Katarzyna Pogorzelczyk1, Daniel Ślęzak1, Przemysław Żuratyński1, Marlena Robakowska2, Anna Tyrańska-Fobke1, Piotr Robakowski1, Piotr Holajn1

1 Katedra i Klinika Medycyny Ratunkowej, Pracownia Ratownictwa Medycznego, Wydział Nauk o Zdrowiu z Oddziałem Pielęgniarstwa i Instytutem Medycyny Morskiej i Tropikalnej, Gdański Uniwersytet Medyczny, Gdańsk, Polska

2 Zakład Zdrowia Publicznego i Medycyny Społecznej, Wydział Nauk o Zdrowiu z Oddziałem Pielęgniarstwa i Instytutem Medycyny Morskiej i Tropikalnej,
Gdański Uniwersytet Medyczny, Gdańsk, Polska

Streszczenie

Początek prac badawczo-naukowych nad defibrylacją, kontynuowany w późniejszych czasach przez zarówno naukowców jak i klinicystów z całego świata, datuje się jednak na przede wszystkim XVIII wiek – określany mianem początków defibrylacji. Za pierwszych konstruktorów urządzenia do defibrylacji uznaje się kardiologa Alberta Hymana oraz inżyniera elektryka C. Henry’ego Hymana. Ich wynalazek z 1932 roku określa się początkiem prac nad automatyzacją AED. Wiek XX jest dedykowany dalszym pracom nad rozwojem dziedziny defibrylacji. Wraz z postępem technologicznym metoda defibrylacji oraz zaawansowanie inżynieryjne aparatur defibrylatora rozpowszechnia się.

Historyczne wzmianki na temat pozytywnych skutków oddziaływania energii elektrycznej na organizm żywy datowane są już na czasy starożytne. Przykład nieokreślonego do końca w jasny sposób powiązania wyładowania elektrycznego oraz nagłego polepszenia się stanu zdrowia człowieka zawarty jest również w Biblii. Początek prac badawczo-naukowych nad defibrylacją, kontynuowanycxh w późniejszych czasach zarówno przez naukowców, jak i klinicystów z całego świata, datuje się na XVIII wiek – określany mianem początków defibrylacji.

Luigi Galvani, włoski lekarz, fizjolog oraz fizyk, powszechnie znany jako ojciec badań elektrofizjologicznych, w 1771 roku dokonał odkrycia, po dzień dzisiejszy wykorzystywanego w świecie medycyny. Poprzez oddziaływanie prądem elektrycznym na mięśnie spreparowanych wcześniej kończyn żab, zauważył istnienie zjawiska fizjoloficzno-elektrycznego w tkankach zwierzęcych. Wyniki swoich badań, w dwudziestą rocznicę odkrycia opublikował w „De Viribus Elictricitatis in Motu Musculari Commentarius” [1-3].

Równocześnie do działań Galvaniego duński weterynarz Abildgaard, eksperymentując na kurczakach, dokonał takiego samego odkrycia. Pierwsze wyładowanie zastosowane na zwierzęcym modelu (kura) doprowadziło do zgonu, powtórne zaś ożywiło zwierzę i spowodowało jego ucieczkę oraz zaprzestanie kontynuacji badań [4].

Przełom w postępie prac nad wpływem prądu elektrycznego na organizmy żywe nastąpił w 1899 wraz z dokonaniem L. Prevosta oraz F. Batelliego. Uczeni – fizjolodzy, stacjonujący na uniwersytecie genewskim, poprzez liczne eksperymenty dowiedli (grupę badaną stanowiły psy oraz koty), iż prąd o wysokim natężeniu przywraca prawidłowy rytm zatokowy, zaś prąd o natężeniu niskim powoduje migotanie komór [5, 6].

Badania kontynuowano w XX w. Po raz pierwszy kadra badawcza, stacjonująca na uniwersytecie w Cleveland, przeprowadziła na modelu eksperymentalnym badania potwierdzające wcześniejsze dokonania świata naukowego [6, 7].
Rok 1914,
a dokładniej prace wykonane przez brytyjskiego fizjologa George’a R. Minesa, również potwierdził wpływ energii elektrycznej na organizm żywy. Główną obserwacją badania było bezpośrednie powiązanie zastosowania wstrząsu prądem oraz wystąpienia migotania komór. Przeprowadzone zostało na modelu zwierzęcym – króliku [8].

