I rige science fiction, er elektroniske kropsdele gamle hat. Men for det har kød og blod mennesker er forskud i denne arena hurtigt ændre udsigterne for fremskreden hjertesvigt behandling. Selvom innovationer i medicinsk behandling har forvandlet i løbet af tidlig og moderat hjertesvigt, har den avancerede form af sygdommen forblev en stædig medicinsk problem. Men den samme 21. århundrede elektronisk teknologi, der bringer os nogensinde mere kompakte mobiltelefoner og tinier musikafspillere bliver udnyttet til at producere en bred vifte af mindre, lettere og mere sofistikerede enheder til at støtte den skrantende hjerte. Lige fra på størrelse med et spil kort til et par pounds, disse miniature-maskiner er i stand til at replikere mange af de elektriske og mekaniske funktioner naturlige hjerte.
Ventrikel hjælpe enhed
En kunstig hjerte? Ikke helt, men den nyeste generation af ventrikulær hjælpe-enheder (Vads) er på vej i den retning. En VAD er en batteridrevet pumpe implanteret i brystet for at støtte pumpefunktion af den ene eller begge ventrikler. Skaberne af de tidligste VADs i 1970'erne oplevede disse enheder som en potentiel langsigtet alternativ til hjertetransplantation. Denne vision er netop nu ved at blive realiseret. I mellemtiden har VADs sikret en vigtig plads i andre aspekter af hjerte-pleje.
Den første brug for en VAD var som en bro-til-genopretning, at hjælpe en person hjerte komme sig efter et hjerteanfald eller anden kardiel skade. VADs efterhånden tog på en anden rolle som bro-til-transplantation - en midlertidig foranstaltning for at holde en transplantation kandidat i live, indtil en donor hjerte var tilgængelig. Den aktuelle spænding om VADs fokuserer imidlertid på deres stigende anvendelse som en udvidet behandlingsmulighed for mennesker med slutstadiet hjertesvigt, kaldet destination terapi. En skelsættende retssag, som blev offentliggjort i The New England Journal of Medicine i 2001, var den første undersøgelse for at påvise, at sammenlignet med eksisterende former for medicinsk behandling, kunne venstre ventrikel VADs tilbyde bedre overlevelse chancer til mennesker med slutstadiet hjertesvigt der weren ' t kandidater til transplantation. Baseret på disse resultater, håber igangværende forskning for bedre at målrette patienter, der kan få gavn af proceduren. Selve enheden udvikler sig så godt. Nyere VADs er mindre og operere med en mere sofistikeret pumpefunktion end tidligere modeller (se figur 9).
På trods af den, der tilbydes af VADs løfte, det virkelige liv succes rate er beskedne. Infektion og andre alvorlige komplikationer kan resultere fra implantation. På grund af disse risici, VADs øjeblikket betragtes kun for alvorligt syge personer, der allerede har kritisk kompromitteret hjerter. Da udsigterne for overlevelse på lang sigt med en VAD fortsætter med at lysne, kan det være rimeligt at tilbyde denne teknologi til et bredere spektrum af mennesker.
Figur 9: ventrikel hjælpe enhed (VAD)
En ventrikel hjælpe enhed (VAD) hjælper en svækket ventrikel pumpe blod. De fleste støtter venstre hjertekammer og er kendt som LVADs, de modtager blod fra venstre hjertekammer og levere det til aorta, som vist ovenfor. Højre ventrikel hjælpe-enheder (RVADs) modtager blod fra højre hjertekammer og levere det til lungepulsåren. VADs består af en pumpe, et styresystem, og en energiforsyning. Pumpen kan være beliggende i eller uden for kroppen, mens styresystemet og energiforsyning er uden for kroppen. |
Helt kunstige hjerte
En selvstændig mekanisk pumpe, der kan tage over for hjertet på ubestemt tid har været en drøm af medicinske opfindere til det bedre del af en generation. I modsætning til en VAD, der understøtter virkningen af venstre eller højre ventrikel, et kunstigt hjerte erstatter funktionen af begge ventrikler og implanteres i stedet for den naturlige hjerte, som fjernes under proceduren.
Måske er det bedst kendte tidligt forsøg på en fuldstændig kunstig hjerte var Jarvik-7, der blev indført i 1982. Denne enhed bestod af en luft-drevet pumpe, der drives fra en ekstern strømforsyning konsol. Den moderne arvtager til Jarvik-7, den CardioWest midlertidige Total kunstige hjerte er FDA-godkendt til brug som en bro-til-transplantation for mennesker der lider biventricular hjertesvigt.
