Conţinut
- Ce fac stimulatoarele cardiace
- Corpul uman este un loc ostil pentru un stimulator cardiac
- De ce nu sunt reîncărcabile bateriile pentru stimulatoare cardiace?
- De ce nu pot face ca bateriile pentru stimulatoare cardiace să dureze mult mai mult decât fac acum?
Amândouă sunt întrebări bune. Să aruncăm o privire la motivele pentru care dezvoltatorii de pacemaker au construit dispozitive care trebuie aruncate și înlocuite în întregime atunci când bateria se uzează.
Ce fac stimulatoarele cardiace
De obicei, scopul unui stimulator cardiac este de a preveni simptomele de sindrom sinusal bolnav sau blocaj cardiac, afecțiuni care vă pot încetini ritmul cardiac suficient pentru a produce simptome (cum ar fi amețeala, palpitațiile sau sincopa).
Un stimulator cardiac constă dintr-un computer mic, dar sofisticat, instrucțiuni software pentru acel computer, diverse componente electronice delicate și o baterie - toate închise într-un container mic de metal. (Un stimulator cardiac tipic astăzi are dimensiunea unei piese de 50 de cenți și de aproximativ trei ori mai gros.) Pacemakerele sunt de obicei implantate sub piele, chiar sub claviculă și sunt conectate prin cabluri - sau fire izolate - la cardiacă camere.
Pacemakerul vă monitorizează ritmul cardiac, ritm cu ritm, și ia decizii din moment în moment dacă acesta ar trebui sau nu să vă ritmeze inima. Dacă ritmul cardiac scade sub o valoare prestabilită, acesta „ritmează” trimițând un mic impuls electric către inimă prin plumb, stimulând astfel inima să bată.
Inginerii care proiectează stimulatoare cardiace au fost nevoiți să rezolve mai multe probleme dificile, una dintre cele mai dificile fiind cum să păstreze stimulatorul cardiac funcționând perfect, în interiorul corpului uman, timp de câțiva ani.
Corpul uman este un loc ostil pentru un stimulator cardiac
Oricine a vărsat cafea pe laptop știe că fluidele și dispozitivele electronice nu se amestecă. Pacemakerele sunt dispozitive electronice care trebuie să-și petreacă întreaga existență într-un mediu fluid.
De fapt, 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 închis ermetic (pentru a menține umezeala și fluidele corporale), iar componentele sale electronice delicate trebuie să fie proiectate pentru a supraviețui și a funcționa în acest mediu ostil pentru o lungă perioadă de timp.
Inginerii au devenit foarte buni la construirea acestor dispozitive pentru a rezista de mulți ani, iar rata de eșec pentru stimulatoarele cardiace, în general, este cu mult sub 1% după cinci ani de utilizare.
Este extrem de important ca stimulatoarele cardiace să fie sigilate ermetic pentru a proteja aceste dispozitive de mediul ostil în care trebuie să funcționeze. Dacă stimulatoarele cardiace ar putea fi deschise astfel încât bateria să poată fi înlocuită, etanșarea ermetică adecvată ar fi aproape imposibilă.
În loc să fie detașabilă, bateria trebuie să fie sigilată permanent în interiorul dispozitivului, împreună cu toate celelalte componente electronice delicate. Acest lucru explică de ce dezvoltatorii de stimulatoare cardiace au considerat că este imposibil să încerce să construiască stimulatoare cardiace cu baterii înlocuibile.
De ce nu sunt reîncărcabile bateriile pentru stimulatoare cardiace?
Tehnologia pentru reîncărcarea bateriilor fără fir (un proces cunoscut și sub numele de încărcare inductivă) există de câteva decenii și puteți cumpăra încărcătoare fără fir pentru telefoanele dvs. mobile astăzi. Deci, de ce companiile de stimulatoare cardiace nu construiesc stimulatoare cardiace reîncărcabile?
S-ar putea să fiți surprinși să aflați că stimulatoarele cardiace implantabile originale din 1958 aveau baterii reîncărcabile de nichel-cadmiu (NiCad), iar majoritatea oamenilor credeau că utilizarea bateriilor reîncărcabile va fi întotdeauna necesară pentru dispozitivele electronice implantabile. Acești stimulatori cardiaci au fost reîncărcați ținând o bobină inductivă pe piele, lângă stimulator cardiac, timp de câteva ore. Această procedură trebuia repetată la fiecare câteva zile.
Pacemaker-urile reîncărcabile 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 aceste stimulatoare cardiace trebuiau încă înlocuite destul de des.
Dar, mai important, cu faptul că natura umană este ceea ce este, persoanele cu stimulatoare cardiace nu au reușit să-și reîncarce dispozitivele în conformitate cu programul riguros care le-a fost impus. Avocații au informat companiile de stimulatoare cardiace că, dacă un pacient suferea vătămări deoarece stimulatorul său cardiac nu mai funcționa - dacă eșecul a fost din vina companiei sau pentru că pacientul a neglijat să reîncarce dispozitivul - procesele ulterioare ar produce probabil faliment.
