Otázka:
Mám kardiostimulátor, který byl implantován před osmi lety. Při poslední kontrole mi doktor řekl, že baterie z kardiostimulátoru se zhoršují a bude muset být vyměněna během následujících šesti měsíců. Dobře, očekával jsem, že k tomu dojde v určitém okamžiku. Ale můj doktor říká, že namísto pouhého vložení nové baterie musí být celý kardiostimulátor odstraněn a zbrusu nový. Proč nemůže prostě vyměnit baterii v kardiostimulátoru? Už jsem, nebo ještě lépe, dal dobíjecí baterii, jako je to v mém iPhone?
Odpověď: Jsou to opravdu dobré otázky. Začněme tím, že krátce přezkoumáme, co je kardiostimulátor a co dělá. Pak se budeme přímo zabývat vašimi konkrétními otázkami týkajícími se kardiostimulátorových baterií.
Kardiostimulátory - rychlá recenze
Cílem kardiostimulátoru je obvykle zabránit symptomům syndromu nemocného sinusu nebo srdečního bloku , což může způsobit zpomalení vaší srdeční frekvence natolik, že způsobí příznaky (jako je závratě , palpitace nebo synkopa ).
Kardiostimulátor se skládá z malého, ale sofistikovaného počítače, softwarových instrukcí pro tento počítač, různých jemných elektronických komponentů a baterie - vše uzavřené v malé kovové nádobě. (Typický kardiostimulátor je dnes o velikosti 50 centů a asi třikrát silnější.) Kardiostimulátory jsou obvykle implantovány pod kůži těsně pod klíční kost a jsou propojeny vodiči - nebo izolovanými vodiči - k srdečnímu komory.
Kardiostimulátor sleduje váš srdeční rytmus, bere po chvilce a rozhoduje okamžitě o tom, zda má nebo nebude mít tempo vašeho srdce. Pokud vaše srdeční frekvence klesne pod předem stanovenou hodnotu, "vykročí" tím, že posílá malý elektrický impuls k vašemu srdci skrz vodítko, čímž stimuluje vaše srdce, aby porazilo.
Inženýři, kteří navrhli kardiostimulátory, museli řešit několik obtížných problémů. Jedním z nejobtížnějších je, jak udržet kardiostimulátor dokonale fungující, uvnitř lidského těla, po několik let.
Lidské tělo je nevhodným místem pro kardiostimulátor
Vnitřní část lidského těla je teplé, vlhké a slané místo - velmi nepřátelské prostředí pro jakékoliv elektronické zařízení. Kromě jiného musí být kardiostimulátor hermeticky utěsněn (aby se udržela vlhkost a tělesná tekutina) a jeho jemné elektronické součásti musí být navrženy tak, aby přežily a fungovaly v tomto nepřátelském prostředí po dlouhou dobu. Inženýři se velmi dobře stavěli v těchto zařízeních po dobu mnoha let a míra selhání pro kardiostimulátory je obecně hodně pod 1% po pěti letech používání.
Je velmi důležité, aby byl kardiostimulátor hermeticky utěsněn, aby chránil tato zařízení před nepřátelským prostředím, ve kterém musí fungovat. Pokud by bylo možné otevřít kardiostimulátory, aby bylo možné vyměnit baterii, bylo by nemožné hermetické utěsnění. Místo toho musí být akumulátor trvale utěsněn uvnitř přístroje spolu se všemi ostatními jemnými elektronickými součástmi.
To vysvětluje, proč není možné vytvořit kardiostimulátory s výměnnými bateriemi.
Proč nejsou baterie s kardiostimulátorem dobíjitelné?
Technologie pro dobíjení baterií bezdrátově (proces nazývaný také induktivní nabíjení) probíhá už několik desetiletí a dnes si můžete zakoupit bezdrátové nabíječky pro vaše mobilní telefony.
Takže proč firmy kardiostimulátorů nevytvářejí dobíjecí kardiostimulátory?
Možná vás překvapí, že původní implantabilní kardiostimulátory z roku 1958 obsahovaly dobíjecí nikl-kadmiové (NiCad) baterie a většina lidí věřila, že použití implantovatelných baterií bude vždy nezbytné pro implantabilní elektronická zařízení.
Tyto kardiostimulátory byly dobíjeny držením indukční cívky proti pokožce, poblíž kardiostimulátoru, po dobu několika hodin. Tento postup se musel opakovat každých několik dní.
Nabíjecí kardiostimulátory nakonec selhaly ze dvou důvodů. Za prvé, i když jsou dobíjecí, baterie NiCad mají poměrně krátkou životnost, takže tyto kardiostimulátory je třeba často vyměňovat.
