קוצב לב

קוצב לב מלאכותי (להבדיל מפעולת הקיצוב הטבעי של הלב) הוא אביזר טכנולוגיה מסייעת מושתל, שמסדיר את קצב פעימות הלב. קוצב לב מלאכותי יוצר גירוי חשמלי שמטרתו כיווץ העליות או החדרים בקצב מספק. גירוי מלאכותי שכזה נדרש במקרים שבהם מערכת ההולכה החשמלית הטבעית או המערכת הפאראסימפאטית של הלב – נפגעה. פגיעות אלו גורמות לעיכובים בהולכה החשמלית, עיכובים שמונעים התכווצות סדירה של הלב. כאשר התכווצות הלב אינה סדירה עלול החולה לחוש חולשה, סחרחורת ואף אובדן הכרה.

קוצב לב

תמונה של קוצב לב
שיוך	active implantable medical device
מזהים
קוד MeSH	E07.305.250.750
מזהה MeSH	D010138
מערכת השפה הרפואית המאוחדת	C0030163

היסטוריה

שלט המתאר את ההיסטוריה של קוצבי הלב, במרכז הלב של בית החולים שיבא - תל השומר

מקור

בשנת 1889, ג'ון אלכסנדר מקוויליאם פרסם בעיתון הבריטי לרפואה (BMH) את ניסוייו, בהם הראה כי מתן זרם חשמלי ללב אדם במצב אסיסטולי גרם להתכווצות חדר, ושניתן לגרום לקצב לב של 60–70 פעימות לדקה על ידי זרמים הניתנים במרווחים שווים של 60–70 לדקה.

בשנת 1926, ד"ר מארק ג' לידוויל מבית החולים "רויאל פרינס אלפרד" בסידני, אוסטרליה, בסיוע הפיזיקאי אדגר ה. בות' מאוניברסיטת סידני, המציא מכשיר נייד שחובר לנקודת תאורה ושבו "קוטב אחד הונח על פד הספוג בתמיסת מלח חזקה והקוטב השני כלל מחט מבודדת, למעט בקצה, שהוחדרה אל חדר הלב המתאים. כפי שפורסם - "קצב הלב נע בין 80 עד 120 פעימות לדקה, ובהתאם נע המתח בין 1.5-120 וולט".

בשנת 1928 נעשה שימוש במכשיר להחייאת תינוק שנולד ללא דופק בבית החולים לנשים "קראון סטריט" בסידני. לפי הדיווח לבו של הוולד המשיך לפעום בכוחות עצמו לאחר 10 דקות של גירוי חשמלי במכשיר.

בשנת 1932, הפיזיולוג האמריקאי אלברט היימן, במנותק מעבודתו של לידוויל וכשהוא פועל באופן עצמאי, תיאר מכשיר אלקטרו-מכני המופעל על ידי מנוע המונע באמצעות מפתח-קפיץ הנדרך ידנית. היימן התייחס להמצאתו כאל "קוצב לב מלאכותי", שהוא המונח שנטבע ומשמש עד היום.

בין שנת 1930 ומלחמת העולם השנייה חלה הפסקה בפרסום מחקרים בתחום זה, אותה ניתן לייחס לתפיסה הציבורית שראתה במכשיר מסוג זה "התערבות בטבע" והחייאת מתים. לדוגמה, נכתב כי היימן לא פרסם נתונים על השימוש בקוצב הלב שלו בבני אדם בגלל ביקורת שלילית שקיבל, הן מחבריו הרופאים, והן בדיווחים בעיתונות מאותו זמן. ייתכן שגם לידוול היה מודע לכך ולכן לא התקדם לביצוע ניסויים בבני אדם.

קוצב לב דרך העור

קוצב לב חיצוני תוכנן ונבנה על ידי מהנדס החשמל הקנדי ג'ון הופס בשנת 1950 בהתבסס על תצפיות שנעשו על ידי מנתח הלב-חזה וילפרד גורדון ביגלו, בבית החולים הכללי של טורונטו. ההתקן פעל באמצעות שפופרת ריק חיצונית שנדבקה לעור בוואקום והייתה פשוטה, וכואבת בשימוש על המטופל. כיוון שהחשמל הגיע משקע חשמל זרם חילופין רגיל בקיר, הייתה סכנה פוטנציאלית לגרום להתחשמלות המטופל, על ידי גרימת פרפור חדרים.

בשנים שלאחר מכן פיתחו מספר ממציאים, ובהם פול זאל, קוצבים חיצוניים קטנים יותר אך עדיין מגושמים, שהופעלו באמצעות סוללה נטענת גדולה.

בשנת 1957, ויליאם ל' ווייריך פרסם תוצאות מחקר שבוצע באוניברסיטת מינסוטה, שהראה שיקום קצב הלב, תפוקת הלב ולחצים ממוצעים באבי העורקים, בבעלי חיים עם חסימה שלמה של הלב, באמצעות אלקטרודה שחוברה לשריר הלב.