En anden indrejse i feltet er den AbioCor implanterbar Udskiftning Heart. Denne enhed består af en 2-pund pumpe implanteret i brystet og en controller og internt batteri, der er placeret i maven. Batteriet kan oplades gennem huden fra en ekstern strømkilde. Dette gør det muligt for patienten at bevæge sig uhindret med ledninger i op til to timer ad gangen, hvilket gør den til den eneste helt selvstændig kunstige hjerte. Den AbioCor har sikret begrænset godkendelse til brug i mennesker, der ikke er berettiget til hjerte transplantation og har mindre end en måned til at leve på anden måde.
Implantable cardioverter-defibrillator
Det naturlige forløb af hjertesvigt har en af to endelser. En person kan til sidst dø af et problem kaldet pumpesvigt, når hjertet bliver så svag, at den ikke længere pumper. Den anden hyppige scenarie er pludselig hjertedød på grund af en uregelmæssig eller vildt hurtigt hjerteslag i ventriklen, med ineffektive hjerte sammentrækninger. Når denne unormale rytme tager fat, er den eneste måde at rette det ved at administrere et ryk af elektricitet til hjertemusklen at chokere det tilbage i en normal rytme. Kun fem ud af 100 mennesker, der har en af disse episoder overleve længe nok til at komme på hospitalet.
Heart arytmier er udbredt blandt mennesker med hjertesvigt. Hjertemusklen skader, især efter et hjerteanfald, kan forstyrre de elektriske ledningsbaner gennem musklen. Problemet forværres af, at de fleste af de lægemidler, der rutinemæssigt anvendes til stabilisering af uregelmæssige rytmer også mindske den kraft af hjertets sammentrækninger, et inkompatibelt bivirkning for mennesker, hvis hjerter er allerede svage.
I 1980'erne lægerne testet et revolutionerende koncept - en miniature implanteret i brystet, der ville fornemme en unormal rytme og straks levere et elektrisk stød (se figur 10). Dette var den første implantable cardioverter-defibrillator (ICD). Siden da har enhederne bliver mindre, mere komplekse, og mere strømbesparende, der fører til deres udbredte anvendelse.
Mange kliniske undersøgelser har evalueret hvordan ICD'er stå op mod traditionel lægemiddelterapi i forskellige populationer. En bemærkelsesværdig undersøgelse vurderede udførelsen af ICD'er hos mennesker, der havde oplevet et hjerteanfald og havde et lavt venstre ventrikel uddrivningsfraktion - en markør for hjertesvigt. Dødeligheden blandt mennesker tildelt ICD-gruppen var 31% lavere end i gruppen, der modtog behandling med lægemidlet. Dette resultat var så overvældende positiv, at efterforskerne standset undersøgelsen tidligt. Desuden blev deltagerne i begge grupper modtager optimal medicinsk behandling for hjertesvigt, viser, at ICD producerede fordele ud over dem, der stammer fra medicin. På negativsiden, folk, der har en ICD klager over, at det kan være smertefuldt, når enheden brande. De beskriver den følelse som en pludselig ryk svarende til at blive sparket i brystet.
Figur 10: implantable hjertedefibrillatorer
En implanterbar hjerte-defibrillator (ICD) registrerer unormale, potentielt dødelige hjerterytmer og automatisk korrigerer defekte rytme. For indsættelse, hvilket sker under lokalbedøvelse, kirurgen placerer elektroder på patientens hjerte gennem en af de store vener i brystet. Efter testen elektrodeplacering er en lille generator placeret under huden i brystet. Hvis og når denne enhed registrerer en unormal rytme, ICD genskaber hjertets normale beat, enten ved at levere et stød til hjertemusklen eller ved hjælp af gentagne lavenergi-signaler (hjerte-pacing). Enheden registrerer også, når unormale rytmer forekomme, og når chok administreres. |
Cardiac gensynkronisering terapi
Mennesker med fremskreden hjertesvigt undertiden pådrage skade på deres elektriske overledning celler, der forårsager en langsom hjerterytme. Disse abnormiteter viser sig som markante mønstre på EKG tracings og kan korrigeres med en standard-lead pacemaker eller en dual-lead-enhed, der stimulerer både højre forkammer og højre hjertekammer. Tyder dog, at disse teknikker ikke er effektive i mennesker med systolisk hjerteinsufficiens, der har et dårligt pumpende venstre ventrikel. I den normale tofaset hjerteslag, venstre side kontrakter en brøkdel af et sekund senere end den højre. Stimulering kun i højre side af hjertet forstyrrer den naturlige koordinering af de to pumpesystemer, en sygdom kaldet ventrikel dyssynkroni. Dette problem kan løses ved at tilføje en tredje ledning til enheden, der stimulerer den venstre ventrikel. Tempoet er timet, så den venstre ventrikel får signal til at trække lidt senere end den højre. Denne teknik kaldes hjerte gensynkronisering terapi (CRT) eller biventrikulær pacing.
