211service.com
Alternatief voor defibrillatie
Het behandelen van een falend hart door het te zappen met een pijnlijke, krachtige elektrische schok is de standaardprocedure geworden. Nu heeft een bedrijf in medische hulpmiddelen, gevestigd in West Henrietta, NY, een techniek gepatenteerd die de noodzaak van zo'n ingrijpende behandeling vermijdt, door het begin van fibrillatie - het hartritme dat kan leiden tot een plotselinge dood - te voorspellen en het te behandelen voordat het optreedt .
De preventieve behandeling omvat, net als defibrillatie, het elektrisch stimuleren van het hart, zegt Michael Weiner, CEO van Biophan Technologies . Maar het zwakke signaal van deze nieuwe techniek zou minuscuul zijn in vergelijking met de schok die defibrillatoren normaal gesproken afgeven. Ik ken patiënten met defibrillatoren die bang zijn dat die klootzak afgaat, zegt hij.
Volgens Weiner kunnen de algoritmen die aan de technologie ten grondslag liggen gemakkelijk worden geprogrammeerd in nieuwe implanteerbare cardioverter-defibrillators (ICD's). Wat nog belangrijker is, omdat de techniek slechts een fractie van het vermogen gebruikt dat nodig is voor defibrillatie, zou deze ook kunnen worden ingebouwd in pacemakers - veel kleinere en goedkopere apparaten die normaal alleen worden gebruikt om te voorkomen dat de hartslag vertraagt door deze te reguleren met regelmatige elektrische pulsen met een laag vermogen , vergeleken met de eenmalige, krachtige schokken die door defibrillatoren worden gebruikt om snelle of grillige ritmes te corrigeren.
Ventriculaire fibrillatie (VF, ook bekend als V fib)) treedt op wanneer de cellen in de twee onderste kamers van het hart, de ventrikels, niet meer synchroon kloppen, waardoor ze beginnen te trillen. Dit kan voorkomen dat het hart het bloed goed rondpompt en, indien onbehandeld, tot de dood leiden, meestal binnen een paar minuten.
Defibrillatoren proberen de cellen opnieuw te synchroniseren door ze een elektrische schok te geven, hetzij via elektrodenpaddles die extern op de huid worden aangebracht, hetzij via geleidende leidingen die in het hart zitten en verbonden zijn met een ICD. Hoewel ICD's effectief zijn geweest bij de behandeling van fibrillatie, is de ervaring uiterst onaangenaam. Het is alsof je een bowlingbal op iemands borst laat vallen vanaf een hoogte van twee meter, zegt Mark Spano, een chaoticus die verschillende onderzoeken naar fibrillatie heeft gedaan in het Naval Surface Warfare Center in Silver Spring, MD.
De algoritmen van Biophan bouwen voort op de chaostheorie, die eerder is gebruikt om de vroege tekenen van VF te benadrukken. Dit eerdere onderzoek suggereerde dat door het detecteren van veranderingen in de niet-lineaire of chaotische signalen binnen een ECG, het mogelijk is om de eerste tekenen van VF te voelen. Door vervolgens een gecontroleerd maar lawaaierig of chaotisch signaal terug naar het hart te sturen, kan een normaal ritme worden hersteld en kan VF helemaal worden vermeden.
Tot nu toe heeft het bedrijf alleen de algoritmen gepatenteerd, en dat is de manier waarop hartbedrijven werken, zegt Weiner. Nu de patenten zijn verleend, zoekt Biophan medewerkers uit de industrie om de theorie in de praktijk te brengen.
Weiner is ervan overtuigd dat de aanpak zal werken, omdat er voldoende gepubliceerd onderzoek is vanuit de academische gemeenschap om dit te ondersteunen. In het bijzonder bouwen de octrooien van Biophan voort op werk uitgevoerd door Spano en William Ditto , voorheen aan het Georgia Institute of Technology, nu in de afdeling Biomedische Technologie van de Universiteit van Florida in Gainesville.
In de jaren negentig voerden Spano en Ditto werk uit op dieren en enkele beperkte tests op mensen om aan te tonen dat sommige soorten fibrillatie kunnen worden gecorrigeerd met behulp van signalen met een laag vermogen. Dit werk is gebaseerd op de chaosbeheersingstheorie, zegt Spano. Het is niet veel ingewikkelder dan een kind dat een honkbalknuppel neemt en het verticaal in de palm van hun hand balanceert, zegt hij. Maar in plaats van een vleermuis te duwen, past men elektrische signalen toe om het hart weer in een gezond ritme te duwen. Zodra je het hart weer op een normale hartslag krijgt, heeft het de neiging om terug te keren en een normaal ritme te behouden, zegt hij.
Er is alle reden om aan te nemen dat het zou werken, zegt Ditto. En alle reden om het te proberen: een kwart van alle sterfgevallen is uiteindelijk te wijten aan ventriculaire fibrillatie.
Anderen zijn even optimistisch. Aangezien er aanwijzingen zijn dat vroege tekenen van epileptische aanvallen kunnen worden gedetecteerd, is het denkbaar dat soortgelijke vroege waarschuwingssignalen van fibrillatie kunnen worden gedetecteerd, zegt Andrew Grace , een consulterend cardioloog in het Papworth Hospital in Cambridge, Engeland, en een research fellow aan de Universiteit van Cambridge.
Het addertje onder het gras is dat het moeilijk kan zijn om voorspellende algoritmen te testen, omdat VF, ondanks zijn rol bij veel sterfgevallen, een vrij zeldzame gebeurtenis is, zegt hij. Je kunt het induceren, maar dan sta je de natuurlijke omstandigheden niet toe. Toch zijn de potentiële voordelen voor patiënten groot genoeg om het vooruitzicht om vooruit te lopen op VR moet worden aangemoedigd, ook al is het moeilijk te testen, zegt Grace. Dit is vooral dwingend omdat ongeveer een derde van de schokken die door defibrillatoren worden toegediend, afkomstig blijkt te zijn van valse alarmen.
Als ze de energieniveaus kunnen verlagen tot die van een pacemaker, zal dat de manier waarop levens worden gered drastisch veranderen, zegt Ditto. Het kost meer energie om een hart te starten dan om een auto te starten op een koude dag, zegt hij. Deze realiteit maakt defibrillatoren groot, van korte duur en duur.