เครื่องกระตุ้นหัวใจ
เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบสายเดี่ยว St. Judeพร้อมไม้บรรทัดในหน่วยเซนติเมตร (วางจำหน่ายในปี 2548 [ 1 ] [ 2 ] )
ความเชี่ยวชาญ	โรคหัวใจ , สรีรวิทยาไฟฟ้า

เครื่องกระตุ้นหัวใจหรือที่รู้จักกันในชื่อเครื่องกระตุ้นหัวใจเทียมเป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ฝังไว้ ซึ่งสร้างพัลส์ไฟฟ้าที่ส่งผ่านอิเล็กโทรด ไปยัง ห้องหัวใจหนึ่งห้องหรือมากกว่านั้นพั ลส์แต่ละครั้งทำให้ห้องเป้าหมายหดตัวและสูบฉีดเลือด^{[ 3 ]}จึงควบคุมการทำงานของระบบนำไฟฟ้าของหัวใจ

จุดประสงค์หลักของเครื่องกระตุ้นหัวใจคือการรักษาอัตราการเต้นของหัวใจ ให้คงที่ ไม่ ว่าจะเป็นเพราะเครื่องกระตุ้นหัวใจ ตามธรรมชาติ ให้จังหวะการเต้นของหัวใจที่ไม่เพียงพอหรือไม่สม่ำเสมอ หรือเนื่องจากมีการปิดกั้นในระบบนำไฟฟ้าของหัวใจ เครื่องกระตุ้นหัวใจสมัยใหม่สามารถตั้งโปรแกรมจากภายนอกได้ และช่วยให้แพทย์โรคหัวใจสามารถเลือกโหมดการกระตุ้นที่เหมาะสมที่สุดสำหรับผู้ป่วยแต่ละรายได้ เครื่องกระตุ้นหัวใจส่วนใหญ่เป็นแบบตามความต้องการ ซึ่งการกระตุ้นหัวใจจะขึ้นอยู่กับความต้องการแบบไดนามิกของระบบไหลเวียนโลหิตส่วนเครื่องกระตุ้นหัวใจอื่นๆ จะส่งแรงกระตุ้นในอัตราคงที่^{[ 4 ]}

เครื่องกระตุ้นหัวใจชนิดหนึ่งที่เรียกว่าเครื่องกระตุ้นหัวใจและเครื่องช็อกไฟฟ้าแบบฝังตัวจะรวมฟังก์ชันการกระตุ้นหัวใจและการช็อกไฟฟ้าไว้ในอุปกรณ์ฝังตัวเพียง ชิ้นเดียว ^{[ 5 ]} ส่วนเครื่องกระตุ้นหัวใจ แบบอื่นที่เรียกว่าเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบสองห้องจะมีอิเล็กโทรดหลายตัวที่กระตุ้นตำแหน่งต่างๆ ภายในห้องหัวใจล่าง (ห้องหัวใจส่วนล่าง) เพื่อปรับปรุงการประสานกัน^{[ 6 ]}

การกระตุ้นด้วยการเคาะ หรือที่เรียกว่าการกระตุ้นด้วยกลไกผ่านทรวงอก คือการใช้กำปั้นปิด โดยปกติจะเคาะที่ขอบล่างด้านซ้ายของกระดูกอกเหนือโพรงหัวใจด้านขวาในหลอดเลือดดำใหญ่โดยเคาะจากระยะ 20–30 ซม. เพื่อกระตุ้นให้หัวใจห้องล่างเต้น ( วารสาร British Journal of Anaesthesiaแนะนำว่าต้องทำเช่นนี้เพื่อเพิ่มความดันในโพรงหัวใจให้สูงถึง 10–15 mmHg เพื่อกระตุ้นให้เกิดกิจกรรมทางไฟฟ้า) นี่เป็นขั้นตอนเก่าที่ใช้เฉพาะเพื่อช่วยชีวิตจนกว่าจะมีการนำเครื่องกระตุ้นหัวใจไฟฟ้ามาใช้กับผู้ป่วย^{[ 7 ]}

การกระตุ้นหัวใจผ่านผิวหนัง (TCP) หรือที่เรียกว่าการกระตุ้นภายนอก เป็นวิธีการที่แนะนำสำหรับการรักษาเสถียรภาพเบื้องต้นของ ภาวะ หัวใจเต้น ช้าที่มีผลต่อระบบไหลเวียนโลหิตอย่างมีนัยสำคัญ ทุกประเภท วิธีการนี้ทำโดยการวางแผ่นกระตุ้นสองแผ่นบนหน้าอกของผู้ป่วย ไม่ว่าจะเป็นตำแหน่งด้านหน้า/ด้านข้าง หรือด้านหน้า/ด้านหลัง ผู้ช่วยเหลือจะเลือกอัตราการกระตุ้น และค่อยๆ เพิ่มกระแสไฟฟ้า (วัดเป็นมิลลิแอมป์) จนกว่าจะเกิดการกระตุ้นทางไฟฟ้า (ลักษณะเฉพาะคือQRS complex ที่กว้างและ คลื่น Tที่สูงและกว้างบนECG ) พร้อมกับชีพจรที่สอดคล้องกัน สิ่งรบกวนจากการกระตุ้นบน ECG และการกระตุกของกล้ามเนื้ออย่างรุนแรงอาจทำให้การตรวจสอบนี้ทำได้ยาก ไม่ควรใช้การกระตุ้นภายนอกเป็นเวลานาน เป็นวิธีการฉุกเฉินที่ทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมจนกว่าจะสามารถใช้การกระตุ้นผ่านหลอดเลือดดำหรือการรักษาอื่นๆ ได้^{[ 8 ]}

การกระตุ้นหัวใจภายนอกชั่วคราวจะใช้ในระหว่างการผ่าตัดหัวใจแบบเปิด หากขั้นตอนการผ่าตัดทำให้เกิดการปิดกั้นเอทริโอเวนทริคูลาร์ อิเล็กโทรดจะถูกวางให้สัมผัสกับผนังด้านนอกของโพรงหัวใจ (เอพิคาร์เดียม) เพื่อรักษาระดับการทำงานของหัวใจให้อยู่ในระดับที่น่าพอใจ จนกว่าจะมีการใส่อิเล็กโทรดผ่านหลอดเลือดดำชั่วคราว^{[ 9 ]}

