто при равенстве амплитуд обеих полуволн. Применяя одиночный двухфазный импульс с равной амплитудой обеих фаз, можно уменьшить силу тока в два раза» [3—5]. Однако экспериментальные исследования на животных с использованием первых образцов дефибриллятора ДИ-03 с равными амплитудами токов первой и второй фаз не подтвердили выдвинутую авторами гипотезу: пороговые значения энергии, устранявшие 30-секундную фибрилляцию желудочков (ФЖ) монополярным и биполярным импульсами, практически не различались [6]. В 1971 г. Н. Л. Гурвичем, И. В. Вениным, В. Я. Табаком и М. С. Богушевич была экспериментально установлена верхняя граница амплитуды 2-й фазы (~65%), которая обеспечивала явное преимущество биполярного квазисинусоидального импульса по сравнению с импульсом монополярной формы и биполярным импульсом с равными амплитудами обеих фаз (рис. 1) [6]. Схемотехника формирования биполярного квазисинусоидального импульса с любым заданным стабильным соотношением 1-й и 2-й фаз была предложена И. В. Вениным с соавторами в 1968 г. [7]. В 1972 г. в СССР на Львовском заводе РЭМА было начато серийное производство первых в мире дефибрилляторов с биполярным асимметричным квазисинусоидальным импульсом ДИ-03 и ДКИ-01. Оба аппарата были разработаны под руководством И. В. Венина и выделяли на больного, в зависимости от сопротивления грудной клетки (СГК), не более ~140—200 Дж; (рис. 2, табл. 1).
Работы Н. Л. Гурвича и И. В. Венина продолжили В. Я. Табак, В .А. Востриков и М. С. Богушевич. Результаты совместных экспериментальных исследований сравнительной эффективности и безопасности классических монополярного и биполярного квазисинусоидального импульсов были впервые опубликованы за границей в 1980 г. в журнале Resuscitation [8]. Данная статья вызвала большой интерес у американских исследователей (в частности, у научных сотрудников фирмы Physio.Control Corporation, Редмонд), которые совместно с J. Schuder (University of Missouri, Columbia) подтвердили явное преимущество биполярного импульса в эксперименте на телятах большой массы тела [9]. В 1990 г. руководство фирмы Physio.Control Corporation пригласило И.В. Венина и 3-х сотрудников НИИ общей реаниматологии АМН СССР в Редмонд для проведения совместной рабочей встречи, посвященной медико-техническим аспектам биполярной дефибрилляции (рис. 3).
 Рис. 3. Рабочая встреча в США, март 1990 г. (штат Вашингтон, Редмонд, фирма Physio-Control). Слева направо: к. м. н. Иванов Г. Г., директор НИИ ОР АМН СССР, проф. Семёнов В. Н., к. м. н. Востриков В. А. (НИИ ОР АМН СССР), Венин И. В. (зав. научно-исследовательской лабораторией НПО РЭМА) и президент Physio-Control Gilbert W. Anderson. Импульс первых биполярных дефибрилляторов (ДИ-03 и ДКИ-01) первоначально был известен как импульс Гурвича и затем — как биполярный квазисинусоидальный импульс Гурвича-Венина в связи с большим вкладом Игоря Викторовича в его оптимизацию и разработку серии новых моделей биполярных дефибрилляторов, широко используемых в СССР и Финляндии [1]. В СССР первые данные о клиническом применении низкоэнергетического биполярного импульса, полученного с помощью приставки к дефибриллятору ИД-1-ВЭИ, были опубликованы в 1969 г. [10] и в 1971 г. после клинических испытаний дефибриллятора ДКИ-01 [6]. Оба аппарата в основном применяли для устранения предсердных тахиаритмий.
Первые клинические исследования эффективности импульса Гурвича-Венина во время внезапной остановки сердца, вызванной ФЖ, были опубликованы в 1994—1999 гг. [11—13] и затем — в 2003 г. [14] с детальным анализом дозозависимого успеха низкоэнергетических разрядов при устранении первичной и вторичной ФЖ. Одновременно с клиническими исследованиями проводили и экспериментальные, в которых оценивали влияние основных кардиальных и экстракардиальных факторов на эффективность и безопасность импульса Гурвича-Венина [15, 16]. Для проведения комплексных исследований (руководитель — ведущий научный сотрудник НИИ общей реаниматологии РАМН В. А. Востриков) И.В. Вениным были разработаны уникальные измерительные модули основных параметров биполярного квазисинусоидального импульса к двум клиническим дефибрилляторам (ДКИ-С-05 и ДКИ-С-06) и экспериментальной установке. Первые исследования эффективности экспериментального дефибриллятора с импульсом Гурвича-Венина, разработанного в США, были опубликованы в 1995 г. [17]. Первый серийный дефибриллятор с биполярным трапецеидальным импульсом (AED ForeRunner™) был выпущен в США в 1996 г. (на 24 года позже отечественных) [18—20].