בשנת 1958 רופא קולומביאני, אלברטו ווג'רנו לברדה, ומהנדס חשמל קולומביאני, חורחה ריינולדס פומבו, בנו קוצב לב חיצוני, דומה לזה של הופס וזאל, ששקל 45 ק"ג והופעל על ידי סוללת רכב של 12 וולט, המחוברת לאלקטרודות המחוברות ללב. מנגנון זה שימש בהצלחה כדי להותיר בחיים כומר בן 70, חררדו פלורז.

פיתוח טרנזיסטור הסיליקון והזמינות המסחרית שלו החל משנת 1956 היו בעלי חשיבות מרכזית בהתפתחות המהירה של השימוש בקוצבי לב.

קוצב לב נלבש

בשנת 1958, המהנדס ארל באקן ממיניאפוליס, מינסוטה, ייצר את קוצב הלב הלביש החיצוני הראשון, עבור מטופל של קלרנס וולטון לילהי (C. Walton Lillehei), חלוץ ניתוחי הלב-הפתוח. קוצב הלב פעל באמצעות טרנזיסטור, שאוחסן בתוך קופסת פלסטיק קטנה, והיה לו מתג שליטה שאיפשר כוונון קצב הלב והמתח היוצא מהמכשיר. האלקטרודות שיצאו מן הקוצב חוברו לשריר הלב, באמצעות כבלים מוליכים שהוחדרו דרך העור.

אחד מהמטופלים הראשונים שקיבלו את קוצב הלב הזה היה אישה בשנות ה-30 לחייה, במהלך ניתוח שבוצע בה בשנת 1964 במרפאת ראדקליף באוקספורד, על ידי המנתח הדרום-אפריקני ד"ר אלף גאנינג. ד"ר גאנינג היה תלמידו של ד"ר כריסטיאן בארנרד, ראשון משתילי הלב. ניתוח חלוצי זה בוצע בהדרכת ד"ר פיטר סלייט, קרדיולוג במרפאה, וצוות המחקר שלו בבית החולים סנט ג'ורג' בלונדון.

קוצב לב מושתל

בשנת 1958 בוצעה גם ההשתלה הקלינית הראשונה של קוצב לב מושתל בשלמות, במכון קרולינסקה בשוודיה. בהשתלה זו נעשה שימוש בקוצב לב שעוצב בידי רון אלמקויסט (Rune Elmqvist) והמנתח איק סנינג (Åke Senning). הקוצב חובר לאלקטרודות שחוברו לשריר הלב באמצעות פתיחת בית החזה. המכשיר כשל אחרי 3 שעות. קוצב שני הוחדר והחזיק מעמד יומיים. מושתל קוצב הלב הראשון, ארנה לארסון, עבר בהמשך עוד 26 השתלות של קוצבי לב שונים במהלך חייו, ונפטר בשנת 2001, בגיל 86.

בשנת 1959 הודגם לראשונה קוצב לב דרך הווריד על ידי סימור פורמן וג'ון שוודל. בקוצב זה הוחדרה האלקטרודה באמצעות צנתר לווריד הבזילי.

בפברואר 1960 הושתלה במונטוידאו, אורוגוואי, גרסה משופרת של קוצב הלב של אלמקוויסט השוודי, על ידי ד"ר אורסטס פיאנדרה וד"ר רוברטו רוביו. התקן זה שרד עד מותו של המטופל ממחלות אחרות, תשעה חודשים מאוחר יותר. הקוצב השוודי המוקדם יותר השתמש בסוללות נטענות, שנטענו בכבל טעינה חיצוני. זה היה קוצב הלב הראשון שהושתל ביבשת אמריקה.

באפריל 1960 הוכנסו לשימוש בקוצבי לב מושתלים שתוכננו על ידי המהנדס וילסון גרייטבאץ' (Wilson Greatbatch)לאחר מחקר נרחב בבעלי חיים. החידוש בקוצב של גרייטבאץ' היה בשימוש בסוללת כספית כמקור אנרגיה. המטופל הראשון שרד 18 חודשים.

השימוש הראשון בקוצב לב בצנתור דרך הווריד בשילוב עם קוצב לב מושתל, נעשה על ידי פארסונט בארצות הברית, לאגרגן בשוודיה, וז'אן-ז'אק וולטי בצרפת, בשנים 1962–1963. ההליך התוך ורידי היה כרוך בחיתוך הווריד לתוכו מוחדר הצנתר שבראשו אלקטרודה, תחת הנחיה פלואורוסקופית, עד שהאלקטרודה הגיעה אל הטרבקולות בחדר הלב הימני. עד אמצע שנות ה-60 שיטה זו הפכה לשיטה הנפוצה ביותר.

