เนื้อหา
- สิ่งที่เครื่องกระตุ้นหัวใจทำ
- ร่างกายมนุษย์เป็นสถานที่ที่ไม่เป็นมิตรสำหรับเครื่องกระตุ้นหัวใจ
- ทำไมแบตเตอรี่เครื่องกระตุ้นหัวใจไม่สามารถชาร์จใหม่ได้?
- ทำไมพวกเขาไม่สามารถสร้างแบตเตอรี่ Pacemaker ได้นานกว่าที่พวกเขาทำตอนนี้?
คำถามเหล่านี้เป็นคำถามที่ดีทั้งคู่ มาดูกันว่าทำไมนักพัฒนาเครื่องกระตุ้นหัวใจจึงสร้างอุปกรณ์ที่ต้องทิ้งและเปลี่ยนใหม่ทั้งหมดเมื่อแบตเตอรี่หมด
สิ่งที่เครื่องกระตุ้นหัวใจทำ
โดยทั่วไปแล้วจุดประสงค์ของเครื่องกระตุ้นหัวใจคือเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดอาการจากโรคไซนัสหรือโรคหัวใจซึ่งอาจทำให้อัตราการเต้นของหัวใจช้าลงมากพอที่จะทำให้เกิดอาการ (เช่นอาการมึนงงใจสั่นหรือเป็นลมหมดสติ)
เครื่องกระตุ้นหัวใจประกอบด้วยคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก แต่มีความซับซ้อนคำแนะนำซอฟต์แวร์สำหรับคอมพิวเตอร์เครื่องนั้นส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่ละเอียดอ่อนต่าง ๆ และแบตเตอรี่ทั้งหมดนี้อยู่ในภาชนะโลหะขนาดเล็ก (เครื่องกระตุ้นหัวใจโดยทั่วไปในปัจจุบันมีขนาดประมาณชิ้นส่วน 50 เซ็นต์และหนาประมาณสามเท่า) โดยปกติเครื่องกระตุ้นหัวใจจะฝังอยู่ใต้ผิวหนังใต้กระดูกไหปลาร้าและเชื่อมต่อด้วยสายนำหรือสายที่หุ้มฉนวนเข้ากับหัวใจของคุณ ห้อง
เครื่องกระตุ้นหัวใจจะตรวจสอบจังหวะการเต้นของหัวใจของคุณทีละจังหวะและตัดสินใจชั่วขณะว่าควรกระตุ้นหัวใจของคุณหรือไม่ หากอัตราการเต้นของหัวใจของคุณต่ำกว่าค่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้ามันจะ "ก้าว" ด้วยการส่งกระแสไฟฟ้าเล็ก ๆ ไปยังหัวใจของคุณผ่านทางนำซึ่งจะกระตุ้นให้หัวใจของคุณเต้น
วิศวกรที่ออกแบบเครื่องกระตุ้นหัวใจต้องแก้ปัญหาที่ยากหลายประการซึ่งเป็นหนึ่งในปัญหาที่ยากที่สุดในการดูแลให้เครื่องกระตุ้นหัวใจทำงานได้อย่างสมบูรณ์ภายในร่างกายมนุษย์เป็นเวลาหลายปี
ร่างกายมนุษย์เป็นสถานที่ที่ไม่เป็นมิตรสำหรับเครื่องกระตุ้นหัวใจ
ใครก็ตามที่ทำกาแฟหกใส่แล็ปท็อปจะรู้ดีว่าของเหลวและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไม่ปะปนกัน เครื่องกระตุ้นหัวใจเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องใช้ชีวิตทั้งหมดในสภาพแวดล้อมที่ลื่นไหล
ในความเป็นจริงภายในร่างกายมนุษย์เป็นสถานที่ที่อบอุ่นเปียกและเค็มซึ่งเป็นสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นมิตรต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใด ๆ ดังนั้นเหนือสิ่งอื่นใดเครื่องกระตุ้นหัวใจต้องปิดผนึกอย่างแน่นหนา (เพื่อกันความชื้นและของเหลวในร่างกายออก) และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ละเอียดอ่อนต้องได้รับการออกแบบมาเพื่อให้อยู่รอดและทำงานได้ในสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นมิตรนี้เป็นเวลานาน
