"Умный" кардиостимулятор растворяется в организме после того, как необходимость в нем отпадает

Прошлым летом ученые Северо-Западного университета представили первый в истории временный кардиостимулятор - полностью имплантируемое беспроводное устройство, которое безвредно растворяется в организме после того, как необходимость в нем отпадает. Теперь они представляют новую, "умную" версию, которая интегрирована в скоординированную сеть беспроводных, мягких, носимых датчиков и блоков управления, размещенных вокруг верхней части тела.

Исследование было опубликовано в журнале Science.

Сенсоры связываются друг с другом для непрерывного мониторинга различных физиологических функций организма, включая температуру тела, уровень кислорода, дыхание, физическую активность, мышечный тонус и электрическую активность сердца.

Затем система автоматически анализирует эту совокупную активность с помощью алгоритмов, чтобы автономно обнаружить аномальные сердечные ритмы и решить, когда и с какой частотой проводить электростимуляцию. Вся эта информация передается на смартфон или планшет, чтобы врачи могли дистанционно наблюдать за своими пациентами.

Этот временный кардиостимулятор и сеть сенсоров могут быть использованы для пациентов, которым требуется временный кардиостимулятор после операции на сердце или ожидающих постоянного кардиостимулятора. Устройство получает энергию по беспроводной связи от узла сети - небольшого беспроводного устройства, которое мягко прилегает к груди пациента. Эта технология устраняет необходимость во внешнем оборудовании, включая провода.

Чтобы система могла общаться с пациентом, исследователи встроили в нее небольшое носимое устройство тактильной обратной связи, которое можно носить в любом месте тела. Когда датчики обнаруживают проблему (например, низкий заряд батареи, неправильное размещение устройства или неисправность кардиостимулятора), тактильное устройство вибрирует по определенным схемам, предупреждая пользователя и информируя его о проблеме.

Система включает в себя:

• временный рассасывающийся кардиостимулятор без батареек;
• кардиомодуль, который располагается на груди и обеспечивает питание и контроль параметров стимуляции для имплантированного кардиостимулятора, а также воспринимает электрическую активность и звуки сердца;
• модуль гемодинамики, расположенный на лбу, для измерения пульсоксиметрии, насыщения тканей кислородом и сосудистого тонуса;
• респираторный модуль, расположенный у основания горла, для мониторинга кашля и дыхательной активности;
• модуль тактильной обратной связи, который вибрирует и пульсирует в различных направлениях, чтобы общаться с пациентом.

Все устройства работают вместе, обмениваясь информацией, принимая решения на основе алгоритмов и реагируя на изменение условий.

По словам разработчиков,

Сочетание множества биоэлектронных устройств, "разговаривающих" друг с другом и выполняющих различные функции в разных соответствующих анатомических точках, является передовой областью, которую мы будем продолжать развивать в будущем.

Новое устройство является гибким и растягивающимся, что позволяет ему лучше приспосабливаться к изменяющейся природе бьющегося сердца. Еще одно новое преимущество: по мере медленного и безвредного растворения переходного кардиостимулятора из него выделяется противовоспалительный препарат для предотвращения реакции инородного тела.

Возможно, самым значительным достижением является способность устройства обеспечивать кардиостимуляцию по требованию, в зависимости от того, когда это необходимо пациенту.