Întrebare:
Am un pacemaker care a fost implantat acum opt ani. La ultimul meu examen, medicul mi-a spus că bateria mea de stimulator cardiac scade și va trebui să fie înlocuită în următoarele șase luni. Bine, mă așteptam ca acest lucru să se întâmple la un moment dat. Dar medicul meu spune că, în loc să introducă doar o baterie nouă, întregul stimulator cardiac trebuie să fie eliminat și un altul nou introdus. Asta pare a fi o risipă. De ce nu poate înlocui bateria din stimulatorul cardiac deja, sau chiar mai bine, așezată într-o baterie reîncărcabilă cum ar fi cea de pe iPhone?
Răspuns: Aceste întrebări sunt foarte bune. Să începem prin revizuirea pe scurt a ceea ce este un pacemaker și ce face. Apoi ne vom adresa direct întrebările dvs. specifice despre bateriile cu stimulator cardiac.
Stimulatoare cardiace - O revizuire rapidă
În mod obișnuit, scopul unui stimulator cardiac este de a preveni simptomele de sindromul sinusurilor bolnave sau de blocarea inimii , condiții care vă pot încetini ritmul cardiac suficient pentru a produce simptome (cum ar fi ușurința , palpitații sau sincopă ).
Un stimulator cardiac este alcătuit dintr-un computer mic, dar sofisticat, instrucțiuni software pentru acel computer, diverse componente electronice delicate și o baterie - toate închise într-un recipient metalic mic. (Stimulatorul tipic astăzi are dimensiunea unei bucăți de 50 de cenți și de aproximativ trei ori mai gros.) Stimulatoarele cardiace sunt, de obicei, implantate sub piele, chiar sub coloana claviculei, și sunt conectate prin cabluri sau fire izolate la cardiac camere.
Stimulatorul cardiac vă monitorizează ritmul inimii, bate-by-beat, și ia decizii moment-to-moment cu privire la faptul dacă ar trebui sau nu să-și atingă ritmul inimii. Dacă ritmul cardiac scade sub o valoare prestabilită, acesta "trece" prin trimiterea unui mic impuls electric către inimă prin intermediul plumbului, stimulând astfel inima ta să bată.
Inginerii care proiectează stimulatoarele cardiace au trebuit să rezolve mai multe probleme dificile, una dintre cele mai dificile fiind cum să mențină pacemakerul funcționând perfect, în interiorul corpului uman, timp de mai mulți ani.
Corpul uman este un loc incomod pentru un stimulator cardiac
Interiorul corpului uman este un loc cald, umed și sărat - un mediu foarte ostil pentru orice dispozitiv electronic. Deci, printre altele, un stimulator cardiac trebuie să fie etanșat ermetic (pentru a menține umezeala și fluidele corporale), iar componentele electronice delicate trebuie proiectate să supraviețuiască și să funcționeze în acest mediu ostil pentru o perioadă lungă de timp. Inginerii au devenit foarte buni în construirea acestor dispozitive pentru a dura mai mulți ani, iar rata de eșec pentru stimulatoare cardiace, în general, este cu mult sub 1% după cinci ani de utilizare.
Este extrem de important ca stimulatoarele cardiace să fie etanșate ermetic pentru a proteja aceste dispozitive de mediul ostil în care acestea trebuie să funcționeze. Dacă se pot deschide stimulatoarele cardiace astfel încât bateria să poată fi înlocuită, etanșarea ermetică ar fi imposibilă. În schimb, bateria trebuie să fie etanșată permanent în dispozitiv, împreună cu toate celelalte componente electronice delicate.
Acest lucru explică de ce este imposibil să faceți stimulatoare cardiace cu baterii înlocuibile.
De ce nu sunt reîncărcabile bateriile cu stimulator cardiac?
Tehnologia pentru reîncărcarea bateriilor fără fir (un proces cunoscut și sub denumirea de încărcare inductivă) a fost în jur de câteva decenii, iar acum puteți achiziționa încărcătoare wireless pentru telefoanele mobile.
Deci, de ce companiile cu stimulatoare cardiace nu construiesc stimulatoare cardiace reîncărcabile?
Este posibil să fiți surprinși să aflați că stimulatorii implantabili originali din 1958 aveau acumulatori reîncărcabili nichel-cadmiu (NiCad), iar majoritatea oamenilor credeau că utilizarea bateriilor reîncărcabile ar fi întotdeauna necesară pentru dispozitive electronice implantabile.
Aceste stimulatoare cardiace au fost reîncărcate prin menținerea unei bobine inductive împotriva pielii, în apropierea stimulatorului cardiac, timp de mai multe ore. Această procedură trebuia repetată la fiecare câteva zile.
Stimulatoarele cardiace reîncărcate au eșuat în cele din urmă din două motive. În primul rând, chiar dacă sunt reîncărcabile, bateriile NiCad au o durată de viață relativ scurtă, astfel încât acești stimulatori au trebuit să fie înlocuiți adesea.
Dar, probabil, mai important, cu natura umană fiind ceea ce este, oamenii cu stimulatori ocazional nu au reîncărcat dispozitivele lor în conformitate cu programul riguros care le-a fost impus. Avocații au informat companiile de pacemaker că, dacă un pacient a suferit un rău pentru că pacemaker-ul său a încetat să funcționeze - fie că eșecul a fost vina companiei, fie că pacientul a neglijat reîncărcarea dispozitivului - procesele ulterioare ar putea produce faliment.
