Замена кардиостимулятора из-за низкого заряда батареи

Как правило, целью кардиостимулятора является предотвращение симптомов от синдрома слабости синусового узла или блокады сердца, состояний, которые могут достаточно замедлить частоту сердечных сокращений, чтобы вызвать симптомы (такие как легкомысленность, сердцебиение или обморок).

Кардиостимулятор состоит из крошечного, но сложного компьютера, инструкций по программному обеспечению для этого компьютера, различных тонких электронных компонентов и батареи - все это заключено в небольшой металлический контейнер. (Типичный кардиостимулятор сегодня размером примерно с 50 центов и примерно в три раза толще.) Кардиостимуляторы обычно имплантируют под кожу, чуть ниже ключицы, и соединяют проводами или изолированными проводами с сердцем. камеры. Кардиостимулятор контролирует ваш сердечный ритм, ритм за ударом и принимает решение о том, должен ли он биться вашим сердцем или нет. Если ваш сердечный ритм падает ниже заданного значения, он «шагает», посылая крошечный электрический импульс в ваше сердце через провод, стимулируя тем самым ваше сердце биться.

• Вот более обширная информация о кардиостимуляторах.
• Читайте о жизни с кардиостимулятором.

Инженеры, разрабатывающие кардиостимуляторы, должны были решить несколько трудных задач, одна из самых трудных из которых заключалась в том, как обеспечить нормальную работу кардиостимулятора в теле человека в течение нескольких лет.

Человеческое тело - враждебное место для кардиостимулятора

Внутренняя часть человеческого тела - это теплое, влажное и соленое место - очень враждебная среда для любого электронного устройства. Таким образом, между прочим, кардиостимулятор должен быть герметично закрыт (для предотвращения попадания влаги и телесных жидкостей), а его тонкие электронные компоненты должны быть рассчитаны на то, чтобы выжить и функционировать в этой агрессивной среде в течение длительного времени. Инженеры стали очень хорошими в создании этих устройств на долгие годы, и частота отказов для кардиостимуляторов, как правило, значительно ниже 1% после пяти лет использования.

Для кардиостимуляторов крайне важно быть герметично закрытыми, чтобы защитить эти устройства от агрессивной среды, в которой они должны функционировать. Если бы кардиостимуляторы можно было открыть, чтобы заменить батарею, герметичное уплотнение было бы невозможно. Вместо этого батарея должна быть постоянно запечатана внутри устройства вместе со всеми остальными деликатными электронными компонентами. Это объясняет, почему нельзя делать кардиостимуляторы со сменными батареями.

Почему аккумуляторы кардиостимулятора не перезаряжаемые?

Технология беспроводной зарядки аккумуляторов (процесс, также известный как индуктивная зарядка) существует уже несколько десятилетий, и сегодня вы можете купить беспроводные зарядные устройства для своих мобильных телефонов.

Так почему же кардиостимуляторы не создают перезаряжаемые кардиостимуляторы?

Вы можете быть удивлены, узнав, что оригинальные имплантируемые кардиостимуляторы 1958 года имели перезаряжаемые никель-кадмиевые (NiCad) батареи, и большинство людей полагало, что использование перезаряжаемых батарей всегда будет необходимо для имплантируемых электронных устройств. Эти кардиостимуляторы подзаряжали, удерживая индуктивную катушку на коже возле кардиостимулятора в течение нескольких часов. Эту процедуру нужно было повторять каждые несколько дней.

Перезаряжаемые кардиостимуляторы в конечном итоге потерпели неудачу по двум причинам. Во-первых, несмотря на то, что NiCad аккумуляторы перезаряжаемые, они имеют относительно короткий срок службы, поэтому эти кардиостимуляторы по-прежнему необходимо часто заменять.

Но, возможно, что еще более важно, поскольку человеческая природа является тем, чем она является, люди с кардиостимуляторами иногда не могли перезарядить свои устройства в соответствии с жестким графиком, который был навязан им. Адвокаты сообщили компаниям, использующим кардиостимулятор, о том, что если пациенту причинен вред из-за того, что его / ее кардиостимулятор перестал работать - будь то неисправность по вине компании или из-за того, что пациент не стал перезаряжать устройство, - последующие судебные процессы могут привести к банкротству.