สายนำไฟฟ้ากระตุ้นหัวใจแบบถาวรสามารถฝังได้โดยการผ่าตัดและลอดผ่านไปยังช่องใส่เครื่องกระตุ้นหัวใจ สายนำไฟฟ้าเหล่านี้อาจสัมผัสกับหัวใจโดยตรงและเย็บติด หรืออาจมีกลไกแบบสกรูเพื่อยึดติดกับหัวใจอย่างแน่นหนา

การกระตุ้นหัวใจผ่านทางหลอดเลือดดำ (Transvenous pacing) เมื่อใช้สำหรับการกระตุ้นหัวใจชั่วคราว ถือเป็นทางเลือกหนึ่งของการกระตุ้นหัวใจผ่านทางผิวหนัง (Transcutaneous pacing) โดยจะสอดสายกระตุ้นหัวใจเข้าไปในหลอดเลือดดำภายใต้สภาวะปลอดเชื้อ แล้วส่งผ่านไปยังห้องหัวใจด้านขวาบนหรือห้องหัวใจด้านขวาล่าง จากนั้นจึงเชื่อมต่อสายกระตุ้นหัวใจเข้ากับเครื่องกระตุ้นหัวใจภายนอกร่างกาย การกระตุ้นหัวใจผ่านทางหลอดเลือดดำมักใช้เป็นสะพานเชื่อมไปสู่การฝังเครื่องกระตุ้นหัวใจถาวร สามารถคงไว้ได้จนกว่าจะมีการฝังเครื่องกระตุ้นหัวใจถาวร หรือจนกว่าจะไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องกระตุ้นหัวใจอีกต่อไปแล้วจึงถอดออก

การใส่เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบถาวรด้วยเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบฝังใต้ผิวหนัง เกี่ยวข้องกับการสอดขั้วไฟฟ้ากระตุ้นหัวใจหนึ่งอันหรือมากกว่านั้นเข้าไปในห้องหัวใจหนึ่งหรือหลายห้อง ผ่านทางหลอดเลือดดำ ในขณะที่เครื่องกระตุ้นหัวใจจะถูกฝังไว้ใต้ผิวหนังบริเวณใต้กระดูกไหปลาร้า ขั้นตอนการผ่าตัดจะทำโดยการกรีดหลอดเลือดดำที่เหมาะสม แล้ว สอด สายนำ ไฟฟ้าของขั้วไฟฟ้า เข้าไป และผ่านไปตามหลอดเลือดดำ ผ่านลิ้นหัวใจ จนกระทั่งอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมในห้องหัวใจ ขั้นตอนนี้จะง่ายขึ้นด้วยการใช้เครื่องเอกซเรย์ฟลูออโรสโคปี ซึ่งช่วยให้แพทย์สามารถมองเห็นการเคลื่อนที่ของสายนำไฟฟ้าของขั้วไฟฟ้าได้ หลังจากยืนยันว่าขั้วไฟฟ้าอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมแล้ว ปลายอีกด้านของสายนำไฟฟ้าจะเชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของเครื่องกระตุ้นหัวใจ

เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบถาวรมี 3 ประเภทพื้นฐาน โดยแบ่งตามจำนวนห้องที่เกี่ยวข้องและกลไกการทำงานพื้นฐาน: ^{[ 10 ]}

• เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบห้องเดียวในประเภทนี้ จะมีการวางสายกระตุ้นเพียงเส้นเดียวในห้องของหัวใจ ไม่ว่าจะเป็นห้องเอทริอัมหรือห้องเวนทริเคิล^{[ 10 ]}
• เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบสองห้องโดยจะวางสายไฟไว้ในสองห้องของหัวใจ สายนำหนึ่งจะกระตุ้นห้องหัวใจบน และอีกสายหนึ่งจะกระตุ้นห้องหัวใจล่าง เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบนี้จะคล้ายกับการกระตุ้นหัวใจตามธรรมชาติมากขึ้น โดยช่วยให้หัวใจประสานการทำงานระหว่างห้องหัวใจบนและล่าง^{[ 10 ]}
• เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบไบเวนทริคูลาร์เครื่องกระตุ้นหัวใจชนิดนี้มีสายไฟ 3 เส้นวางอยู่ใน 3 ห้องของหัวใจ หนึ่งเส้นอยู่ในห้องเอทริอัม และอีก 2 เส้นอยู่ในห้องเวนทริเคิลแต่ละข้าง การฝังเครื่องชนิดนี้ค่อนข้างซับซ้อนกว่า^{[ 10 ]}
• เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบตอบสนองต่ออัตราเครื่องกระตุ้นหัวใจชนิดนี้มีเซ็นเซอร์ที่ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมทางกายของผู้ป่วยและปรับอัตราการกระตุ้นหัวใจโดยอัตโนมัติเพื่อให้ตรงกับความต้องการทางเมตาบอลิซึมของร่างกาย^{[ 10 ]}

เครื่องกระตุ้นหัวใจเป็น อุปกรณ์ ที่ปิดผนึกอย่างมิดชิดประกอบด้วยแหล่งพลังงาน ซึ่งโดยทั่วไปคือแบตเตอรี่ลิเธียมไอโอไดด์ตัวขยายสัญญาณที่ประมวลผลสัญญาณไฟฟ้าของการเต้นของหัวใจตามธรรมชาติที่ตรวจจับได้จากขั้วไฟฟ้าที่หัวใจ ตรรกะคอมพิวเตอร์สำหรับเครื่องกระตุ้นหัวใจ และวงจรเอาต์พุตที่ส่งแรงกระตุ้นไปยังขั้วไฟฟ้า

โดยทั่วไปแล้ว เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะถูกวางไว้ใต้ชั้นไขมันใต้ผิวหนังบริเวณผนังทรวงอก เหนือกล้ามเนื้อและกระดูกทรวงอก อย่างไรก็ตาม ตำแหน่งการวางอาจแตกต่างกันไปในแต่ละกรณี

ตัวเรือนภายนอกของเครื่องกระตุ้นหัวใจได้รับการออกแบบมาให้ ระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายแทบจะไม่ปฏิเสธเลย โดยปกติจะทำจากไทเทเนียมซึ่งเป็นวัสดุเฉื่อยในร่างกาย

เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบไร้สายเป็นอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็กเท่าแคปซูลและเล็กพอที่จะวางเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไว้ภายในหัวใจได้ จึงไม่จำเป็นต้องใช้สายนำไฟฟ้า^{[ 11 ]} เนื่องจากสายนำไฟฟ้าของเครื่องกระตุ้นหัวใจอาจทำงานผิดพลาดได้เมื่อเวลาผ่านไป ระบบกระตุ้นหัวใจที่หลีกเลี่ยงส่วนประกอบเหล่านี้จึงมีข้อได้เปรียบในทางทฤษฎี เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบไร้สายสามารถฝังเข้าไปในหัวใจได้โดยใช้สายสวนที่บังคับทิศทางได้ซึ่งสอดเข้าไปในหลอดเลือดดำต้นขาผ่านการผ่าตัดที่ขาหนีบ^{[ 11 ]}

เครื่องกระตุ้นหัวใจสมัยใหม่มักมีหลายฟังก์ชัน รูปแบบพื้นฐานที่สุดคือการตรวจสอบจังหวะไฟฟ้าตามธรรมชาติของหัวใจ เมื่อสายหรือ "ตัวนำ" ของเครื่องกระตุ้นหัวใจตรวจไม่พบกิจกรรมทางไฟฟ้าของหัวใจในห้องหัวใจ – ห้องเอทริอัมหรือห้องเวนทริเคิล – ภายในระยะเวลาปกติระหว่างจังหวะการเต้นของหัวใจ – โดยทั่วไปคือหนึ่งวินาที – มันจะกระตุ้นห้องเอทริอัมหรือห้องเวนทริเคิลด้วยพัลส์แรงดันต่ำสั้นๆ หากตรวจพบกิจกรรมทางไฟฟ้า มันจะหยุดการกระตุ้น กิจกรรมการตรวจจับและการกระตุ้นนี้จะดำเนินต่อไปในแต่ละจังหวะการเต้นของหัวใจและเรียกว่า "การกระตุ้นตามความต้องการ" ในกรณีของอุปกรณ์แบบสองห้อง เมื่อห้องบนมีการทำงานเองหรือถูกกระตุ้น อุปกรณ์จะเริ่มนับถอยหลังเพื่อให้แน่ใจว่าภายในช่วงเวลาที่ยอมรับได้ – และตั้งโปรแกรมได้ – จะมีการทำงานของห้องเวนทริเคิล มิฉะนั้นจะมีการส่งพัลส์อีกครั้ง

รูปแบบที่ซับซ้อนกว่านั้นรวมถึงความสามารถในการรับรู้และ/หรือกระตุ้นทั้งห้องหัวใจเอทริอัมและเวนทริเคิล

จากนี้ โหมดการกระตุ้นหัวใจห้องล่างแบบ "ตามความต้องการ" พื้นฐานคือ VVI หรือ VVIR ที่มีการปรับอัตราอัตโนมัติสำหรับการออกกำลังกาย – โหมดนี้เหมาะสมเมื่อไม่จำเป็นต้องซิงโครไนซ์กับการเต้นของหัวใจห้องบน เช่น ในภาวะหัวใจห้องบนสั่นพลิ้ว โหมดการกระตุ้นหัวใจห้องบนที่เทียบเท่ากันคือ AAI หรือ AAIR ซึ่งเป็นโหมดที่เลือกใช้เมื่อการนำไฟฟ้าของหัวใจห้องบนและห้องล่างยังคงสมบูรณ์ แต่ปุ่มไซนัสของตัวกระตุ้นหัวใจตามธรรมชาติทำงานไม่น่าเชื่อถือ – โรคปุ่มไซนัส (SND) หรือกลุ่มอาการไซนัสผิดปกติในกรณีที่ปัญหาคือการปิดกั้นการนำไฟฟ้าของหัวใจห้องบนและห้องล่าง (AVB) เครื่องกระตุ้นหัวใจจะต้องตรวจจับ (รับรู้) การเต้นของหัวใจห้องบน และหลังจากความล่าช้าปกติ (0.1–0.2 วินาที) กระตุ้นการเต้นของหัวใจห้องล่าง เว้นแต่ว่าจะเกิดขึ้นแล้ว – นี่คือโหมด VDD และสามารถทำได้ด้วยสายกระตุ้นเพียงเส้นเดียวที่มีอิเล็กโทรดอยู่ในหัวใจห้องบนขวา (เพื่อรับรู้) และหัวใจห้องล่างขวา (เพื่อรับรู้และกระตุ้น) โหมด AAIR และ VDD เหล่านี้ไม่เป็นที่นิยมในสหรัฐอเมริกา แต่ใช้กันอย่างแพร่หลายในละตินอเมริกาและยุโรป^{[ 13 ] [ 14 ]}โหมด DDDR เป็นที่นิยมใช้มากที่สุด เนื่องจากครอบคลุมตัวเลือกทั้งหมด แม้ว่าเครื่องกระตุ้นหัวใจจะต้องใช้สายนำไฟฟ้าเอทริอัมและเวนทริคูลาร์แยกกัน และมีความซับซ้อนมากขึ้น จึงต้องตั้งโปรแกรมฟังก์ชันอย่างระมัดระวังเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด

เครื่องกระตุ้นหัวใจอัตโนมัติถูกออกแบบมาให้สามารถถูกควบคุมโดยอัตราการเต้นของหัวใจตามธรรมชาติได้ทุกเมื่อที่หัวใจกลับมาเต้นในจังหวะไซนัสปกติ ที่ไม่เป็นพยาธิสภาพ และสามารถเริ่มต้นการกระตุ้นไฟฟ้าในหัวใจอีกครั้งเมื่อเกิดเหตุการณ์ผิดปกติขึ้น^{[ 15 ]} " เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบเวน ทริคูลาร์ -ดีลีป" จะสร้างยอดแหลมแนวตั้งแคบๆ บน คลื่นไฟฟ้าหัวใจ (ECG ) ก่อนคลื่นQRS ที่กว้าง ส่วน ยอดแหลมของ " เครื่องกระตุ้นหัวใจ แบบเอทริอัล -ดีลีป" จะปรากฏขึ้นก่อนคลื่น P (คลื่นไฟฟ้าหัวใจ ) ^{[ 16 ]}

ในทำนองเดียวกันเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบทริกเกอร์จะทำงานทันทีหลังจากเริ่มมีกิจกรรมทางไฟฟ้าในเนื้อเยื่อหัวใจเอง เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบทริกเกอร์จากห้องหัวใจล่างจะสร้างแรงกระตุ้นทันทีหลังจากเกิดชีพจรในเนื้อเยื่อห้องหัวใจล่าง และจะปรากฏเป็นคลื่นแหลมพร้อมกับ QRS เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบทริกเกอร์จากห้องหัวใจบนเป็นโหมดที่สร้างแรงกระตุ้นทันทีหลังจากเกิดเหตุการณ์ทางไฟฟ้าในห้องหัวใจบน โดยจะปรากฏเป็นการปล่อยประจุหลังจากคลื่น p แต่ก่อน QRS ซึ่งมักจะกว้างขึ้น^{[ 17 ]}

หัวใจประกอบด้วยเนื้อเยื่อที่สามารถถูกกระตุ้นได้ และจำเป็นต้องใช้กระแสไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าระดับหนึ่งเพื่อ "กระตุ้น" กล้ามเนื้อหัวใจให้ทำงาน แรงดันไฟฟ้าต่ำสุดที่ทำให้เกิดการกระตุ้นนี้เรียกว่าค่าเกณฑ์ เนื่องจากเป็นคุณสมบัติเชิงความน่าจะเป็น แรงดันไฟฟ้าที่ใช้จริงจึงสูงกว่าค่าเกณฑ์ (โดยปกติจะสูงกว่าประมาณ 50-100%) นอกจากนี้ กระแสไฟฟ้ายังมีส่วนประกอบของเวลา และคำอธิบายที่ถูกต้องของค่าเกณฑ์คือแรงดันไฟฟ้าและความกว้างของพัลส์

วงจรไฟฟ้าทุกวงจรจำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อที่สมบูรณ์ระหว่างแคโทดและแอโนด สำหรับสายนำไฟฟ้ากระตุ้นหัวใจบางชนิด การเชื่อมต่อกับหัวใจทั้งสองจุดจะอยู่ในสายเดียว ("แบบไบโพลาร์") และบางชนิดจะมีเพียงการเชื่อมต่อเดียว ("แบบยูนิโพลาร์") ในแบบยูนิโพลาร์ การเชื่อมต่อจุดที่สองจะเป็นการเชื่อมต่อภายในจากหัวใจไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าผ่านทางร่างกาย (เลือด เนื้อเยื่อ ฯลฯ)

สิ่งที่สำคัญอีกอย่างคือค่าความต้านทานยิ่งค่าความต้านทานต่ำเท่าไร ก็ยิ่งต้องการกระแสไฟฟ้ามากขึ้นเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าตามเกณฑ์ และจะทำให้อายุการใช้งานแบตเตอรี่สั้นลง ค่าความต้านทานได้รับผลกระทบจากความสมบูรณ์ของสายนำไฟฟ้าสำหรับการกระตุ้นหัวใจ และส่วนต่อประสานระหว่างอิเล็กโทรดกับเนื้อเยื่อของสายนำไฟฟ้ากับหัวใจ

ส่วนสำคัญอย่างหนึ่งของการทำงานของเครื่องกระตุ้นหัวใจคือการตรวจจับกิจกรรมภายในของหัวใจ ซึ่งเรียกว่าการตรวจจับ (sensing) แรงดันไฟฟ้าที่ตรวจจับได้ยิ่งสูงยิ่งดี และคาดว่าห้องหัวใจล่างจะสร้างแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าห้องหัวใจบน

แรงดันไฟฟ้าต่ำสุดที่จำเป็นในการตรวจจับเหตุการณ์เรียกว่าความไว ยิ่งความไวสูง การตรวจจับก็จะยิ่งน้อยลง และในทางกลับกัน ความไวต่ำเกินไปอาจทำให้เกิดปัญหาในการตรวจจับคลื่น P, คลื่น T และสัญญาณรบกวน การตรวจจับสิ่งเหล่านี้เรียกว่า "การตรวจจับมากเกินไป" ความไวสูงเกินไปอาจทำให้พลาดการตรวจจับคลื่น P ในห้องหัวใจบนและคลื่น QRS ในห้องหัวใจล่าง และเรียกว่า "การตรวจจับน้อยเกินไป"

การรักษาด้วย การกระตุ้นหัวใจให้ ทำงาน ประสานกัน (Cardiac Resynchronization Therapy: CRT) ใช้ในผู้ ป่วยภาวะหัวใจล้ม เหลวที่หัวใจห้องซ้ายและขวาไม่หดตัวพร้อมกัน ( ภาวะหัวใจห้องล่าง ทำงานไม่ประสานกัน ) ซึ่งพบในผู้ป่วยภาวะหัวใจล้มเหลวประมาณ 25-50% ในการทำ CRT จะใช้เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบสองห้อง (Biventricular Pacemaker: BVP) ซึ่งสามารถกระตุ้นทั้งผนังกั้นและผนังด้านข้างของหัวใจห้องซ้ายได้โดยการกระตุ้นทั้งสองด้านของหัวใจห้องซ้าย เครื่องกระตุ้นหัวใจจะสามารถปรับจังหวะการหดตัวของหัวใจห้องล่างให้ประสานกันได้

อุปกรณ์ CRT มีสายนำอย่างน้อยสองเส้น เส้นหนึ่งผ่านหลอดเลือดดำใหญ่และห้องหัวใจด้านขวาเข้าไปในห้องหัวใจล่างด้านขวาเพื่อกระตุ้นผนังกั้นหัวใจและอีกเส้นหนึ่งผ่านหลอดเลือดดำใหญ่และห้องหัวใจด้านขวาแล้วสอดเข้าไปทางหลอดเลือดดำโคโรนารีเพื่อกระตุ้นผนังด้านนอกของห้องหัวใจล่างด้านซ้าย บ่อยครั้งสำหรับผู้ป่วยที่มีจังหวะการเต้นของหัวใจปกติ จะมีสายนำอยู่ในห้องหัวใจด้านขวาด้วยเพื่อช่วยให้การหดตัวของหัวใจประสานกันกับจังหวะการเต้นของหัวใจห้องบน ดังนั้น สามารถปรับจังหวะการหดตัวระหว่างห้องหัวใจบนและล่าง รวมถึงระหว่างผนังกั้นและผนังด้านข้างของห้องหัวใจล่างด้านซ้าย เพื่อให้การทำงานของหัวใจเป็นไปอย่างเหมาะสมที่สุด

อุปกรณ์ CRT ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถลดอัตราการเสียชีวิตและปรับปรุงคุณภาพชีวิตในผู้ป่วยที่มีอาการหัวใจล้มเหลว โดยมีเศษส่วนการบีบตัวของหัวใจห้องซ้ายล่างน้อยกว่าหรือเท่ากับ 35% และระยะเวลา QRS บน EKG 120 มิลลิวินาทีหรือมากกว่า^{[ 18 ] [ 19 ]}

