В 1849 году два немецких физиолога, Карл Людвиг и Мориц Хоффа, провели эксперимент, заключавшийся в пропускании сильного электрического тока через сердце живой собаки. К их удивлению, мощные сокращения сердечной мышцы прекратились, и им на смену пришло странное трепыхание, нарушившее циркуляцию крови и убившее животное. Это была фибрилляция желудочков, но значимость сделанного ими наблюдения раскрылась лишь несколько десятилетий спустя, когда электрификация крупных городов породила неизвестный ранее страх умереть от удара электрическим током — причем страх этот был крайне преувеличен, так как случаев смерти, связанных с газовым освещением, было гораздо больше. Мало что было известно о механизме наступления смерти в результате поражения током, и ученые принялись изучать, как именно наступает смерть в данном случае, а также можно ли этот процесс обратить.
В начале 1890-х годов два ученых из Женевского университета, Жан-Луи Прево и Фредерик Бателли, сделали полезное открытие. Они повторили эксперимент Людвига и Хоффа, однако вместо того чтобы просто смотреть, как умирает их подопытная собака, они умудрились вернуть ее к жизни. Они обнаружили, что повторный удар током гораздо более высокого напряжения устраняет фибрилляцию сердца — то есть происходит дефибрилляция. Их опыт десять лет спустя повторила в США Луиз Робинович, физиолог, настолько увлеченная данным вопросом, что, пока она готовила докторскую диссертацию, не один кролик погиб от удара электрическим током. Она первой указала на то, что используемые для проведения дефибрилляции электроды следует прикладывать только к грудной клетке, чтобы избежать повреждения деликатных тканей мозга, и даже разработала портативный дефибриллятор, чтобы им можно было пользоваться в каретах «Скорой помощи». Это был самый настоящий прорыв, однако ее работа в медицинских кругах осталась практически незамеченной: то ли потому, что она была женщиной, то ли из-за ее характера: Робинович считали выскочкой.
К 1925 году про ее работу уже было совсем позабыли, но вдруг руководители одной крупной американской электроэнергетической компании встревожились из-за череды смертей своих сотрудников во время работы на высоковольтных линиях передачи и попросили ученых из медицинской школы Джона Хопкинса заняться этой проблемой. Сделанное ими заключение подтвердило полученные тридцатью годами ранее выводы Прево и Бателли: если собаку ударить током примерно в 110 вольт, то у нее начинается фибрилляция желудочков. Ее можно устранить, если провести через сердце гораздо более мощный разряд — они использовали ток напряжением 2200 вольт. После такого разряда сердце на насколько секунд замирало, а потом возвращалось к своей нормальной работе. Один из этих ученых, Уильям Кувенховен, создал дефибриллятор, чтобы при необходимости иметь возможность давать человеку такой разряд. Судя по всему, он даже не догадывался, что Робинович уже сделала это двадцатью годами ранее.
Дефибриллятор Кувенховена и кардиостимулятор Хаймана, изобретенные в начале 1930-х годов, на первый взгляд выглядели похожими устройствами, так что очень важно подчеркнуть разницу между ними. Каждый из приборов использовал электричество для стимуляции сердцебиения, однако они выполняли кардинально разные функции. Я уже сравнивал синусовый узел с дирижером оркестра, участниками которого выступают мышечные волокна сердца, так что давайте вернемся к этой аналогии и немного ее продолжим. Представьте, что в самом разгаре концерта дирижер бросает свою палочку и уходит со сцены. Лишенные ритма, которому нужно следовать, музыканты прекращают играть, и музыка замолкает. Они оказываются в состоянии музыкальной асистолии — ничего не происходит. Ситуацию решает спасти кто-то из зрителей — он достает метроном, ставит его у дирижерского пульта и запускает. Музыкантам именно это и нужно, чтобы снова заиграть: громкому и монотонному тиканью метронома, может, и недостает изящной и тонкой работы настоящего дирижера, однако этого вполне достаточно, чтобы музыка продолжалась. Подобно метроному, кардиостимулятор Хаймана создавал тот искусственный ритм, которому могут следовать мышечные волокна сердца.
Дефибриллятор же предназначен для борьбы с совсем иной проблемой: фибрилляцией желудочков, при которой мышечные волокна полностью теряют координацию и начинают сокращаться в хаотичном порядке. В данном случае проблема уже не в дирижере: оркестр не замолкает, но, потеряв концентрацию, начинает бесконтрольно импровизировать. Вместо слаженной игры каждый музыкант начинает исполнять что-то свое, начинается оглушающая какофония, и на отчаянные жесты дирижера, пытающегося образумить музыкантов, внимания никто уже не обращает. Внезапно раздается оглушительный взрыв, и вспышка света ослепляет оркестр: кто-то из зала запустил фейерверк. Ошарашенные музыканты замолкают. Какое-то время в зале царит тишина, и дирижер понимает, что теперь он завладел всеобщим вниманием. В результате ему удается продолжить организованное выступление своего оркестра. Дефибриллятор Кувенховена, подобно тому фейерверку, устраивает сердцу хорошую встряску: высоковольтный разряд электричества прекращает на секунду всю мышечную активность, позволяя естественному ритму сердца вновь установиться.
Если вы насмотрелись фильмов и сериалов про врачей, то наверняка ошибочно думаете, что с помощью дефибриллятора можно запустить остановившееся сердце в любой ситуации. Нам всем прекрасно знакома подобная сцена: пациент без сознания лежит в палате интенсивной терапии, а вокруг все стоят с обеспокоенными лицами. Внезапно срабатывает сигнал тревоги, и камера делает крупный план на кардиомонитор, где несколько хаотичных движений сменяются прямой линией, а вместо регулярного «бип-бип-бип» начинает звучать монотонное «би-и-и-и-и-и-и». Медики сразу активизируются, прикрепляют электроды дефибриллятора на грудь пациенту, кричат: «Разряд!», и тело пациента подскакивает от сильного удара током. Как правило, демонстрируется сначала несколько неудачных попыток, чтобы максимально повысить напряжение ситуации, но потом сердце начинает биться снова, и все с облегчением вздыхают.
Такой сценарий не просто банален, он еще и неправдоподобен. Любой врач знает, что с помощью дефибриллятора можно обратить только некоторые виды аритмии и асистолия, для которой как раз характерна прямая линия на ЭКГ, к ним не относится, так что дефибрилляция в данном случае никак не поможет
[20]. С другой стороны, более распространенную фибрилляцию желудочков можно остановить с помощью электрошока, так что в подобных ситуациях дефибриллятор, как правило, помогает восстановить нормальный сердечный ритм.
Работа Кувенховена привлекла внимание Клода Бека, торакального хирурга из Кливленда. Как и большинство представителей своей профессии, он был хорошо знаком с проблемой фибрилляции желудочков — она иногда возникала, когда к сердцу притрагивались руками. Тем, кому не повезло и не удалось столкнуться с данным осложнением, оставалось лишь беспомощно наблюдать за отчаянным трепыханием сердечной мышцы: они были не в состоянии восстановить ее естественный ритм. В таком хаотичном режиме работы сердце способно пропускать через себя лишь малую часть обычного объема крови, и поэтому несколько минут спустя пациент умирал.
