Inhoud
- Wat pacemakers doen
- Het menselijk lichaam is een vijandige plek voor een pacemaker
- Waarom zijn pacemakerbatterijen niet oplaadbaar?
- Waarom kunnen ze pacemaker-batterijen niet veel langer laten meegaan dan nu?
Dit zijn beide goede vragen. Laten we eens kijken waarom ontwikkelaars van pacemakers apparaten hebben gebouwd die moeten worden weggegooid en in hun geheel moeten worden vervangen wanneer de batterij leeg raakt.
Wat pacemakers doen
Het doel van een pacemaker is meestal om symptomen van sick sinus-syndroom of hartblokkade te voorkomen, aandoeningen die uw hartslag voldoende kunnen vertragen om symptomen te veroorzaken (zoals duizeligheid, hartkloppingen of syncope).
Een pacemaker bestaat uit een kleine maar geavanceerde computer, software-instructies voor die computer, verschillende delicate elektronische componenten en een batterij - allemaal ingesloten in een kleine metalen houder. (Een typische pacemaker is tegenwoordig ongeveer zo groot als een stuk van 50 cent, en ongeveer drie keer zo dik.) Pacemakers worden meestal onder de huid geïmplanteerd, net onder het sleutelbeen, en zijn via leidingen - of geïsoleerde draden - verbonden met uw hart. kamers.
De pacemaker bewaakt uw hartritme, slag voor slag, en neemt van moment tot moment beslissingen over het al dan niet stimuleren van uw hart. Als uw hartslag onder een vooraf bepaalde waarde daalt, wordt er "gestimuleerd" door een kleine elektrische impuls via de geleider naar uw hart te sturen, waardoor uw hart wordt gestimuleerd om te kloppen.
De ingenieurs die pacemakers ontwerpen, moesten verschillende moeilijke problemen oplossen, een van de moeilijkste was hoe ze de pacemaker gedurende meerdere jaren perfect konden laten functioneren in het menselijk lichaam.
Het menselijk lichaam is een vijandige plek voor een pacemaker
Iedereen die als gemorste koffie op zijn laptop weet, weet dat vloeistoffen en elektronische apparaten niet samengaan. Pacemakers zijn elektronische apparaten die hun hele bestaan in een vloeibare omgeving moeten doorbrengen.
In feite is de binnenkant van het menselijk lichaam een warme, natte en zoute plek - een zeer vijandige omgeving voor elk elektronisch apparaat. Dus onder andere moet een pacemaker hermetisch worden afgesloten (om vocht en lichaamsvloeistoffen buiten te houden), en zijn delicate elektronische componenten moeten ontworpen zijn om te overleven en gedurende lange tijd in deze vijandige omgeving te functioneren.
Ingenieurs zijn erg goed geworden in het bouwen van deze apparaten om vele jaren mee te gaan, en het uitvalpercentage van pacemakers is over het algemeen ruim onder de 1% na vijf jaar gebruik.
Het is van cruciaal belang dat pacemakers hermetisch worden afgesloten om deze apparaten te beschermen tegen de vijandige omgeving waarin ze moeten functioneren. Als pacemakers zouden kunnen worden geopend zodat de batterij kan worden vervangen, zou een adequate hermetische afdichting vrijwel onmogelijk zijn.
In plaats van verwijderbaar te zijn, moet de batterij permanent in het apparaat worden verzegeld, samen met alle andere delicate elektronische componenten. Dit verklaart waarom ontwikkelaars van pacemakers het onhaalbaar vonden om te proberen pacemakers te bouwen met vervangbare batterijen.
Waarom zijn pacemakerbatterijen niet oplaadbaar?
De technologie voor het draadloos opladen van batterijen (een proces dat ook bekend staat als inductief opladen) bestaat al tientallen jaren en u kunt vandaag de dag draadloze opladers voor uw mobiele telefoons kopen. Dus waarom bouwen pacemakerbedrijven geen oplaadbare pacemakers?
Het zal je misschien verbazen te horen dat de oorspronkelijke implanteerbare pacemakers uit 1958 oplaadbare nikkel-cadmium (NiCad) -batterijen hadden, en de meeste mensen waren van mening dat het gebruik van oplaadbare batterijen altijd nodig zou zijn voor implanteerbare elektronische apparaten. Deze pacemakers werden opgeladen door een inductieve spoel enkele uren tegen de huid te houden, vlakbij de pacemaker. Deze procedure moest om de paar dagen worden herhaald.
Oplaadbare pacemakers faalden uiteindelijk om twee redenen. Ten eerste hebben NiCad-batterijen, ook al zijn ze oplaadbaar, een relatief korte levensduur, dus deze pacemakers moesten nog vrij vaak worden vervangen.
Maar waarschijnlijk nog belangrijker is dat mensen met pacemakers af en toe hun apparaten niet konden opladen volgens het strikte schema dat hen werd opgelegd, aangezien de menselijke natuur is wat het is. Advocaten deelden de pacemakerbedrijven mee dat als een patiënt letsel zou oplopen omdat zijn / haar pacemaker niet meer werkte - of de storing nu de schuld van het bedrijf was of omdat de patiënt verzuimde het apparaat op te laden - latere rechtszaken waarschijnlijk tot een faillissement zouden leiden.
