Tipi di pacemaker

Esistono diversi tipi di dispositivi medici per il mantenimento del ritmo cardiaco. Tutti svolgono la stessa funzione principale: mantenere il funzionamento fisiologico del cuore. Ogni pacemaker ha le sue caratteristiche operative. In caso di disturbo del ritmo cardiaco, il dispositivo invia una scarica elettrica al muscolo, ripristinando la frequenza cardiaca desiderata. Se l'organo funziona normalmente, il pacemaker lo controlla, ma in caso di disturbi, interviene immediatamente, correggendo la condizione patologica.

Diamo un'occhiata ai principali tipi di pacemaker:

• Temporaneo: utilizzato quando è necessaria una correzione urgente del ritmo cardiaco (infarto miocardico acuto, bradicardia, tachiaritmia). Necessario per la diagnosi della funzionalità cardiaca, nonché nel periodo preoperatorio.
• Esterno – si riferisce a temporaneo, utilizzato per correggere il ritmo cardiaco secondo diverse indicazioni. Il design di questo dispositivo consiste in elettrodi volumetrici che vengono applicati al torace e all'area di proiezione cardiaca (tra la colonna vertebrale e la scapola sinistra). Adatto per la diagnosi di una condizione dolorosa e a scopo preventivo.
• Impiantabile: un dispositivo miniaturizzato con un involucro in titanio o in qualsiasi altra lega inerte. Viene impiantato nella regione succlavia, sotto il muscolo grande pettorale. L'operazione viene eseguita in anestesia locale e gli elettrodi vengono introdotti nelle camere cardiache attraverso la vena succlavia.
• Monocamerale: uno dei tipi più comuni di pacemaker, con un elettrodo nel ventricolo cardiaco. I primi modelli funzionavano solo a una determinata frequenza cardiaca. I dispositivi moderni, invece, sono progettati per modificare il ritmo cardiaco se necessario.
• Bicamerale: consiste in due elettrodi posizionati nel ventricolo e nell'atrio. Questo crea una contrazione sincrona fisiologica delle camere cardiache. Questo tipo di pacemaker è considerato il più confortevole per i pazienti, rispetto al monocamerale.
• Tricamerale e quadricamerale: stimolano una determinata sequenza di camere cardiache. Garantiscono un'emodinamica intracardiaca fisiologica ed eliminano la desincronia delle camere cardiache nelle patologie gravi.

Oltre alla classificazione sopra descritta, i dispositivi si dividono in base alla funzionalità:

• Pacemaker: stabiliscono il ritmo corretto per il cuore.
• I defibrillatori cardioverter stabiliscono il ritmo, interrompono gli attacchi di aritmia e provocano la fibrillazione ventricolare.

I dispositivi differiscono anche nel costo. Più il modello è moderno, maggiore è il suo prezzo. Si distinguono le seguenti categorie di prezzo:

• Modelli importati con numerose funzioni, solitamente a tre e quattro camere, wireless. Garantiscono uno stile di vita completo. Tuttavia, a causa dell'aumento del consumo energetico, hanno una durata inferiore.
• La migliore opzione in termini di rapporto qualità-prezzo. Nella maggior parte dei casi si tratta di elettroshock a due camere e delle ultime versioni di elettroshock monocamerali.
• Modelli obsoleti: si distinguono per la loro affidabilità e il costo relativamente basso. Sono inferiori in termini di funzionalità, facilità d'uso e aspetto.

Medico e paziente collaborano per scegliere la migliore opzione di pacemaker. Il medico seleziona i modelli di dispositivo non solo in base alle indicazioni mediche, ma anche alle capacità e ai desideri del paziente.

Pacemaker monocamerale

Un pacemaker artificiale con un elettrodo attivo che stimola una sola camera dell'organo (ventricolo o atrio) è un pacemaker monocamerale. Il dispositivo è piuttosto semplice e ne esistono diverse varianti:

• Frequenza adattativa: aumenta automaticamente la frequenza durante l'attività fisica.
• Senza adattamento della frequenza: la stimolazione avviene a una frequenza impostata costantemente.

Lo svantaggio principale di questo dispositivo è che l'atrio mantiene il suo ritmo, mentre le contrazioni del ventricolo e dell'atrio potrebbero non coincidere. Per questo motivo, il sangue del ventricolo viene convogliato nell'atrio e nei vasi sanguigni. In altre parole, il dispositivo non garantisce il funzionamento coordinato del ventricolo e dell'atrio.

L'indicazione principale per l'installazione del meccanismo è la stimolazione del ventricolo destro:

• Forma permanente di fibrillazione atriale.
• Sindrome del nodo del seno.

Durante l'impianto, l'elettrodo può essere installato sia nel ventricolo sinistro che in quello destro. Tuttavia, i dispositivi monocamerali sono attualmente di uso limitato, in quanto esistono modelli più moderni con funzionalità estese.

