В 1970-е людям ставили кардиостимуляторы с плутонием. Что стало со здоровьем пациентов?

10 фото via

В 1973 году двадцатилетней американке поставили кардиостимулятор с плутонием. Через 34 года он всё ещё работал. Батарейку не пришлось менять ни разу, но всё это время рядом с сердцем находился радиоактивный источник.

Врачи наблюдали за такими пациентами десятилетиями.

Зачем сердцу плутоний

В 1958 году швед Арне Ларссон получил первый полностью имплантируемый кардиостимулятор. Через несколько часов прибор отказал, и пришлось ставить запасной. Ларссон дожил до 86 лет и сменил больше двадцати стимуляторов.

Одной из главных проблем были батарейки. Ртутно-цинковых источников конца 1960-х хватало примерно на полтора года. Дальше — новый разрез, замена прибора, риск инфекции. Особенно тяжело это было для молодых пациентов, которым предстояло жить со стимулятором десятилетиями.

Плутоний-238 обещал избавить их от частых операций. В 1970 году во Франции человеку впервые установили стимулятор с таким источником энергии. За следующие два десятилетия атомные приборы получили тысячи пациентов.

На корпусе — знак радиации и обозначение Pu-238. Внутри этой модели Medtronic находился источник со 150 миллиграммами плутония-238

Внутри герметичной капсулы плутоний распадался и выделял тепло. Его превращала в электричество термобатарея: соединения разных материалов давали ток благодаря разнице температур между горячей капсулой и более холодной частью прибора. Электроника посылала слабые импульсы через электроды к сердцу и поддерживала ритм. Никакого реактора и цепной реакции внутри не было.

Период полураспада плутония-238 — 87,7 года. За это время распадается половина исходных атомов, а тепловая мощность падает примерно вдвое. Даже через 35 лет источник сохраняет около трёх четвертей первоначального тепловыделения. Обычной батарейке о таком сроке оставалось только мечтать.

Что показали наблюдения

Опасность плутония зависит от того, где он находится. Если его пыль попадает в лёгкие, радиоактивное вещество облучает ткани изнутри и это смертельно опасно для организма. В стимуляторе плутоний был заперт в капсуле.

Плутоний-238 излучает в основном альфа-частицы, а их, как известно из школьного курса физики, останавливает даже лист бумаги, так что герметичная металлическая капсула и корпус стимулятора задерживали их почти полностью.

Наружу пробивалась лишь слабая примесь гамма-лучей и нейтронов, поэтому тело всё-таки получало небольшую дозу. По оценкам музея радиации ORAU доза для всего тела пациента достигала около 1 миллизиверта в год. Для сравнения: в докладе научного комитета ООН за 2024 год среднее природное облучение оценили в 3 миллизиверта за год. Доза от прибора прибавлялась к этому фону. Ну то есть, как видите, не слишком страшно получается.

В 2006 году хирург Виктор Парсонне и его коллеги подвели итоги американской программы, охватившей больше 31 года. В ней участвовали 139 пациентов, которым установили 164 атомных стимулятора.


Арне Ларссон получил первый имплантируемый кардиостимулятор в 1958 году и прожил после этого ещё 43 года. За его жизнь врачи сменили больше двадцати приборов.

Повышенной частоты злокачественных опухолей врачи не обнаружили: показатели были сопоставимы с данными для людей того же возраста. Большинство пациентов умерли с первоначальным прибором, чаще всего — от болезней сердца. Повторных операций требовалось меньше, чем при обычных стимуляторах.

Из этого не следует, что плутониевые приборы доказали полную безвредность. Группа из 139 человек слишком мала, чтобы уверенно исключить небольшое повышение риска рака. И 31 год — длительность всей программы, а не наблюдения за каждым участником.

Американка из начала статьи тоже была пациенткой Парсонне. В 2007 году он сообщил: ей уже 54 года, тот же генератор работает, женщина ведёт привычную жизнь. При этом её сердце оставалось больным — стимулятор поддерживал ритм, но не устранял последствия порока.

Батарейка работала, прибор старел

Плутоний мог давать энергию десятилетиями, а провода и электроника ломались. В исследовании 1990 года команда Парсонне оценила вероятность безотказной службы источников питания за 15 лет в 99%. Для всей системы вместе с электродами показатель составил 82%.

Врачи из Лилля описали пациента, которому атомный стимулятор помогал 35 лет. Срок отказа старого прибора предсказать не удавалось, поэтому ему заранее установили современный. Когда импульсы прежнего перестали вызывать сокращения сердца, работу обеспечил новый.

За эти годы изменились и возможности лечения. Новые модели научились подстраивать частоту под нагрузку и согласовывать работу предсердий и желудочков. Некоторым владельцам атомных приборов требовалась замена ради этих функций, хотя источник питания ещё исправно давал ток.

Именно здесь история становится интереснее: батарейка могла работать почти всю жизнь, но пациенту задолго до этого мог понадобиться другой стимулятор.


Конструкция первого имплантируемого стимулятора, 1958 год. До появления плутониевых моделей оставалось двенадцать лет

Почему выбрали литий

В 1972 году компания инженера Уилсона Грейтбатча выпустила литий-йодную батарею для имплантируемых стимуляторов. Такие источники со временем обеспечили порядка десяти лет работы — срок зависел от модели и режима стимуляции.

Литий уступал плутонию в долговечности, зато не требовал учёта радиоактивного материала и его возврата специалистам. А при замене пациент мог получить прибор с новыми возможностями. Сама операция от этого, конечно, не становилась желанной.

Атомные модели стоили дороже при покупке. Правда, в программе Парсонне меньшее число повторных операций компенсировало эти расходы. Поэтому объяснять отказ от плутония одной ценой было бы неверно: появились хорошие химические батареи, совершенствовалась электроника, а обращение с радиоактивными источниками оставалось сложным. Последние установки таких стимуляторов относятся к концу 1980-х.

Атомный Medtronic со снятой крышкой. Электроника залита эпоксидной смолой; плутоний из этого музейного экземпляра уже удалён.

Завершающая


Даже после отказа электроники плутоний продолжал выделять тепло. В США после смерти владельца атомный стимулятор полагалось извлечь и передать специалистам. Такие источники принимает программа Лос-Аламосской национальной лаборатории.

Но бывало иначе. В 2011 году жительница Нью-Джерси разбирала вещи умершего родителя и нашла конверт со стимулятором ARCO NU-5. Его установили в 1973-м и извлекли в 1975-м. Следующие 36 лет прибор пролежал дома.

По отчёту ядерного регулятора США, корпус сохранился целым. Медицинский физик забрал находку в тот же день. Источник, рассчитанный на десятилетия работы внутри человека, почти весь этот срок провёл в конверте.


Вот такая история...