Los investigadores de la Universidad de Rice y sus colegas del Texas Heart Institute (THI) presentaron un marcapasos inalámbrico sin batería que se puede implantar directamente en el corazón del paciente en el International Microwave Symposium de la IEEE (IMS) en Honolulu realizado del 4 al 9 de junio de 2017.
El marcapasos diseñado por el profesor de ingeniería eléctrica y computación Aydin Babakhani del Rice lab of electrical and computer engineering obtiene energía inalámbrica de la radiación de radiofrecuencia transmitida por un paquete de baterías externas. En el prototipo presentado en International Microwave Symposium, el transmisor de potencia inalámbrico puede estar a pocos centímetros de distancia.
Los marcapasos usan señales eléctricas para mantener al corazón a un ritmo constante, pero tradicionalmente no se han implantado directamente en el corazón del paciente. En cambio, se encuentran lejos del corazón, donde los cirujanos pueden reemplazar periódicamente sus baterías con cirugía menor; Sus señales eléctricas se transmiten al corazón a través de cables llamados “leads“.
Algunos de los problemas comunes con esta disposición son las complicaciones relacionadas con las derivaciones, incluyendo sangrado e infección. Babakhani dijo que el prototipo de marcapasos inalámbricos de Rice reduce estos riesgos al eliminar los “leads“.
Dijo que otros marcapasos sin plomo recién introducidos también mitigan algunas de estas complicaciones, pero sus factores de forma las limitan a una sola cámara cardíaca y no pueden proporcionar estimulación bicentricular o de cámara doble. Por el contrario, los microchips sin baterías, sin plomo y sin cables pueden ser implantados directamente al ritmo de múltiples puntos dentro o fuera del corazón, dijo Babakhani.
“Esta tecnología pone en claro la notable posibilidad de lograr la ‘triple corona’ de tratamiento de las arritmias cardiacas más comunes y más letales: alimentación de energía externa, estimulación inalámbrica y – lo que es más importante – desfibrilación cardíaca que no es sólo es indolora, pero en realidad es imperceptible para el paciente“, dijo el doctor Mehdi Razavi, director de investigación e innovación en arritmias clínicas de THI y profesor asistente del Baylor College of Medicine, quien colaboró con Babakhani en el desarrollo y pruebas del nuevo marcapasos.
El chip del sistema tiene menos de 4 milímetros de ancho e incorpora la antena receptora, un rectificador de CA a CC, una unidad de administración de energía y una señal de activación de estimulación. Un condensador y un interruptor unen la viruta en una placa de circuito que es más pequeña que una moneda de diez centavos de dólar norteamericano. El chip recibe energía usando microondas en el espectro de frecuencia electromagnética de 8 a 10 gigahertz.
La frecuencia de las señales de estimulación producidas por el marcapasos puede ajustarse aumentando o disminuyendo la potencia transmitida a la antena receptora, que la almacena hasta alcanzar un umbral predeterminado. En ese momento, libera la carga eléctrica al corazón y comienza a llenarse de nuevo.
El equipo probó exitosamente el dispositivo en un cerdo y demostró que podía ajustar el ritmo cardíaco del animal de 100 a 172 latidos por minuto.
