Зміст
- Що роблять кардіостимулятори
- Людське тіло - це вороже місце для кардіостимулятора
- Чому акумулятори кардіостимулятора не перезаряджаються?
- Чому вони не можуть зробити батарейки кардіостимуляторів набагато довшими, ніж зараз?
Це обидва хороші запитання. Давайте подивимося, чому розробники кардіостимуляторів створили пристрої, які потрібно повністю викинути та замінити, коли акумулятор зношується.
Що роблять кардіостимулятори
Як правило, метою кардіостимулятора є запобігання симптомів синдрому хворого синусового синуса або серцевої блокади, станів, які можуть уповільнити пульс настільки, щоб викликати симптоми (наприклад, запаморочення, серцебиття або синкопе).
Кардіостимулятор складається з крихітного, але вишуканого комп’ютера, інструкцій із програмного забезпечення для цього комп’ютера, різноманітних делікатних електронних компонентів та акумулятора - все це закрито в невеликому металевому контейнері. (Типовий кардіостимулятор сьогодні має розмір приблизно 50-відсоткового шматка і приблизно втричі товщі.) Кардіостимулятори зазвичай імплантують під шкіру, трохи нижче ключиці, і підключаються відводами - або ізольованими проводами - до вашого серця камери.
Кардіостимулятор стежить за вашим серцевим ритмом, поступово та приймає щомісячні рішення про те, чи повинен він рухати ваше серце. Якщо ваш пульс падає нижче заздалегідь визначеного значення, він "крокує", посилаючи крихітний електричний імпульс до вашого серця через відведення, стимулюючи таким чином ваше серце битися.
Інженерам, які розробляють кардіостимулятори, довелося вирішити кілька складних проблем, одна з найскладніших - це підтримка ідеального функціонування кардіостимулятора всередині людського тіла протягом декількох років.
Людське тіло - це вороже місце для кардіостимулятора
Той, хто пролив каву на свій ноутбук, знає, що рідини та електронні пристрої не змішуються. Кардіостимулятори - це електронні пристрої, які повинні все своє існування проводити в рідкому середовищі.
Насправді всередині людського тіла знаходиться тепле, мокре і солоне місце - дуже вороже середовище для будь-якого електронного пристрою. Тож, крім усього іншого, кардіостимулятор повинен бути герметично закритий (щоб утримувати вологу та рідини в організмі), а його делікатні електронні компоненти повинні бути спроектовані для виживання та функціонування у цьому ворожому середовищі протягом тривалого часу.
Інженери стали дуже хорошими в побудові цих пристроїв, щоб вони служили довгі роки, а рівень відмов для кардіостимуляторів загалом становить менше 1% після п’яти років використання.
Для кардіостимуляторів надзвичайно важливо герметично закривати ці пристрої, щоб захистити ці пристрої від ворожих умов, в яких вони повинні функціонувати. Якби кардіостимулятори можна було відкрити, щоб замінити батарею, адекватне герметичне ущільнення було б майже неможливим.
Замість того, щоб знімати акумулятор, він повинен бути надійно закритий у пристрої разом із усіма іншими делікатними електронними компонентами. Це пояснює, чому розробники кардіостимуляторів вважають неможливим намагатися побудувати кардіостимулятори зі змінними батареями.
Чому акумулятори кардіостимулятора не перезаряджаються?
Технологія бездротової підзарядки акумуляторів (процес, також відомий як індуктивна зарядка) існує вже кілька десятиліть, і сьогодні ви можете придбати бездротові зарядні пристрої для мобільних телефонів. То чому ж кардіостимулятори не створюють кардіостимуляторів, що акумуляторні?
Ви можете бути здивовані, дізнавшись, що оригінальні імплантовані кардіостимулятори 1958 року мали акумуляторні нікель-кадмієві (NiCad) батареї, і більшість людей вважали, що використання імплантованих батарей завжди буде необхідним для імплантованих електронних пристроїв. Ці кардіостимулятори заряджались, тримаючи індуктивну котушку до шкіри поруч із кардіостимулятором протягом декількох годин. Цю процедуру доводилося повторювати кожні кілька днів.
Кардіостимулятори, що перезаряджаються, зрештою вийшли з ладу з двох причин. По-перше, навіть незважаючи на те, що вони перезаряджаються, акумулятори NiCad мають відносно короткий термін служби, тому ці кардіостимулятори все ще потребували заміни досить часто.
Але, мабуть, ще важливіше, що людська природа є такою, якою вона є, люди з кардіостимуляторами іноді не в змозі заряджати свої пристрої відповідно до строгого графіку, який їм накладали. Юристи повідомили компанії, що виробляють кардіостимулятори, що якщо пацієнт зазнає шкоди через те, що його / її кардіостимулятор перестає працювати - незалежно від того, чи відбулася несправність з вини компанії, чи через те, що пацієнт нехтував зарядити пристрій, - подальші судові процеси можуть призвести до банкрутства.