În câțiva ani s-au dezvoltat baterii cu mercur-zinc care ar putea menține un stimulator cardiac de până la doi ani. Curând, după aceea, s-au dezvoltat baterii cu iodură de litiu, care puteau acționa un stimulator cardiac cu mult mai mult timp: de la 5 la 10 ani. Deci nevoia presantă de stimulatoare cardiace reîncărcabile sa diminuat, în timp ce amenințarea iminentă a proceselor nu a făcut-o.
Datorită atât progreselor tehnologice, cât și profesiei de avocat, stimulatoarele cardiace reîncărcabile au fost abandonate rapid.
De ce nu pot face ca bateriile cu stimulatoare cardiace să dureze mult mai mult decât le fac acum?
De fapt, ar putea face baterii cu stimulatoare cardiace care durează mult mai mult decât acum. De fapt, in anii 1960 si 1970, cateva companii de stimulatoare cardiace au facut stimulatoare de energie nucleare care au fost alimentate de plutinium-238 - care au un timp de injumatatire de 87 de ani - astfel ca aceste stimulatoare cardiace au fost garantate practic sa nu se termine din "suc" în timpul vieții pacientului. Într-adevăr, câțiva dintre acești stimulatori cardici ar putea fi încă în funcțiune astăzi.
Au existat unele probleme evidente cu stimulatorii nucleari: în primul rând, plutoniul este o substanță foarte toxică și, chiar dacă o cantitate minusculă scurgeri în sânge, moartea ar urma rapid. Și pentru că plutonia este, evident, o substanță de mare interes pentru autoritățile de reglementare (și chiar și pentru elementele mai întunecate ale civilizației noastre), oamenii cu aceste stimulatoare cardiace s-au confruntat cu probleme, de exemplu, atunci când au încercat să călătorească în străinătate. Medicii care au implantat aceste dispozitive au fost obligați, în temeiul unui regulament impus de Comisia de Reglementare Nucleară, să recupereze stimulatoarele cardiace la moartea pacientului, care (deoarece pacienții se îndepărtează și medicii se pensionează) s-au dovedit a fi complet nepractici.
Există, de asemenea, o problemă mai puțin evidentă cu stimulatoarele cardiace ale căror baterii durează "pentru totdeauna." Faptul este că toate dispozitivele electronice nu reușesc în cele din urmă componentele electronice să se rupă sau pur și simplu să se uzeze. previzibil. După cum ați afirmat dumneavoastră, medicul dumneavoastră știe că bateria stimulatoarelor cardiace va eșua în următorul an sau așa și, prin urmare, planifică o înlocuire a stimulatorului stimulator la dispoziția dumneavoastră, dar dacă stimulatorul cardiac ar eșua deoarece una dintre alte sute de componente electronice din cadrul acestuia au încetat brusc să funcționeze ... Ei bine, eșecul stimulatorului ar putea fi catastrofal, ar putea să oprească brusc ritmul de stimulare, fără nici un avertisment - și ați putea suferi un rău mare.
Dacă companiile au început să construiască stimulatoare cardiace ale căror baterii au durat mult mai mult de 5-10 ani, cu tipurile de componente electronice care există astăzi, prea multe stimulatoare cardiace ar suferi un eșec brusc, catastrofal. Mai degrabă, stimulatoarele cardiace sunt proiectate astfel încât prima componentă care este probabil să "eșueze" este bateria și, din moment ce "eșecul" poate fi anticipat înainte de timp, dispozitivul poate fi înlocuit înainte de a înceta să funcționeze complet.
Este posibil, bineînțeles - și chiar probabil - ca în viitor, alte componente electronice necesare pentru construirea stimulatoarelor cardiace să fie făcute care sunt în mod substanțial mai robuste fără a fi prohibitiv de costuri. Când vine ziua, inginerii pot proiecta baterii care vor dura mult mai mult decât au făcut astăzi.
Dar, prin tehnologia de azi, un pacemaker care durează 5-10 ani se dovedește a fi "locul dulce" al ingineriei - deocamdată.
Un cuvânt din
Stimulatoare cardiace sunt o minune a ingineriei și eficiența și fiabilitatea lor s-au îmbunătățit enorm, deoarece aceste dispozitive au fost inventate pentru prima dată. Dar există încă loc pentru îmbunătățire. O mulțime de cercetări și dezvoltări se face de către producătorii de stimulatoare cardiace pentru a dezvolta dispozitive care să fie mai ușor de implantat, sunt chiar mai sigure și vor dura mult mai mult decât astăzi - potențial, pentru viața celui care primește unul.
> Surse:
> Tracy CM, Epstein AE, Darbar D, și colab. 2012 ACCF / AHA / HRS Actualizarea concentrată a liniilor directoare din 2008 pentru terapia bazată pe dispozitive a anomaliilor ritmului cardiac: un raport al Colegiului American de Cardiologie Foundation / American Heart Association Task Force privind liniile directoare de practică și Societatea ritmului cardiac. Circulația 2012; 126: 1784.