מנתח הלב לאון אברמס והמהנדס הרפואי ריי לייטווד פיתחו והשתילו את קוצב הלב הראשון בו קצב הלב נשלט בידי המטופל, ב-1960 באוניברסיטת ברמינגהאם. ההשתלה הראשונה הייתה במרץ 1960, ובחודש שלאחר מכן - שתי השתלות נוספות. שלושת המטופלים התאוששו היטב ושבו לתפקוד באיכות חיים גבוהה. עד 1966 עוד 56 מטופלים עברו השתלת קוצב לב מסוג זה, ואחד מהם שרד חמש וחצי שנים.

המעגל החשמלי בקוצב

קוצב הלב הראשון שבוצע בו שימוש בסוללת ליתיום

קוצב הלב מורכב ממספר חלקים:

1. גוף הקוצב (מחולל) ובו נמצא מחשב קטן.
2. סוללה.
3. מספר חוטים מוליכים (Lead) כתלות בקוצב הלב, אשר מחברים בין גוף הקוצב לחלל הלב, שיחד יוצרים מעגל חשמלי סגור.

גוף הקוצב

תפקיד

תפקידו של גוף הקוצב, הוא לנטר את קצב הלב, ובמידת הצורך ליצור את האות החשמלי ולקבוע את קצב הקיצוב.

מבנה

גודלו הממוצע של גוף הקוצב הוא 30.61 מ"מ ומשקלו הממוצע הוא כזה של שתי סוללות AA. הוא עטוף בשכבת טיטניום שהוא אטום הרמטית על מנת למנוע כניסת נוזלים.

דיאגרמת קוצב לב

חלקי גוף הקוצב

1. מקור כוח (הסוללה)

סוללת הליתיום החליפה את סוללת הכספית-אבץ המסורתית היא העלתה את אורך חיי הסוללה לכ-10 שנים ואף יותר. משקלה של סוללת הליתיום נע בין 12.5 ל־15.5 גרם ומהווה כ־1 ל־30 ממשקל סוללת הכספית-אבץ.

סוללת קוצב הלב אמורה להחזיק בין 5 ל-15 שנים. כאשר הסוללה נשחקת, יש צורך להחליפה. לא ניתן להחליף רק את הסוללה, אלא יש להחליף את ההתקן כולו. תהליך החלפת המכשיר לעיתים מהיר יותר ודורש פחות זמן החלמה מאשר תהליך השתלת קוצב הלב עצמו בפעם הראשונה. בדיקת הסוללה מתבצעת על ידי הקוצב עצמו (המכשיר מבקר את הסוללה של עצמו) ועל ידי הרופא המטפל בכל בדיקת מעקב של המטופל אצלו.

בניגוד לדפיברילטור הנועד לספק מתח גבוה בפרק זמן קצר, קוצב הלב נועד לשימוש ארוך טווח ולכן הסוללה שלו צריכה לספק אנרגיה חשמלית קטנה בהרבה מדפיברילטור כ־25 מיקרוג'ול בניגוד ל־15–40 ג'ול שיש בדפיברילטור.

סוללת הליתיום מאופיינת בהתנגדות הפנימית הגבוהה שלה, דבר המאפשר עבודה בזרמים נמוכים. העבודה שהסוללה צריכה לבצע היא בין 100 ל-200 מיקרוואט. המתח המינימלי הנדרש לעבודתו של קוצב הלב הוא 2.2V ובעקבות ההתנגדות הפנימית זרם העבודה הוא 20 מיליאמפר – כלומר, מכיוון שהעבודה הנדרשת היא נמוכה, מתבצע שימוש בזרם נמוך, דבר המוביל לכך שישנו שימוש בעוצמה שאינה מסכנת את המשתמש.

נפח הסוללה הוא 2Ah (נפח של כשתי סוללות AAA) וקצב שחיקת הסוללה הוא כ-10% ב־5 שנים.

עקב ירידת המתח של הסוללה עם הזמן, הסוללה מיוצרת עם מנגנון סוף החיים (EOL – end of life), המתריע לרופאים שנדרשת החלפת סוללה. מנגנון זה מונע עצירה פתאומית של קוצב הלב עקב חוסר בסוללה ומציל את חיי המטופל.

הסוללות מיוצרות באמינות מאוד גבוהה של 99.6% לעבודה עבור אורך חיים של שמונה שנים. וקצב הכשל הוא 0.005% של כשלי סוללה לחודש.

2. מעבד (סנסור)

המעבד מכיל טכנולוגיה (טלמטריה) ששולחת פלט, חשה ומעבדת מידע. בחלק מקוצבי הלב החדשים יותר ישנה טכנולוגיה מתקדמת, שיכולה למדוד את טמפרטורת הדם, מספר נשימות של המטופל והפעילות החשמלית של הלב.

3. אלקטרודה (חוט מוליך)

האלקטרודה מוקפת זכוכית, אשר שומרת על חותם הרמטי, כדי לספק את החיבור החשמלי של החוט המוליך אל גוף הקוצב.

חוט מוליך (Lead)

הדגמה של קוצב לב מושתל שמראה את מיקומי החוטים המוליכים של קוצב הלב.