วิศวกรมีความเชี่ยวชาญในการสร้างอุปกรณ์เหล่านี้ให้มีอายุการใช้งานเป็นเวลาหลายปีและโดยทั่วไปแล้วอัตราความล้มเหลวของเครื่องกระตุ้นหัวใจจะต่ำกว่า 1% หลังจากใช้งานไปห้าปี
สิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับเครื่องกระตุ้นหัวใจที่ต้องปิดผนึกอย่างแน่นหนาเพื่อป้องกันอุปกรณ์เหล่านี้จากสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นมิตรซึ่งต้องใช้งานได้ หากเครื่องกระตุ้นหัวใจสามารถเปิดได้เพื่อให้สามารถเปลี่ยนแบตเตอรี่ได้การปิดผนึกที่ปิดสนิทอย่างเพียงพอจะเป็นไปไม่ได้เลย
แทนที่จะถอดออกได้แบตเตอรี่จะต้องปิดผนึกอย่างถาวรภายในอุปกรณ์พร้อมกับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ละเอียดอ่อนอื่น ๆ ทั้งหมด สิ่งนี้อธิบายได้ว่าทำไมนักพัฒนาเครื่องกระตุ้นหัวใจจึงคิดว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะพยายามสร้างเครื่องกระตุ้นหัวใจด้วยแบตเตอรี่ที่เปลี่ยนได้
ทำไมแบตเตอรี่เครื่องกระตุ้นหัวใจไม่สามารถชาร์จใหม่ได้?
เทคโนโลยีการชาร์จแบตเตอรี่แบบไร้สาย (กระบวนการที่เรียกว่าการชาร์จแบบอุปนัย) มีมานานหลายสิบปีแล้วและคุณสามารถซื้อเครื่องชาร์จแบบไร้สายสำหรับโทรศัพท์มือถือของคุณได้ในปัจจุบัน เหตุใด บริษัท เครื่องกระตุ้นหัวใจจึงไม่สร้างเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบชาร์จไฟได้?
คุณอาจประหลาดใจที่ได้ทราบว่าเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบฝังในปี 1958 มีแบตเตอรี่นิกเกิล - แคดเมียม (NiCad) แบบชาร์จซ้ำได้และคนส่วนใหญ่เชื่อว่าการใช้แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้นั้นจำเป็นสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ฝังอยู่เสมอ เครื่องกระตุ้นหัวใจเหล่านี้ได้รับการชาร์จใหม่โดยถือขดลวดอุปนัยขึ้นกับผิวหนังใกล้กับเครื่องกระตุ้นหัวใจเป็นเวลาหลายชั่วโมง ขั้นตอนนี้ต้องทำซ้ำทุกสองสามวัน
ในที่สุดเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบชาร์จไฟก็ล้มเหลวด้วยเหตุผลสองประการ ประการแรกแม้ว่าแบตเตอรี่ NiCad จะสามารถชาร์จใหม่ได้ แต่ก็มีอายุการใช้งานที่สั้นดังนั้นเครื่องกระตุ้นหัวใจเหล่านี้จึงยังคงต้องเปลี่ยนบ่อยๆ
แต่ที่สำคัญกว่านั้นคือด้วยธรรมชาติของมนุษย์ที่เป็นเช่นนั้นผู้ที่มีเครื่องกระตุ้นหัวใจบางครั้งไม่สามารถชาร์จอุปกรณ์ได้ตามตารางเวลาที่เข้มงวดที่กำหนดไว้ ทนายความแจ้ง บริษัท เครื่องกระตุ้นหัวใจว่าหากผู้ป่วยได้รับอันตรายเนื่องจากเครื่องกระตุ้นหัวใจหยุดทำงานไม่ว่าความล้มเหลวจะเป็นความผิดของ บริษัท หรือเนื่องจากผู้ป่วยละเลยที่จะชาร์จอุปกรณ์ใหม่ - การฟ้องร้องในภายหลังอาจทำให้ล้มละลายได้
