Como Funciona: Marcapasso

By: 1008jia2001

O marcapasso cardíaco artificial é a solução encontrada pela medicina para normalizar o ritmo cardíaco, alterado por falhas do marca-passo natural. Normalmente, o miocárdio bombeia sangue para todo o organismo (mais de 300 litros por hora).

O marca-passo natural, chamado de nó sinusal, está situado no átrio direito e produz impulsos elétricos numa frequência de 40 a 200 vezes por minuto, conforme o esforço, emoções, sono ou repouso. Esses estímulos trafegam por estruturas especiais até o centro marcapasso secundário (nó AV), de onde se espalham pelo coração, fazendo-o contrair-se na frequência necessária ao organismo.

Algumas doenças perturbam a transmissão deste estímulo elétrico, impedindo a contração cardíaca ideal. Em consequência, a pessoa sofre de frequência cardíaca baixa (bradicardia). O tratamento normalmente recomendado nesses casos é o implante de um compasso artificial.

COMO FUNCIONA?

O marcapasso é um dispositivo simples: ele emite estímulos elétricos até o coração, fazendo com que ele atinja uma frequência cardíaca regular.

O procedimento consiste em conectar dois eletrodos ao coração, que são então ligados a um gerador implantado sob a pele, responsável por “ler” a frequência cardíaca e, ao identificar uma bradicardia, emitir estímulos para acelerá-la e torná-la regular. Implantado no peito ou no abdômen, é hermeticamente selado em uma cápsula de metal (geralmente titânio).

O aparelho possui, basicamente, 3 componentes:

Gerador de pulso: é dentro dele que vamos encontrar os circuitos eletrônicos e também a bateria. É implantado próximo à clavícula e é o responsável por enviar os pulsos elétricos para o coração de acordo com as necessidades do paciente.

Eletrodos: são os fios que conectam o gerador de pulso ao coração. É pelos eletrodos que os pulsos elétricos são levados até o músculo cardíaco. Outra função dessa parte do aparelho é a de levar os sinais dos batimentos cardíacos do paciente para que ocorra uma adaptação;

Programador: é o cérebro de toda a operação. O programador é usado pelo cardiologista que realiza todas as configurações necessárias para que o marca-passo consiga estabelecer um ritmo cardíaco normal no indivíduo. Assim, não é necessária a realização de uma cirurgia para corrigir o problema. Esta programação é padronizada de fábrica (nominal) e posteriormente pode ser modificada no consultório. No pós-operatório é colocado um aparelho sobre o local onde o marcapasso foi implantado e, através da pele são coletadas e enviadas informações;

A HISTÓRIA DO MARCAPASSO

A primeira tentativa de reanimar o coração por meio de descargas elétricas foi feita no século 19, em condenados à morte que acabavam de ser decapitados. Dois médicos de Dublin, Irlanda, descobriram, pouco depois, que a arritmia cardíaca pode causar inconsciência súbita. Em 1882, o cardiologista alemão Hugo von Ziemssen (1829-1902) fez as primeiras simulações elétricas no miocárdio.

O primeiro precursor do marca-passo foi desenvolvido em 1930 por A.S. Hyman, que reanimou um coração com impulsos elétricos conduzidos para dentro da caixa torácica por meio de uma agulha. Seu equipamento pesava sete quilos e era movido por um relógio, que precisava de corda a cada seis minutos.

Por encomenda do cirurgião Ake Senning, o sueco Rune Elmqvist desenvolveu, em 1958, um marca-passo implantável sob a pele, com frequência fixa de 70 impulsos por minuto a 12 volts, comandado por transistores de silício. No dia 8 de outubro de 1958 o equipamento foi implantado em Arne Larsson, que sofria de graves perturbações do ritmo cardíaco. Ele pesava 60 gramas, era movido a baterias de níquel e cádmio e tinha um diâmetro de 55 milímetros. Hoje o equipamento é bem menor e pesa entre 13 e 20 gramas.

A maioria dos marca-passos atuais é programável, isto é, por meio de computadores especiais, são enviados sinais de ondas curtas, radiofrequência ou eletromagnéticas para a unidade geradora. Seu funcionamento é semelhante ao dos desfibriladores, implantados desde 1980 para a prevenção contra tremulações mortais dos ventrículos.

MODELOS

Existem muitos modelos de marcapassos, e cada fabricante pode apresentar sua variação. Com a evolução tecnológica nos marcapassos, alguns conseguem enviar informações direto para smartphones dos pacientes e dos médicos que acompanham o tratamento. Outros conseguem também ajustar a frequência cardíaca dos pacientes de acordo com as necessidades do corpo.