תפקידים

בקצה החוט המוליך ישנה אלקטרודה, אשר אחראית על הממשק והעברת האנרגיה החשמלית בין גוף הקוצב, לבין שריר הלב (myocardium).

בנוסף לכך, החוט המוליך אחראי על העברת המידע של הפעילות האלקטרונית של הלב.

מבנה

האלקטרודה מכילה שני ערוצים:

1. ערוץ אחד מעביר את האלקטרונים מגוף הקוצב לקצה של חוט האלקטרודה.
2. הערוץ השני מחזיר את האלקטרונים.

בעבר, היה באלקטרודות ערוץ אחד בלבד של מעבר האלקטרונים, כך שהמעבר השני נעשה דרך קיר בית החזה של המטופל (דרך הרקמות), חזרה אל הקוצב.

מרבית החוטים המוליכים עשויים משני סלילים מוליכים. הסיבה לכפילות הסלילים היא כדי לייצר יתירות, שתוכל לכפות במצב שבו אחד הסלילים לא עובד. סלילים אלו עשויים מסגסוגת של מתכות. בחלקו החיצוני, החוט המוליך עטוף בשכבות של חומר מבודד.

התאמת מבנה לתפקיד

כדי שהחוט המוליך יוכל לעורר שינוי בשריר הלב, הוא זקוק לצפיפות זרם גדולה בנק' ספציפית. על מנת לענות על צורך זה ולשמור על חיי הסוללה לאורך זמן רב יותר, קצה החוט הופך להיות קטן מאוד.

על ידי הקטנת הנקודה שנמצאת בממשק עם שריר הלב, ניתן להגדיל את צפיפות המטען באותה נקודה. $Q=\iiint _{V}\rho _{q}(r)dV,Q=\iint _{S}\sigma _{q}(r)dS,Q=\int _{L}\lambda _{q}(r)dl$

צפיפות המטען וההתנגדות גדלים, דבר התורם גם הוא לשמירת חיי הסוללה לאורך זמן רב יותר, משום שפחות זרם יוצא מן הסוללה.

בנוסף לכך, ישנו חומר ארוג בסמוך לחור החוט המוליך שדרכו עוברים האלקטרונים. דבר זה נועד כדי למנוע עיכוב של הזרם החשמלי מהקוצב. בעזרת חומר זה, ניתן היה להגדיל את שטח המגע המיקרוסקופי, מבלי להגדיל את גודלו הגאומטרי.

החוט בחלקו החיצוני עטוף בשכבות של חומר מבודד. מרביתם של החוטים המולכים עשויים משני סלילים מוליכים. הסיבה לכך הוא יתירות על מנת לתת גיבוי במצב שאחד הסלילים לא עובד. הסלילים הללו עשויים מסגסוגות של מתכת.

סוגי קוצבי לב

קיימים מספר סוגים של קוצבי לב, המותאמים למטופל על פי הצורך הטיפולי הנדרש ולפי הפרעת הקצב ממנה הוא סובל.

קוצב לב דו לשכתי

קוצב לב דו-לשכתי

תפקידו של קוצב הלב הדו-לשכתי, הוא להגביר את קצב הלב כאשר הקצב איטי. קוצב לב זה עוזר לשני החדרים לעבוד יחד, להתכווץ ולהרפות בקצב המתאים – וכך מתקבל סנכרון ההתכווצויות. ההתכווצות מאפשרת לדם לזרום כראוי מהעלייה הימנית לחדר ימין.

הקוצב מושתל בצד ימין או שמאל של הלב, מתחת עצם הבריח. בתהליך ההשתלה, מושתלות שתי אלקטרודות דרך הוריד האקסילרי (תת בריחי) אל הלב עצמו. אלקטרודה אחת ממוקמת בחלק העליון של הלב (העליות) והאלקטרודה השנייה ממוקמת בחלק התחתון של הלב (החדרים). תהליך השתלת קוצב לב דו-לשכתי אורך כשעה, ההחלמה מהירה וניתן להשתחרר מבית החולים לאחר כ־24 שעות.

קוצב לב חד-לשכתי

קוצב זה נחשב לפשוט ביותר. הוא משמש למתן פולסים חשמליים באחד ממדורי הלב.

קוצב לב חד-לשכתי הוא בעל אלקטרודה אחת המחוברת לאחת מהלשכות, נכנס דרך וריד נבוב עליון אל חדר ימין או עליה ימין. לעיתים הקוצב יוכנס לעליה הימנית כאשר יש הפרעה בקוצב הראשי (SA node).

הקוצב המושתל מדמה דפולריזציה בעלייה ימנית. הפעילות החשמלית עוברת לעלייה השמאלית, דרך הקוצב המשני (AV node) לחדרים וכך נוצרת התכווצות נורמלית של הלב. אך, בדרך כלל יוכנס הקוצב לחדר הימני (ממשיך מהעלייה הימנית דרך המסתם הטריקוספידלי) אצל אנשים להם יש הפרעה בקוצב המשני. הקוצב המושתל מעורר את התכווצות החדרים באופן ישיר.

