如今,全世界有數(shù)百萬人通過在胸腔植入人工心臟起搏器來幫助心臟維持正常的跳動(dòng),然而,心臟起搏器并非沒有任何問題,大部分心臟起搏器(包含電池和電子控制系統(tǒng))經(jīng)常會(huì)被安裝在患者的皮膚下面,一些纖細(xì)而富有彈性的導(dǎo)線從這個(gè)盒子引出,通過靜脈進(jìn)入心臟的合適區(qū)域。這些導(dǎo)線能夠?qū)π呐K的電活動(dòng)(在心肌收縮時(shí)會(huì)被一組充當(dāng)天然心臟起搏器的特定肌肉細(xì)胞所控制)進(jìn)行檢查,然后把得到的信息傳送給人工心臟起搏器進(jìn)行分析,如果自然的心臟活動(dòng)被視為是不正常的,那么人工心臟起搏器的電池將會(huì)釋放一定的電量來引起心肌收縮,從而幫助心臟完成起搏活動(dòng)。
在人體內(nèi)植入一個(gè)人工心臟起搏器是相當(dāng)容易的,但是要植入那些導(dǎo)線就比較困難了,對(duì)于某些患者來說甚至是不可能的,如果導(dǎo)線植入失敗,想移除它們可能需要手術(shù)才能完成,此外導(dǎo)線還存在帶來感染的危險(xiǎn)。
但這種情況可能不會(huì)持續(xù)太長時(shí)間了,因?yàn)闊o線心臟起搏器馬上就要投入市場了。位于英國劍橋的科技公司“劍橋顧問(CambridgeConsultants)”和美國加州的“EBR系統(tǒng)”公司專門聯(lián)合成立了一個(gè)團(tuán)隊(duì)來研制無線心臟起搏器,目前已經(jīng)研發(fā)出了一套被他們稱之為“無線心臟刺激系統(tǒng)”(簡稱WiCS)的產(chǎn)品。11月14日,兩家公司聯(lián)合宣布,搭載WiCS的首臺(tái)設(shè)備已經(jīng)成功完成了一系列的臨床試驗(yàn),這些試驗(yàn)涉及歐洲各地醫(yī)院的100名心臟病患者,其中有些人飽受起搏器導(dǎo)線問題的折磨。
心臟起搏器一般都會(huì)有一根單獨(dú)的導(dǎo)線通到心臟四個(gè)腔室中的一個(gè)中去,有些患者可能需要兩根或三根導(dǎo)線,每一根通到不同的腔室中,這些額外的導(dǎo)線能夠提供眾所周知的心臟再同步治療,能夠?qū)π呐K的左右兩側(cè)進(jìn)行刺激,加強(qiáng)心肌收縮的幅度,促進(jìn)心臟完成起搏活動(dòng)。但是,把導(dǎo)線插入到心臟左側(cè)是非常困難的,最佳的路線是先經(jīng)過心臟的右側(cè)。
而WiCS并沒有使用導(dǎo)線,而是采用了一個(gè)微小的無線電極,寬3毫米,長13毫米,大小和一個(gè)長粒大米差不多,它能夠和普通電極一樣利用導(dǎo)管(小軟管)植入到人體之中。因?yàn)檗饤壛藢?dǎo)線,所以整個(gè)操作過程非常簡單,而其中的關(guān)鍵是如何對(duì)電極進(jìn)行控制。
這個(gè)問題可以通過使用超聲波來解決,也就是利用一個(gè)大小和心臟起搏器差不多,名為“脈沖發(fā)生器”的盒子來完成,但是它需要被放在胸腔下部(如上圖所示)。當(dāng)脈沖發(fā)生器向無線電極發(fā)出超聲波脈沖信號(hào)時(shí),聲波的能量就能振動(dòng)電極的接收器,這種機(jī)械振動(dòng)能夠被迅速轉(zhuǎn)換成刺激心臟所需的電能。
目前,WiCS僅用于導(dǎo)線難以到達(dá)的心臟左側(cè),換句話說,它將和連接心臟右側(cè)的傳統(tǒng)心臟起搏器搭配使用。當(dāng)傳統(tǒng)心臟起搏器產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)來刺激心臟右側(cè)時(shí),脈沖發(fā)生器就能檢測到該信號(hào),接著發(fā)出刺激心臟左側(cè)的脈沖信號(hào)。研究的下一步就是把傳統(tǒng)心臟起搏器和脈沖發(fā)生器整合到一起,作為一個(gè)整體植入到人體之中。根據(jù)劍橋顧問公司全球醫(yī)療技術(shù)負(fù)責(zé)人安德魯·迪斯頓(AndrewDiston)的介紹,通過植入無線電極,將會(huì)為心臟病患者在不同的條件下的治療提供更多的自由,同時(shí)提高起搏器的穩(wěn)定性。最后,迪斯頓相信,這套系統(tǒng)能夠讓心臟起搏器完全拋棄掉導(dǎo)線,實(shí)現(xiàn)完全的無線控制,而這對(duì)于醫(yī)療科學(xué)領(lǐng)域?qū)⑹欠浅ゴ蟮呢暙I(xiàn)。