无电池光动力起搏器可改善心脏病患者的生活质量

心房颤动——一种不规则的心跳或心律失常——在每年导致超过 454,000 人住院和近 160,000 人死亡。在全球范围内，估计约有 6000 万人受到这种疾病的影响。

起搏器是一种救生设备，可以调节患有心房颤动和其他形式心律失常等慢性心脏病患者的心跳。然而，起搏器植入是一种侵入性手术，设备提供的挽救生命的起搏可能会非常痛苦。此外，起搏器只能用于治疗少数特定类型的疾病。

在《科学进展》上发表的一篇论文中，亚利桑那大学领导的研究小组详细介绍了他们设计的无线、无电池起搏器的工作原理，该起搏器可以通过比目前可能的侵入性更小的手术植入，并减轻患者的疼痛。该研究由 Gutruf 实验室的研究人员领导，由生物医学工程助理教授和 Craig M. Berge 学院研究员 Philipp Gutruf 领导。

目前可用的起搏器通过用钩子或螺钉将一根或两根导线或接触点植入心脏来工作。如果这些导线上的传感器检测到危险的异常情况，它们会通过心脏发送电击以重置心跳。

为了确保光信号可以到达心脏的许多不同部位，该团队创建了一种包含器官的设计，而不是植入提供有限接触点的导线。

新的起搏器模型由四个花瓣状结构组成，由薄而柔韧的薄膜制成，其中包含光源和记录电极。花瓣，专门设计用于适应心脏在跳动时改变形状的方式，折叠在器官的两侧以包裹它，就像一朵在晚上关闭的花朵。

“目前的起搏器记录的基本上是一个简单的阈值，它们会告诉你，‘这会进入心律失常，现在是休克，’”Gutruf 说。“但是这个设备有一台电脑，你可以在其中输入不同的算法，让你以更复杂的方式步调。它是为研究而设计的。”

由于该系统使用光而不是电信号来影响心脏，因此即使在起搏器需要除颤时，该设备也可以继续记录信息。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。此外，该设备不需要电池，这可以使起搏器患者无需按照目前的标准每五到七年更换一次设备中的电池。

Gutruf 的团队与西北大学的研究人员就该项目进行了合作。虽然该设备的当前版本已在动物模型中成功展示，但研究人员期待进一步开展工作，这可以改善数百万人的生活质量。

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