דפיברילטור (ICD)

קוצב לב דפיברילטור

תפקידו של הדפיברילטור הוא לטפל בדופק לב מהיר (בדרך כלל יותר מ־200 פעימות בדקה) שעלול לגרום לדום לב.

לקות מסוימת במערכת ההולכה החשמלית של הלב, גורמת לפעימות לב מואצות ועל ידי כך, להפסקת הזרמת הדם מן הלב אל איברי הגוף השונים (כלומר, דום לב). אם אדם סובל מהפרעות קצב מסוכנות, או נמצא בסיכון להפרעה כזו, מומלץ על השתלת דפיברילטור אוטומטי.

בתוך הדפיברילטור ישנה מערכת שמזהה מתי הלב נכנס להפרעה מהירה ונותנת "שוק חשמלי" אשר מפסיק את הדופק המהיר והלב חוזר לקצב תקין.

אם נמדד קצב לב מהיר, אך באותה העת מצבו של המטופל יציב, המערכת תיתן טיפול שקט למספר שניות על מנת להחזיר את קצב הלב למצב תקין.

בעבר, היה הדפיברילטור מכשיר כבד וגדול ששימש רק את בתי החולים. היום, עם הטכנולוגיה המתקדמת הקטינו את מכשיר דפיברילטור המושתל (בתחילת שנות ה־80), כך שהמכשיר הפך להרבה יותר מתקדם ובעל סוללה חזקה.

תהליך השתלת הדפיברילטור אורך כשעתיים באופן דומה להשתלת קוצב רגיל. ההחלמה מהירה וניתן להשתחרר מבית החולים לאחר 24 שעות.

קוצב לב דו-חדרי (CRT)

מטרתו של קוצה הלב הדו-חדרי, הוא לטפל בחולים הסובלים מאי ספיקת לב קשה. קוצבים אלה שימושיים ביותר כאשר קוצב הלב הטבעי לא מתפקד. לקוצב זה שלוש אלקטרודות (בניגוד לקוצב לב רגיל-דו לשכתי). אלקטרודה אחת ממוקמת בחלק העליון של הלב (עליה ימין), אלקטרודה שנייה ממוקמת בחלק התחתון של הלב (חדר ימין) והאלקטרודה השלישית מוחדרת לחדר שמאל דרכו מועברים אותות חשמליים שגורמים לשני צידי הלב לפעום בו זמנית.

לאנשים רבים עם אי ספיקת לב, החדרים אינם מתכווצים באותו הזמן. קוצב לב זה, כאמור, מתאם את התכווצות החדרים, כדי ששניהם יתכווצו יחד. תיאום זה עוזר ללב להזרים דם בצורה יעילה יותר ויכול להקל על סימפטומים כמו קוצר נשימה, חולשה, וכן שיפור כללי במצב הבריאותי.

תהליך השתלת הדפיברילטור אורך כשלוש עד ארבע שעות באופן דומה להשתלת קוצב רגיל. ההחלמה מהירה וניתן להשתחרר מבית החולים לאחר 24 עד 48 שעות ממועד ההשתלה.

קוצב לב דו-חדרי אינו מרפא את בעיית אי ספיקת הלב, אך הוא משפר את איכות החיים.

פעולת הקיצוב

הלב פועל באמצעות סדרת אותות חשמליים שחוזרת על עצמה. הסדרה מתחילה בייצור האות החשמלי על ידי הקוצב הראשי של הלב ה־SA Node, אשר ממוקם בין עלייה ימין לווריד הנבוב העליון. הקוצב שולח אות חשמלי שגורם לעלייה ימין להחל בפעולת הכיווץ. לאחר מכן, האות ממשיך אל הקוצב המשני ה-AV Node אשר ממוקם בין עלייה ימין לחדר ימין. זה בתורו מעביר את האות למערכת היס (Bundle of His) ומשם על ידי שתי הסתעפויות הזרם מפוזר בחדרים מלמטה למעלה בעזרת סיבי פורקייניה, דבר הגורם לכיווץ החדרים.

הפרעות קצב

מטופלים בעלי הפרעות קצב חווים תופעות קליניות מגוונות כמו עלפון, איבוד הכרה פתאומי, פלפיטציות ועוד.

אבחון הפרעות קצב

את הפרעות הקצב מאבחנים תחילה בעזרת שינויים בהולכה החשמלית של הלב על ידי בדיקת אק"ג (שאינה פולשנית) ומאפשרת זיהוי מדויק למדיי אם אכן קיימות הפרעות קצב.

בעזרת מעקב אחר מעבר הפולס החשמלי הנוצר על ידי הקוצב הראשי של הלב, על מעברו לקוצב העלייתי-חדרי, סיבי פורקנייה ופיזורו וכן תרגומו לגלים, מציג מכשיר האק"ג את התוצאות אשר פענוחן יביא לאבחנה.

