Βηματοδότες χωρίς μπαταρία

Ο βηματοδότης είναι εκείνη η συσκευή που εμφυτεύεται κάτω από το δέρμα συνηθέστερα στον θώρακα κοντά στην καρδιά και δίνει ηλεκτρικό ρεύμα στην καρδιά όταν η παραγωγή ή η εξάπλωση του ηλεκτρικού ρεύματος στην καρδιά παρουσιάζει σοβαρά προβλήματα.

Η καρδιά για να λειτουργήσει πρέπει πρώτα να διεγερθεί από το ηλεκτρικό της ρεύμα που παράγεται από ειδικά κύτταρα σε μια περιοχή της καρδιάς που λέγεται φλεβόκομβος. Οι ηλεκτρικοί αυτοί σπινθηρισμοί, περίπου 70 το λεπτό, εξαπλώνονται πρώτα στους κόλπους της καρδιάς τους οποίους διεγείρουν και στη συνέχεια διά μέσου ειδικών κυττάρων που λειτουργούν όπως τα ηλεκτρικά καλώδια (ίνες Purkinjie) μεταφέρουν το ηλεκτρικό ρεύμα από τον κολποκοιλιακό κόμβο προς τα κύτταρα του μυοκαρδίου των κοιλιών.

Οταν υπάρχει κάποια σοβαρή βλάβη στο πρωτεύον κέντρο (φλεβόκομβος), αναλαμβάνει να λειτουργήσει το δευτερεύον κέντρο (κολποκοιλιακός κόμβος) με περίπου 40-50 σπινθηρισμούς το λεπτό. Εάν και το δευτερεύον κέντρο υποστεί σοβαρή βλάβη, αναλαμβάνουν τριτεύοντα κέντρα μέσα στις κοιλίες από τα ειδικά «καλώδια» που είναι οι ίνες του Purkinjie (30-40 σπινθηρισμοί το λεπτό). Οι ηλεκτρικοί σπινθηρισμοί τελικά οδηγούν στη συστολή του μυοκαρδίου με αντίστοιχο αριθμό παλμών της καρδιάς ανά λεπτό.

Ομως, για να διασφαλισθεί ο σωστός ρυθμός λειτουργίας της καρδιάς με 60-70 παλμούς το λεπτό, είναι αναγκαίο να εμφυτευθεί ο βηματοδότης που εξασφαλίζει φυσιολογικό ρυθμό με 60-70 παλμούς. Βέβαια, θα πρέπει να λεχθεί ότι οι σοβαρές αυτές διαταραχές του ηλεκτρικού ρεύματος πολλές φορές εκδηλώνονται με συγκοπτικά φαινόμενα, δηλαδή με πρόσκαιρο σταμάτημα της καρδιάς που ενδέχεται να οδηγήσει σε σταμάτημα της λειτουργίας της καρδιάς (cardiac arrest). Συνήθως ο άρρωστος πριν από το σταμάτημα της καρδιάς μπορεί να παρουσιάσει επεισόδια ζάλης ή λιποθυμίας τα οποία τον αναγκάζουν να επισκεφθεί τον γιατρό.

Οι βηματοδότες έχουν σώσει εκατομμύρια ανθρώπινες ζωές από τότε που ανακαλύφθηκε ο πρώτος βηματοδότης ο οποίος λειτούργησε στις αρχές του δευτέρου ημίσεος του 20ού αιώνα.

Ηταν ένα τεράστιο μηχάνημα που συνδεόταν με ηλεκτρόδια διά μέσου των φλεβών με την καρδιά του αρρώστου. Το μηχάνημα μάλιστα αυτό ήταν τροχήλατο και το έσερνε ο άρρωστος μαζί του. Γρήγορα όμως ο βηματοδότης έγινε φορητός και αργότερα εμφυτεύσιμος κάτω από το δέρμα. Προοδευτικά το βάρος του ελαττωνόταν μέχρι που έφθασε τα 20-30 γραμμάρια. Ολοι πια πίστεψαν ότι η ανακάλυψη είχε ολοκληρωθεί.

Σήμερα ο άρρωστος είναι υποχρεωμένος να παρακολουθείται από το ειδικό καρδιολογικό κέντρο που του εμφύτευσε τον βηματοδότη μέχρις ότου εξαντληθεί η μπαταρία, οπότε με μια απλή επέμβαση στο δέρμα γίνεται η αντικατάσταση της μπαταρίας που εξαντλήθηκε.

Τα νεώτερα όμως έρχονται από το Πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον της Αγγλίας όπου φαίνεται ότι από την κίνηση της καρδιάς μέσω πιεζοηλεκτρικών κρυστάλλων εξασφαλίζεται παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, οπότε γίνεται αυτόματη φόρτιση του βηματοδότη.

Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από πιεζοηλεκτρικούς κρυστάλλους είναι ένα γνωστό φαινόμενο της φυσικής. Αξιοσημείωτη υπήρξε η παρατήρηση που έγινε προ διετίας στην Αυστραλία όπου διαπιστώθηκε ότι σε ένα πάρτι άναβαν τα φώτα της αίθουσας χωρίς να υπάρχει σύνδεση με το ηλεκτρικό δίκτυο της πόλης. Τα φώτα άναβαν από πιεζοηλεκτρικούς κρυστάλλους που είχαν τοποθετηθεί στο δάπεδο της αίθουσας όπου με την πίεση των κρυστάλλων από τον χορό των χορευτών παραγόταν ηλεκτρική ενέργεια που άναβε τα φώτα της αίθουσας.

Το φαινόμενο αυτό υπήρξε ο πρόδρομος του πειράματος με βάση το οποίο μια μικρή συσκευή μπορεί την ενέργεια της κίνησης, π.χ. του αίματος ή της ίδιας της καρδιάς κατά τη συστολή της, να τη μετατρέπει σε ηλεκτρική ενέργεια.

Οι εξελίξεις αυτές προδικάζουν ότι σύντομα θα πρέπει να αναμένουμε τη νέα γενιά βηματοδοτών.