pacemaker

In cardiologia, dispositivo elettronico che mira a mantenere regolare e costante la pulsatilità cardiaca attraverso l’emissione di impulsi elettrici in grado di evocare una contrazione cardiaca. L’impiego dei p. trova applicazione nel trattamento delle diverse forme di blocco cardiaco (blocchi senoatriali, atrioventricolari). Per primi C.W. Lillehei e collaboratori, nel 1957, idearono e realizzarono un generatore di impulsi elettrici capace d’imprimere al cuore il ritmo desiderato. Da quel momento, la ricerca in questo campo ha fornito apparecchiature sempre più funzionali: di massa e dimensioni ridotte, con batterie di lunga durata (anche oltre 10 anni) e con possibilità di programmare la frequenza di stimolazione anche in funzione delle esigenze fisiologiche (funzione rate-responsive). I p. possono essere temporanei (esterni) o definitivi (impiantabili). I primi vengono impiegati temporaneamente quando le condizioni cliniche del paziente lo richiedono, generalmente in condizioni di urgenza; gli altri vengono impiantati in maniera definitiva in seguito a precise indicazioni cliniche. I p. vengono distinti e internazionalmente codificati in base alla camera cardiaca (atrio, A, o ventricolo, V) sede della stimolazione, alla camera sede del sensing, al modo di risposta, alla presenza di funzioni programmabili (per es. la funzione rate-responsive, R). Vengono impiegati vari tipi di p.: ventricolari (VVI), atriali (AAI), bicamerali (DDD).

fig.

L’impianto di un p. normalmente viene eseguito in anestesia locale, in una sala sterile e attrezzata (laboratorio di elettrostimolazione). I cateteri di stimolazione vengono sospinti per via transvenosa, attraverso la vena cefalica o succlavia, fino alla punta del ventricolo destro (fig.) e in atrio destro (generalmente in auricola). Il p. vero e proprio viene allocato in una tasca di tessuto sottocutaneo, appositamente allestita in sede sottoclaveare.

Tutti i p., sia interni sia esterni, consistono schematicamente in un generatore di impulsi, in un alimentatore, negli elettrodi e in fili di collegamento che permettono sia il trasferimento degli impulsi di stimolazione al cuore sia il ritorno di segnali dal cuore ai circuiti sensori del p. stesso. Per lo sviluppo dei p. è stata determinante, oltre alla miniaturizzazione dei circuiti, la possibilità di disporre di generatori di lunga durata e di materiali opportuni per l’involucro. Mancando di connessioni esterne, l’apparecchiatura deve essere completamente autosufficiente, con una sorgente di energia capace di garantire il funzionamento del p. per anni. Nei p. esterni gli elettrodi possono essere applicati al miocardio con fili di connessione che penetrano attraverso la pelle, oppure possono essere guidati al cuore attraverso un catetere che serve, in tal caso, anche da guida per i fili di connessione.

Gli sviluppi della bioingegneria si sono orientati verso la realizzazione di stimolatori sempre più fisiologici; in tal senso sono stati messi a punto i primi p. a domanda tenendo conto che, per molti pazienti, la funzione cardiaca si presenta praticamente normale per la maggior parte del tempo. In tali dispositivi il p. viene inibito quando il circuito sensore rileva la presenza di attività elettrica cardiaca spontanea. I primi p. programmabili, in cui potevano essere variate sostanzialmente ampiezza e frequenza degli impulsi, sono apparsi negli anni 1970; tali p. erano dotati di un semplice sistema digitale che rispondeva a treni di impulsi magnetici forniti dall’esterno. In seguito si sono resi disponibili p. che utilizzano dispositivi magnetici, dispositivi a radiofrequenza, accoppiamenti induttivi e p. a ultrasuoni con una grande varietà di sistemi di codifica. I più moderni tipi di p. sono i bicamerali (DDD), nei quali stimolo e sensori vengono applicati sia all’atrio sia al ventricolo. Le funzioni logiche e la temporizzazione possono essere fornite tramite un microcalcolatore; l’utilizzazione di un microcalcolatore può, inoltre, rendere possibile variare automaticamente i parametri dello stimolo fornito, quali la frequenza, l’ampiezza, la durata degli impulsi ecc., e riprogrammare il p. a distanza di anni.