המצבים של הפרעות קצב אשר יטופלו על ידי השתלת קוצב לב:

1. מצב בו יש בעיה בייצור הפולס החשמלי במוקדים מסוימים בלב, בייחוד בתפקוד לקוי של הקוצב הראשי של הלב, ה-SA Node המתבטא לרוב בברדיקרדיה (דופק איטי של הלב)
2. מצב בו ישנה בעיה בהולכה החשמלית של הלב.

השתלת הקוצב הראשונה

השתלת הקוצב הראשונה נעשתה בשנות ה-50 של המאה ה-20 (8.10.58), קוצב זה החזיק שלוש שעות בלבד, הניסיון השני של ההשתלה החזיק כשבוע אחד בלבד. מאז, קוצב הלב עבר מספר שינויים, ביניהם- הקטנת גודלו וכן הארכת תוחלת השימוש בו.

קוצב הלב כיום

קוצבי הלב המודרניים בעלי יכולות מגוונות המתאפשרות בשל שימושם במספר חיישני קצב שונים כגון: פעילות או תנועה, אוורור לדקה או מרווחי QT.

קוד קוצב הלב

צורות השימוש בקוצב הלב נקראות על ידי קוד בן חמש אותיות.

האות הראשונה

מייצגת את החדר/ העלייה, עליה מתבצעת פעולת הקיצוב:

O- על אף אחד מהם (לא על החדר ולא על העלייה).

A- על העלייה (מלשון Atrium).

V- על החדר (מלשון Ventricle)/

D- מלשון דואלי (על החדר ועל העלייה יחד).

S- בודד (Single).

האות השנייה

מציינת את החדר/ העלייה, בה מתרחשת החישה, כלומר, איסוף המידע אודות קצב הלב (אותן אותיות כפי שמתואר לעיל).

האות השלישית

מציינת את התגובה לאירוע שהורגש:

O- לא הורגש כלל.

I- עיכוב/ מעצור (מלשון Inhibition).

T- מעורר (מלשון Triggered).

D- מהווה שילוב של I ו-T.

האות הרביעית

מתייחסת לקצב התגובה R- Rate responsive.

האות החמישית

מתייחסת לפונקציה נוספת של קוצב הלב הנקראת אנטיטכיקרדיה (פונקציה שקיימת בקוצבי לב אצל חולים הסובלים מטכיקרדיה- קצב לב מהיר), אשר מתנגדת למצבי טכיקרדיה. אם קיימת טכיקרדיה ומושתל קוצב עם פונקציה של אנטיטכיקרדיה, האות החמישית תיוצג כך:

O- לא קיימת.

P- קצב אנטיטכיקרדי.

S- שוק.

D- שילוב של P ו-S.

אופן השתלת הקוצב

קוצב הלב מושתל באזור החזה ומחובר בחלקו העליון למערכת הולכה, אשר בקצוותיה אלקטרודות, המושתלות בתוך הלב (מס' האלקטרודות שיושתלו יהיה בהתאם למצבו הקליני של המטופל). האלקטרודות מעניקות לקוצב את יכולת החישה שלו לקצב הלב וכן קיצוב בעת הצורך.

ניטור קצב הלב אחר הפעילות החשמלית של הלב (בודק שהקצב תואם לקצב שהוגדר לו וכן מזהה את הקצב הטבעי של הלב) מתבצע בעזרת האלקטרודות. הן קולטות ושולחות את הסיגנלים החשמליים הטבעיים של הלב, העוברים בעת פעילות הקיצוב הטבעית שלו וכאשר סיגנלים אלו לא מגיעים אל הקוצב, או שמא הקצב יורד מתחת לקצב המינימלי שהוגדר במכשיר, הקוצב מייצר ושולח גירוי חשמלי דרך האלקטרודות ללב. בכך, גורם להחזרת הקצב הסדיר של הלב וכן לכיווץ אידיאלי של העליו והחדרים. כלומר, כאשר קצב הפעימות תקין, המכשיר לא ייקח חלק בקיצוב הלב- משמע, הוא פועל כקוצב לפי דרישה.

סוללת ליתיום

כל הקוצבים המושתלים סבלו מבעיה של חוסר אמינות ואורך חיים קצר של סוללת הכספית (תא אנרגיה ראשוני). לקראת סוף שנות ה-60 מספר חברות פיתחו קוצבי לב מונעים בידי איזוטופים, אך פיתוח זה נעצר עם פיתוחו של הקוצב המופעל בסוללת ליתיום, על ידי וילסון גרייטבאץ'. סוללות ליתיום הפכו לסטנדרט בקוצבי לב.