Ale možná je to ještě důležitější, když lidská přirozenost je, lidé s kardiostimulátory občas nedokázali dobíjet své přístroje podle přísného harmonogramu, který jim byl uložen. Právníci informovali společnosti kardiostimulátorů, že jestliže pacient utrpěl škodu, protože jeho kardiostimulátor přestal pracovat - ať už se jednalo o chybu společnosti nebo protože pacient opomněl nabíjet přístroj - následné soudní spory by pravděpodobně způsobily bankrot.
Během několika let byly vyvinuty rtuťově-zinkové baterie, které by mohly udržet kardiostimulátor až na dva roky. Brzy poté byly vyvinuty lithium-jodidové baterie, které mohly napájet kardiostimulátor daleko déle než to: po dobu 5 až 10 let. Takže naléhavá potřeba dobíjecích kardiostimulátorů se snížila, zatímco bezprostřední hrozba soudních sporů nebyla.
Díky technologickému pokroku a advokacii bylo rychle přerušeno dobíjecí kardiostimulátory.
Proč nemohou vyrobit kardiostimulátorové baterie mnohem déle než teď?
Faktem je, že by mohli vytvořit kardiostimulátorové baterie, které vydrží podstatně déle než nyní. Ve skutečnosti v 60. a 70. letech minulého století několik kardiostimulátorů vytvořilo nukleární kardiostimulátory poháněné plutiniem-238, které mají poločas rozpadu 87 let - a tak se těmto kardiostimulátům prakticky zaručilo, že nebudou vyčerpány "šťávy" během života pacienta. Některé z těchto kardiostimulátorů mohou být ještě dnes v provozu.
Tam byly některé zřejmé problémy s nukleárními kardiostimulátory: nejprve plutonium je vysoce toxická látka, a dokonce i když malé množství uniká do krevního řečiště, smrt rychle vyplyne. A protože plutonium je samozřejmě látkou velkého zájmu regulátorů (a dokonce i tmavších prvků naší civilizace), lidé s těmito kardiostimulátory se potýkali s problémy, například když se pokoušeli cestovat do zámoří. Lékaři, kteří implantovali tato zařízení, museli podle nařízení vynuceného Komisí pro jadernou regulaci zotavit kardiostimulátory po smrti pacienta, což (protože pacienti odcházejí a lékaři odešli do důchodu) se ukázali jako zcela nepraktické.
Tam je také méně zřejmý problém s kardiostimulátory, jejichž baterie trvají "navždy." Faktem je, že všechny elektronické přístroje nakonec selžou. Elektronické součásti se zlomí nebo se jen opotřebovávají. Předběžná událost: Jak jste sami říkali, Váš lékař ví, že baterie vašeho kardiostimulátoru selže v příštím roce, a proto naplánuje výměnu volitelného kardiostimulátoru podle vašeho přání.Ale pokud by váš kardiostimulátor selhal, protože jeden z další stovky elektronických součástek v něm náhle přestaly fungovat ... dobře, že selhání kardiostimulátoru by mohlo být katastrofální, mohlo by to náhle přestat stimulovat bez jakéhokoli varování - a vy byste mohla trpět velkou škodou.
Pokud firmy začaly stavět kardiostimulátory, jejichž baterie trvala podstatně déle než 5 - 10 let, s elektronickými součástmi, které dnes existují, by příliš mnoho kardiostimulátorů utrpělo náhlé katastrofické selhání. Spíše jsou kardiostimulátory navrženy tak, aby první složkou, která pravděpodobně selže, je baterie a jelikož může být tato porucha předem předvídána, může být zařízení vyměněno dříve, než přestane pracovat úplně.
Je samozřejmě - a dokonce pravděpodobné - možné, že v budoucnu budou vyráběny další elektronické součástky potřebné pro budování kardiostimulátorů, které budou podstatně robustnější, aniž by byly nákladově nepřípustné. Když přijde tento den, mohou inženýři navrhovat baterie, které budou trvat podstatně déle než dnes.
Ale díky dnešní technologii se kardiostimulátor, který trvá 5 - 10 let, jeví jako inženýrské "sladké místo" - zatím.
Slovo z
Kardiostimulátory jsou zázrak inženýrství a jejich efektivita a spolehlivost se obrovsky zlepšila, protože tato zařízení byla nejprve vynalezena. Ale stále je prostor pro zlepšení. Hodně výzkumu a vývoje dělají výrobci kardiostimulátorů k vývoji zařízení, která jsou jednodušší k implantaci, jsou dokonce bezpečnější a budou trvat mnohem déle než dnes - potenciálně pro život člověka, který je přijímá.
> Zdroje:
> Tracy CM, Epstein AE, Darbar D a kol. 2012 ACCF / AHA / HRS zaměřené na aktualizaci pokynů z roku 2008 pro zařízení založenou na terapii abnormalit srdečního rytmu: zpráva Americké akademické asociace kardiologických nadací / American Heart Association Task Force o praktických pokynech a společnosti srdečního rytmu. Circulation 2012; 126: 1784.