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]. 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.
Это, однако, не полностью решало проблему, так как прибор мог стимулировать работу желудочков только в случае, если водитель ритма сердца регулярно вырабатывал электрические импульсы. Но у некоторых людей повреждения сердца были настолько обширными, что синусовый узел не справлялся с выработкой собственных импульсов. Чтобы помочь пациентам с данной проблемой, кардиолог из Майами по имени Дэвид Нэйтан разработал прибор, в котором кардиостимулятор сочетался с усилителем естественных импульсов предсердий. Помещенный в предсердие электрод постоянно «прислушивался» к сигналам, усиливал их и передавал в желудочки. Если никакого импульса не обнаруживалось, искусственный водитель ритма стимулировал сердечную мышцу до возобновления собственных сигналов сердца. Хирург из Нью-Джерси Виктор Парсоннет три года спустя придумал решение еще лучше: его кардиостимулятор «по требованию» отслеживал работу желудочков, а не предсердий, и активизировался только тогда, когда частота сердцебиения падала ниже 69 ударов в минуту. Для крепления электродов аппарата Парсоннета к сердцу не требовалось серьезной и потенциально опасной операции: они вводились в вену через небольшой надрез в области паха. Эта методика, описанная еще коллегой Бигелоу Джоном Каллахеном, была повторно открыта в 1960-х годах и вскоре стала предпочтительным методом имплантации кардиостимуляторов.