מכשול נוסף למהימנות של קוצבי הלב המוקדמים היה התפשטות אדי מים מנוזלי הגוף דרך השרף האפוקסי שהקיף את הקוצב, באופן שהשפיע על המעגל החשמלי. על תופעה זו התגברו באמצעות עטיפת קוצב הלב באריזת מתכת אטומה הרמטית. גם טכנולוגיה זו, העושה שימוש בטיטאניום כמתכת העוטפת, הפכה לסטנדרט בייצור קוצבי לב. הראשונים שעשו בה שימו היו TELECTRONICS באוסטרליה בשנת 1969, ו־Cardiac Pacemakers Inc ממיניאפוליס, בשנת 1972.

שותפים נוספים שתרמו לפיתוח קוצבי הלב בימיהם הראשונים היו בוב אנדרסון מ-Medtronic Minneapolis, ג'פרי דייוויס מבי"ח סנט ג'ורג' בלונדון, בארו ברקוביץ' ושלדון טאלר מ־American Optical, ג'פרי וויקאם מ-Telectronics Australia, וולטר קלר מ-Cordis Corp. of Miami, האנס ת'ורנאנדר שהצטרף אל רון אלמקוויסט ב-Elema-Schonander בשוודיה, ז'אנווילם ואן דן ברג מהולנד, ואנתוני אדוצ' מ-Cardiac Pacemakers Inc.

קוצב לב תוך לבי

בשנת 2013, מספר חברות הכריזו על פיתוח מכשיר שיוכל להיות מוחדר אל הלב דרך עורק הרגל, ללא ניתוח פולשני. מתקנים אלה הם בערך בגודל ובצורה של קפליית מולטי-ויטמין, קטנים בהרבה מגודלו של קוצב הלב ה"מסורתי". לאחר ההשתלה, קוצב הלב מתחבר אל השריר באמצעות 'שיניים', ומייצב את קצב הלב. מהנדסים ומדענים עובדים כעת על סוג זה של אביזר. בנובמבר 2014 הושתל קוצב מסוג זה מתוצרת Medtronic Micra במטופל ביל פייק מאלסקה, בבית חולים בפורטלנד, אורגון, על ידי ד"ר ד. רנדולף ג'ונס. בשנת 2014 גם St. Jude Medical Inc. הכריזו על מחקר תצפיתי בהחדרת קוצב לב ללא מוליך, להערכת הטכנולוגיה של קוצב Nanostim ללא מוליך. קוצב ה-Nanostim קיבל אישור רשויות התקינה האירופאיות (סימון CE) בשנת 2013. מחקר ההערכה שנערך אירופה הופסק לאחרונה לאחר שהתגלו שישה מקרים של התנקבות שהובילו למות המטופלים. לאחר חקירה ובדיקה שב המחקר להיערך, אך בארצות הברית עדיין לא אושרה טכנולוגיה זו לשימוש על ידי ה-FDA. הציפייה היא כי קוצבי לב דו-תאיים ללא מוליך יהפכו לטיפול זמין ומומלץ לחולים עם חסימה של חדרי/עליות הלב, לאחר פיתוח נוסף.

בספטמבר 2024 פורסם שבבית החולים אסותא רמת החייל תבוצע השתלת קוצב לב בהליך צנתורי מוורידי הגפיים ללא צורך בניתוח. קוצב הלב מותקן ומקובע ישירות בעלייה הימנית של הלב.

עקרון הפעולה

קוצב לב מלאכותי קבוע

קיצוב לב מלאכותי קבוע מתבצע על ידי הנחת מוליכים (leads) בין הלב לבין מכשיר אלקטרוני המושתל בגוף החולה. למוליכים אלו משימה כפולה: זיהוי קצב הלב הטבעי (אם קיים), וגירוי חשמלי מתאים כדי להגיע לקצב לב מספק.

חולים שבגופם מושתל קוצב לב מלאכותי נתונים תחת מעקב רופא. במסגרת מעקב זה מתבצעת בדיקה שבה יכול הרופא לתשאל את המכשיר ולברר פרטים על מצב החולה ומצב קוצב הלב. קוצבי לב מצוידים בסוללה בעלת אורך חיים סופי (של עד עשר שנים, למשל). במסגרת המעקב שמתבצע אחרי מצב החולה והקוצב קובעים את מועד החלפת הסוללה (למעשה מחליפים את הקוצב כולו).

קוצב לב טבעי ומלאכותי

כדי שהלב יוכל לפעום – להתכווץ ולהתרפות, צריכים תאי השריר הבונים את העליות להתכווץ ולהתרפות יחד, וכן תאי השריר של החדרים מתכווצים ומתרפים ביחד.

לפעולה מאומצת זו של הלב אחראי אזור קטן בלב, הנקרא קוצב לב. קוצב לב הוא קבוצה של תאים מיוחדים השולחים לשריר הלב אותות חשמליים. האותות החשמליים הללו גורמים לכך שכל התאים בעליות יתכווצו ויתרפו באותו הקצב. אחרי עיכוב זמן קצר הנגרם על ידי תאים מיוחדים, האות החשמלי מגיע לחדרים וגורם להם להתכווץ. הכיווץ הזה מתחיל מתחתית החדר ובכך סוחט את הדם החוצה לעורקים. קוצב הלב מאפשר ללב לעבוד באופן עצמאי, מבלי לקבל פקודות מהמוח, כמו מיכשור חשמלי הפועל על סוללות.