การกระตุ้นหัวใจสองห้องเพียงอย่างเดียวเรียกว่า CRT-P (สำหรับการกระตุ้น) สำหรับผู้ป่วยบางรายที่มีความเสี่ยงต่อภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะ สามารถใช้ CRT ร่วมกับเครื่องกระตุ้นหัวใจและเครื่องช็อกไฟฟ้าแบบฝังตัว (ICD) ได้ อุปกรณ์ดังกล่าวเรียกว่า CRT-D (สำหรับการกระตุ้นหัวใจ) ซึ่งให้การป้องกันที่มีประสิทธิภาพต่อภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะที่เป็นอันตรายถึงชีวิต^{[ 20 ]}

การวางตำแหน่งสายนำไฟฟ้าของหัวใจห้องล่างแบบดั้งเดิมในหรือรอบๆ ปลายหรือยอดของหัวใจห้องล่างขวา หรือการกระตุ้นหัวใจห้องล่างขวาที่ยอด อาจส่งผลเสียต่อการทำงานของหัวใจ มีความเกี่ยวข้องกับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของภาวะหัวใจห้อง บนสั่นพลิ้ว ภาวะหัวใจล้มเหลว กล้ามเนื้อหัวใจอ่อนแอลง และอาจทำให้อายุขัยสั้นลงการกระตุ้นหัวใจบริเวณมัดเส้นใยฮิส (HBP) และการกระตุ้นหัวใจบริเวณกิ่งก้านสาขาซ้ายของมัดเส้นใย (LBBAP) นำไปสู่การกระตุ้นหัวใจห้องล่างที่เป็นธรรมชาติมากขึ้นหรือเป็นธรรมชาติอย่างสมบูรณ์ และได้รับความสนใจอย่างมากในการวิจัยและทางคลินิก โดยการกระตุ้น เครือข่ายเส้นใย ฮิส-เพอร์คินเจโดยตรงด้วยสายนำไฟฟ้าและเทคนิคการวางตำแหน่งแบบพิเศษ HBP ทำให้เกิดการกระตุ้นหัวใจห้องล่างที่ประสานกันและมีประสิทธิภาพมากขึ้น และหลีกเลี่ยงโรคกล้ามเนื้อหัวใจในระยะยาว ในบางกรณี HBP ยังสามารถแก้ไขรูปแบบการปิดกั้นกิ่งก้านสาขาของมัดเส้นใย ได้อีกด้วย ^{[ 21 ] [ 22 ]}

ความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการทำงานของตัวกระตุ้นหัวใจคือการพยายามเลียนแบบธรรมชาติโดยใช้ข้อมูลป้อนเข้าต่างๆ เพื่อสร้างตัวกระตุ้นหัวใจที่ตอบสนองต่ออัตราการเต้นของหัวใจโดยใช้พารามิเตอร์ต่างๆ เช่นช่วง QT , pO2 _– pCO2 ₍ระดับออกซิเจนหรือคาร์บอนไดออกไซด์ ที่ละลาย ) ในระบบหลอดเลือดแดง-หลอดเลือดดำ, กิจกรรมทางกายภาพที่กำหนดโดยเครื่องวัดความเร่ง , อุณหภูมิร่างกาย , ระดับATP , อะดรีนาลินเป็นต้น แทนที่จะสร้างอัตราการเต้นของหัวใจคงที่ที่กำหนดไว้ล่วงหน้า หรือการควบคุมแบบไม่ต่อเนื่อง ตัวกระตุ้นหัวใจดังกล่าว หรือ 'ตัวกระตุ้นหัวใจแบบไดนามิก' สามารถชดเชยทั้งภาระการหายใจจริงและภาระการหายใจที่คาดการณ์ไว้ได้ ตัวกระตุ้นหัวใจแบบไดนามิกเครื่องแรกถูกคิดค้นโดย Anthony Rickards จากโรงพยาบาลหัวใจแห่งชาติลอนดอน สหราชอาณาจักร ในปี 1982 ^{[ 23 ]}

เทคโนโลยีการกระตุ้นหัวใจแบบไดนามิกอาจนำไปประยุกต์ใช้กับหัวใจเทียม ในอนาคต ได้ ความก้าวหน้าในการเชื่อมเนื้อเยื่อชั่วคราวจะช่วยสนับสนุนสิ่งนี้และความพยายามในการทดแทนอวัยวะ/ข้อต่อ/เนื้อเยื่อเทียมอื่นๆ เซลล์ต้นกำเนิดอาจเป็นที่น่าสนใจในการเชื่อมเนื้อเยื่อชั่วคราว

มีการพัฒนามากมายเพื่อปรับปรุงการควบคุมเครื่องกระตุ้นหัวใจหลังจากฝังเข้าไปแล้ว การพัฒนาเหล่านี้ส่วนใหญ่เกิดขึ้นได้จากการเปลี่ยนมาใช้ เครื่องกระตุ้นหัวใจที่ควบคุมด้วย ไมโครโปรเซสเซอร์เครื่องกระตุ้นหัวใจที่ควบคุมไม่เพียงแต่ห้องหัวใจล่างเท่านั้น แต่ ยังรวมถึง ห้องหัวใจบนด้วย ได้กลายเป็นเรื่องปกติ เครื่องกระตุ้นหัวใจที่ควบคุมทั้งห้องหัวใจบนและล่างเรียกว่าเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบสองห้อง แม้ว่ารุ่นสองห้องเหล่านี้มักจะมีราคาแพงกว่า แต่การกำหนดจังหวะการหดตัวของห้องหัวใจบนให้เกิดขึ้นก่อนการหดตัวของห้องหัวใจล่างจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการสูบฉีดของหัวใจและอาจมีประโยชน์ในภาวะหัวใจล้มเหลว

การกระตุ้นหัวใจแบบตอบสนองต่ออัตราการเต้นของหัวใจ ช่วยให้เครื่องสามารถตรวจจับกิจกรรมทางกายภาพของผู้ป่วยและตอบสนองอย่างเหมาะสมโดยการเพิ่มหรือลดอัตราการกระตุ้นพื้นฐานผ่านอัลกอริธึมการตอบสนองต่ออัตราการเต้นของหัวใจ

