Remplacement du stimulateur cardiaque en raison d’une batterie faible

Les stimulateurs cardiaques sont des appareils alimentés par batterie et, comme toutes les batteries, les batteries des stimulateurs cardiaques finissent par s’user. Lorsque cela se produit, l’ensemble du stimulateur cardiaque – et pas seulement la batterie – doit être remplacé. Une question naturelle, que les cardiologues entendent beaucoup de leurs patients porteurs de stimulateurs cardiaques, est : pourquoi ? Pourquoi ne pas simplement remplacer la pile au lieu du stimulateur cardiaque complet, très coûteux ? Ou, alternativement, pourquoi ne pas recharger les piles des stimulateurs cardiaques ?

Ce sont deux bonnes questions. Voyons pourquoi les développeurs de stimulateurs cardiaques ont construit des appareils qui doivent être jetés et remplacés dans leur intégralité lorsque la batterie s’use.

Que font les stimulateurs cardiaques

En règle générale, le but d’un stimulateur cardiaque est de prévenir les symptômes du syndrome des sinus ou du bloc cardiaque, des conditions qui peuvent ralentir suffisamment votre rythme cardiaque pour produire des symptômes (tels que des étourdissements, des palpitations ou une syncope).

Un stimulateur cardiaque se compose d’un ordinateur minuscule mais sophistiqué, d’instructions logicielles pour cet ordinateur, de divers composants électroniques délicats et d’une batterie, le tout enfermé dans un petit conteneur métallique. (Un stimulateur cardiaque typique a aujourd’hui environ la taille d’une pièce de 50 cents et environ trois fois plus d’épaisseur.) Les stimulateurs cardiaques sont généralement implantés sous la peau, juste en dessous de la clavicule, et sont reliés par des fils – ou des fils isolés – à votre chambres.

Le stimulateur cardiaque surveille votre rythme cardiaque, battement par battement, et prend des décisions à chaque instant quant à savoir s’il doit ou non stimuler votre cœur. Si votre fréquence cardiaque tombe en dessous d’une valeur prédéterminée, elle « accélère » en envoyant une petite impulsion électrique à votre cœur via la sonde, stimulant ainsi votre cœur à battre.

Les ingénieurs qui conçoivent les stimulateurs cardiaques ont dû résoudre plusieurs problèmes difficiles, l’un des plus difficiles étant de maintenir le fonctionnement parfait du stimulateur cardiaque, à l’intérieur du corps humain, pendant plusieurs années.

Le corps humain est un lieu hostile pour un stimulateur cardiaque

Quiconque a renversé du café sur son ordinateur portable sait que les fluides et les appareils électroniques ne font pas bon ménage. Les stimulateurs cardiaques sont des appareils électroniques qui doivent passer toute leur existence dans un environnement fluide.

En fait, l’intérieur du corps humain est un endroit chaud, humide et salé – un environnement très hostile pour tout appareil électronique. Ainsi, entre autres choses, un stimulateur cardiaque doit être hermétiquement scellé (pour empêcher l’humidité et les fluides corporels d’entrer), et ses composants électroniques délicats doivent être conçus pour survivre et fonctionner dans cet environnement hostile pendant une longue période.

Il est extrêmement important que les stimulateurs cardiaques soient hermétiquement scellés afin de protéger ces dispositifs de l’environnement hostile dans lequel ils doivent fonctionner. Si les stimulateurs cardiaques pouvaient être ouverts pour que la pile puisse être remplacée, une fermeture hermétique adéquate serait pratiquement impossible.

Au lieu d’être amovible, la batterie doit être scellée en permanence à l’intérieur de l’appareil, avec tous les autres composants électroniques délicats. Cela explique pourquoi les développeurs de stimulateurs cardiaques ont considéré qu’il était impossible de tenter de construire des stimulateurs cardiaques avec des batteries remplaçables.

Pourquoi les piles des stimulateurs cardiaques ne sont-elles pas rechargeables ?

La technologie pour recharger les batteries sans fil (un processus également connu sous le nom de charge inductive) existe depuis plusieurs décennies, et vous pouvez acheter des chargeurs sans fil pour vos téléphones portables aujourd’hui. Alors pourquoi les fabricants de stimulateurs cardiaques ne fabriquent-ils pas de stimulateurs cardiaques rechargeables ?

Vous serez peut-être surpris d’apprendre que les stimulateurs cardiaques implantables originaux de 1958 avaient des piles rechargeables au nickel-cadmium (NiCad), et la plupart des gens pensaient que l’utilisation de piles rechargeables serait toujours nécessaire pour les appareils électroniques implantables. Ces stimulateurs cardiaques ont été rechargés en maintenant une bobine inductive contre la peau, près du stimulateur cardiaque, pendant plusieurs heures. Cette procédure devait être répétée tous les quelques jours.

Les stimulateurs cardiaques rechargeables ont finalement échoué pour deux raisons. Premièrement, même si elles sont rechargeables, les batteries NiCad ont une durée de vie relativement courte, de sorte que ces stimulateurs cardiaques devaient encore être remplacés assez souvent.

