Domanda:
Ho un pacemaker che è stato impiantato circa otto anni fa. Durante il mio ultimo controllo, il mio medico mi ha detto che la batteria del pacemaker si sta scaricando e dovrà essere sostituita entro i prossimi sei mesi. Bene, mi aspettavo che questo accadesse ad un certo punto. Ma il mio dottore dice che invece di inserire una nuova batteria, l'intero pacemaker deve essere rimosso e ne viene inserito uno nuovo di zecca. Sembra uno spreco. Perché non può semplicemente sostituire la batteria del pacemaker che ho già, o meglio ancora, mettere una batteria ricaricabile come quella che ho nel mio iPhone?
Risposta: Queste sono davvero buone domande. Iniziamo esaminando brevemente cos'è un pacemaker e cosa fa. Quindi indirizzeremo direttamente le vostre domande specifiche sulle batterie del pacemaker.
Pacemaker - Una recensione rapida
In genere, lo scopo di un pacemaker è di prevenire i sintomi della sindrome del seno malato o del blocco cardiaco , condizioni che possono rallentare la frequenza cardiaca in misura sufficiente a produrre sintomi (come vertigini , palpitazioni o sincope ).
Un pacemaker consiste in un piccolo ma sofisticato computer, istruzioni software per quel computer, vari componenti elettronici delicati e una batteria - il tutto racchiuso in un piccolo contenitore di metallo. (Un tipico pacemaker oggi ha le dimensioni di un pezzo da 50 centesimi e circa tre volte più spessa.) I pacemaker sono di solito impiantati sotto la pelle, appena sotto la clavicola, e sono collegati da conduttori - o fili isolati - al tuo cuore camere.
Il pacemaker monitora il tuo ritmo cardiaco, battito per battito, e prende le decisioni momento per momento su se dovrebbe o meno stimolare il tuo cuore. Se la frequenza cardiaca scende al di sotto di un valore predeterminato, "cammina" inviando un piccolo impulso elettrico al tuo cuore attraverso il cavo, stimolando così il tuo cuore a battere.
Gli ingegneri che progettano i pacemaker hanno dovuto risolvere diversi problemi difficili, uno dei più difficili è come mantenere il pacemaker perfettamente funzionante, all'interno del corpo umano, per diversi anni.
Il corpo umano è un posto ostile per un pacemaker
L'interno del corpo umano è un luogo caldo, umido e salato - un ambiente molto ostile per qualsiasi dispositivo elettronico. Quindi, tra le altre cose, un pacemaker deve essere sigillato ermeticamente (per mantenere l'umidità e fluidi corporei fuori), e i suoi componenti elettronici delicati devono essere progettati per sopravvivere e funzionare in questo ambiente ostile per lungo tempo. Gli ingegneri sono diventati molto bravi a costruire questi dispositivi per durare per molti anni, e il tasso di fallimento per i pacemaker, in generale, è ben inferiore all'1% dopo cinque anni di utilizzo.
È fondamentale che i pacemaker siano sigillati ermeticamente per proteggere questi dispositivi dall'ambiente ostile in cui devono funzionare. Se i pacemaker fossero in grado di essere aperti in modo che la batteria potesse essere sostituita, la chiusura ermetica sarebbe impossibile. Invece, la batteria deve essere sigillata in modo permanente all'interno del dispositivo, insieme a tutti gli altri componenti elettronici delicati.
Questo spiega perché è impossibile realizzare pacemaker con batterie sostituibili.
Perché le batterie del pacemaker non sono ricaricabili?
La tecnologia per ricaricare le batterie in modalità wireless (un processo noto anche come ricarica induttiva) è in circolazione da diversi decenni e oggi è possibile acquistare i caricabatterie wireless per i telefoni cellulari.
Quindi perché le aziende pacemaker non costruiscono pacemaker ricaricabili?
Potresti essere sorpreso di apprendere che i pacemaker impiantabili originali del 1958 avevano batterie ricaricabili al nickel-cadmio (NiCad) e molte persone credevano che l'uso di batterie ricaricabili sarebbe sempre necessario per i dispositivi elettronici impiantabili.
Questi pacemaker sono stati ricaricati tenendo una bobina induttiva contro la pelle, vicino al pacemaker, per diverse ore. Questa procedura doveva essere ripetuta ogni pochi giorni.
I pacemaker ricaricabili alla fine fallirono per due motivi. Innanzitutto, anche se sono ricaricabili, le batterie NiCad hanno una durata di servizio relativamente breve, quindi questi pacemaker devono ancora essere sostituiti spesso.
Ma probabilmente ancora più importante, dato che la natura umana è quella che è, le persone con pacemaker non sono riuscite a ricaricare i loro dispositivi secondo il rigoroso programma che era loro imposto. Gli avvocati hanno informato le società di pacemaker che se un paziente ha subito un danno perché il suo pacemaker ha smesso di funzionare - se l'errore è stato colpa dell'azienda o perché il paziente ha trascurato di ricaricare il dispositivo - le cause successive potrebbero verosimilmente causare bancarotta.
