Pitanje:
Imam pacemakera koji je ugrađen prije otprilike osam godina. Na mom posljednjem pregledu, moj liječnik mi je rekao da mi pacemaker baterija je uzimajući nizak i morat će biti zamijenjena u sljedećih šest mjeseci. Dobro, očekivao sam da će se to dogoditi u nekom trenutku. No, moj liječnik kaže da umjesto da samo stavlja novu bateriju, cijeli pacemaker mora biti uklonjen i staviti novu. To izgleda kao otpad. Zašto ne može samo zamijeniti bateriju u pejsmejkeru koji već imam, ili još bolje, staviti u punjivu bateriju kakav imam u mom iPhone uređaju?
Odgovor: Ovo su stvarno dobra pitanja. Započnimo kratko pregledavajući što je stimulator srca i što ona radi. Onda ćemo izravno odgovoriti na vaša specifična pitanja o pacemakort baterije.
Pacemakers - Brzi pregled
Tipično, svrha pacemakera je spriječiti simptome bolesnog sinusnog sindroma ili srčanog udara , stanja koja mogu usporiti brzinu otkucaja vašeg srca kako bi se proizveli simptomi (poput neprimjerenosti , palpitacije ili sinkopije ).
Pacemaker se sastoji od malog, ali sofisticiranog računala, softverskih uputa za to računalo, različitih delikatnih elektroničkih komponenti i baterije - sve su zatvorene u malom metalnom spremniku. (Tipični srčani stimulator danas je oko veličine od 50 centa, a oko tri puta kao debeo.) Pacemakers se obično ugrađuju pod kožu, tik ispod kostiju i povezani su s vodičima - ili izoliranim žicama - do vašeg srčanog komore.
Pacemaker nadzire ritam vašeg srca, pobjedi-pobjeđuje i donosi odluke od trenutaka do trenutka o tome treba li vašu srcu usredotočiti ili ne. Ako vam otkucaji srca padnu ispod unaprijed određene vrijednosti, ona "koraže" slanjem malog električnog impulsa vašem srcu kroz vodstvo, potičući vaše srce da pobije.
Inženjeri koji su dizajnirali pacemakers morali su riješiti nekoliko teških problema, jedan od najtežih je kako zadržati pacemaker savršeno funkcioniranje, unutar ljudskog tijela, već nekoliko godina.
Ljudsko tijelo je neprijateljsko mjesto za pejsmejker
Unutrašnjost ljudskog tijela je toplo, mokro i slano mjesto - vrlo neprijateljsko okruženje za bilo koji elektronički uređaj. Stoga, između ostaloga, pejsmejker mora biti hermetički zatvoren (kako bi zadržao vlagu i tjelesne tekućine), a nježne elektroničke komponente moraju biti dizajnirane tako da preživljavaju i funkcioniraju u tom neprijateljskom okruženju dugo vremena. Inženjeri su postali vrlo dobri u izgradnji tih uređaja da traju već dugi niz godina, a stopa neuspjeha za pejsmejkaste aparate općenito iznosi ispod 1% nakon pet godina korištenja.
Kritično je važno da pejsmejkeri budu hermetički zatvoreni kako bi zaštitili te uređaje od neprijateljskog okruženja u kojem moraju funkcionirati. Ako su pejsmejci mogli biti otvoreni kako bi se baterija mogla zamijeniti, hermetičko brtvljenje bilo bi nemoguće. Umjesto toga, baterija mora biti trajno zapečaćena unutar uređaja, zajedno sa svim ostalim osjetljivim elektroničkim komponentama.
To objašnjava zašto je nemoguće napraviti pacemaker s zamjenjivim baterijama.
Zašto nisu baterije pacemakera punjive?
Tehnologija za punjenje baterija bežično (proces poznat i kao induktivno punjenje) je oko nekoliko desetljeća i možete kupiti bežični punjač za vaše mobitele danas.
Pa zašto pacemaker tvrtke ne grade punjive pacemakers?
Možda ćete se iznenaditi kada saznate da su originalni implantirajući pacemaker iz 1958. godine imali baterije nikal-kadmij (NiCad) koji se mogu puniti, a većina je ljudi vjerovala da će upotreba baterija s mogućnošću punjenja uvijek biti potrebna za implantabilne elektroničke uređaje.
Ovi pacemakers su ponovno punjeni držanjem induktivne zavojnice na koži, blizu pacemakera, nekoliko sati. Taj se postupak morao ponoviti svakih nekoliko dana.
Punjive pacemakers u konačnici nisu uspjeli iz dva razloga. Prvo, iako su punjive baterije, NiCad baterije imaju relativno kratak vijek trajanja, tako da su ti pacemakers i dalje trebali biti zamijenjeni često.