Третий этап (с 1990 г. по настоящее время) — разработка и конструирование «токовых» биполярных дефибрилляторов (третье поколение дефибрилляторов). Принято считать, что для проведения успешной дефибрилляции через сердце должен проходить ток достаточной силы, способный деполяризовать критическую массу миокарда (обычно это ≥90% от всей массы желудочков сердца) [21]. В связи с тем, что СГК больных находится в очень широком диапазоне (от ~25 до ~180 Ом), использование укоренившегося в практике метода градации дозы разрядов по величине энергии является «нефизиологическим дескриптором» дефибрилляции. В то же время дефибрилляция, основанная на стабильных уровнях тока, является лучшим физиологическим критерием ее дозы [22—24]. Таким образом, метод «токовой дефибрилляции», с одной стороны, позволяет избегать нанесения первых неэффективных разрядов из-за выделения недостаточной энергии и, соответственно, тока у больных с высоким СГК. С другой стороны, у больных с небольшим СГК при нанесении суб- и максимальных разрядов будет предупреждать выделение чрезмерно большого тока; последний может повреждать миокард и приводить к неэффективной дефибрилляции (в первую очередь это относится к монополярным дефибрилляторам и биполярным с максимальной энергией разряда 360 Дж).
Первая переходная модель неполного «токового» биполярного дефибриллятора ДКИ-А-01 (табл. 1) была разработана И. В. Вениным и его сотрудниками в 1991 г. (первые 4 дозы разрядов градуированы в значениях силы тока (А) и 5-я — энергии (Дж)). Из-за технических трудностей авторам в этот период времени не удалось (в реальном диапазоне СГК) обеспечить стабильную силу тока максимального разряда. Поэтому, как и у предыдущих моделей, значение максимального разряда было градуировано не по амплитуде тока, а по величине энергии (190 Дж). В следующих трех моделях «токовых» дефибрилляторов (табл. 1) эта техническая проблема была успешно решена. Следующая актуальная задача — уменьшение весогабаритных характеристик дефибрилляторов. В 1998—2000 гг. Львовской группой инженеров под руководством И. В. Венина был разработан первый на постсоветском пространстве аппарат (ДКИ.Н.15 Ст БИФАЗИК+), отвечающий всем требованиям «токовой дефибрилляции», вес которого с монитором и блоком универсального питания составил 5,5 кг (табл. 1). Значительного уменьшения веса удалось достичь за счет перехода от биполярного квазисинусоидального к стабильному биполярному трапецеидальному импульсу. Производство этого дефибриллятора было осуществлено в 2001 г. НПП МЕТЕКОЛ (г. Нежин, Украина) совместно с Львовской группой инженеров. Дефибриллятор успешно прошел техническую приемку, клинические испытания и сертификацию. С 2002 г. «БИФАЗИК+» успешно используется в клиниках Украины и России.
Для успешной реализации метода «токовой» дефибрилляции принципиально важной задачей является определение оптимальной силы тока, которая независимо от СГК больного при нанесении первого биполярного разряда обеспечивала бы 90% успех дефибрилляции желудочков сердца. Согласно нашим клиническим исследованиям, при использовании импульса Гурвича-Венина его величина составляет 25 А [15, 25, 26]. Данные результаты были включены в медико-технические требования на дефибриллятор ДКИ-Н-15 Ст «БИФАЗИК+». В 2010 г. И. В. Вениным и его коллегами была модернизирована старая модель дефибриллятора ДКИ-Н-02 (1982 г.) за счет перехода на новый (ступенчатый) вид биполярного квазисинусоидального импульса (ДКИ-Н-02 Ст) (табл. 1). Замена классического импульса Гурвича-Венина на ступенчатый импульс позволила увеличить дозозависимую эффективность дефибрилляции, о чем свидетельствуют клинические и косвенно-экспериментально-теоретические исследования [27], а также снизить массу аппарата с 8 до 5,5 кг.
В целом с 1966 по 2012 г. под руководством И. В. Венина было разработано и запущено в серийное производство 16 моделей дефибриллятора (табл. 1): один с монополярным импульсом и 15 — с импульсами биполярной формы, из них 6 «токовых» с биполярными импульсами трех видов (квазисинусоидальный, трапецеидальный и квазисинусоидальный ступенчатый). Все это составляет около половины от общего количества дефибрилляторов, разработанных и переданных в производство в СССР, России и Украине с 1952 по 2012 г. Наряду с этим И. В. Вениным были разработаны аппарат для кратковременной электроанестезии для проведения электрической кардиоверсии предсердных тахиаритмий (ЭЛИТАН-01) и аппарат для электросудорожной терапии ЭЛИКОН-01. Результаты многолетних исследований, проведенных И. В. Вениным и соавт., представлены в 2 стандартах, 6 авторских свидетельствах СССР на изобретения, 7 патентах США, Франции, Англии и Финляндии, в 22 статьях и 9 тезисах. Воспоминания Игоря Викторовича о разработке медицинской техники опубликованы в монографиях [28, 29].
В заключение хотелось бы отметить, что И. В. Венин на сегодняшний день является, вероятно, единственным в стране высококвалифицированным профессионалом, который на протяжении почти 50 лет полностью посвятил себя проблеме разработки и конструирования инновационных дефибрилляторов.
Редколлегия журнала «Общая реаниматология» и коллеги поздравляют Игоря Викторовича с 75-летним юбилеем, желают ему дальнейших творческих успехов, здоровья, удачи и продолжения сотрудничества.
Литература
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||