Otázka:
Mám kardiostimulátor, ktorý bol implantovaný asi pred ôsmimi rokmi. Pri poslednej kontrole mi lekár povedal, že moja kardiostimulátorka sa znižuje a bude potrebné ju vymeniť v priebehu nasledujúcich šiestich mesiacov. Dobre, očakávala som, že k tomu dôjde v určitom okamihu. Ale môj doktor hovorí, že miesto vloženia novej batérie musí byť odstránený celý kardiostimulátor a zničený nový prístroj. To vyzerá ako odpad. Prečo nemôže jednoducho nahradiť batériu v kardiostimulátore, ktorú už mám, alebo ešte lepšie, vložiť nabíjateľnú batériu, ako je to v mojom iPhone?
Odpoveď: Toto sú naozaj dobré otázky. Začnime tým, že krátko preskúmame, čo je kardiostimulátor a čo robí. Potom sa budeme priamo zaoberať vašimi konkrétnymi otázkami o kardiostimulátorových batériách.
Kardiostimulátory - Rýchly prehľad
Účelom kardiostimulátora je zvyčajne zabrániť príznakom chorého sínusového syndrómu alebo srdcového bloku , čo môže spomaliť vašu srdcovú frekvenciu a spôsobiť príznaky (ako je závrat , palpitácie alebo synkopa ).
Kardiostimulátor sa skladá z malého, ale sofistikovaného počítača, softvérových inštrukcií pre tento počítač, rôznych citlivých elektronických komponentov a batérie - všetko uzavreté v malej kovovej nádobe. (Typický kardiostimulátor je dnes o veľkosti 50 centov a približne trikrát silnejší.) Kardiostimulátory sú zvyčajne implantované pod kožu, tesne pod kĺbovú kosť a sú prepojené elektródami - alebo izolovanými vodičmi - k srdcu komôr.
Kardiostimulátor monitoruje váš srdcový rytmus, porazí ho a rozhoduje sa o tom, či má alebo nemal dosiahnuť srdce. Ak vaša srdcová frekvencia klesne pod vopred určenú hodnotu, "sa rozbehne" tým, že posunie malým elektrickým impulzom do vášho srdca cez vedenie, čím stimuluje vaše srdce, aby porazilo.
Inžinieri, ktorí navrhli kardiostimulátory, museli riešiť niekoľko ťažkých problémov, pričom jedným z najťažších problémov je, ako udržať fungovanie kardiostimulátora dokonale v ľudskom tele, už niekoľko rokov.
Ľudské telo je nepriateľským miestom pre kardiostimulátor
Vnútri ľudského tela je teplé, mokré a slané miesto - veľmi nepriateľské prostredie pre akékoľvek elektronické zariadenie. Takže okrem iného musí byť kardiostimulátor hermeticky uzavretý (aby sa udržala vlhkosť a telové tekutiny von) a jeho jemné elektronické komponenty musia byť navrhnuté tak, aby prežili a fungovali v tomto nepriateľskom prostredí po dlhú dobu. Inžinieri sa stali veľmi dobrými pri budovaní týchto zariadení na dlhé roky a miera zlyhania pre kardiostimulátory je vo všeobecnosti oveľa nižšia ako 1% po piatich rokoch používania.
Je veľmi dôležité, aby boli kardiostimulátory hermeticky uzavreté, aby chránili tieto zariadenia pred nepriateľským prostredím, v ktorom musia fungovať. Ak by sa mohli kardiostimulátory otvoriť, aby sa batéria mohla vymeniť, nemalo by byť hermetické tesnenie. Namiesto toho musí byť batéria trvalo utesnená v zariadení spolu so všetkými ostatnými jemnými elektronickými komponentmi.
To vysvetľuje, prečo nie je možné vytvoriť kardiostimulátory s vymeniteľnými batériami.
Prečo nie sú nabíjateľné batérie s kardiostimulátorom?
Technológia na nabíjanie batérií bezdrôtovo (proces známy aj ako indukčné nabíjanie) je už niekoľko desiatok rokov a dnes si môžete zakúpiť bezdrôtovú nabíjačku pre mobilné telefóny.
Takže prečo firmy s kardiostimulátorom nevytvárajú dobíjacie kardiostimulátory?
Možno vás prekvapí, že pôvodné implantovateľné kardiostimulátory z roku 1958 mali nabíjateľné nikel-kadmiové (NiCad) batérie a väčšina ľudí verí, že používanie nabíjateľných batérií bude vždy nevyhnutné pre implantovateľné elektronické zariadenia.
Tieto kardiostimulátory boli dobíjané držaním indukčnej cievky proti pokožke, v blízkosti kardiostimulátora, niekoľko hodín. Tento postup sa musel opakovať každých pár dní.
Nabíjateľné kardiostimulátory sa nakoniec zlyhali z dvoch dôvodov. Po prvé, aj keď sú dobíjateľné, batérie NiCad majú relatívne krátku životnosť, takže tieto kardiostimulátory je stále potrebné často vymeniť.
Ale pravdepodobne, čo je najdôležitejšie, ľudia s kardiostimulátormi niekedy nedokázali dobíjať svoje zariadenia podľa prísneho plánu, ktorý im bol uložený. Právnici informovali spoločnosti kardiostimulátorov, že ak pacient utrpel ujmu, pretože jeho / jej kardiostimulátor prestala pracovať - či bol zlyhaním chyba spoločnosti alebo pretože pacient zanedbal aktualizáciu zariadenia - následné súdne spory by pravdepodobne spôsobili bankrot.
