震锋笔记 | 无导线、无电池、可溶解的临时起搏器

《科学》杂志介绍了一种无导线、无电池、可溶解的“智能”临时心脏起搏器，专为心血管手术后需要临时起搏的患者设计。

该临时起搏系统由一个可拉伸、无电池的植入式心脏起搏器和 4 个可粘贴在皮肤上的柔性外部模块组成，已在大鼠和犬类心脏上进行了体内试验，在人体心脏上进行了体外的测试。临时起搏器使用生物相容性粘合剂轻柔地粘贴到心脏表面，无需缝合，且会缓慢无害地溶解（40天），还释放一种抗炎药来防止异物引起的炎症反应。

这4个柔性模块跟踪体温、血氧、呼吸、肌肉张力、身体活动和心脏的电活动。放置在胸部的模块可以实时记录心电图。其中一个小型传感器检测到问题（例如电池电量低、设备放置不正确或起搏器故障）时，触觉设备会以特定模式振动来提醒佩戴者。

该系统是闭环设计，能进行无线通信，起搏器和模块根据算法决定何时以及如何刺激心脏。这能与智能手机或平板电脑连接，充当控制模块，允许医生远程监控。

我们知道，外科手术后常放置心外膜临时起搏，需要一根导线缝在心外膜，然后连接到体外的临时起搏器。如果当心脏恢复正常心律或缓慢心率风险不大时，须拔出电极。

这种智能临时起搏器还具有“体域网（Body Area Network、BAN)"的概念。BAN是附着在人体身上的一种网络，由一套小巧可移动、具有通信功能的传感器和一个身体主站(或称BAN协调器)组成。每一传感器既可佩戴在身上，也可植入体内。协调器是网络的管理器，也是BAN和外部网络(如4G、WiMAX、Wi-Fi等)之间的网关，使数据能够得以安全地传送和交换。由于这些传感器通过无线技术进行通信，所以体域网也叫无线体域网(WBAN)。

这一“体域网”包括：1）一个无电池、生物可吸收的临时起搏器，用来起搏心脏；2）胸前心脏模块，为植入的起搏器提供动力和控制起搏参数，并感知心脏的电活动和声音；3）前额血流动力学模块，用来感应脉搏血氧饱和度、组织氧合和血管张力；4）喉咙底部的呼吸模块，用于监测咳嗽和呼吸活动；5）多触觉反馈模块以各种模式振动和脉冲与患者交流。

每个模块都以无线协调的方式在身体上执行基本功能，有些在感应，有些提供动力，有些给予起搏刺激，有些提供控制信号。但这些模块都一起工作，交流信息，根据算法做出决策，并根据变化做出相应的反应。

参考文献

1.https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm1703

2.https://news.feinberg.northwestern.edu/2022/05/26/smart-dissolving-pacemaker-communicates-with-body-area-sensor-and-control-network/

作者简介

程震锋

浙江省湖州市中心医院

 程震锋，主任医师，硕士生导师，湖州市卫健委首席专家，湖州市中心医院心内科首席专家，CCI第五期学员，中国房颤中心联盟委员会委员，中国胸痛中心核查专家，中国高血压达标中心认证委员会专家，中国介入心脏病学杂志青年编委，CTO老伙计成员，2017年创立《震锋晨读》微信公众号读书笔记，至今已累计发稿1300余篇。

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本期策划：沈雳

本文作者：程震锋

后期制作：凌武娟