Alternative zur Defibrillation

Die Behandlung eines versagenden Herzens durch einen schmerzhaften, starken Elektroschock ist zum Standardverfahren geworden. Jetzt hat ein Medizintechnikunternehmen mit Sitz in West Henrietta, NY, eine Technik patentieren lassen, die eine derart dramatische Behandlung vermeidet, indem das Einsetzen von Flimmern – der Herzrhythmus, der zum plötzlichen Tod führen kann – vorhergesagt und behandelt wird, bevor es auftritt. .

Die vorbeugende Behandlung beinhaltet wie die Defibrillation eine elektrische Stimulation des Herzens, sagt Michael Weiner, CEO von Biophan-Technologien . Aber das schwache Signal dieser neuen Technik wäre winzig im Vergleich zu dem Stoß, den Defibrillatoren normalerweise liefern. Ich kenne Patienten mit Defibrillatoren, die Angst davor haben, dass dieser Scheißkerl losgeht, sagt er.

Laut Weiner könnten die der Technologie zugrunde liegenden Algorithmen leicht in neue implantierbare Kardioverter-Defibrillatoren (ICDs) einprogrammiert werden. Da die Technik nur einen Bruchteil der für die Defibrillation benötigten Energie verbraucht, könnte sie auch in Herzschrittmacher integriert werden – viel kleinere und billigere Geräte, die normalerweise nur verwendet werden, um die Verlangsamung der Herzfrequenz durch regelmäßige elektrische Impulse mit geringer Leistung zu stoppen , verglichen mit den einmaligen Hochleistungsschocks, die von Defibrillatoren verwendet werden, um schnelle oder unregelmäßige Rhythmen zu korrigieren.



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Kammerflimmern (VF, auch Vfib genannt) tritt auf, wenn die Zellen in den beiden unteren Kammern des Herzens, den Ventrikeln, aufhören, synchron zu schlagen, wodurch sie anfangen zu zittern. Dies kann das Herz daran hindern, das Blut richtig zu pumpen, und kann unbehandelt zum Tod führen, normalerweise innerhalb weniger Minuten.

Defibrillatoren versuchen, die Zellen durch Elektroschocks zu resynchronisieren, entweder durch extern auf die Haut aufgebrachte Elektrodenpads oder durch leitende Leitungen im Herzen, die mit einem ICD verbunden sind. Obwohl ICDs bei der Behandlung von Flimmern wirksam waren, ist die Erfahrung jedoch äußerst unangenehm. Es ist, als würde man jemandem eine Bowlingkugel aus zwei Metern Höhe auf die Brust fallen lassen, sagt Mark Spano, ein Chaotiker, der im Naval Surface Warfare Center in Silver Spring, MD, mehrere Studien über Fibrillation durchgeführt hat.

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Die Algorithmen von Biophan bauen auf der Chaostheorie auf, die zuvor verwendet wurde, um die frühen Anzeichen von VF hervorzuheben. Diese frühere Forschung deutete darauf hin, dass es möglich ist, durch die Erkennung von Änderungen der nichtlinearen oder chaotischen Signale innerhalb eines EKG die ersten Anzeichen von VF zu erkennen. Dann kann durch ein kontrolliertes, aber lautes oder chaotisches Signal zurück in das Herz ein normaler Rhythmus wiederhergestellt und VF ganz vermieden werden.

Bisher habe das Unternehmen nur die Algorithmen patentieren lassen, so wie es bei Herzherstellern gehe, sagt Weiner. Nun, da die Patente erteilt wurden, sucht Biophan Kooperationspartner aus der Industrie, um die Theorie in die Praxis umzusetzen.

Weiner ist zuversichtlich, dass der Ansatz funktionieren wird, da es genügend veröffentlichte Forschungsergebnisse aus der akademischen Gemeinschaft gibt, die ihn unterstützen. Insbesondere bauen die Patente von Biophan auf Arbeiten von Spano und William Ditto , zuvor am Georgia Institute of Technology, jetzt am Department of Biomedical Engineering der University of Florida in Gainesville.

In den 1990er Jahren führten Spano und Ditto Arbeiten an Tieren und einige begrenzte Tests an Menschen durch, um zu zeigen, dass einige Arten von Flimmern mit Signalen geringer Leistung korrigiert werden können. Diese Arbeit basiert auf der Theorie der Chaoskontrolle, sagt Spano. Es ist nicht viel komplizierter, als wenn ein Kind einen Baseballschläger nimmt und ihn vertikal in der Handfläche balanciert, sagt er. Aber anstatt eine Fledermaus anzustupsen, wendet man elektrische Signale an, um das Herz wieder in einen gesunden Rhythmus zu bringen. Sobald das Herz wieder einen regelmäßigen Schlag hat, neigt es dazu, umzukehren und einen normalen Rhythmus beizubehalten, sagt er.

Es gibt allen Grund zu der Annahme, dass es funktionieren würde, sagt Ditto. Und jeder Grund, es zu versuchen: Ein Viertel aller Todesfälle ist letztlich auf Kammerflimmern zurückzuführen.

Andere sind ähnlich optimistisch. Da es Beweise dafür gibt, dass frühe Anzeichen von epileptischen Anfällen erkannt werden können, ist es denkbar, dass ähnliche Frühwarnzeichen für Flimmern erkannt werden, sagt Andrew Grace , beratender Kardiologe am Papworth Hospital in Cambridge, England, und wissenschaftlicher Mitarbeiter an der University of Cambridge.

Abwesenheit macht das Herz stärker

Der Haken daran ist, dass es schwierig sein kann, Vorhersagealgorithmen zu testen, da VF trotz seiner Rolle bei vielen Todesfällen ein ziemlich seltenes Ereignis ist, sagt er. Sie können es herbeiführen, aber dann lassen Sie nicht zu, dass die natürlichen Bedingungen eintreten. Trotzdem sind die potenziellen Vorteile für die Patienten groß genug, dass die Aussicht auf eine Vorbeugung von VR gefördert werden sollte, auch wenn es schwierig zu testen ist, sagt Grace. Dies ist besonders zwingend, da sich herausstellt, dass etwa ein Drittel der von Defibrillatoren abgegebenen Schocks von Fehlalarmen stammen.

Wenn sie die Energie auf die eines Herzschrittmachers bringen können, wird dies die Art und Weise, wie Leben gerettet werden, dramatisch verändern, sagt Ditto. Es kostet mehr Energie, ein Herz zu starten, als ein Auto an einem kalten Tag zu starten, sagt er. Diese Realität macht Defibrillatoren groß, kurzlebig und teuer.

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