Wiek XX to również czas pierwszych prac mających na celu wykorzystanie zaobserwowanych i potwierdzonych do tej pory skutków oddziaływania prądu elektrycznego na organizm żywy. Za pionierów prac konstruktorskich w tej dziedzinie uznaje się kardiologa Alberta Hymana z Beth Davis Hospital w Nowym Yorku, a także inżyniera elektryka C. Henry’ego Hymana. W 1932 roku skonstruowali oni urządzenie „Hyman Otor”. Założenie techniczne było niezwykle proste – połączono transformator prądu z przewodem zakończonym stalową igłą. W sytuacji wystąpienia migotania komór igłę wprowadzano przez pierwszą przestrzeń międzyżebrową do prawego przedsionka, wyzwalając następnie silny impuls. Potwierdzono skuteczności kliniczną urządzenia poprzez przetestowanie go na kilku modelach zwierzęcych oraz na jednym modelu ludzkim. Pomimo starań twórców „Hyman Otor”, wynalazek ten nie znalazł poparcia oraz pozytywnych opinii w środowisku lekarskim. Jednak dał początek rozpowszechnieniu terminu „sztuczny rozrusznik serca” [9-11].

Dwa lata wcześniej, w 1930 roku, nastąpił inny, równie ważny, warty odnotowania przełom dla nauki. William Bennett Kouwenhoven, amerykański inżynier, opracował metodę defibrylacji. Jak podaje piśmennictwo, jeszcze jako student, zrealizował on wstępny zarys techniczny urządzenia,
które mogłoby pobudzić akcję serca bez otwierania klatki piersiowej
[12-16].

Kluczowy moment w pracach nad konstrukcją defibrylatora nastąpił w 1947 roku. Po raz pierwszy, w sytuacji krytycznej, zastosowano urządzenie na człowieku. Wykorzystanie metody defibrylacji wewnętrznej przyczyniło się do uratowania ludzkiego życia. Zabiegu dokonał amerykański kardiochirurg i neurochirurg profesor Claude Schaeffer Beck. W trakcie chirurgicznej korekcji kośćca klatki piersiowej 14-letniego chłopca doszło do nagłego zatrzymania krążenia w mechanizmie migotania komór. Następstwem niezwłocznego podjęcia się bezpośredniego, trwającego około 45 minut, wewnętrznego masażu serca było użycie defibrylatora. Poprzedziło to jednak dożylne podanie prokainamidu. Wykorzystany wówczas defibrylator składał się przede wszystkim z dwóch srebrnych elektrod (o wielkości łyżki stołowej). Wyładowanie doprowadziło do powrotu rytmu zatokowego [6, 17, 18].

Pomimo sławy jaką zyskał prof. Beck, a wraz z nim, jego przełomowe wykorzystanie defibrylatora w sytuacji zagrożenia życia, oraz późniejszych, wnikliwych badań możliwości nowego jeszcze w świecie medycznym urządzenia, do lat pięćdziesiątych XX wieku defibrylatory służyły pomocą jedynie w trakcie zabiegów operacyjnych na otwartym sercu [6, 19].

W roku 1955 kolejnego kroku w stronę rozpowszechnienia wykorzystywania defibrylatora dokonał William Kouwenhoven [20, 21]. Natomiast już rok później, w 1956 roku, kardiolog Paul Maurice Zoll podczas udzielania pomocy osobie poszkodowanej (bez otwierania klatki piersiowej) użył już mocniejszego agregatu (do 750 V i o prądzie zmiennym) [6, 22, 23]. Równocześnie na terenie obecnego Kirgistanu dr Eskin i Klimow wykonali przezskórną defibrylację zewnętrzną. Napięcie zastosowane oscylowało powyżej [6, 24].

Doktor Bernard Lown, amerykański lekarz kardiolog, w 1959 roku prowadził liczne badania udoskonalające użycie prądu elektrycznego w leczeniu arytmii serca. Jego dziełem był defibrylator wykorzystujący monofazowy impuls w kształcie sinusoidy (MDS) o napięciu do 1000V i energii 100−200 J [6].

Zespół Lowna oraz badania prowadzone w 1962 roku doprowadziły do utworzenia protokołu defibrylacji. Zakładał on stosowanie wysokich energii do 360 J. Konieczność wprowadzenia takich przepisów podyktowana była wykorzystywaniem przez urządzenie wysokiego prądu szczytowego (50−80 A), co zaś wiązało się z uszkodzeniem podefibrylacyjnym kardiomiocytów [25].

