无线无电池起搏器为心律失常患者减轻疼痛

房颤是一种不规则心跳或心律失常，仅在美国，每年就有超过45.4万人住院，近16万人死亡。据估计，全球约有6000万人受到这种情况的影响。

心脏起搏器是用来调节患有慢性心脏病(如心房颤动和其他形式的心律失常)的人的心跳的，尽管安装它们需要侵入性的程序，而且可能会非常痛苦。

亚利桑那大学的研究人员认为，他们的新设计可以消除目前使用起搏器的用户所面临的许多问题，这些起搏器的工作原理是在心脏中植入一到两条导线，通过钩子或螺钉，在检测到危险的不规则情况时，通过心脏发送电击来重置心跳。

研究人员菲利普·古特鲁夫(Philipp Gutruf)说:“心脏内的所有细胞，包括疼痛感受器，都会同时受到冲击，这就是导致起搏或除颤疼痛的原因。”“它会影响整个心肌。”

这种设备还没有在人体上进行测试，它将允许心脏起搏器发送更有针对性的信号，使用一种新的数字化制造的网状设计，包括整个心脏。它利用光和一种叫做光遗传学的技术。

光遗传学修饰细胞，通常是对光敏感的神经元，然后利用光来影响这些细胞的行为。这项技术只针对心肌细胞，即触发收缩并构成心脏跳动的肌肉细胞。

这种精确性不仅可以通过绕过心脏的疼痛感受器来减轻起搏器患者的疼痛，还可以让起搏器以更适当的方式对不同类型的不规则情况做出反应。例如，在心房纤颤时，心脏的上下心室不同步跳动。起搏器的作用是使这两个部分恢复正常。

西北大学生物医学工程和医学教授Igor Efimov说:“尽管现在我们必须对整个心脏进行电击才能做到这一点，但这些新设备可以更精确地瞄准目标，使除颤既更有效又更不痛苦。”该设备在西北大学进行了实验室测试。“这项技术可以让世界各地的患者生活得更轻松，同时也帮助科学家和医生更多地了解如何监测和治疗这种疾病。”

为了确保光信号能到达心脏的许多不同部位，研究小组设计了一种将整个器官包裹起来的设计，而不是植入只提供有限接触点的导线。

这种新型心脏起搏器由四个花瓣状结构组成，由柔软的薄膜制成，其中包含光源和一个记录电极。这些花瓣是为适应心脏跳动时形状的变化而特别设计的，它们围绕着心脏的两侧折叠起来，将心脏包裹起来，就像夜晚闭合的花朵一样。

“目前的起搏器记录的基本是一个简单的阈值，它们会告诉你，‘这将导致心律失常，现在是休克!’”古特鲁夫说。“这款设备上有一台电脑，你可以输入不同的算法，让你以更复杂的方式调整速度。它是用来研究的。”

由于该系统利用光而不是电信号来影响心脏，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，来自除颤的电信号可能会干扰记录功能，使医生对心脏发作的图像不完整。

此外，该设备不需要电池，这可以使起搏器患者不必像目前的标准那样每5到7年更换一次设备的电池。