Binnen een paar jaar werden kwik-zinkbatterijen ontwikkeld die een pacemaker tot twee jaar konden laten werken. Kort daarna werden lithiumjodide-batterijen ontwikkeld die een pacemaker veel langer konden voeden: vijf tot tien jaar. Dus de dringende behoefte aan oplaadbare pacemakers nam af, terwijl de onmiddellijke dreiging van rechtszaken dat niet deed.
Dankzij zowel technologische vooruitgang als de advocatuur werd het idee van oplaadbare pacemakers snel verlaten. Het is een idee dat af en toe wordt heroverwogen door ontwikkelaars van pacemakers, maar tot nu toe wegen de potentiële risico's (in ieder geval voor de bedrijven) zwaarder dan de potentiële voordelen.
Waarom kunnen ze pacemaker-batterijen niet veel langer laten meegaan dan nu?
Het is een feit dat zekon maak pacemakerbatterijen die aanzienlijk langer meegaan dan ze nu doen. In feite maakten een paar pacemakerbedrijven in de jaren zestig en zeventig door kernenergie aangedreven pacemakers die werden aangedreven door plutonium-238 - dat een halfwaardetijd heeft van 87 jaar - zodat deze pacemakers vrijwel gegarandeerd niet zonder "sap" zouden komen te zitten. tijdens het leven van de patiënt. Enkele van deze pacemakers zijn misschien nog steeds in gebruik.
Maar, zoals u zich misschien kunt voorstellen, waren er enkele duidelijke problemen met nucleaire pacemakers: ten eerste is plutonium een zeer giftige stof, en zelfs als een minuscule hoeveelheid in de bloedbaan lekt, zou de dood snel het gevolg zijn. En omdat plutonium duidelijk een stof is die van groot belang is voor toezichthouders (en zelfs voor de duistere elementen binnen onze beschaving), kregen mensen met deze pacemakers bijvoorbeeld problemen toen ze probeerden naar het buitenland te reizen.
Artsen die deze apparaten implanteerden, moesten, onder een verordening die werd opgelegd door de Nuclear Regulatory Commission, de pacemakers herstellen bij het overlijden van de patiënt, een vereiste dat (omdat patiënten wegtrekken en artsen met pensioen gaan) volkomen onpraktisch bleek.
Er is ook een minder voor de hand liggend probleem met pacemakers waarvan de batterijen "voor altijd" meegaan. Feit is dat alle elektronische apparaten uiteindelijk uitvallen. Vroeg of laat breken alle elektronische componenten of verslijten ze gewoon. Als een pacemaker het begeeft omdat de batterij verslijt, is dat in ieder geval een geleidelijke en voorspelbare gebeurtenis. Door periodieke controles uit te voeren, hebben artsen verschillende maanden waarschuwing dat een batterij aan het verslijten is en waarschijnlijk aan vervanging toe is, dus een electieve vervanging van een pacemaker kan op een geschikt tijdstip worden gepland.
Maar als uw pacemaker het begeeft omdat een van de andere honderden elektronische componenten plotseling niet meer werkt ... nou, dat kan catastrofaal zijn. De pacemaker kan plotseling stoppen met pacen, zonder enige waarschuwing - en de eigenaar kan mogelijk grote schade oplopen.
Als bedrijven pacemakers gaan bouwen waarvan de batterijen aanzienlijk langer dan vijf tot tien jaar meegaan, met de soorten elektronische componenten die tegenwoordig bestaan, zouden te veel pacemakers plotseling en catastrofaal uitvallen. Pacemakers zijn eerder zo ontworpen dat het eerste onderdeel dat waarschijnlijk zal "falen" de batterij is, en aangezien die "storing" van tevoren kan worden voorspeld, kan het apparaat worden vervangen voordat het helemaal niet meer werkt.
Het is natuurlijk mogelijk - en zelfs waarschijnlijk - dat in de toekomst andere elektronische componenten die nodig zijn voor het bouwen van pacemakers, zullen worden gemaakt die aanzienlijk robuuster zijn zonder onbetaalbaar te zijn. Als die dag aanbreekt, kunnen ingenieurs batterijen ontwerpen die aanzienlijk langer meegaan dan nu.
Met de technologie van vandaag blijkt een pacemaker die vijf tot tien jaar meegaat, voorlopig de technische 'sweet spot' te zijn.
Een woord van Verywell
Pacemakers zijn een technisch wonder en hebben hun effectiviteit en betrouwbaarheid enorm verbeterd sinds deze apparaten voor het eerst werden uitgevonden. Maar er is nog ruimte voor verbetering. Er wordt veel onderzoek en ontwikkeling gedaan door fabrikanten van pacemakers om apparaten te ontwikkelen die gemakkelijker te implanteren zijn, zelfs veiliger zijn en veel langer meegaan dan nu - mogelijk voor het leven van de persoon die er een krijgt.
- Delen
- Omdraaien