Rok 1965 uznawany jest za rok wprowadzenia przenośnego defibrylatora do składu ambulansów. Do jego wykorzystania w trakcie transportu chorego karetką doszło już niespełna rok później. Prototyp defibrylatora przenośnego ważył 70 kg i był zasilany prądem pochodzącym z akumulatora samochodowego. Postęp technologiczny, towarzyszący rozwojowi defibrylatorów już w 1968 pozwolił skonstruować urządzenie o wadze 3 kg. Rok 1971 to data dokonania pierwszej na świecie defibrylacji przez ratownika medycznego bez obecności lekarza [26, 27].

Koniec XX wieku to przede wszystkim czas badań oraz licznych prac nad konstrukcją automatycznych defibrylatorów zewnętrznych. Osobami odpowiedzialnymi za wprowadzenie pierwszych, a jednocześnie pionierskich urządzeń AED byli Joshua L. Koelker i Jordan M. Blondino. Ich praca przyczyniła się do uratowania życia poszkodowanego chwilę po zdarzeniu, w miejscu, w którym doszło do zatrzymania akcji serca. Zdarzenie to przyczyniło się do rozpowszechnienia oraz rozwoju procesu automatyzacji defibrylacji [28].

Koniec XX wieku kojarzony jest przede wszystkim z diametralnym wzrostem liczby badań nad urządzeniami AED, a także, co za tym idzie, samą defibrylacją. Amerykańskie Towarzystwo Kardiologiczne (AHA), w 1991 roku, wprowadziło tzw. „łańcuch przeżycia” [29]. Pierwotnie był to wykaz kilku podstawowych czynności resuscytacyjnych prowadzących do zwiększenia przeżywalności wśród osób, u których wystąpiło nagłe zatrzymanie krążenia (NZK).

Ostatnie lata XX wieku to czas, w którym głównym celem projektów badawczych stała się minimalizacja uszkodzeń mięśnia sercowego jako konsekwencji po użyciu defibrylatora. W tym celu wykorzystywano trapezoidalny impuls dwufazowy (BTE) [6,30]. Dodatkowymi, zalecanymi protokołami, wykorzystywanymi wśród defibrylatorów z impulsem BTE były:

• protokół defibrylacji niskoenergetycznej w sekwencji 150-150-150 J,

protokół defibrylacji wysokoenergetycznej 200-200-360J [31].

Wspomniany wyżej impuls dwufazowy zastosowany został również w kardiowerterach-defibrylatorach (ICD).

Wraz z rosnącą siłą oraz znaczeniem defibrylacji w procesie opieki medycznej osób z zatrzymaniem akcji serca, AED za sprawą ogólnoświatowego programu powszechnego dostępu do defibrylacji, stawało się coraz częstszym zjawiskiem w warunkach pozaszpitalnych [30].

Rok 2000 to rok przełomu w pracach nad udoskonalaniem aparatur zewnętrznych. Wtedy to firma Zoll, wprowadziła na rynek, opracowany specjalnie dla AED, prostokątny impuls dwufazowy – RLB. Działanie to przyczyniło się do znacznej minimalizacji negatywnych konsekwencji zastosowania AED – poparzeń skóry a przede wszystkim – zredukowało to liczbę wystąpień podefibrylacyjnych dysfunkcji serca. Zarówno AHA, jak i ILCOR wobec nowego rozwiązania wystosowały pozytywne opinie. Przyczyniło się to także do wprowadzenia wynalazku jako „Guidelines 2000” do protokołu resuscytacji RLB [6].

Dostęp do defibrylatora, z założenia, w przypadku wystąpienia NZK w warunkach pozaszpitalnych, winien być jak najszybszy. Zgodnie z obowiązującymi wytycznymi resuscytacji ustanowionymi w 2010 roku, AED powinno być zlokalizowane w miejscu, gdzie ryzyko nagłego zatrzymania krążenia (NZK) występuje przynajmniej jeden raz na 2 lata [37]. U poszkodowanych, u których określono wysokie ryzyko komorowych zaburzeń rytmu serca, środowisko medyczne zaleca chirurgiczne wszczepienie kardiowertera-defibrylatora. Metoda ta określana jest obecnie mianem jedynej udokumentowanej metody przedłużającej życie chorego.

Aparatury automatycznego defibrylatora zewnętrznego, oferowane na rynku medycznym, są urządzeniami korzystającymi z elektrod wewnątrzsercowych. Poza kwestią udzielania pomocy w miejscu zaistnienia NZK, AED współpracują także z jednostkami sterującymi. Współczesne defibrylatory, skierowane do użytki pozaszpitalnego, są kompletnymi systemami terapeutycznymi. Poza funkcją podstawową – zastosowaniem defibrylacji u osoby poszkodowanej, umożliwiają one stymulowanie, a także monitorowanie sytuacji oraz stanu zdrowia pacjenta [33].

