Forscher an der Texas Heart Institute (THI) und der UCLA überquerte ein wichtiger Meilenstein in der Entwicklung von drahtlos-powered, oberflächenmontierbaren Herzschrittmacher. In einem Artikel In der Nature Research Journals , Wissenschaftliche Berichte, das team verwendet Ihre innovative pacing system zu offenbaren, die Möglichkeit zu geben, synchronisierte biventrikuläre Stimulation, um eine menschliche Größe Herz in einer präklinischen Forschung Modell.
Unter der Leitung von Dr. Mehdi Razavi, Direktor der Elektrophysiologie-Klinische Forschung & Innovationen an der THI und Associate Professor an der Baylor College of Medicine und Prof. Aydin Babakhani, Direktor der UCLA-Integrierte Sensorik-Labor, die Forschung beschäftigt sich mit Technik geben könnten ärzte eine völlig neue therapeutische option für die Behandlung von Patienten mit Herzrhythmusstörungen und anderen Herz-Kreislauf-Begleiterkrankungen oder Erkrankungen wie Herzinsuffizienz.
Etwa 30% der Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz haben auch elektrische Leitung, die Probleme in Ihren Herzen das verlangen, eine Art von Therapie zu synchronisieren des Herzens das reizleitungssystem in seinen beiden größten Kammern. In diesen Fällen verschreiben ärzte die kardiale Resynchronisationstherapie oder CRT. CRT geliefert wird durch lange Leitungen, die sogenannten leads, die an Herzschrittmacher Tempo, mit dem die beiden unteren Kammern des Herzens. Wenn ein patient braucht beide Kammern des Herzens synchronisiert, sogenannte biventrikuläre Stimulation, einen herkömmlichen Schrittmacher mit führt ist derzeit das einzige kommerziell verfügbare option. Leider, diese Leitungen sind anfällig zu brechen, verdrängen, und die Migration Weg von den ursprünglichen Speicherort.
Obwohl die Patienten nicht zu sehen sind Verbesserungen mit CRT, in der Regel innerhalb von 6 Monaten, etwa ein Drittel der Patienten reagieren nicht gut auf die Therapie, und non-responder-raten so hoch wie 43%.
Indem die gleichzeitige Stimulation von verschiedenen Seiten in das Herz, THI und der UCLA-die neuen oberflächenmontierbaren, drahtlos betriebene Schrittmacher-system zielt auf eine Verringerung der Komplikationen im Zusammenhang mit der traditionellen Herzschrittmacher heute im Einsatz und öffnet die Tür für mehr Sicherheit und mehr effektive biventrikuläre Stimulation Optionen.
Vorhergehende Forschung durch das team erwies sich als die Fähigkeit des Systems, drahtlos Strom für eine einzelne Website in die Herzen der kleinen, mittleren und großen open-Brust-research-Modellen. In der neuen Studie, die winzige Herzschrittmacher—nur ein Bruchteil der Größe von einem Viertel —gezeigt wurden arbeiten in einem geschlossenen Brust Schweine-Modell über WLAN powered transfer zum custom-designed low-power integrated circuits auf das Herz.
Der Herzschrittmacher, den potenziellen klinischen nutzen, verifiziert durch Messungen der elektrischen Aktivität, die mit einem EKG und den Blutfluss in das Herz während der Prüfung, war beeindruckend. Speziell, das biventrikuläre pacing-Strategie verbessert, wichtige klinische Ergebnisse, Maßnahmen, wenn im Vergleich zu single-chamber pacing. Insgesamt sind die Ergebnisse Voraus, die Möglichkeit der Verwendung von drahtlos-powered, multisite-pacing zu Adresse cardiac resynchronization Herausforderungen.
Das team arbeitet derzeit an weiteren Miniaturisierung der drahtlos betriebene Schrittmacher zu machen, implantierbare an einem oder mehreren gewünschten Tempo-sites auf das Herz in einer minimal invasiven Art und Weise. Dies eliminiert die Notwendigkeit für die intravaskuläre führt und, vor allem, dass für synchronisierte und oberflächenmontierbaren Tempo über mehrere Kammern des Herzens, die bietet die Möglichkeit, um patient-spezifische CRT.
Eine wesentliche Herausforderung dieser neuen Technologie ist die Aufrechterhaltung der Leistungsfähigkeit von wireless power transfer, da das Gerät wird sehr klein und die Antenne wird weniger effizient. Das team adressiert dieses Problem durch eine deutliche Senkung der Leistungsaufnahme der Elektronik verwendet, in der Herzschrittmacher, die Integration aller Elemente auf einem einzigen chip und der Gestaltung von Antennen in Resonanz stark mit der Eingangs-Schaltung der Tempo-chips, nach Prof. Babakhani, associate professor für elektrische und computer engineering an der UCLA Samueli School of Engineering.
Babakhani Labor, finanziert von der UCLA, hat geschoben die Grenzen der Miniaturisierung, so dass eine ganze Herzschrittmacher können passen in eine Vene. Der miniaturisierte Herzschrittmacher beseitigt die Notwendigkeit für sperrige onboard-Batterien, wie es erhält Energie und Befehle drahtlos durch elektromagnetische Wellen von einer externen Steuerung aus.
Das Tempo Gerät ist auf der Basis von Silizium-basierten integrierten Mikrochips, die gebaut wurden in der Arbeitsgruppe von Prof. Babakhani Labor an der UCLA. Postdoc-Stipendiat Hongming Lyu und Ph. D. Studenten, Hamed Rahmani und Yuxiang Sonne von Prof. Babakhani Labor an der UCLA entwickelt, die frühere version von dem Gerät.
„Miniaturisierte implantierbare medizinische Geräte sind bereits auf dem Markt heute. Sie werden in neuronale Implantate, die in Mikrochips, kann drahtlos programmiert zu liefern Dosen von Osteoporose-Medikamente, und in Einweg-video-Kapseln, die geschluckt werden kann, um eine kabellose Bildübertragung von der GI-Trakt während der Reise durch den Körper. Warum also nicht die Miniaturisierung des Herzschrittmachers?“, so Dr. Razavi.
Das team der ultimative Ziel ist der Aufbau einer Tempo-system, das diagnostizieren kann, schreiten die Bedürfnisse des Herzens in Echtzeit, bieten kritisches feedback an die care-team, wenn nötig, und liefern maßgeschneiderte Behandlungen. So, der Schrittmacher wird schließlich in der Lage zu nutzen, die macht der künstlichen Intelligenz (A. I.) durch lernen aus den Daten, die es generiert, Muster zu erkennen und Anpassungen vornehmen. Diese A. I. Funktion könnte gewährleisten eine Konstante, optimale Patienten-spezifische Therapie nach THI Forschung Ingenieure, Dr. Allison Post und Mathews John. THI und UCLA sind bereits in Zusammenarbeit mit der Rice University auf die algorithmen um dieses Ziel zu erreichen. Dies war zwar nicht Teil der Studie, veröffentlicht in der Wissenschaftlichen Berichte, Artikel, die Rice research-team nahmen an der Studie Diskussionen.
„Wir schaffen eine intelligente Herzschrittmacher, der ständig Lesen das Herz auf die elektrischen Bedürfnisse und sich selbst zu korrigieren oder kontinuierlich anzupassen und zu Kalibrieren, um ein personalisiertes Tempo Behandlung, die in Echtzeit für jeden einzelnen“, ergänzte Dr. Razavi.