Contenu
- Ce que font les stimulateurs cardiaques
- Le corps humain est un endroit hostile pour un stimulateur cardiaque
- Pourquoi les piles du stimulateur cardiaque ne sont-elles pas rechargeables?
- Pourquoi ne peuvent-ils pas faire durer les batteries de stimulateurs cardiaques beaucoup plus longtemps qu'ils ne le font actuellement?
Ce sont deux bonnes questions. Voyons pourquoi les développeurs de stimulateurs cardiaques ont construit des appareils qui doivent être jetés et remplacés dans leur intégralité lorsque la batterie s'use.
Ce que font les stimulateurs cardiaques
En règle générale, le but d'un stimulateur cardiaque est de prévenir les symptômes du syndrome des sinus malades ou du bloc cardiaque, conditions qui peuvent ralentir suffisamment votre rythme cardiaque pour produire des symptômes (tels que des étourdissements, des palpitations ou une syncope).
Un stimulateur cardiaque se compose d'un ordinateur minuscule mais sophistiqué, des instructions du logiciel pour cet ordinateur, de divers composants électroniques délicats et d'une batterie - le tout enfermé dans un petit récipient en métal. (Un stimulateur cardiaque typique aujourd'hui a environ la taille d'une pièce de 50 cents et environ trois fois plus d'épaisseur.) Les stimulateurs cardiaques sont généralement implantés sous la peau, juste en dessous de la clavicule, et sont connectés par des fils - ou des fils isolés - à votre cœur. chambres.
Le stimulateur cardiaque surveille votre rythme cardiaque, battement par battement, et prend des décisions à chaque instant pour savoir s'il doit ou non stimuler votre cœur. Si votre fréquence cardiaque tombe en dessous d'une valeur prédéterminée, elle «accélère» en envoyant une petite impulsion électrique à votre cœur via la sonde, stimulant ainsi votre cœur à battre.
Les ingénieurs qui conçoivent des stimulateurs cardiaques ont dû résoudre plusieurs problèmes difficiles, l'un des plus difficiles étant de savoir comment faire fonctionner parfaitement le stimulateur cardiaque, à l'intérieur du corps humain, pendant plusieurs années.
Le corps humain est un endroit hostile pour un stimulateur cardiaque
Quiconque a renversé du café sur son ordinateur portable sait que les fluides et les appareils électroniques ne se mélangent pas. Les stimulateurs cardiaques sont des appareils électroniques qui doivent passer toute leur existence dans un environnement fluide.
En fait, l'intérieur du corps humain est un endroit chaud, humide et salé - un environnement très hostile pour tout appareil électronique. Ainsi, entre autres choses, un stimulateur cardiaque doit être hermétiquement fermé (pour empêcher l'humidité et les fluides corporels d'entrer), et ses composants électroniques délicats doivent être conçus pour survivre et fonctionner dans cet environnement hostile pendant une longue période.
Les ingénieurs sont devenus très bons pour construire ces appareils pour durer de nombreuses années, et le taux d'échec des stimulateurs cardiaques, en général, est bien inférieur à 1% après cinq ans d'utilisation.
Il est extrêmement important que les stimulateurs cardiaques soient hermétiquement scellés afin de protéger ces appareils de l'environnement hostile dans lequel ils doivent fonctionner. Si les stimulateurs cardiaques pouvaient être ouverts pour que la batterie puisse être remplacée, une fermeture hermétique adéquate serait pratiquement impossible.
Au lieu d'être amovible, la batterie doit être scellée en permanence à l'intérieur de l'appareil, avec tous les autres composants électroniques délicats. Cela explique pourquoi les développeurs de stimulateurs cardiaques ont jugé impossible de construire des stimulateurs cardiaques avec des piles remplaçables.
Pourquoi les piles du stimulateur cardiaque ne sont-elles pas rechargeables?
La technologie de recharge sans fil des batteries (un processus également connu sous le nom de charge inductive) existe depuis plusieurs décennies, et vous pouvez acheter des chargeurs sans fil pour vos téléphones portables aujourd'hui. Alors pourquoi les fabricants de stimulateurs cardiaques ne construisent-ils pas des stimulateurs cardiaques rechargeables?
Vous serez peut-être surpris d'apprendre que les stimulateurs cardiaques implantables originaux de 1958 avaient des piles rechargeables au nickel-cadmium (NiCad), et la plupart des gens pensaient que l'utilisation de piles rechargeables serait toujours nécessaire pour les appareils électroniques implantables. Ces stimulateurs cardiaques ont été rechargés en tenant une bobine inductive contre la peau, près du stimulateur cardiaque, pendant plusieurs heures. Cette procédure devait être répétée tous les quelques jours.
Les stimulateurs cardiaques rechargeables ont finalement échoué pour deux raisons. Premièrement, même si elles sont rechargeables, les piles NiCad ont une durée de vie relativement courte, de sorte que ces stimulateurs cardiaques devaient encore être remplacés assez souvent.
Mais probablement plus important encore, la nature humaine étant ce qu'elle est, les personnes portant des stimulateurs cardiaques échouaient parfois à recharger leurs appareils selon le calendrier rigoureux qui leur était imposé. Les avocats ont informé les sociétés de stimulateurs cardiaques que si un patient subissait un dommage parce que son stimulateur cardiaque cessait de fonctionner - que la défaillance soit de la faute de l'entreprise ou parce que le patient avait négligé de recharger l'appareil - des poursuites ultérieures entraîneraient probablement la faillite.