Протягом кількох років були розроблені ртутно-цинкові батареї, які могли тримати кардіостимулятор до двох років. Незабаром після цього були розроблені літій-йодидні акумулятори, які могли живити кардіостимулятор набагато довше, ніж це: протягом п’яти-десяти років. Тож нагальна потреба у кардіостимуляторах, що перезаряджаються, зменшилась, а безпосередня загроза судових процесів - ні.
Завдяки технологічним досягненням та юридичній професії ідея кардіостимуляторів, що перезаряджаються, була швидко відмовлена. Це ідея, яку розробники кардіостимуляторів раз на раз переглядають, але поки що потенційні ризики (принаймні для компаній) перевищували потенційні вигоди.
Чому вони не можуть зробити батарейки кардіостимуляторів набагато довшими, ніж зараз?
Справа в тому, що вонимогла робіть батареї кардіостимулятора, які працюють значно довше, ніж зараз. Насправді, у 1960-х та 1970-х роках декілька кардіостимуляторів виробляли кардіостимулятори, що працюють на атомній енергії, які працювали на основі плутонію-238, який має період напіввиведення 87 років, - тому у цих кардіостимуляторів було практично гарантовано не закінчитися "соку" протягом життя пацієнта. Дійсно, деякі з цих кардіостимуляторів можуть працювати і сьогодні.
Але, як ви можете собі уявити, у ядерних кардіостимуляторів були деякі очевидні проблеми: по-перше, плутоній є високотоксичною речовиною, і навіть якщо мізерна кількість витече в кров, смерть швидко настане. І оскільки плутоній, очевидно, є речовиною, яка представляє великий інтерес для регуляторів (і навіть темніших елементів у нашій цивілізації), люди з цими кардіостимуляторами стикалися з проблемами, наприклад, коли вони намагалися подорожувати за океан.
Лікарі, які імплантували ці пристрої, були зобов'язані, згідно з розпорядженням, введеним в дію Комісією з ядерного регулювання, відновити кардіостимулятори після смерті пацієнта, що, оскільки (оскільки пацієнти віддаляються, а лікарі йдуть на пенсію), виявилось абсолютно недоцільним.
Існує також менш очевидна проблема з кардіостимуляторами, акумулятори яких живуть "вічно". Справа в тому, що всі електронні пристрої врешті-решт виходять з ладу. Рано чи пізно всі електронні компоненти ламаються або просто зношуються. Коли кардіостимулятор виходить з ладу, оскільки акумулятор зношується, принаймні це поступова і передбачувана подія. Виконуючи періодичні огляди, лікарі мають кілька місяці попередження про те, що акумулятор зношений і, ймовірно, потребує заміни. Тож планову заміну кардіостимулятора можна запланувати у зручний час.
Але якщо ваш кардіостимулятор вийде з ладу через те, що один із інших його сотень електронних компонентів раптом перестав працювати ... ну, це може бути катастрофічним. Кардіостимулятор міг раптово припинити ходити без будь-якого попередження - і його власник потенційно міг зазнати великої шкоди.
Якби компанії почали будувати кардіостимулятори, акумулятори яких прослужили значно довше п’яти-десяти років, з такими видами електронних компонентів, які існують сьогодні, занадто багато кардіостимуляторів зазнали б раптової катастрофічної несправності. Швидше за все, кардіостимулятори сконструйовані таким чином, що першим компонентом, який, ймовірно, «вийде з ладу», є акумулятор, а оскільки цей «збій» можна передбачити заздалегідь, пристрій можна замінити до того, як він взагалі перестане працювати.
Звичайно, і навіть цілком можливо, можливо, що в майбутньому інші електронні компоненти, необхідні для побудови кардіостимуляторів, будуть виготовлятися значно суттєвіше, не обмежуючи витрати. Коли настане цей день, інженери можуть розробити батареї, які прослужать значно довше, ніж сьогодні.
За сучасних технологій кардіостимулятор, який триває від п’яти до десяти років, на сьогоднішній день є інженерною «солодкою плямою».
Слово з дуже добре
Кардіостимулятори - це диво техніки, і їх ефективність та надійність надзвичайно покращилися з часу першого винаходу цих пристроїв. Але є ще місце для вдосконалення. Виробники кардіостимуляторів проводять багато досліджень та розробок для розробки пристроїв, які легше імплантувати, є навіть безпечнішими та служать набагато довше, ніж сьогодні, - потенційно, для життя людини, яка його отримує.
- Поділіться
- Перевернути
- Електронна пошта