W skład standardowy aparatury AED zalicza się: moduł analizująco-defibrylujący (wraz z dołączoną baterią lub akumulatorem), dwóch jednakowych, oddzielnych elektrod bądź też jednej analizująco-defibrylującej elektrody, kabli łącznikowych, a także składowych dodatkowych, m.in. instrukcji obsługi, rękawiczek, maszynek do golenia czy też maski do wentylacji [34–36].

Obecnie, na rynku, spotkać można kilkunastu różnych producentów defibrylatorów zewnętrznych. Oferują oni zbliżone do siebie konstrukcyjnie aparatury. Różnice występujące pomiędzy nimi wynikają przede wszystkim z innowacyjności popartej konkurencją. Brak jednolitości urządzeń jest zatem główny powodem występowania utrudnień podczas procesów szkoleniowych, a także późniejszego korzystania z aparatury w życiu codziennym. Za skutecznym oraz bardziej powszechnym dostępem do defibrylacji stoi zatem konieczność ich ujednolicenia. Poza kwestiami technicznymi, aspektem wartym zwrócenia uwagi jest określenie jednolitych standardów związanych z wyglądem zewnętrznym AED [36].

AED W POLSCE

Rozwój technologiczny AED przyczynił się do wzrostu jego rozpoznawalności oraz powszechności, wpływając jednocześnie niewątpliwie na wskaźniki przeżywalności NZK nie tylko w Polsce, ale również za granicą. Szczególnie zauważalne jest to w krajach Europy Zachodniej, Ameryce Północnej czy dalekiej Azji – Japonii.

Sama instalacja oraz lokacja aparatury w przestrzeni publicznej nie przyczyni się jednak do 100% wykorzystania możliwości stawianych przez automatyczne defibrylatory. Edukacja, kampanie społeczne, a więc zwiększanie poziomu świadomości na temat zalet płynących z wykorzystania tych urządzeń w przypadku podejrzenia NZK w warunkach pozaszpitalnych, są nieodłącznym elementem działań na rzecz dalszego zwiększania wykorzystywania AED i każdorazowo stanowi integralny element kolejnych instalacji aparatury w przestrzeni miejskiej [38, 39]. Celem jest ugruntowanie wiedzy na ten temat i zwiększanie rozpoznawalności AED przez obywateli [40, 41].

Współcześnie nie stosuje się żadnej formy regulacji prawnych mówiących o konieczności instalacji tejże aparatury w przestrzeni publicznej. Mimo to, w 2000 roku rozpoczęto krajowe prace nad projektem PAD, czyli Programem Powszechnego Dostępu do Defibrylacji, podobnie jak miało to miejsce na terenie innych państw Europy [43].

W celu osiągnięcia jak najlepszych wyników skojarzonych z inwestycją lokowania pozaszpitalnych defibrylatorów, jak już wcześniej zostało wspomniane, należy skupić się także na akcjach edukacyjnych oaz promocyjnych z zakresu pierwszej pomocy przy wykorzystaniu AED. PAD swoim zasięgiem obejmuje szereg działań towarzyszących. W jego ramach znajdują się przede wszystkim upowszechnianie w społeczeństwie wiedzy na temat AED oraz skutków jego użycia w przypadku zagrożenia życia i zdrowia [44, 45].

Pierwszym polskim projektem realizowanym w ramach było wprowadzenie wersji pilotażowej w 2003 roku, programu Orlen Pierwsza Pomoc. Zakładał on przeprowadzenie kursu pierwszej pomocy przedmedycznej, do którego przystąpiło 130 pracowników koncernu. Etap drugi przyczynił się do instalacji aparatury oraz kontynuacji szkoleń kadry. Inicjatywą objętych zostało 9 stacji paliw usytuowanych przy najbardziej ruchliwych drogach w granicach Polski [45]. Obecnie polityka promująca wykorzystanie AED prowadzona jest przede wszystkim w ramach działań jednostek samorządu terytorialnego (JST). Corocznie do gminnie realizowanych działań wynikających z akcji Budżet Obywatelski zgłaszane są pomysły stanowiące o zakupie oraz instalacji na terenie JST/miasta kolejnych to defibrylatorów. Przykładem może być Gdańsk oraz edycja z roku 2018, podczas której zrealizowano pomysł mówiący o zakupie kolejnych 10 sztuk AED.

