美国研究人员公布了一种可以检测并无痛纠正不规则心跳的无线供电植入物。 由...领着 菲利普·古特鲁夫 在亚利桑那大学，该团队将他们的设计基于一个围绕并监测心脏的柔性网格。 由机载计算机生成的光信号用于比现有起搏器更精确地瞄准心脏中的肌肉细胞。 这种方法可以为数百万患有心脏病的人带来更舒适的设备。
心律失常是心脏的异常跳动，可能由多种疾病引起。 对于许多人来说，可以通过植入电池供电的起搏器/除颤器来治疗心律失常，该起搏器/除颤器通过检测它们产生的电信号来监测心跳。 当出现心律失常迹象时，该设备会在一对直接连接到心脏的导线之间传递电击。 这会刺激心脏中的肌肉细胞，从而恢复正常的心跳。
心脏起搏器在全球挽救了数百万人的生命，但它是高度侵入性的设备。 这些设备不仅笨重而且不灵活； 它们传递的电击也会刺激心脏中的痛觉感受器。
光敏生物分子
为了改进这种设计，Gutruf 的团队探索了一种基于光遗传学刺激的方法。 这涉及刺激特定类型细胞中发现的光敏生物分子：在这种情况下，称为心肌细胞的肌肉细胞。 这些细胞负责触发心脏的规律收缩，而且至关重要的是，它们含有一种特定的光敏蛋白，这种蛋白在痛觉感受器中是找不到的。
由外部天线无线供电，该团队的设计具有包裹心脏的薄而灵活的网状结构。 网格监测器官的电信号，这些电信号由使用专门算法的机载计算机进行分析。
如果计算机检测到心律失常，就会指示网格发出光信号，使光敏心肌细胞以规律的方式收缩。 由于这种光不会干扰网格检测到的电信号，因此即使正在传递挽救生命的光信号，该设备也可以继续监测心脏。
有针对性的方法
据研究人员称，他们的设计与传统起搏器相比具有多项优势。 它的无线电力系统消除了更换植入电池的需要，目前更换电池每五到七年更换一次。 此外，可以对算法进行编程以针对特定类型的心律失常——其中许多需要比现有起搏器所能提供的更复杂的治疗。
临时起搏器调节心律然后完全消失
例如，心房颤动会导致心脏的上腔室和下腔室开始不同步跳动。 如果可以训练一种算法来识别这一点，那么计算机就可以定制网格发出的光信号，从而使治疗更加有效和舒适。
在小鼠心脏上测试了他们的设备后，Gutruf 和他的同事现在相信他们的方法可以很快导致新一代更智能、侵入性更小的起搏器。 如果实现，这最终可能会改善数百万目前患有心律失常的人的生活质量。
该研究描述于 科学进展.