A escolha do mais adequado para uma aplicação depende muito da avaliação médica e de outros fatores. Os modelos de marcapassos podem ser dividido em 3 categorias no quesito funcionamento :

Marcapasso convencional: é mais utilizado quando um paciente apresenta batimento cardíaco mais lento do que o normal ( bradicardia ), que acarreta fadiga, tonturas, desmaios, e intolerância a esforço. Este modelo garante então monitora constantemente a frequência cardíaca do paciente e regula o batimento cardíaco para o mínimo necessário;

Cardiodesfibrilador Implantável (CDI): é utilizado quando um paciente apresenta risco de morte súbita por arritmia muito rápida, chamada de Taquicardia ventricular, pois além de atuar corrigindo o ritmo cardíaco do paciente, também atua como um desfibrilador. A função de desfibrilador faz com que, caso haja uma parada cardiorrespiratória e o coração pare de bater, o aparelho emite pulsos elétricos rapidamente e de alta intensidade, fazendo com que o coração volte a funcionar;

Marcapasso ressincronizador: é um tipo de marcapasso muito indicado pelos especialistas para casos de ICC – Insuficiência Cardíaca Congestiva, uma condição que pode ser causada por arritmias cardíacas. Nos corações saudáveis, o ventrículo esquerdo é responsável por bombear o sangue para o cérebro, rins, vísceras abdominais, entre outros. Quando ele aumenta de tamanho (cardiomegalia) a sua função contrátil fica prejudicada. O ressincronizador cardíaco é eficiente para o controle da insuficiência cardíaca, visto que, por meio de impulsos elétricos, ele mantem a sincronia entre o bombeamento sanguíneo dentro do ventrículo esquerdo. Isso acontece evitando uma arritmia e as consequências que pode trazer ao paciente acometido por ela;

ALIMENTAÇÃO

Os marcapassos são alimentados por baterias de lítio-iodo. O lítio é o metal mais leve da tabela periódica, o que torna baterias que o possuem como elemento principal bem leves e ideias para aplicações de marcapasso. Além de leves, as baterias também não liberam gases, pois são hermeticamente fechadas, tem uma boa durabilidade (cerca de 8 a 10 anos), fornece uma voltagem de 2,8 V e uma alta densidade de carga (0,8 Wh/cm3).

Os eletrodos da bateria ( Catodo e Anodo ) são formados por lítio e um complexo de iodo, que ficam separados por meio de uma camada cristalina de iodeto de lítio que permite a passagem da corrente elétrica. O lítio metálico funciona como o ânodo da pilha, ou seja, é o polo negativo que se oxida, perdendo elétrons. Já o cátodo, o polo positivo que se reduz, recebendo elétrons, é o complexo de iodo.

As semirreações que ocorrem nos eletrodos e a equação que representa a reação global desse tipo de pilha são da forma:

Semirreação do Ânodo: 2 Li(s) →2 Li+(s) + 2e–

Semirreação do Cátodo: 1 I2(s) + 2e–→2 I–(s)

Reação Global: 2 Li(s) + 1 I2(s) →2 LiI(s)

Assim como os modelos e aplicações variam de paciente para paciente e fabricante para fabricante, as baterias dos marcapassos também variam, e podem ser fabricadas também de óxido de prata com Vanádio ou Quasar-QMR modificada.

CURIOSIDADES

Entre os mais modernos disponíveis no mercado, estão aqueles compatíveis com a ressonância magnética, exame que pode interferir no funcionamento do aparelho;

Os de bebês têm o tamanho de uma moeda de R$ 1;
Os primeiros aparelhos marcapasso eram externos e de certa forma perigosos pois poderiam potencialmente eletrocutar seu portador;

O primeiro marcapasso implantado era do tamanho de um disco de hockey com apenas dois transistores. Os marcapassos de hoje podem ter um tamanho tão pequeno quanto uma moeda e ter até 20 milhões de transistores;
Atualmente, milhões de pessoas se beneficiam da tecnologia de marcapasso em um mercado estimado em mais de R$9 bilhões em todo o mundo;
Uma das fontes de energia utilizadas em marca-passos, ao longo dos anos, é um material radioativo chamado de plutônio-238.No corpo do gerador (marca-passo) se você ver a palavra “nuclear” ou “Curie” – ou se você ver o símbolo da radiação, ou a abreviatura “Pu-238”, a bateria do dispositivo contém material radioativo. Se nenhuma destas marcações estiver presente, muito provavelmente o marca-passo apenas contém uma bateria com composto químico não radioativo;