În câțiva ani, au fost dezvoltate baterii cu mercur-zinc care ar putea menține un stimulator cardiac până la doi ani. La scurt timp după aceea, au fost dezvoltate baterii cu iodură de litiu care ar putea alimenta un stimulator cardiac mult mai mult decât atât: timp de cinci până la 10 ani. Așadar, nevoia urgentă de stimulatoare cardiace reîncărcabile a scăzut, în timp ce amenințarea iminentă a proceselor nu a scăzut.
Datorită atât progreselor tehnologice, cât și profesiei de avocat, ideea de stimulatoare cardiace reîncărcabile a fost rapid abandonată. Este o idee reconsiderată de dezvoltatorii de stimulatoare cardiace din când în când, dar până acum riscurile potențiale (cel puțin pentru companii) au depășit potențialele beneficii.
De ce nu pot face ca bateriile pentru stimulatoare cardiace să dureze mult mai mult decât fac acum?
Faptul este că eiar putea faceți baterii stimulatoare cardiace care durează mult mai mult decât acum. De fapt, în anii 1960 și 1970, câteva companii de stimulatoare cardiace au realizat stimulatoare nucleare care au fost alimentate cu plutoniu-238 - care are un timp de înjumătățire de 87 de ani - astfel încât aceste stimulatoare cardiace au fost practic garantate că nu vor rămâne fără „suc”. pe parcursul vieții pacientului. Într-adevăr, câteva dintre aceste stimulatoare cardiace ar putea fi și astăzi în funcțiune.
Dar, după cum ți-ai putea imagina, au existat unele probleme evidente cu stimulatoarele cardiace nucleare: în primul rând, plutoniul este o substanță foarte toxică și chiar dacă o cantitate minusculă se scurge în sânge, moartea ar urma rapid. Și pentru că plutoniul este în mod evident o substanță de mare interes pentru autoritățile de reglementare (și chiar și pentru elementele mai întunecate din civilizația noastră), 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 aplicat de Comisia de reglementare nucleară, să recupereze stimulatoarele cardiace la moartea pacientului, o cerință care (deoarece pacienții se îndepărtează și medicii se retrag), s-a dovedit cu totul impracticabilă.
Există, de asemenea, o problemă mai puțin evidentă cu stimulatoarele cardiace ale căror baterii durează „pentru totdeauna”. Faptul este că toate dispozitivele electronice în cele din urmă eșuează. Mai devreme sau mai târziu, toate componentele electronice se rup sau se uzează. Când un stimulator cardiac eșuează deoarece bateria se uzează, cel puțin acesta este un eveniment treptat și previzibil. Prin efectuarea controalelor periodice, medicii au mai multe luni de avertizare că bateria se uzează și este posibil să necesite înlocuire. Deci, o înlocuire electivă a stimulatorului cardiac poate fi programată la un moment convenabil.
Dar dacă stimulatorul cardiac ar eșua, deoarece una dintre cealaltă dintre sutele sale de componente electronice a încetat brusc să funcționeze ... ei bine, ar putea fi catastrofal. Pacemakerul ar putea opri brusc ritmul, fără niciun avertisment - și proprietarul său ar putea suferi mari daune.
Dacă companiile ar începe să construiască stimulatoare cardiace ale căror baterii au durat substanțial mai mult de cinci până la 10 ani, cu tipurile de componente electronice care există astăzi, prea multe stimulatoare cardiace ar suferi eșecuri bruște, catastrofale. Mai degrabă, stimulatoarele cardiace sunt concepute astfel încât prima componentă care poate „defecta” să fie bateria și, din moment ce „defectarea” poate fi prezisă din timp, dispozitivul poate fi înlocuit înainte de a nu mai funcționa complet.
Este posibil, desigur - și chiar probabil - ca în viitor să fie realizate alte componente electronice necesare pentru construirea stimulatoarelor cardiace, care să fie substanțial mai robuste, fără a fi prohibitive din punct de vedere al costurilor. Când vine ziua aceea, inginerii pot proiecta baterii care vor dura mult mai mult decât fac astăzi.
Cu tehnologia actuală, un stimulator cardiac care durează cinci până la 10 ani se dovedește a fi „punctul dulce” tehnic - deocamdată.
Un cuvânt de la Verywell
Pacemaker-urile sunt o minune a ingineriei și eficacitatea și fiabilitatea lor s-au îmbunătățit enorm de când au fost inventate pentru prima dată aceste dispozitive. Dar există încă loc de îmbunătățire. Producătorii de stimulatoare cardiace fac multe cercetări și dezvoltări pentru a dezvolta dispozitive care sunt mai ușor de implantat, sunt chiar mai sigure și vor dura mult mai mult decât fac astăzi - potențial, pentru viața persoanei care primește unul.
- Acțiune
- Flip