Mais probablement plus important encore, la nature humaine étant ce qu’elle est, les personnes portant des stimulateurs cardiaques échouaient parfois à recharger leurs appareils selon le calendrier rigoureux qui leur était imposé. Les avocats ont informé les fabricants de stimulateurs cardiaques que si un patient subissait un préjudice parce que son stimulateur cardiaque avait cessé de fonctionner, que la panne soit imputable à la société ou parce que le patient avait négligé de recharger l’appareil, des poursuites ultérieures entraîneraient probablement la faillite.

En quelques années, des piles au mercure-zinc ont été développées, capables de faire fonctionner un stimulateur cardiaque jusqu’à deux ans. Peu de temps après, des batteries au lithium-iodure ont été développées, capables d’alimenter un stimulateur cardiaque bien plus longtemps que cela : pendant cinq à dix ans. Ainsi, le besoin pressant de stimulateurs cardiaques rechargeables a diminué, contrairement à la menace imminente de poursuites judiciaires.

Grâce à la fois aux progrès technologiques et à la profession juridique, l’idée de stimulateurs cardiaques rechargeables a été rapidement abandonnée. C’est une idée qui est reconsidérée par les développeurs de stimulateurs cardiaques de temps en temps, mais jusqu’à présent, les risques potentiels (au moins pour les entreprises) ont dépassé les avantages potentiels.

Pourquoi ne peuvent-ils pas faire durer les piles des stimulateurs cardiaques beaucoup plus longtemps qu’aujourd’hui ?

Le fait est qu’ils pourraient fabriquer des batteries de stimulateurs cardiaques qui durent beaucoup plus longtemps qu’elles ne le font actuellement. En fait, dans les années 1960 et 1970, quelques fabricants de stimulateurs cardiaques fabriquaient des stimulateurs cardiaques à propulsion nucléaire alimentés par du plutonium-238 – qui a une demi-vie de 87 ans – de sorte que ces stimulateurs cardiaques étaient pratiquement garantis de ne pas manquer de « jus ». pendant la vie du patient. En effet, quelques-uns de ces stimulateurs cardiaques sont peut-être encore en fonctionnement aujourd’hui.

Mais, comme vous pouvez l’imaginer, il y avait des problèmes évidents avec les stimulateurs nucléaires : d’abord, le plutonium est une substance hautement toxique, et même si une infime quantité s’infiltre dans la circulation sanguine, la mort s’ensuivrait rapidement. Et parce que le plutonium est évidemment une substance d’un grand intérêt pour les régulateurs (et même pour les éléments les plus sombres de notre civilisation), les personnes portant ces stimulateurs cardiaques ont rencontré des problèmes, par exemple, lorsqu’elles ont tenté de voyager à l’étranger.

Les médecins qui ont implanté ces dispositifs étaient tenus, en vertu d’un règlement appliqué par la Commission de réglementation nucléaire, de récupérer les stimulateurs cardiaques au décès du patient, une exigence qui (car les patients s’éloignent et les médecins prennent leur retraite), s’est avérée totalement impraticable.

Il y a aussi un problème moins évident avec les stimulateurs cardiaques dont les piles durent « pour toujours ». Le fait est que tous les appareils électroniques finissent par tomber en panne. Tôt ou tard, tous les composants électroniques se cassent, ou tout simplement s’usent. Lorsqu’un stimulateur cardiaque tombe en panne parce que la batterie s’use, c’est au moins un événement progressif et prévisible. En effectuant des examens périodiques, les médecins ont plusieurs mois avertissant qu’une pile s’use et doit probablement être remplacée. Ainsi, un remplacement électif du stimulateur cardiaque peut être programmé à un moment opportun.

Mais si votre stimulateur cardiaque tombait en panne parce que l’un de ses centaines de composants électroniques s’arrêtait soudainement de fonctionner… eh bien, cela pourrait être catastrophique. Le stimulateur cardiaque pourrait soudainement arrêter de stimuler, sans aucun avertissement – ​​et son propriétaire pourrait potentiellement subir de graves dommages.

Si les entreprises commençaient à fabriquer des stimulateurs cardiaques dont les batteries duraient sensiblement plus de cinq à dix ans, avec les types de composants électroniques qui existent aujourd’hui, trop de stimulateurs cardiaques subiraient une défaillance soudaine et catastrophique. Au contraire, les stimulateurs cardiaques sont conçus de telle sorte que le premier composant susceptible de « tomber en panne » soit la batterie, et comme cette « panne » peut être prédite à l’avance, l’appareil peut être remplacé avant qu’il ne cesse de fonctionner complètement.

Il est possible, bien sûr – et même probable – qu’à l’avenir, d’autres composants électroniques nécessaires à la construction de stimulateurs cardiaques soient fabriqués qui soient considérablement plus robustes sans être trop coûteux. Le jour venu, les ingénieurs pourront concevoir des batteries qui dureront beaucoup plus longtemps qu’aujourd’hui.

Les stimulateurs cardiaques sont une merveille d’ingénierie, et leur efficacité et leur fiabilité se sont considérablement améliorées depuis que ces dispositifs ont été inventés pour la première fois. Mais il y a encore place à amélioration. Les fabricants de stimulateurs cardiaques font beaucoup de recherche et de développement pour développer des dispositifs plus faciles à implanter, encore plus sûrs et qui dureront beaucoup plus longtemps qu’aujourd’hui – potentiellement, pour la vie de la personne qui en reçoit un.