Pacemaker alimenté par les battements cardiaques : c'est possible

Dr Walid Amara

8 novembre 2012

Los Angeles, Californie, E-U — « Il est possible de récupérer à partir des vibrations des battements cardiaques l'énergie pour faire fonctionner un pacemaker » a révélé le Dr Amin Karami (Ann Arbor, Michigan, E-U) au cours du congrès de l'American Heart Association 2012[1].

La piste des pacemakers rechargeables avait déjà été envisagée, mais uniquement par le biais de la sonde ou encore par le biais d'une recharge transcutanée. Aucun n'avait évalué le concept de recharger les batteries par le biais d'un quartz piézo-électrique mis en lieu et place de la batterie actuelle du pacemaker.

Cette étude de faisabilité ouvre de nouvelles pistes pour le pacemaker du futur.

Expérimentation réussie chez l'animal

Dr Amin Karami

« Les batteries des stimulateurs cardiaques actuels ont une durée de vie qui reste limitée entre 5 et 10 ans suivant le modèle et l'usage » a expliqué en préambule le Dr Karami. La question d'avoir un stimulateur cardiaque à durée de vie illimitée est très séduisante d'autant qu'on s'adresse à des sujets jeunes ou encore à des enfants.

Le concept présenté lors de ce congrès n'est sans rappeler le modèle des batteries de certaines voitures hybrides.

Le concept ici est simple : récupérer l'énergie des vibrations cardiaques pour la transformer en énergie électrique.

« Le dispositif contenant le quartz est d'une taille équivalente à la moitié d'une batterie de stimulateur cardiaque » a expliqué le Dr Karami.

Pour la première fois, les auteurs rapportent l'utilisation d'un mixeur non linéaire permettant de récupérer les vibrations cardiaques sur des fréquences allant de 20 à 600 bpm. Un régulateur a été développé permettant une sortie d'énergie constante quel que soit la fréquence cardiaque, afin que ce dispositif soit moins sensible aux variations de fréquence.

Ce modèle de récupération de l'énergie a été testé chez l'animal à différentes fréquences cardiaques et il s'avère que l'énergie récupérée est compatible avec le fonctionnement d'un stimulateur cardiaque classique. Les vibrations générées par le cœur fournissent des énergies allant de 2 à 25 microwatts suivant le site du cœur où l'énergie est récupérée.

« L'étape suivante est de mettre en place notre quartz dans un pacemaker classique. L'idée est de le coupler à une batterie classique pour des raisons de sécurité » a expliqué le Dr Karami.

Cette étude n'est qu'au stade préclinique mais fournit des pistes. Reste à savoir si les auteurs vont travailler avec un constructeur de pacemaker. L'avenir nous le dira.

Les quartz piézo-électriques dans les pacemakers

Les stimulateurs cardiaques modernes sont en grande partie dotés de quartz piézo-électriques, qui sont appelés accéléromètres. Ces quartz ne sont pas utilisés pour récupérer de l'énergie pour le pacemaker mais pour permettre l'asservissement de fréquence, c'est à dire l'accélération de la fréquence cardiaque lors des efforts.

Leur principe de fonctionnement est simple. Les vibrations du quartz sont interprétées par le stimulateur comme un effort et engendrent une accélération de la fréquence de stimulation. Les accéléromètres ne sont d'ailleurs pas les meilleurs capteurs d'asservissement. D'autres existent tels que les capteurs de ventilation minute ou les capteurs hémodynamiques.

Le principe de l'étude présentée à l'AHA est d'utiliser un quartz pour générer de l'énergie. Un concept à suivre.


Dr Karami n'a pas déclaré de conflit d'intérêt
L'étude a été financée par des fonds publics de l'Institut de Recherche Clinique du Michigan et le NIST qui est un institut de recherche en nouvelles technologies

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