Počas niekoľkých rokov boli vyvinuté ortuťovo-zinkové batérie, ktoré dokážu udržať kardiostimulátor až na dva roky. Čoskoro potom boli vyvinuté lítium-jodidové batérie, ktoré by dokázali napájať kardiostimulátor oveľa dlhšie ako to: po dobu 5 až 10 rokov. Takže naliehavá potreba dobíjateľných kardiostimulátorov sa znížila, zatiaľ čo bezprostredná hrozba súdnych sporov nebola.
Vďaka technickému pokroku a právnickému povolaniu sa rýchlo opustili nabíjacie kardiostimulátory.
Prečo nemôžu urobiť kardiostimulátorové batérie oveľa dlhšie ako teraz?
Faktom je, že by mohli robiť kardiostimulátorové batérie, ktoré vydrží podstatne dlhšie ako teraz. V skutočnosti v šesťdesiatych a sedemdesiatych rokoch niekoľko kardiostimulátorov vyrábalo kardiostimulátorov s jadrovým pohonom, ktoré boli poháňané plutínom-238 - s polčasom rozpadu 87 rokov - a tak sa týmto kardiostimulátorom prakticky zaručilo, že nevyčerpajú "šťavu" počas života pacienta. Niektoré z týchto kardiostimulátorov môžu byť ešte dnes v prevádzke.
Pri jadrových kardiostimulátoroch existovali zrejmé problémy: po prvé, plutónium je veľmi toxická látka a dokonca aj vtedy, keď do krvného obehu unikne zbytočné množstvo, smrť by rýchlo nasledovala. A pretože plutónium je samozrejme vecou veľkého záujmu regulátorov (a dokonca aj tmavších prvkov našej civilizácie), ľudia s týmito kardiostimulátormi čelili problémom, napríklad keď sa pokúsili cestovať do zahraničia. Lekári, ktorí implantovali tieto pomôcky, museli podľa nariadenia vynúteného Komisiou pre jadrovú regulačnú kontrolu zotaviť kardiostimulátory po smrti pacienta, ktorý (pretože pacienti sa odchádzajú a lekári odchádzajú do dôchodku) sa ukázali ako absolútne nepraktické.
Existuje aj menej zrejmé problémy s kardiostimulátormi, ktorých batérie vydrží "navždy" .To je fakt, že všetky elektronické zariadenia sa nakoniec zlyhajú.Elektronické komponenty sa zlomia alebo sa len opotrebujú.Ak kardiostimulátor zlyhá, pretože batéria vyčerpá, aspoň to je postupná a ako ste to povedali, Váš lekár vie, že vaša kardiostimulátorová batéria bude v nasledujúcom roku neúspešná a preto plánuje načasovanie výmeny elekrického kardiostimulátora, ale ak váš kardiostimulátor zlyhal, pretože jeden z ďalšie stovky elektronických súčastí v ňom náhle prestali fungovať ... dobre, že zlyhanie kardiostimulátora by mohlo byť katastrofálne, mohlo by to náhle zastaviť, bez akéhokoľvek upozornenia - a mohli by ste utrpieť veľkú ujmu.
Ak firmy začali budovať kardiostimulátory, ktorých batérie trvali podstatne dlhšie ako 5 - 10 rokov, s typmi elektronických komponentov, ktoré existujú dnes, príliš veľa kardiostimulátorov by utrpelo náhle katastrofické zlyhanie. Skôr, kardiostimulátory sú navrhnuté tak, že prvou zložkou, ktorá pravdepodobne "zlyhá" je batéria, a pretože toto "zlyhanie" môže byť predpovedané pred časom, môže byť zariadenie vymenené predtým, než prestane pracovať úplne.
Je samozrejme - a dokonca pravdepodobné - možné, že v budúcnosti budú potrebné ďalšie elektronické komponenty na budovanie kardiostimulátorov, ktoré budú podstatne robustnejšie bez toho, aby boli nákladovo neprípustné. Keď príde tento deň, môžu inžinieri navrhnúť batérie, ktoré budú trvať podstatne dlhšie ako dnes.
Ale s dnešnou technológiou, kardiostimulátor, ktorý trvá 5 - 10 rokov, sa javí ako inžinierske "sladké miesto" - zatiaľ.
Slovo z
Kardiostimulátory sú zázrakom inžinierstva a ich účinnosť a spoľahlivosť sa značne zlepšili, pretože tieto zariadenia boli najprv vynájdené. Ale stále je priestor na zlepšenie. Veľa výskumu a vývoja robia výrobcovia kardiostimulátorov na vývoj zariadení, ktoré sa dajú ľahšie implantovať, sú dokonca bezpečnejšie a budú trvať oveľa dlhšie, ako dnes - potenciálne pre život toho, kto dostane.
> Zdroje:
> Tracy CM, Epstein AE, Darbar D, et al. 2012 ACCF / AHA / HRS zameraná na aktualizáciu usmernení z roku 2008 pre terapiu založenú na zariadeniach abnormalít srdcového rytmu: správa Americkej akadémie kardiologických nadácií / American Heart Association Task Force o praktických usmerneniach a spoločnosti pre srdcovú rytmu. Circulation 2012; 126: 1784.