Inoltre, anche i pacemaker bicamerali più semplici possono funzionare in modalità di stimolazione monocamerale. Per quanto riguarda il costo di un dispositivo monocamerale, il modello più semplice costa circa 200 dollari, mentre quelli più moderni partono da 500 dollari.

Pacemaker bicamerale

Un dispositivo che rileva e stimola entrambe le camere cardiache, con e senza adattamento alla frequenza, è il pacemaker bicamerale. Un elettrodo viene inserito nella cavità atriale e il secondo nel ventricolo destro. Questo stimola tutti i circuiti di pompaggio del sangue, garantendo un lavoro coordinato e un flusso sanguigno adeguato nel cuore.

La stimolazione cardiaca bifocale è disponibile nei seguenti tipi:

• Atrioventricolare: gli elettrodi endocardici vengono posizionati nell'atrio destro e nel ventricolo destro.
• Biatriale: un elettrodo viene inserito nell'atrio destro, mentre il secondo è necessario per la stimolazione elettrica sincronizzata dell'atrio sinistro, nel seno coronarico.

La principale differenza tra un dispositivo a due camere e il suo predecessore, un dispositivo monocamerale, è che quando le contrazioni dell'atrio e del ventricolo coincidono, il flusso sanguigno nell'atrio e nei vasi sanguigni viene escluso. Il pacemaker coordina e controlla i ritmi atriali e ventricolari, impostando il ritmo naturale delle contrazioni: prima gli atri, poi i ventricoli.

È inoltre necessario tenere presente che il dispositivo opera in modalità DDDR o DDR. In altre parole, il dispositivo modifica non solo la frequenza del controllo del ritmo, ma anche la durata del ritardo delle contrazioni AV. L'ECS garantisce il pieno riempimento dei vasi sanguigni anche in caso di compromissione delle funzioni conduttive dell'organo.

Indicazioni principali per il pacemaker bicamerale:

• Bradicardia con frequenza cardiaca inferiore a 40 battiti al minuto.
• Sindrome di Morgagni-Adam-Stokes.
• Blocchi AV di 2° e 3° grado.
• Blocchi incompleti.
• Sindrome del seno carotideo.
• Gravi disturbi della funzione contrattile del miocardio durante l'attività fisica.
• Patologie con rallentamento e accelerazione della frequenza cardiaca.
• Incompetenza cronotropa (aumento insufficiente della frequenza cardiaca durante l'esercizio fisico ed eccessiva contrazione a riposo).

Oltre alle indicazioni sopra menzionate, il dispositivo viene impiantato quando sono necessarie funzioni aggiuntive, ad esempio la registrazione dell'elettrocardiogramma. Il dispositivo consente di condurre uno stile di vita attivo e completo con un minimo di controindicazioni. Tuttavia, è necessario tenere presente che un set di funzioni aggiuntivo comporta una rapida scarica della batteria ECS. Il dispositivo è da 1,5 a 2 volte più costoso di un dispositivo monocamerale.

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Pacemaker a tre camere

L'ultima generazione di pacemaker, che stimola tre camere cardiache in una determinata sequenza, è detta pacemaker tricamerale. Il dispositivo garantisce il movimento fisiologico del sangue attraverso le camere dell'organo.

Il dispositivo è costituito da tre elettrodi, uno collegato all'atrio e gli altri due ai ventricoli sinistro e destro. Questo provoca la risincronizzazione cardiaca, che ripristina il normale flusso sanguigno in tutte le parti del cuore. Il dispositivo può funzionare in modalità di stimolazione monocamerale e bicamerale.

Indicazioni per l'uso:

• Interruzione (risincronizzazione) dell'attività cardiaca.
• Disincronia delle camere cardiache nella bradiaritmia o nella bradicardia grave.
• Ritmo sinusale rigido causato dall'esaurimento delle riserve degli organi.

Di norma, i dispositivi a tre camere dispongono di un sensore e di funzioni di adattamento parziale. I sensori raccolgono informazioni sulla frequenza respiratoria, sull'attività del sistema nervoso e sulla temperatura corporea. L'analisi dei dati ricevuti consente di selezionare la modalità di funzionamento ottimale del dispositivo. Il costo del dispositivo dipende dal produttore e dalla funzionalità. Rispetto alle precedenti generazioni di ECS, i meccanismi a tre camere hanno il prezzo più elevato.

Pacemaker temporaneo

Uno dei metodi di trattamento e prevenzione che previene i casi di morte dovuti a disturbi del ritmo cardiaco è l'utilizzo di un pacemaker temporaneo. Un pacemaker artificiale esterno viene impiantato da un rianimatore nei seguenti casi:

• Aritmia.
• Blocco assoluto.
• Rallentamento della frequenza cardiaca associato a svenimento.
• Infarto miocardico.
• Tachicardia ventricolare sullo sfondo di bradicardia e altre patologie potenzialmente letali.