การทดลอง DAVID ^{[ 24 ]}แสดงให้เห็นว่าการกระตุ้นหัวใจห้องขวาโดยไม่จำเป็นอาจทำให้ภาวะหัวใจ ล้มเหลวรุนแรงขึ้น และเพิ่มโอกาสเกิดภาวะหัวใจห้องบนสั่นพลิ้ว อุปกรณ์แบบสองห้องรุ่นใหม่สามารถลดปริมาณการกระตุ้นหัวใจห้องขวาให้น้อยที่สุดและป้องกันไม่ให้โรคหัวใจแย่ลง

อาจมีการฝังเครื่องกระตุ้นหัวใจในขณะที่ผู้ป่วยตื่นอยู่ โดยใช้ยาชาเฉพาะที่เพื่อทำให้ผิวหนังชา โดยอาจมีการให้ ยาระงับ ประสาท ร่วมด้วยหรือไม่ก็ได้ หรือในขณะที่ผู้ป่วยหลับอยู่โดยใช้ยาสลบ[ ^{25 ] โดย}ปกติจะมีการให้ยาปฏิชีวนะเพื่อลดความเสี่ยงของการติดเชื้อ^{[ 25 ]} โดยทั่วไปแล้ว เครื่องกระตุ้นหัวใจจะถูกฝังไว้ที่ด้านหน้าของหน้าอกในบริเวณไหล่ซ้ายหรือขวา จะมีการเตรียมผิวหนังโดยการตัดหรือโกนขนบริเวณที่จะฝังเครื่องก่อนทำความสะอาดผิวหนังด้วยน้ำยาฆ่าเชื้อ เช่นคลอร์เฮกซิดีนจะทำการผ่าตัดใต้กระดูกไหปลาร้าและสร้างช่องว่างหรือโพรงใต้ผิวหนังเพื่อบรรจุเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของเครื่องกระตุ้นหัวใจ โดยปกติแล้วโพรงนี้จะถูกสร้างขึ้นเหนือ กล้ามเนื้อ หน้าอกส่วนใหญ่ (prepectoral) แต่ในบางกรณีอาจใส่เครื่องไว้ใต้กล้ามเนื้อ (submuscular) ^{[ 26 ]}สายนำไฟฟ้าจะถูกส่งเข้าไปในหัวใจผ่านทางเส้นเลือดใหญ่โดยใช้ภาพเอกซเรย์ ( fluoroscopy ) เป็นตัวนำทาง ปลายสายนำไฟฟ้าอาจอยู่ในตำแหน่งภายในโพรงหัวใจด้านขวาห้องหัวใจด้านขวาหรือไซนัสโคโรนารี ขึ้นอยู่กับชนิดของเครื่องกระตุ้นหัวใจที่ต้องการ^{[ 25 ]}โดยทั่วไปการผ่าตัดจะเสร็จสิ้นภายใน 30 ถึง 90 นาที หลังจากการฝังเครื่องกระตุ้นหัวใจแล้ว ควรดูแลแผลผ่าตัดให้สะอาดและแห้งจนกว่าจะหายสนิท การเคลื่อนไหวของไหล่บางอย่างภายในไม่กี่สัปดาห์หลังการใส่เครื่องกระตุ้นหัวใจอาจทำให้สายนำไฟฟ้าหลุดได้^{[ 25 ]}

แบตเตอรี่ภายในเครื่องกระตุ้นหัวใจโดยทั่วไปมีอายุการใช้งาน 5 ถึง 10 ปี เมื่อแบตเตอรี่ใกล้หมดอายุการใช้งาน จะต้องเปลี่ยนเครื่องกระตุ้นหัวใจด้วยขั้นตอนที่มักจะง่ายกว่าการฝังเครื่องใหม่ การเปลี่ยนเครื่องกระตุ้นหัวใจเกี่ยวข้องกับการผ่าตัดเพื่อนำอุปกรณ์เดิมออก ถอดสายไฟออกจากอุปกรณ์เดิมและต่อเข้ากับเครื่องกระตุ้นหัวใจใหม่ ใส่เครื่องใหม่เข้าไป และเย็บปิดแผล^{[ 25 ]}

เมื่อฝังเครื่องกระตุ้นหัวใจแล้ว จะมีการตรวจสอบเป็นระยะเพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ทำงานได้และเหมาะสม การตรวจสอบสามารถทำได้บ่อยเท่าที่จำเป็น โดยปกติแล้ว การตรวจสอบเครื่องกระตุ้นหัวใจจะทำที่คลินิกทุก ๆ หกเดือน แต่จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสถานะของผู้ป่วย/อุปกรณ์ และความพร้อมในการตรวจสอบระยะไกล เครื่องกระตุ้นหัวใจรุ่นใหม่ ๆ ยังสามารถตรวจสอบจากระยะไกลได้ โดยผู้ป่วยส่งข้อมูลเครื่องกระตุ้นหัวใจโดยใช้เครื่องส่งสัญญาณที่บ้านซึ่งเชื่อมต่อกับเครือข่ายโทรศัพท์มือถือ

ในการติดตามผลที่คลินิก อาจมีการตรวจวินิจฉัยเพิ่มเติมดังนี้:

• การตรวจจับ: ความสามารถของอุปกรณ์ในการ "มองเห็น" กิจกรรมภายในของหัวใจ (การเกิดโพลาไรเซชันของห้องหัวใจเอทริอัมและเวนทริเคิล)
• ค่าอิมพีแดนซ์: การทดสอบเพื่อวัดความสมบูรณ์ของสายไฟ การเพิ่มขึ้นของค่าอิมพีแดนซ์อย่างมากและ/หรือฉับพลันอาจบ่งชี้ถึงการแตกหักของสายไฟ ในขณะที่การลดลงของค่าอิมพีแดนซ์อย่างมากและ/หรือฉับพลันอาจเกิดจากความเสียหายของฉนวน
• ระดับความแรงของกระแสไฟฟ้า: แรงดันไฟฟ้าต่ำสุด (โดยทั่วไปอยู่ในหน่วยร้อยโวลต์) ที่จำเป็นในการกระตุ้นหัวใจห้องบนหรือห้องล่างที่เชื่อมต่อกับสายนำไฟฟ้า
• ระยะเวลาเกณฑ์: เวลาที่อุปกรณ์ต้องการที่ระดับความแรงที่ตั้งไว้ เพื่อกระตุ้นหัวใจห้องบนหรือห้องล่างที่เชื่อมต่อกับสายนำไฟฟ้าได้อย่างน่าเชื่อถือ
• เปอร์เซ็นต์การกระตุ้นหัวใจ: เปอร์เซ็นต์ของเวลาที่เครื่องกระตุ้นหัวใจทำงานอย่างต่อเนื่องนับตั้งแต่การตรวจสอบอุปกรณ์ครั้งก่อน ซึ่งแสดงให้เห็นว่าผู้ป่วยต้องพึ่งพาอุปกรณ์มากน้อยเพียงใด
• อายุการใช้งานแบตเตอรี่โดยประมาณที่อัตราปัจจุบัน: เนื่องจากเครื่องกระตุ้นหัวใจสมัยใหม่ทำงานแบบ "ตามความต้องการ" และจะกระตุ้นหัวใจเฉพาะเมื่อจำเป็นเท่านั้น อายุการใช้งานแบตเตอรี่จึงได้รับผลกระทบจากปริมาณการใช้งานเครื่องกระตุ้นหัวใจ ปัจจัยอื่นๆ ที่ส่งผลต่ออายุการใช้งานแบตเตอรี่ ได้แก่ การตั้งค่าเอาต์พุตและอัลกอริทึม (คุณสมบัติ) ที่ใช้พลังงานแบตเตอรี่
• เหตุการณ์ใดๆ ที่ถูกบันทึกไว้ตั้งแต่การติดตามครั้งล่าสุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะเช่นภาวะหัวใจห้องบนสั่นพลิ้วโดยทั่วไปแล้ว ข้อมูลเหล่านี้จะถูกบันทึกตามเกณฑ์เฉพาะที่แพทย์กำหนดและเฉพาะเจาะจงสำหรับผู้ป่วยแต่ละราย อุปกรณ์บางชนิดสามารถแสดงคลื่นไฟฟ้าหัวใจภายในที่แสดงจุดเริ่มต้นของเหตุการณ์รวมถึงตัวเหตุการณ์เอง ซึ่งช่วยในการวินิจฉัยสาเหตุหรือต้นกำเนิดของเหตุการณ์นั้นได้

โดยทั่วไปแล้ววิถีชีวิตของผู้ป่วยจะไม่เปลี่ยนแปลงไปมากนักหลังจากใส่เครื่องกระตุ้นหัวใจ อย่างไรก็ตาม มีกิจกรรมบางอย่างที่ไม่ควรทำ เช่น กีฬาที่ต้องมีการปะทะกันอย่างรุนแรง และการให้เครื่องกระตุ้นหัวใจสัมผัสกับสนามแม่เหล็กที่มีความเข้มสูง

ผู้ป่วยที่ใส่เครื่องกระตุ้นหัวใจอาจพบว่าต้องปรับเปลี่ยนกิจกรรมในชีวิตประจำวันบางอย่าง ตัวอย่างเช่น เข็มขัดนิรภัยแบบคาดไหล่ของรถยนต์อาจทำให้รู้สึกไม่สบายหากทับบริเวณที่ใส่เครื่องกระตุ้นหัวใจ ผู้หญิงจะไม่สามารถใส่ชุดชั้นในได้ระยะหนึ่งหลังการผ่าตัด และอาจต้องใส่ชุดชั้นในที่มีสายกว้างในภายหลัง

สำหรับกีฬาและกิจกรรมทางกายบางประเภท อาจต้องสวมอุปกรณ์ป้องกันเครื่องกระตุ้นหัวใจโดยเฉพาะ เพื่อป้องกันการบาดเจ็บหรือความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับสายไฟของเครื่องกระตุ้นหัวใจ

เครื่องกระตุ้นหัวใจอาจได้รับผลกระทบจากสนามแม่เหล็กหรือ สนามแม่เหล็กไฟฟ้า รวมถึงรังสีไอออนและรังสีอะคูสติกอย่างไรก็ตาม การศึกษาในปี 2013 พบว่า "ความเสี่ยงโดยรวมของเหตุการณ์ไม่พึงประสงค์ที่มีนัยสำคัญทางคลินิกที่เกี่ยวข้องกับ EMI (การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า) ในผู้รับ CIED (อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ฝังในหัวใจและหลอดเลือด) นั้นต่ำมาก ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้ข้อควรระวังพิเศษเมื่อใช้เครื่องใช้ในครัวเรือน แหล่งกำเนิด EMI จากสิ่งแวดล้อมและอุตสาหกรรมค่อนข้างปลอดภัยเมื่อจำกัดเวลาการสัมผัสและเพิ่มระยะห่างจาก CIED ให้มากที่สุด ความเสี่ยงของเหตุการณ์ที่เกิดจาก EMI นั้นสูงที่สุดภายในสภาพแวดล้อมของโรงพยาบาล" ^{[ 27 ]}การศึกษาดังกล่าวได้แสดงรายการและจัดทำตารางแหล่งที่มาของการรบกวนหลายแหล่ง และผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นได้หลายอย่าง เช่น ความเสียหายต่อวงจร การกระตุ้นหัวใจแบบไม่ซิงโครนัส เป็นต้น แหล่งอันตรายบางอย่างในอุปกรณ์รุ่นเก่าได้ถูกกำจัดออกไปในอุปกรณ์รุ่นใหม่แล้ว

ควรหลีกเลี่ยง กิจกรรมที่เกี่ยวข้องกับสนามแม่เหล็ก แรงสูง ซึ่งรวมถึงกิจกรรมต่างๆ เช่นการเชื่อมด้วยไฟฟ้าด้วยอุปกรณ์บางประเภท^{[ 28 ]}และการบำรุงรักษาเครื่องจักรหนักที่อาจก่อให้เกิดสนามแม่เหล็กแรงสูง ขั้นตอนทางการแพทย์บางอย่าง โดยเฉพาะการถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (MRI) เกี่ยวข้องกับสนามแม่เหล็กแรงสูงมากหรือสภาวะอื่นๆ ที่อาจทำให้เครื่องกระตุ้นหัวใจเสียหายได้