Nel giro di pochi anni, sono state sviluppate batterie al mercurio-zinco in grado di mantenere un pacemaker in corso fino a due anni. Poco dopo, sono state sviluppate batterie al litio-ioduro che potrebbero alimentare un pacemaker molto più a lungo: da 5 a 10 anni. Quindi il bisogno pressante di pacemaker ricaricabili diminuì, mentre l'imminente minaccia di azioni legali non lo fece.
Grazie ai progressi tecnologici e alla professione legale, i pacemaker ricaricabili sono stati rapidamente abbandonati.
Perché non riescono a fare in modo che le batterie del pacemaker durino molto più a lungo di quanto fanno ora?
Il fatto è che potrebbero fare batterie per pacemaker che durano sostanzialmente più a lungo di quanto facciano ora. Infatti, negli anni '60 e '70, alcune pacemaker fabbricarono pacemaker a propulsione nucleare che erano alimentati dal plutinio-238 - che ha un'emivita di 87 anni - quindi questi pacemaker erano praticamente garantiti per non rimanere senza "succo" durante la vita del paziente. In effetti, alcuni di questi pacemaker potrebbero essere ancora in funzione oggi.
Ci sono stati alcuni ovvi problemi con i pacemaker nucleari: in primo luogo, il plutonio è una sostanza altamente tossica, e anche se una quantità minuscola fuoriesce nel flusso sanguigno, la morte potrebbe rapidamente verificarsi. E poiché il plutonio è ovviamente una sostanza di grande interesse per i regolatori (e persino per gli elementi più oscuri all'interno della nostra civiltà), le persone con questi pacemaker hanno affrontato problemi, ad esempio, quando hanno tentato di viaggiare oltreoceano. I medici che hanno impiantato questi dispositivi sono stati richiesti, in base a un regolamento attuato dalla Commissione di regolamentazione nucleare, per recuperare i pacemaker in seguito alla morte del paziente, che (poiché i pazienti si trasferiscono e i medici vanno in pensione) si sono rivelati del tutto impraticabili.
C'è anche un problema meno ovvio con i pacemaker le cui batterie durano "per sempre". Il fatto è che tutti i dispositivi elettronici alla fine falliscono.I componenti elettronici si rompono, o semplicemente si consumano Quando un pacemaker fallisce perché la batteria si consuma, almeno questo è graduale e evento prevedibile Come lei stesso ha detto, il medico sa che la batteria del pacemaker si guasterà nel prossimo anno o giù di lì e quindi programmerà una sostituzione elettiva del pacemaker in base alle proprie esigenze, ma se il pacemaker dovesse fallire perché uno dei altre centinaia di componenti elettronici all'interno di esso smisero improvvisamente di funzionare ... beh, quel guasto al pacemaker potrebbe essere catastrofico: potrebbe arrestare improvvisamente la stimolazione, senza alcun preavviso - e potreste potenzialmente subire gravi danni.
Se le aziende iniziassero a costruire pacemaker le cui batterie durassero sostanzialmente più di 5 - 10 anni, con i tipi di componenti elettronici che esistono oggi, troppi pacemaker soffrirebbero un improvviso, catastrofico fallimento. Piuttosto, i pacemaker sono progettati in modo tale che il primo componente che probabilmente "fallisce" sia la batteria, e dal momento che quel "fallimento" può essere previsto in anticipo, il dispositivo può essere sostituito prima che smetta di funzionare del tutto.
È possibile, naturalmente, e anche probabilmente, che in futuro vengano realizzati altri componenti elettronici necessari per costruire pacemaker che sono sostanzialmente più robusti senza essere proibitivi in termini di costi. Quando arriva quel giorno, gli ingegneri possono progettare batterie che dureranno sostanzialmente più a lungo di quanto facciano oggi.
Ma con la tecnologia di oggi, un pacemaker che dura da 5 a 10 anni risulta essere il "punto debole" dell'ingegneria, per ora.
Una parola da
I pacemaker sono una meraviglia dell'ingegneria e la loro efficacia e affidabilità sono migliorate enormemente da quando questi dispositivi sono stati inventati per la prima volta. Ma c'è ancora spazio per miglioramenti. Molti produttori di pacemaker sviluppano molte attività di ricerca e sviluppo per sviluppare dispositivi più facili da innestare, sono ancora più sicuri e durano molto più a lungo di quanto non facciano oggi - potenzialmente, per la vita della persona che ne riceve uno.
> Fonti:
> Tracy CM, Epstein AE, Darbar D, et al. 2012 ACCF / AHA / HRS Aggiornamento mirato delle linee guida 2008 per la terapia basata sui dispositivi delle anomalie del ritmo cardiaco: una relazione dell'American College of Cardiology Foundation / American Heart Association Task Force sulle linee guida pratiche e la Heart Rhythm Society. Circolazione 2012; 126: 1784.