ภายในไม่กี่ปีแบตเตอรี่ปรอท - สังกะสีได้รับการพัฒนาซึ่งสามารถรักษาเครื่องกระตุ้นหัวใจไว้ได้นานถึงสองปี หลังจากนั้นไม่นานได้มีการพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมไอโอไดด์ซึ่งสามารถจ่ายไฟให้กับเครื่องกระตุ้นหัวใจได้นานกว่านั้น: เป็นเวลาห้าถึง 10 ปี ดังนั้นความจำเป็นเร่งด่วนในการใช้เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบชาร์จได้จึงลดน้อยลงในขณะที่การคุกคามของคดีความไม่ได้เกิดขึ้น
ต้องขอบคุณทั้งความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและวิชาชีพทางกฎหมายความคิดเกี่ยวกับเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบชาร์จได้จึงถูกยกเลิกอย่างรวดเร็ว เป็นแนวคิดที่ได้รับการพิจารณาใหม่โดยนักพัฒนาเครื่องกระตุ้นหัวใจทุก ๆ ครั้ง แต่จนถึงขณะนี้ความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้น (อย่างน้อย บริษัท ) ก็มีมากกว่าผลประโยชน์ที่อาจเกิดขึ้น
ทำไมพวกเขาไม่สามารถสร้างแบตเตอรี่ Pacemaker ได้นานกว่าที่พวกเขาทำตอนนี้?
ความจริงก็คือพวกเขาสามารถ ทำแบตเตอรี่เครื่องกระตุ้นหัวใจที่ใช้งานได้นานกว่าที่ทำอยู่ในปัจจุบัน ในความเป็นจริงในช่วงทศวรรษที่ 1960 และ 1970 บริษัท เครื่องกระตุ้นหัวใจไม่กี่แห่งได้ผลิตเครื่องกระตุ้นหัวใจที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์ซึ่งใช้พลังงานจากพลูโตเนียม -238 ซึ่งมีอายุครึ่งชีวิต 87 ปีดังนั้นเครื่องกระตุ้นหัวใจเหล่านี้จึงได้รับการรับรองว่าจะไม่ใช้ "น้ำผลไม้" หมด ในช่วงชีวิตของผู้ป่วย อันที่จริงเครื่องกระตุ้นหัวใจบางส่วนเหล่านี้อาจยังคงเปิดใช้งานอยู่ในปัจจุบัน
แต่อย่างที่คุณอาจจินตนาการได้ว่ามีปัญหาที่ชัดเจนเกี่ยวกับเครื่องกระตุ้นหัวใจด้วยนิวเคลียร์ประการแรกพลูโตเนียมเป็นสารที่มีพิษร้ายแรงและแม้ว่าปริมาณเล็กน้อยจะรั่วไหลเข้าสู่กระแสเลือดความตายก็จะตามมาอย่างรวดเร็ว และเนื่องจากเห็นได้ชัดว่าพลูโตเนียมเป็นสารที่หน่วยงานกำกับดูแลให้ความสนใจเป็นอย่างมาก (และแม้แต่องค์ประกอบที่มืดกว่าในอารยธรรมของเรา) ผู้ที่มีเครื่องกระตุ้นหัวใจเหล่านี้จึงประสบปัญหาเช่นเมื่อพวกเขาพยายามเดินทางไปต่างประเทศ
แพทย์ที่ฝังอุปกรณ์เหล่านี้จำเป็นต้องใช้ภายใต้กฎข้อบังคับที่บังคับใช้โดยคณะกรรมการกำกับดูแลนิวเคลียร์ในการกู้คืนเครื่องกระตุ้นหัวใจเมื่อผู้ป่วยเสียชีวิตซึ่งเป็นข้อกำหนดที่ (เนื่องจากผู้ป่วยย้ายออกไปและแพทย์เกษียณอายุ) ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าทำไม่ได้ทั้งหมด