Et forsøg randomiseret 813 personer med moderat til svær hjerteinsufficiens at få CRT og medicinsk behandling eller medicinsk behandling alene. Dem, der modtog CRT havde en lavere risiko for indlæggelse eller død uanset årsag i forhold til den medicin-eneste gruppe.
En anden interessant observation fra evalueringen af disse enheder er, at CRT rent faktisk kan vende nogle af de ventrikulære skade i mennesker med hjertesvigt. Ændringer i dimensionerne af pumpekamrene, mindre tilbageløb af blod gennem mitralklappen og reduktion af venstre ventrikel vægtykkelse alle fremlægge dokumentation for en stærkere hjertemusklen. Ca. 20% til 40% af personer med Stage C hjertesvigt kan være kandidater til denne behandling.
Hjerte gensynkronisering med ICD
Selvom resultaterne fra indledende studier af hjerte gensynkronisering terapi var opmuntrende, forskere bemærket en vigtig udeladelse. Dødeligheden fra pludselig hjertedød forblev den samme eller forbedret kun lidt. Da mange mennesker med hjertesvigt er underlagt både langsom hjerterytme og venstre ventrikel arytmi blev konceptet med at kombinere de to funktioner i én enhed udklækket. En undersøgelse, der evaluerede den kombinerede enhed viste forbedringer i hastigheden for pludselig hjertedød. Når kombineret med oplysninger fra andre forsøg, der evaluerede effektiviteten af ICD'er, fordelene er bemærkelsesværdig.
Implanterbare hæmodynamiske monitorer
Out-of-control væske oprustning er hjertesvigt komplikation, der oftest sender folk ind på hospitalet. Lige nu, er den bedste måde individer kan måle deres væske niveauer er at veje sig dagligt. Men blodet begynder at ophobe sig i hjertet og hæve trykket i hjertekamrene længe før en persons kropsvægt ændrer mærkbart. Har adgang til disse oplysninger ville tillade en læge til at tage skridt til at løse problemet, før det bliver til en krise. Flere enheder i øjeblikket under udvikling er designet til at gøre netop det.
I en sådan enhed, er en implanterbar hæmodynamisk monitor placeres under huden på brystet i en procedure svarende til en pacemaker indsættelse. Et tryk-sensing bly forbinder skærmen til højre atrium. Målinger gemmes i monitoren, indtil de bliver hentet og sendes elektronisk til et centralt sted.
I en undersøgelse af 274 patienter, der bruger enheden, alt indlæggelsesdage faldt med 21% i løbet af en seks måneders periode. Mennesker med NYHA klasse III hjerteinsufficiens klaret sig bedre end dem med klasse IV. Selv om resultatet af forskning peger i en positiv retning, at resultaterne var ikke statistisk signifikant. Det fik FDA kredsløbssygdomme Devices Panel til at stemme marts 2007 imod godkendelse af anordningen til salg. Producenten håber at forbedre resultaterne og slip skærmen i fremtiden.
Heart transplantation
Engang blev betragtet som risikabelt og eksperimenterende, er hjerte transplantation nu betragtes som behandling af valg for mange mennesker med alvorlig hjerteinsufficiens. Modtageren af den første menneskelige hjerte transplantation, udført i 1967, overlevede kun 18 dage. Siden da har fremskridt inden for medicin, kirurgiske teknikker og udvælgelse af donorer medført bemærkelsesværdige fremskridt på området. Fra begyndelsen af 1980'erne har overlevelsesraten ét år efter et hjerte transplantation steget fra under 70% til omkring 85% fra 2006. Og omkring 70% af hjerte transplanterede patienter overlever fem år.
Den største gennembrud i transplantation succes kom i 1983 med indførelsen af cyclosporin. Denne kraftfulde medicin undertrykker immunsystemet, hvilket forhindrer vævsafstødning, en af de primære komplikationer efter en organtransplantation. Lignende stoffer er nu standard i post-transplantation pleje. Desuden har lægerne lært bedre at kunne identificere og behandle andre større risici efter transplantation, herunder infektion, der skyldes dæmpe immunsystemet og karsygdom, der undertiden udvikler sig i arterierne fodring donor hjerte.
En anden ny teknologi har potentiale til yderligere at forbedre transplantation succesrate. En pilot-program i gang på fem førende transplantationscentre er ved at evaluere et system, der fastholder hjerte i en fungerende stat, som det er transporteret fra donor til modtager. Fordi hjertet holder slå, udbuddet af blod og ilt til organ forbliver konstant. Dette kan potentielt begrænse vævsskade i den tid, at hjertet er ude af kroppen og i sidste ende reducere risikoen for afstødning, når det er reimplanteres. Mere end 2.000 hjerte transplantationer udføres årligt i Europa. Men der er langt færre donorhjerter end der er egnede kandidater. Mindst dobbelt så mange mennesker kunne drage fordel af proceduren, hvis flere organer var til rådighed.