В течение нескольких лет были разработаны ртутно-цинковые батареи, которые могли поддерживать работу кардиостимулятора в течение двух лет. Вскоре после этого были разработаны литий-йодные батареи, которые могли бы обеспечить работу кардиостимулятора гораздо дольше, чем это: в течение 5-10 лет. Таким образом, острая потребность в аккумуляторных электрокардиостимуляторах уменьшилась, а неизбежная угроза судебных исков - нет.

Благодаря технологическим достижениям и юридической профессии, аккумуляторные кардиостимуляторы были быстро оставлены.

Почему они не могут сделать батареи кардиостимулятора дольше, чем сейчас?

Дело в том, что они мог сделать батареи кардиостимулятора, которые работают значительно дольше, чем сейчас. Фактически, в 1960-х и 1970-х годах несколько компаний-кардиостимуляторов сделали кардиостимуляторы с ядерным приводом, работающие на плутонии-238, период полураспада которого составляет 87 лет, поэтому этим кардиостимуляторам практически гарантировано не хватило «сока». в течение жизни пациента. Действительно, некоторые из этих кардиостимуляторов могут все еще работать сегодня.

Были некоторые очевидные проблемы с ядерными кардиостимуляторами: во-первых, плутоний является высокотоксичным веществом, и даже если в кровоток попадет незначительное количество, смерть быстро наступит. И поскольку плутоний, очевидно, представляет собой вещество, представляющее большой интерес для регулирующих органов (и даже для более темных элементов нашей цивилизации), люди с этими кардиостимуляторами сталкивались с проблемами, например, когда они пытались путешествовать за границу. Врачи, которые имплантировали эти устройства, должны были, в соответствии с правилами, предписанными Комиссией по ядерному регулированию, восстанавливать кардиостимуляторы после смерти пациента, что (поскольку пациенты уходят и доктора уходят на пенсию) оказалось абсолютно непрактичным.

Существует также менее очевидная проблема с кардиостимуляторами, аккумуляторы которых работают «вечно». Дело в том, что все электронные устройства со временем выходят из строя. Электронные компоненты выходят из строя или просто изнашиваются. Когда кардиостимулятор выходит из строя из-за износа батареи, по крайней мере, это постепенное и предсказуемое событие. Как вы сами сказали, ваш врач знает, что ваша батарея кардиостимулятора выйдет из строя в следующем году или около того, и поэтому она планирует выборочную замену кардиостимулятора в удобное для вас время. Но если ваш кардиостимулятор выйдет из строя, потому что один из другие сотни электронных компонентов внутри него внезапно перестали работать … что ж, отказ кардиостимулятора мог быть катастрофическим. Он мог внезапно прекратить работу без предупреждения - и вы могли бы сильно пострадать.

Если бы компании начали создавать кардиостимуляторы, батареи которых работали значительно дольше, чем 5-10 лет, с теми электронными компонентами, которые существуют сегодня, слишком много кардиостимуляторов пострадали бы от внезапного катастрофического отказа. Скорее, кардиостимуляторы спроектированы таким образом, чтобы первым компонентом, который может "выйти из строя", была батарея, и, поскольку этот "отказ" можно было предвидеть заранее, устройство можно заменить до того, как оно вообще перестанет работать.

Конечно, возможно - и даже вероятно - что в будущем будут созданы другие электронные компоненты, необходимые для построения кардиостимуляторов, которые будут значительно более надежными, но при этом не будут чрезмерно затратными. Когда наступит этот день, инженеры смогут разработать аккумуляторы, которые будут работать значительно дольше, чем сегодня.

Но с современными технологиями кардиостимулятор, который длится 5 - 10 лет, на данный момент оказывается инженерной «сладкой точкой».

Слово от DipHealth

Кардиостимуляторы - чудо техники, и их эффективность и надежность значительно улучшились, так как эти устройства были впервые изобретены. Но есть еще возможности для улучшения. Производители кардиостимуляторов проводят много исследований и разработок, чтобы разработать устройства, которые легче имплантировать, они еще безопаснее и будут работать намного дольше, чем сегодня - возможно, для жизни человека, который его получит.