En quelques années, des piles au mercure-zinc ont été développées pour permettre à un stimulateur cardiaque de fonctionner jusqu'à deux ans. Peu de temps après, des piles au lithium-iodure ont été développées qui pourraient alimenter un stimulateur cardiaque beaucoup plus longtemps que cela: pendant cinq à dix ans. Ainsi, le besoin urgent de stimulateurs cardiaques rechargeables a diminué, contrairement à la menace imminente de poursuites judiciaires.
Grâce à la fois aux avancées technologiques et à la profession juridique, l'idée des stimulateurs cardiaques rechargeables a été rapidement abandonnée. C'est une idée qui est reconsidérée de temps en temps par les développeurs de stimulateurs cardiaques, mais jusqu'à présent, les risques potentiels (pour les entreprises, au moins) ont dépassé les avantages potentiels.
Pourquoi ne peuvent-ils pas faire durer les batteries de stimulateurs cardiaques beaucoup plus longtemps qu'ils ne le font actuellement?
Le fait est qu'ilspourrait fabriquer des batteries de stimulateurs cardiaques qui durent beaucoup plus longtemps qu’aujourd’hui. En fait, dans les années 1960 et 1970, quelques entreprises de stimulateurs cardiaques fabriquaient des stimulateurs cardiaques à propulsion nucléaire alimentés au plutonium-238 - dont la demi-vie est de 87 ans - de sorte que ces stimulateurs cardiaques étaient pratiquement garantis de ne pas manquer de «jus». pendant la vie du patient. En effet, quelques-uns de ces stimulateurs cardiaques sont peut-être encore en service aujourd'hui.
Mais, comme vous pouvez l'imaginer, il y avait des problèmes évidents avec les stimulateurs cardiaques nucléaires: premièrement, le plutonium est une substance hautement toxique, et même si une infime quantité fuit dans la circulation sanguine, la mort s'ensuivrait rapidement. Et parce que le plutonium est évidemment une substance d'un grand intérêt pour les régulateurs (et même pour les éléments les plus sombres de notre civilisation), les personnes portant ces stimulateurs cardiaques ont dû faire face à des problèmes, par exemple, lorsqu'elles ont tenté de voyager à l'étranger.
Les médecins qui ont implanté ces dispositifs étaient tenus, en vertu d'un règlement appliqué par la Commission de réglementation nucléaire, de récupérer les stimulateurs cardiaques au décès du patient, une exigence qui (parce que les patients s'éloignent et que les médecins prennent leur retraite), s'est avérée totalement irréalisable.
Il y a aussi un problème moins évident avec les stimulateurs cardiaques dont les piles durent «pour toujours». Le fait est que tous les appareils électroniques finissent par tomber en panne. Tôt ou tard, tous les composants électroniques se cassent ou s'usent. Lorsqu'un stimulateur cardiaque tombe en panne parce que la pile s'use, c'est au moins un événement progressif et prévisible. En effectuant des contrôles périodiques, les médecins en ont plusieurs mois d'avertissement qu'une pile s'use et doit probablement être remplacée. Ainsi, un remplacement facultatif du stimulateur cardiaque peut être programmé à un moment opportun.
Mais si votre stimulateur cardiaque venait à tomber en panne parce que l'un de ses centaines de composants électroniques cessait soudainement de fonctionner ... eh bien, cela pourrait être catastrophique. Le stimulateur cardiaque pourrait soudainement arrêter la stimulation, sans aucun avertissement - et son propriétaire pourrait potentiellement subir de graves dommages.
Si les entreprises commençaient à construire des stimulateurs cardiaques dont les batteries duraient beaucoup plus de cinq à 10 ans, avec les types de composants électroniques qui existent aujourd'hui, trop de stimulateurs cardiaques subiraient une panne soudaine et catastrophique. Au contraire, les stimulateurs cardiaques sont conçus de telle sorte que le premier composant susceptible de «tomber en panne» soit la batterie, et puisque cette «panne» peut être prédite à l'avance, le dispositif peut être remplacé avant qu'il ne cesse de fonctionner complètement.
Il est bien sûr possible - et même probable - qu'à l'avenir, d'autres composants électroniques nécessaires à la construction de stimulateurs cardiaques soient fabriqués qui soient nettement plus robustes sans être d'un coût prohibitif. Quand ce jour viendra, les ingénieurs peuvent concevoir des batteries qui dureront beaucoup plus longtemps qu'aujourd'hui.
Avec la technologie d'aujourd'hui, un stimulateur cardiaque qui dure cinq à dix ans s'avère être le «sweet spot» de l'ingénierie pour le moment.
Un mot de Verywell
Les stimulateurs cardiaques sont une merveille d'ingénierie, et leur efficacité et leur fiabilité se sont considérablement améliorées depuis que ces appareils ont été inventés pour la première fois. Mais il y a encore place à amélioration. Les fabricants de stimulateurs cardiaques font beaucoup de recherche et de développement pour développer des appareils plus faciles à implanter, encore plus sûrs et qui dureront beaucoup plus longtemps qu'aujourd'hui - potentiellement, pour la vie de la personne qui en reçoit un.
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