นอกจากนี้ยังมีปัญหาที่ชัดเจนน้อยกว่ากับเครื่องกระตุ้นหัวใจที่แบตเตอรี่มีอายุการใช้งาน "ตลอดไป" ความจริงก็คือในที่สุดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดก็ล้มเหลวไม่ช้าก็เร็วส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดพังหรือเสื่อมสภาพเมื่อเครื่องกระตุ้นหัวใจล้มเหลวเนื่องจากแบตเตอรี่หมดอย่างน้อยนั่นก็เป็นเหตุการณ์ที่ค่อยเป็นค่อยไปและสามารถคาดเดาได้จากการตรวจสุขภาพเป็นระยะแพทย์จะมีหลาย ๆ เดือนเตือนว่าแบตเตอรี่เสื่อมสภาพและมีแนวโน้มที่จะต้องเปลี่ยนดังนั้นจึงสามารถกำหนดเวลาเปลี่ยนเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบเลือกได้ในเวลาที่สะดวก
แต่ถ้าเครื่องกระตุ้นหัวใจของคุณล้มเหลวเพราะชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์อีกหลายร้อยชิ้นหยุดทำงานกะทันหัน ... นั่นอาจเป็นหายนะ เครื่องกระตุ้นหัวใจอาจหยุดเดินกะทันหันโดยไม่มีการเตือนใด ๆ และเจ้าของอาจได้รับอันตรายอย่างมาก
หาก บริษัท ต่างๆเริ่มสร้างเครื่องกระตุ้นหัวใจที่แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานยาวนานกว่าห้าถึง 10 ปีโดยมีชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ประเภทต่างๆที่มีอยู่ในปัจจุบันเครื่องกระตุ้นหัวใจจำนวนมากเกินไปจะประสบความล้มเหลวอย่างฉับพลันและร้ายแรง แต่เครื่องกระตุ้นหัวใจได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ส่วนประกอบแรกที่อาจ "ล้มเหลว" คือแบตเตอรี่และเนื่องจาก "ความล้มเหลว" นั้นสามารถคาดเดาได้ล่วงหน้าจึงสามารถเปลี่ยนอุปกรณ์ได้ก่อนที่จะหยุดทำงานทั้งหมด
แน่นอนว่าเป็นไปได้และยังเป็นไปได้ว่าในอนาคตจะมีการผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ ที่จำเป็นสำหรับการสร้างเครื่องกระตุ้นหัวใจที่มีความแข็งแกร่งมากขึ้นโดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่าย เมื่อถึงวันนั้นวิศวกรสามารถออกแบบแบตเตอรี่ที่จะใช้งานได้นานกว่าที่ทำในปัจจุบัน
ด้วยเทคโนโลยีในปัจจุบันเครื่องกระตุ้นหัวใจที่มีอายุการใช้งาน 5-10 ปีกลายเป็น "จุดหวาน" ทางวิศวกรรมสำหรับตอนนี้
คำจาก Verywell
เครื่องกระตุ้นหัวใจเป็นสิ่งมหัศจรรย์ทางวิศวกรรมและประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือได้รับการปรับปรุงอย่างมากนับตั้งแต่อุปกรณ์เหล่านี้ถูกประดิษฐ์ขึ้นครั้งแรก แต่ยังมีช่องว่างสำหรับการปรับปรุง มีการวิจัยและพัฒนามากมายโดยผู้ผลิตเครื่องกระตุ้นหัวใจเพื่อพัฒนาอุปกรณ์ที่ง่ายต่อการสอดใส่ปลอดภัยยิ่งขึ้นและจะอยู่ได้นานกว่าที่ทำในปัจจุบันมากซึ่งอาจเป็นไปได้ตลอดชีวิตของผู้ที่ได้รับ
- แบ่งปัน
- พลิก
- อีเมล์