Innhold
- Hva Pacemakers gjør
- Menneskekroppen er et fiendtlig sted for en pacemaker
- Hvorfor er ikke pacemakerbatterier oppladbare?
- Hvorfor kan de ikke få pacemakerbatterier til å vare mye lenger enn de gjør nå?
Dette er begge gode spørsmål. La oss ta en titt på hvorfor pacemakerutviklere har bygget enheter som må kastes og byttes ut i sin helhet når batteriet slites ut.
Hva Pacemakers gjør
Vanligvis er formålet med en pacemaker å forhindre symptomer fra syk sinussyndrom eller hjerteblokk, tilstander som kan redusere hjertefrekvensen din nok til å gi symptomer (som lyshet, hjertebank eller synkope).
En pacemaker består av en liten, men sofistikert datamaskin, programvareinstruksjoner for den datamaskinen, forskjellige delikate elektroniske komponenter og et batteri - alt lukket i en liten metallbeholder. (En typisk pacemaker i dag er omtrent på størrelse med et 50-cent stykke og omtrent tre ganger så tykk.) Pacemakere implanteres vanligvis under huden, rett under kragebeinet, og er forbundet med ledninger - eller isolerte ledninger - til hjertet ditt. kamre.
Pacemakeren overvåker hjerterytmen din, beat-by-beat, og tar øyeblikkelige avgjørelser om hvorvidt det skal tempoet i hjertet ditt. Hvis pulsen din faller under en forhåndsbestemt verdi, "skritt" den ved å sende en liten elektrisk impuls til hjertet ditt gjennom ledningen, og dermed stimulere hjertet ditt til å slå.
Ingeniørene som designer pacemakere måtte løse flere vanskelige problemer, en av de vanskeligste var hvordan man skulle holde pacemakeren i orden i flere år.
Menneskekroppen er et fiendtlig sted for en pacemaker
Alle som sølte kaffe på den bærbare datamaskinen, vet at væsker og elektroniske enheter ikke blandes. Pacemakere er elektroniske enheter som må tilbringe hele deres eksistens i et flytende miljø.
Faktisk er innsiden av menneskekroppen et varmt, vått og salt sted - et veldig fiendtlig miljø for enhver elektronisk enhet. Så blant annet må en pacemaker være hermetisk forseglet (for å holde fuktighet og kroppsvæsker ute), og dens delikate elektroniske komponenter må være utformet for å overleve og fungere i dette fiendtlige miljøet i lang tid.
Ingeniører har blitt veldig flinke til å bygge disse enhetene til å vare i mange år, og feilfrekvensen for pacemakere er generelt godt under 1% etter fem års bruk.
Det er kritisk viktig for pacemakere å være hermetisk forseglet for å beskytte disse enhetene mot det fiendtlige miljøet der de må fungere. Hvis pacemakere kunne åpnes slik at batteriet kunne byttes ut, ville tilstrekkelig hermetisk tetting være nesten umulig.
I stedet for å være avtakbart, må batteriet forsegles permanent i enheten, sammen med alle de andre delikate elektroniske komponentene. Dette forklarer hvorfor pacemakerutviklere har ansett det som umulig å prøve å bygge pacemakere med utskiftbare batterier.
Hvorfor er ikke pacemakerbatterier oppladbare?
Teknologien for å lade batterier trådløst (en prosess også kjent som induktiv lading) har eksistert i flere tiår, og du kan kjøpe trådløse ladere til mobiltelefonene dine i dag. Så hvorfor bygger ikke pacemakerbedrifter oppladbare pacemakere?
Du kan bli overrasket over å høre at de originale implanterbare pacemakerne fra 1958 hadde oppladbare nikkel-kadmium (NiCad) batterier, og de fleste trodde at bruk av oppladbare batterier alltid ville være nødvendig for implanterbare elektroniske enheter. Disse pacemakerne ble ladet opp ved å holde en induktiv spole opp mot huden, i nærheten av pacemakeren, i flere timer. Denne prosedyren måtte gjentas noen få dager.
Oppladbare pacemakere mislyktes til slutt av to grunner. For det første, selv om de er oppladbare, har NiCad-batterier relativt kort levetid, så disse pacemakerne måtte fremdeles byttes ut ganske ofte.
Men sannsynligvis enda viktigere, med menneskelig natur som den er, klarte folk med pacemakere ikke å lade opp enhetene sine i henhold til den strenge tidsplanen som ble pålagt dem. Advokater informerte pacemakerbedriftene om at hvis en pasient ble skadet fordi hans / hennes pacemaker sluttet å virke - enten feilen var skyld i selskapet eller fordi pasienten forsømte å lade enheten - vil påfølgende søksmål sannsynligvis gi konkurs.