Dodatkowo, od kilku lat, największe spółki – te działające w zakresie przewozów kolejowych zarówno krajowych, jak i regionalnych, angażują się w proces instalacji defibrylatorów w najnowszych składach pociągów oraz na najbardziej popularnych trasach, dbając tym samym o bezpieczeństwo swoich pasażerów. Przykładem może być PKP Intercity. Spółka, od 2016 roku, w każdym ze składów Express Intercity Premium ulokowała defibrylator AED plus – aparaturę półautomatyczną. Koszt inwestycji – zakupu 20 sztuk AED wraz z koniecznym oprzyrządowaniem wyniósł ponad 117 tysięcy złotych [46].

Jednym z czołowych działań obecnie realizowanych w ramach PAD jest utworzenie w 2009 portalu RatujzSercem.pl [47], a także powołanie do życia w 2014 roku Fundacji Ratuj Życie [48]. Pierwsza ze wspomnianych witryn dąży do utworzenia mapy z potwierdzonymi lokalizacjami zainstalowanych AED w granicach Polski. Druga powyżej przywołana forma działań – fundacja, jest, podobnie jak RatujzSercem.pl, jednym z głównych krajowych propagatorów umieszczania kolejnych AED w przestrzeni pozaszpitalnej, a także wykorzystywania ich w przypadku zagrożenia życia i zdrowia osoby, u której wystąpiło NZK. Fundacja ta poza realizacją podstawowych zadań w ramach systemu PAD, jest krajowym podmiotem odpowiedzialnym za jedyną, jak do tej pory działającą na terenie Polski, aplikację informującą o dostępie do najbliższego defibrylatora zewnętrznego, a także wskazówkach technicznych podczas udzielania pomocy przedmedycznej z wykorzystaniem AED. Staying Alive, bo tak nazywa się owa aplikacja, podobnie do portalu RatujzSercem.pl, wykorzystuje mapę ze zlokalizowanymi oraz zweryfikowanymi na jej powierzchni defibrylatorami zewnętrznymi. W odróżnieniu jednak do portalu, aplikacja wykorzystuje aktualne położenie GPS, pokazując jednocześnie najbliższy użytkownikowi punkt z AED. Dodatkowe atuty to możliwość wykorzystywania Staying Alive również poza granicami kraju (dostęp do aplikacji jest międzynarodowy, działa ona na całym świecie), a także udogodnienia w postaci krótkiego, zawartego w jej funkcjach, przypomnienia zasad pierwszej pomocy przedmedycznej oraz wskazówek dotyczących udzielania takowej pomocy, wyświetlanych w odpowiedniej kolejności, w formie graficznej zdecydowanie ułatwiającej ich odbiór. Aplikacja ta jest darmowa, dostępna na telefony zarówno z systemem Android, jak i iOS [48]. Co warto także dodać, Staying Alive powstała dzięki firmie Prophone we współpracy z Polską Radą Resuscytacji [48].

Od momentu wprowadzenia PAD na teren Polski, pomimo powszechnej opinii o jego początkowym stadium rozwoju po blisko 18 latach od rozpoczęcia prac – zauważalny staje się rozrost licznych inwestycji instalacji AED w przestrzeni publicznej. Posiadając wyniki ówczesnych działań oraz projektów – nie tyle samych kolejnych lokalizacji AED w granicach kraju, co działań dodatkowych o charakterze promocyjnym i edukacyjnym, oraz bazując na doniesieniach zagranicznych, społeczeństwo polskie ma coraz większą świadomość i wiedzę na temat pozytywnych konsekwencji wynikających z wykorzystania w przypadku wystąpienia NZK w warunkach pozaszpitalnych automatycznych defibrylatorów zewnętrznych.

Konflikt interesu

Autorzy deklarują brak konfliktu interesów.

Piśmiennictwo na str. 36

Autor korespondujący

Daniel Ślęzak

Katedra i Klinika Medycyny Ratunkowej,
Pracownia Ratownictwa Medycznego,
Wydział Nauk o Zdrowiu z Oddziałem Pielęgniarstwa
i Instytutem Medycyny Morskiej i Tropikalnej,
Gdański Uniwersytet Medyczny,
Gdańsk, Polska

e-mail: slezakdaniel@wp.pl

Nadesłano: 06.07.2018

Zaakceptowano: 08.08.2018