In assenza di un buon accesso venoso, non si esegue la stimolazione temporanea del ritmo cardiaco, con diatesi emorragica e terapia anticoagulante.

Il dispositivo viene installato in ambulanza o in terapia intensiva. Durante l'inserimento di un pacemaker temporaneo, il medico inserisce un catetere in una vena periferica, creando le condizioni per il monitoraggio della rianimazione cardiopolmonare. L'elettrodo viene inserito attraverso la vena giugulare interna o succlavia.

Una volta che le condizioni del paziente tornano alla normalità, viene eseguito un esame completo del corpo e, se indicato, viene impiantato un pacemaker permanente.

Defibrillatore pacemaker

Un ECS con la funzione di rilevare ed eliminare la fibrillazione ventricolare è un defibrillatore pacemaker impiantabile (ICD).

Le principali indicazioni per l'uso dell'ICD:

• Aritmia potenzialmente letale.
• Infarti che danneggiano il sistema elettrico del cuore.
• Anamnesi di arresto cardiaco improvviso e rischio di recidiva.
• Difetti cardiaci congeniti.
• Sindrome del QT lungo.
• Sindrome di Brugada.

Il dispositivo salva vite umane, poiché nel 5% dei casi la fibrillazione ventricolare senza trattamento elettropulsivo porta alla morte. In altre parole, il dispositivo riavvia il cuore quando si ferma e normalizza il ritmo cardiaco.

Come funziona un defibrillatore pacemaker

La particolarità del funzionamento di un pacemaker artificiale con funzioni di defibrillatore è che il dispositivo monitora le contrazioni cardiache e le normalizza se necessario. Il pacemaker è dotato di fili con elettrodi che vengono inseriti nelle camere cardiache. Il dispositivo fornisce segnali elettrici che consentono di monitorare il ritmo cardiaco.

Se viene rilevata un'aritmia, si verificano scariche a bassa energia, normalizzando la funzione dell'organo. Il ritmo viene ripristinato e il dispositivo funziona in modalità di monitoraggio. Gli impulsi ad alta energia possono causare sensazioni dolorose.

Pacemaker esterno

Un dispositivo esterno progettato per prevenire incidenti mortali è il pacemaker esterno. Il dispositivo viene impiantato quando il cuore smette di battere o quando la frequenza cardiaca rallenta fino a raggiungere un livello potenzialmente letale.

Il dispositivo è necessario in caso di blocchi temporanei, infarto miocardico acuto con disturbi transitori del ritmo e della conduzione cardiaca, nonché in caso di sovradosaggio di farmaci.

Il pacemaker esterno è dotato di elettrodi volumetrici ad alta resistenza. Vengono applicati alla parete toracica anteriore e posteriore. Il dispositivo produce impulsi di lunga durata ad alta ampiezza – 20-40 ms fino a 200 mA. Questa procedura di stimolazione cardiaca è piuttosto dolorosa rispetto a quella endocardica, ma consente di evitare complicazioni infettive, trombosi ed emorragie, pneumotorace o perforazione cardiaca.

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Pacemaker senza fili

Nel 2016, la FDA (Amministrazione Federale Americana per la Supervisione della Qualità degli Alimenti e dei Farmaci) ha approvato la produzione in serie del primo pacemaker wireless al mondo, Micra. Il dispositivo è stato sviluppato da Medtronic e rappresenta una vera svolta nella gestione dei pazienti con patologie cardiache.

Un driver artificiale per il ritmo cardiaco consente di controllare eventuali disturbi. Il meccanismo viene inserito direttamente nel cuore, ma senza fili aggiuntivi. L'impianto avviene attraverso l'arteria femorale nel ventricolo destro dell'organo. L'operazione di installazione di Micra dura circa 30 minuti e la batteria viene sostituita senza intervento chirurgico.

Indicazioni per l'installazione del dispositivo:

• Fibrillazione atriale.
• Fibrillazione atriale.
• Sindrome bradicardia-tachicardia.

Il dispositivo è assolutamente sicuro per i pazienti, ma sussiste comunque il rischio di complicazioni: spostamento del pacemaker, infarto, trombosi venosa profonda degli arti inferiori, embolia polmonare, ecc. Queste complicazioni si sono verificate nel 7% dei pazienti e hanno richiesto il ricovero ospedaliero per ulteriori cure.

Nonostante tutti i vantaggi di questo dispositivo, esistono controindicazioni alla sua installazione. Un pacemaker wireless non viene impiantato se sono presenti altri dispositivi nel corpo che possono influenzarne il funzionamento. Il dispositivo non viene installato se le vene del paziente non sono in grado di accogliere un carter guida da 7,8 mm. Le controindicazioni includono l'obesità, l'intolleranza individuale agli anticoagulanti eparinici e ai materiali di cui è costituito il corpo del dispositivo.