No, vjerojatno još važnije, s ljudskom prirodom što je to, osobe s pacemakerima povremeno nisu uspjele napuniti svoje uređaje prema strogom rasporedu koji im je nametnut. Odvjetnici su obavijestili tvrtke za pacemakriranje da će, ako je pacijent pretrpio štetu jer je njegov pejsmejker prestala raditi - da li je kvara bila pogreška tvrtke ili zbog toga što je pacijent zanemario napuniti uređaj - naknadne tužbe vjerojatno bi prouzročile stečaj.
U roku od nekoliko godina razvijene su žive-cink baterije koje bi održale pacemakere do dvije godine. Ubrzo nakon toga, razvijene su baterije litij-jodida koje mogu potaknuti pacemakar daleko duže od toga: za 5 do 10 godina. Stoga je hitna potreba za punjačima s mogućnošću punjenja smanjena, a neposredna opasnost od tužbi nije.
Zahvaljujući tehnološkim napretku i pravnoj struci, punjivači pacemakera brzo su napušteni.
Zašto ne mogu napraviti baterije pacemakera dulje od onoga što sada rade?
Činjenica je da bi mogli proizvesti baterije pacemakera koje traju znatno dulje nego sada. Zapravo, šezdesetih i sedamdesetih godina prošlog stoljeća, nekoliko tvrtki koje se bave pacemakom napravile su pacemakers nuklearnih elektrana koje su potaknute plutinium-238 - koje imaju poluživot od 87 godina - tako da su ti pacemakers praktički bili zajamčeni da ne bi ostali bez "sokova" tijekom trajanja pacijenta. Doista, neki od tih pacemakera još uvijek mogu biti u funkciji danas.
Postojali su neki očiti problemi s nuklearnim srcem za pacemaker: prvo, plutonij je vrlo otrovna supstanca, pa čak i ako se minus količina propušta u krvotok, smrt će brzo uslijediti. Budući da je plutonij očito važan element regulatora (i čak i tamnijih elemenata naše civilizacije), ljudi s tim pacemakerima suočili su se s problemima, na primjer, kada su pokušali putovati u inozemstvo. Liječnici koji su implantirali te ure aje, prema propisu koji je podnijela Komisija za nuklearnu regulaciju, morali su oporaviti pacemakers nakon smrti pacijenta, što je (jer se pacijenti odlaze i liječnici odlaze u mirovinu) pokazali su se posve nepraktični.
Postoji i manje očiti problem s pacemakerima čije baterije traju "zauvijek". Činjenica je da svi elektronički uređaji konačno propadaju, a elektroničke komponente se onesvjesti ili se jednostavno istroše. Kao što ste sami rekli, vaš liječnik zna da vaša pacemakarijska baterija neće uspjeti u idućih godinu dana, pa stoga zakazuje zamjenu elektromehaničkog pacemakera, ali ako vaš pacemaker ne uspije jer je jedan od ostali stotine elektroničkih komponenti u njemu iznenada su prestale raditi ... Pa, da bi kvar pacemakera mogao biti katastrofalan, mogao bi iznenada zaustaviti ritam, bez ikakvog upozorenja - i možda biste mogli patiti veliku štetu.
Ako su tvrtke počele graditi pacemakers čije baterije traju znatno duže od 5 do 10 godina, s vrstama elektroničkih komponenti koje danas postoje, previše pacemakera bi pretrpjeli iznenadni, katastrofalni neuspjeh. Umjesto toga, pacemakers su dizajnirani tako da je prva komponenta koja je vjerojatno da će "neuspjeh" je baterija, i budući da se "neuspjeh" može predvidjeti ispred vremena, uređaj može biti zamijenjen prije nego što prestane raditi zajedno.
Moguće je, naravno - pa čak i vjerojatno - da će u budućnosti biti napravljene i druge elektronske komponente potrebne za izgradnju pejsmejaka, koje su znatno robusnije i bez troškova. Kada dođe taj dan, inženjeri mogu izraditi baterije koje će trajati znatno dulje nego danas.
No, sa današnjom tehnologijom, srčani stimulator koji traje 5 do 10 godina ispostavlja se kao inženjersko "slatko mjesto" - za sada.
Riječ od
Pacemakers su čudo za inženjering, a njihova učinkovitost i pouzdanost su se ogromno poboljšali jer su ti uređaji prvi put izumljeni. Ali još uvijek ima mjesta za poboljšanje. Puno istraživanja i razvoja provode proizvođači pacemakera kako bi razvili uređaje koji su lakše implantirani, čak i sigurniji, i trajat će dulje nego danas - potencijalno, za život osobe koja ih prima.
> Izvori:
> Tracy CM, Epstein AE, Darbar D, et al. 2012 ACCF / AHA / HRS Focused Ažuriranje Smjernica za 2008 za Device-based Therapy of Cardiac Rhythm Abnormalities: Izvještaj American College of Cardiology Foundation / Američka udruga srca Task Force o praksama i Heart Rhythm Society. Kruženje 2012.; 126: 1784.