I løpet av få år ble det utviklet kvikksølv-sinkbatterier som kunne holde en pacemaker i gang i opptil to år. Rett etterpå ble det utviklet litiumjodidbatterier som kunne drive en pacemaker langt lenger enn det: i fem til ti år. Så det presserende behovet for oppladbare pacemakere avtok, mens den overhengende trusselen om søksmål ikke gjorde det.
Takket være både teknologiske fremskritt og advokatyrke ble ideen om oppladbare pacemakere raskt forlatt. Det er en idé som vurderes på nytt av pacemakerutviklere hver gang og en gang, men så langt har potensielle risikoer (i det minste for selskapene) oppveid de potensielle fordelene.
Hvorfor kan de ikke få pacemakerbatterier til å vare mye lenger enn de gjør nå?
Faktum er at dekunne lage pacemakerbatterier som varer vesentlig lenger enn de gjør nå. Faktisk, på 1960- og 1970-tallet laget noen få pacemakerbedrifter atomdrevne pacemakere som ble drevet av plutonium-238 - som har en halveringstid på 87 år - så disse pacemakerne var praktisk talt garantert å ikke gå tom for "juice" i løpet av pasientens levetid. Faktisk kan noen av disse pacemakerne fortsatt være i drift i dag.
Men som du kanskje forestiller deg, var det noen åpenbare problemer med kjernefysiske pacemakere: for det første er plutonium et svært giftig stoff, og selv om en liten mengde lekker ut i blodet, ville døden raskt oppstå. Og fordi plutonium åpenbart er et stoff av stor interesse for regulatorer (og til og med de mørkere elementene i vår sivilisasjon), sto folk med disse pacemakerne overfor problemer, for eksempel når de prøvde å reise utenlands.
Leger som implanterte disse innretningene ble pålagt, i henhold til en forskrift håndhevet av Nuclear Regulatory Commission, å gjenopprette pacemakerne etter pasientens død, et krav som (fordi pasienter flytter bort og leger går på pensjon) viste seg å være helt upraktisk.
Det er også et mindre åpenbart problem med pacemakere hvis batterier varer "for alltid." Faktum er at alle elektroniske enheter til slutt mislykkes. Før eller senere går alle elektroniske komponenter i stykker, eller bare slites. Når en pacemaker svikter fordi batteriet slites, er det i det minste en gradvis og forutsigbar hendelse. Ved å foreta periodiske kontroller har legene flere måneder med advarsel om at et batteri slites og sannsynligvis trenger utskifting. Så en valgfri pacemakerutskifting kan planlegges på et passende tidspunkt.
Men hvis pacemakeren skulle mislykkes fordi en av de andre av hundrevis av elektroniske komponenter plutselig sluttet å fungere ... vel, det kan være katastrofalt. Pacemakeren kunne plutselig stoppe tempoet, uten advarsel - og eieren kan potensielt lide stor skade.
Hvis selskaper begynte å bygge pacemakere med batterier som varte vesentlig lenger enn fem til ti år, med de slags elektroniske komponenter som finnes i dag, vil for mange pacemakere lide plutselig, katastrofal svikt. Snarere er pacemakere designet slik at den første komponenten som sannsynligvis vil "mislykkes" er batteriet, og siden den "feilen" kan forutsies på forhånd, kan enheten byttes ut før den slutter å fungere helt.
Det er selvfølgelig mulig - og til og med sannsynlig - at det i fremtiden vil lages andre elektroniske komponenter som trengs for å bygge pacemakere som er vesentlig mer robuste uten å være kostnadseffektive. Når den dagen kommer, kan ingeniører designe batterier som vil vare betydelig lenger enn de gjør i dag.
Med dagens teknologi viser en pacemaker som varer fem til ti år å være det tekniske "sweet spot" - for nå.
Et ord fra veldig bra
Pacemakere er et vidunder av ingeniørarbeid, og deres effektivitet og pålitelighet har forbedret seg enormt siden disse enhetene ble oppfunnet først. Men det er fremdeles rom for forbedring. Mye forskning og utvikling blir gjort av pacemakerprodusenter for å utvikle enheter som er enklere å implantere, er enda tryggere og vil vare mye lenger enn de gjør i dag - potensielt i livet til personen som mottar en.
- Dele
- Vend
- E-post