אצל אנשים מבוגרים מתעוררות לעיתים בעיות בפעולתו של קוצב הלב, ואז חלה הפרעה בקצב הלב ומשתבשת פעולתו. הפרעת קצב עלולה לשבש לחלוטין את פעולת הלב והיא מהווה סכנה לחיי האדם. הפרעות בקצב הלב מתרחשות ללא התרעה מוקדמת ובכל מקום שהאדם נמצא בו. פותחו מכשירים באמצעותם יכולים אנשים לשלוח הקלטה של הפעילות החשמלים של לבם דרך הטלפון כאשר בצידו השני של הקו יושב רופא, או מומחה אחר, והוא מפענח את ההקלטה ומקבל מידע על תפקוד הלב אצל הנבדק. כשקצב הלב איטי – ניתן להשתיל מכשיר אלקטרוני קטן – קוצב לב מלאכותי. מכשיר זה פועל על סוללות ומייצר אותות חשמליים בקצב קבוע בדומה לקוצב הלב הטבעי. הקוצב המלאכותי מאפשר לאנשים רבים הסובלים מקצב לב איטי לשפר את איכות חייהם.

עד היום חולים עם קוצב לב היו מנועים מלעבור בדיקת MRI, (בדיקה בתהודה מגנטית המשמשת להדמיית הגוף ללא שימוש בקרני רנטגן). במהלך הבדיקה נוצרים שדות מגנטיים חזקים העלולים לסכן את הקוצב ואת המוליכים (Leads) וכן את המטופל מושתל הקוצב. כיום מפותח דור חדש של קוצבים ומוליכים תואמי MRI בשם: SureScan שעברו התאמות המאפשרות ביצוע MRI למטופל נושא קוצב בבטחה.

קוצב לב מלאכותי ודפיברילטור קבוע

חולים אשר נמצאים בסכנה של פרפור פרוזדורים (עליות וחדרים) עשויים להזדקק לקוצב משולב עם דפיברילטור (ICD). זהו מכשיר שבנוסף ליכולתו לתפקד כקוצב לב רגיל, יכול לזהות מצבים בהם זקוק החולה לשוק חשמלי כדי לחזור לפעילות לבבית תקינה. במצב של פרפור (כאשר החדרים מתכווצים מעל קצב מסוים), המכשיר יכול לספק שוק חשמלי. יתרונם של מכשירים אלו לעומת דפיברילטורים חיצוניים הוא שהם מאפשרים לחולה חופש תנועה ואינם גורמים לכוויות בדרך כלל.

קוצב חיצוני

קוצבי לב חיצוניים משמשים לייצוב ראשוני של חולה. קיצוב חיצוני מתבצע על ידי הנחת שני מגעים על בית החזה. כאשר מעבירים זרם חשמלי בין שני מגעים אלו, יוצרים גירוי חשמלי בשרירי בית החזה, ובכלל זה שריר הלב. גירוי זה גורם להתכווצות שריר הלב ומאפשר פתרון זמני עד השתלת קוצב לב מלאכותי קבוע. קוצבי לב חיצוניים אינם יעילים כמו קוצב לב שמשתמש במוליכים כדי לקצוב את הלב ישירות. הם גם גורמים לתחושת אי-נוחות כיוון שהם גורמים להתכווצות כל שרירי בית החזה.

סינכרון מחדש של התכווצות החדרים

ישנם סוגים רבים של קוצבי לב מלאכותיים. אחת ההתפתחויות נוגעת לסינכרון מחדש של התכווצות שני החדרים (Cardiac Resynchronization Therapy - CRT). במקרים של פגיעה בקיצוב הטבעי של הלב משתנה אופי התכווצות הלב. שני החדרים מתכווצים בצורה מעט לא טבעית, כיוון שהאות החשמלי שגורם לגירוי אינו מתפשט באותו אופן כמו האות הטבעי. CRT משתמש בחוט מוליך נוסף כדי לגרום לאות אשר פועל באופן דומה לאות הקיצוב הטבעי. התוצאה היא התכווצות יעילה יותר של הלב. CRT נמצא כמועיל מאוד לחולים מסוימים, במיוחד כאלו עם אי-ספיקת לב קשה.

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא קוצב לב בוויקישיתוף

• ארז גרטי, השתלת קוצב לב, במדור "מאגר המדע" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 19 פברואר 2012
• עדנה אברמסון, נא להכיר: מכשירי הדור הבא שיצילו את הלב שלכם, באתר ynet, 3 באפריל 2014
• science/pacemaker-natural-cardiac קוצב לב, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)