یک ایمپلنت بی‌سیم که می‌تواند ضربان قلب نامنظم را تشخیص داده و بدون درد آن را اصلاح کند، توسط محققان آمریکایی رونمایی شد. به رهبری فیلیپ گوتروف در دانشگاه آریزونا، این تیم طراحی خود را بر اساس یک شبکه منعطف است که قلب را احاطه کرده و بر آن نظارت می کند. سیگنال‌های نوری تولید شده توسط رایانه داخلی برای هدف قرار دادن سلول‌های ماهیچه‌ای قلب با دقت بیشتری نسبت به ضربان‌سازهای موجود استفاده می‌شوند. این رویکرد می تواند به دستگاه هایی منجر شود که برای میلیون ها نفر که از بیماری قلبی رنج می برند بسیار راحت تر است.
آریتمی ضربان غیرطبیعی قلب است و می تواند ناشی از طیف وسیعی از بیماری ها باشد. برای بسیاری از افراد، آریتمی را می توان با کاشت یک پیس میکر/دفیبریلاتور با باتری درمان کرد، که ضربان قلب را با تشخیص سیگنال های الکتریکی که تولید می کنند نظارت می کند. هنگامی که علائم آریتمی رخ می دهد، دستگاه یک شوک الکتریکی را بین یک جفت لید که مستقیماً به قلب متصل است، عبور می دهد. این کار سلول های عضلانی قلب را تحریک می کند و منجر به بازیابی ضربان قلب منظم می شود.
ضربان سازها جان میلیون ها نفر را در سراسر جهان نجات داده اند اما دستگاه هایی بسیار تهاجمی هستند. نه تنها دستگاه ها حجیم و غیر قابل انعطاف هستند. شوک هایی که آنها وارد می کنند گیرنده های درد در قلب را نیز تحریک می کنند.
زیست مولکول های حساس به نور
برای بهبود این طرح، تیم گوتروف رویکردی مبتنی بر تحریک اپتوژنتیک را بررسی کردند. این شامل تحریک مولکول های زیستی حساس به نور است که در انواع خاصی از سلول ها یافت می شوند: در این مورد، سلول های عضلانی به نام کاردیومیوسیت. این سلول ها مسئول تحریک انقباض منظم قلب هستند و مهمتر از همه، حاوی پروتئین حساس به نور خاصی هستند که در گیرنده های درد یافت نمی شود.
طراحی این تیم که به صورت بی سیم توسط یک آنتن خارجی تغذیه می شود، دارای یک توری نازک و انعطاف پذیر است که قلب را در بر می گیرد. مش سیگنال های الکتریکی اندام را که توسط یک کامپیوتر داخلی که از الگوریتم های تخصصی استفاده می کند، تجزیه و تحلیل می کند، نظارت می کند.
اگر کامپیوتر آریتمی را تشخیص دهد، مش را هدایت می کند تا سیگنال های نوری را ارسال کند که باعث می شود کاردیومیوسیت های حساس به نور در الگوهای منظم منقبض شوند. از آنجایی که این نور با سیگنال‌های الکتریکی شناسایی‌شده توسط مش تداخلی ندارد، دستگاه می‌تواند به نظارت بر قلب ادامه دهد، حتی زمانی که سیگنال‌های نوری نجات‌بخش در حال ارسال هستند.
رویکرد هدفمند
به گفته محققان، طراحی آنها مزایای متعددی نسبت به ضربان سازهای معمولی دارد. سیستم برق بی سیم آن نیاز به جایگزینی باتری های کاشته شده را که در حال حاضر هر پنج تا هفت سال یک بار انجام می شود، برطرف می کند. علاوه بر این، الگوریتم‌ها را می‌توان برای هدف قرار دادن انواع خاصی از آریتمی برنامه‌ریزی کرد – که بسیاری از آنها به درمان‌های پیچیده‌تری نسبت به ضربان‌سازهای موجود نیاز دارند.
ضربان ساز موقت ریتم قلب را تنظیم می کند و سپس به طور کامل ناپدید می شود
برای مثال، فیبریلاسیون دهلیزی می‌تواند باعث شود که حفره‌های فوقانی و تحتانی قلب شروع به تپش نامطلوب کنند. اگر بتوان الگوریتمی را برای تشخیص این موضوع آموزش داد، کامپیوتر می‌تواند سیگنال‌های نوری ارسال شده توسط مش را تنظیم کند و درمان را بسیار مؤثرتر و راحت‌تر کند.
گوتروف و همکارانش پس از آزمایش دستگاه خود بر روی قلب موش ها، اکنون مطمئن هستند که رویکرد آنها می تواند به زودی به نسل جدیدی از ضربان سازهای هوشمندتر و کمتر تهاجمی منجر شود. اگر این امر محقق شود، در نهایت می تواند کیفیت زندگی میلیون ها نفر را که در حال حاضر از آریتمی قلبی رنج می برند، بهبود بخشد.
تحقیق در شرح داده شده است با پیشرفتهای علمی.
