毅说医话 | 无源&光驱动起搏器

起搏器作为心衰治疗的器械之一，由起搏器、起搏电极导线及程控仪组成，其中起搏器和起搏电极导线植入人体，起搏器相当于发电机，而起搏电极导线相当于传导束支。

目前临床常用的起搏器，可以理解为有源（电池）有线（电极）类型，有手表大小。通过静脉穿刺，将电极植入右心房和右心室，起搏器部分置于锁骨下区域皮下、胸大肌表面（植入区域会有轻微隆起。

新一代的起搏器则聚焦于无线起搏器，即将电源和电极合体，利用经导管的方式进行植入。无线起搏器只有一个硬币的大小，植入手术的时间也少。它术后不会留下疤痕，也不太容易发生感染。

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通过上述的技术演进，我们能看到，起搏器不断克服的痛点有：

• 植入路径和时间

• 手术本身对人的损伤

• 术后感染

当然，这里面也有一些病患只适合装起搏器，以及成本等因素的影响。

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在起搏器的痛点里，一直还有一个比较重要的，就是电池的电量（电能）。任何植入产品的“寿命”都是其研究的重心，而作为有源植入物，电量极其关键。

最近，一项来自美国的新技术，则让我们看到了起搏器未来的另一种可能，即无源，无线的基于光学技术的新型起搏器。

该起搏器基于一种新的数字编码而制造成的网状设计，该网状设计可以包裹整个心脏。光学技术和光遗传技术是技术来源。

目前的起搏器通过用钩爪或螺钉将导线或接触点植入心脏，当这些导线上的传感器检测到危险，就会发送电击以重置心跳。由于信号发送的无差别，导致心脏内的所有细胞都会同时受到打击，包括疼痛感觉。

而基于光学技术发送的信号更具针对性，而非无差别的全部发送。

光遗传学技术可以治疗对光敏感的细胞（通常是神经元），它利用光来影响这些细胞的行为。该技术仅针对心肌细胞，即触发收缩并构成心脏跳动的肌肉细胞。这种精确度不仅减轻起搏器患者的疼痛，还可以让起搏器以更适当的方式对不同类型的不规则行为做出反应。如在房颤期间，心脏的上下腔室不同步跳动，起搏器可使这两个部分重新对齐。

这也是为什么该设计需要包裹整个心脏的原因。

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该起搏器设计模型由四个花瓣状结构组成，由薄而柔韧的薄膜制成，包含光源和记录电极。

由于该系统使用光而不是电信号来影响心脏，因此即使在需要除颤时，该设备也可以继续记录信息。而在目前的起搏器中，来自除颤的电信号会干扰记录能力，使医生无法完整地了解心脏事件。

目前该起搏器只做了相关的动物实验，还未进入到临床。

作者简介

曹刚毅

曹刚毅，CCI四期学员，在介入医疗领域拥有多年研发和销售经验，涵盖结构，电生理，以及血管通路等产品，同时在各类医疗公众号平台累计发表百篇原创文章。 

本期策划：沈雳

本文作者：曹刚毅

后期制作：凌武娟