อย่างไรก็ตาม เครื่องกระตุ้นหัวใจสมัยใหม่หลายเครื่องได้รับการระบุว่าเป็นแบบMR conditional หรือ MRI conditionalซึ่งปลอดภัยต่อการใช้งานระหว่างการทำ MRI ภายใต้เงื่อนไขบางประการ^{[ 29 ]}เครื่องแรกที่ได้รับการระบุเช่นนั้นคือMedtronic Revo MRI SureScan ซึ่งได้รับการอนุมัติจาก US FDA ในเดือนกุมภาพันธ์ 2011 ^{[ 30 ]}ซึ่งเป็นเครื่องแรกที่ได้รับการระบุว่าเป็นแบบ MR conditional ^{[ 31 ] [ 32 ]}มีเงื่อนไขหลายประการในการใช้เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบ MR Conditional รวมถึงคุณสมบัติของผู้ป่วยบางรายและการตั้งค่าการสแกน อุปกรณ์แบบ MRI conditional ต้องเปิดใช้งานการตั้งค่า MRI ก่อนการสแกน และปิดใช้งานหลังจากนั้น^{[ 33 ]}

ณ ปี 2014 ผู้ผลิตอุปกรณ์กระตุ้นหัวใจที่ใช้กันทั่วไป 5 ราย (ครอบคลุมมากกว่า 99% ของตลาดสหรัฐอเมริกา) ได้ผลิตเครื่องกระตุ้นหัวใจที่ได้รับการอนุมัติจาก FDA ให้ใช้งานร่วมกับ MRI ได้^{[ 34 ]}การใช้ MRI อาจถูกตัดออกไปได้หากผู้ป่วยมีเครื่องกระตุ้นหัวใจรุ่นเก่าที่ไม่สามารถใช้งานร่วมกับ MRI ได้ หรือหากมีสายกระตุ้นหัวใจเก่าอยู่ภายในหัวใจซึ่งไม่ได้เชื่อมต่อกับเครื่องกระตุ้นหัวใจอีกต่อไป

การศึกษาของสหรัฐอเมริกาในปี 2008 พบ ว่า ^{[ 35 ]}สนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยหูฟังบางรุ่นที่ใช้กับเครื่องเล่นเพลงพกพาหรือโทรศัพท์มือถืออาจทำให้เกิดการรบกวนหากวางไว้ใกล้กับเครื่องกระตุ้นหัวใจบางเครื่องมากเกินไป

นอกจากนี้ ตามข้อมูลของสมาคมโรคหัวใจแห่งอเมริกาอุปกรณ์ในบ้านบางชนิดอาจขัดขวางการเต้นของหัวใจเพียงครั้งเดียวได้ โทรศัพท์มือถือดูเหมือนจะไม่ทำให้เครื่องกำเนิดชีพจรเสียหายหรือส่งผลต่อการทำงานของเครื่องกระตุ้นหัวใจ^{[ 36 ]}ขอแนะนำว่าไม่ควรวางวัตถุที่มีแม่เหล็กหรือสร้างสนามแม่เหล็กที่มีนัยสำคัญไว้ใกล้กับเครื่องกระตุ้นหัวใจ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเตาแม่เหล็กไฟฟ้าอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงได้^{[ 37 ]}

ก่อนเข้ารับการรักษาทางการแพทย์ ผู้ป่วยควรแจ้งให้บุคลากรทางการแพทย์ทุกคนทราบว่าตนเองมีเครื่องกระตุ้นหัวใจ การมีเครื่องกระตุ้นหัวใจไม่ได้หมายความว่าผู้ป่วยจะต้องได้รับยาปฏิชีวนะก่อนเข้ารับการรักษา เช่น การทำฟัน^{[ 38 ]}

คณะกรรมการของHeart Rhythm Societyซึ่งเป็นองค์กรผู้เชี่ยวชาญของสหรัฐฯ ที่ตั้งอยู่ในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. เห็นว่าการเคารพคำขอของผู้ป่วย หรือผู้ที่มีอำนาจตามกฎหมายในการตัดสินใจแทนผู้ป่วย ในการปิดใช้งานอุปกรณ์หัวใจที่ฝังไว้ เป็นสิ่งที่ถูกต้องตามกฎหมายและมีจริยธรรม ทนายความกล่าวว่าสถานการณ์ทางกฎหมายนี้คล้ายกับการถอดสายให้อาหาร แม้ว่าในปี 2010 จะยังไม่มีแบบอย่างทางกฎหมายเกี่ยวกับเครื่องกระตุ้นหัวใจในสหรัฐอเมริกา ผู้ป่วยในหลายเขตอำนาจศาล (รวมถึงสหรัฐอเมริกา) ถือว่ามีสิทธิที่จะปฏิเสธหรือยุติการรักษา รวมถึงเครื่องกระตุ้นหัวใจที่ช่วยให้พวกเขามีชีวิตอยู่ แพทย์มีสิทธิที่จะปฏิเสธการปิดเครื่อง แต่คณะกรรมการ HRS แนะนำว่าควรส่งต่อผู้ป่วยไปยังแพทย์ที่สามารถปิดเครื่องได้^{[ 39 ] [ 40 ]}ผู้ป่วยบางรายพิจารณาว่าภาวะที่สิ้นหวังและทำให้ร่างกายอ่อนแอ เช่น โรคหลอดเลือดสมองรุนแรงหรือภาวะสมองเสื่อมระยะสุดท้าย อาจทำให้เกิดความทุกข์ทรมานมากจนพวกเขาไม่อยากยืดอายุด้วยมาตรการช่วยเหลือ^{[ 41 ]}

ข้อกังวลด้านความปลอดภัยและความเป็นส่วนตัวเกิดขึ้นกับเครื่องกระตุ้นหัวใจที่อนุญาตให้มีการสื่อสารแบบไร้สาย บุคคลที่สามที่ไม่ได้รับอนุญาตอาจสามารถอ่านบันทึกผู้ป่วยที่อยู่ในเครื่องกระตุ้นหัวใจ หรือตั้งโปรแกรมอุปกรณ์ใหม่ได้ ดังที่ทีมวิจัยได้แสดงให้เห็น^{[ 42 ]}การสาธิตนี้ใช้งานได้ในระยะสั้น พวกเขาไม่ได้พยายามพัฒนาเสาอากาศระยะไกล การใช้ประโยชน์จากแนวคิดนี้ช่วยแสดงให้เห็นถึงความจำเป็นในการรักษาความปลอดภัยที่ดีขึ้นและมาตรการแจ้งเตือนผู้ป่วยในอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่เข้าถึงได้จากระยะไกล^{[ 42 ]}เพื่อตอบสนองต่อภัยคุกคามนี้ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Purdue และมหาวิทยาลัย Princeton ได้พัฒนาอุปกรณ์ไฟร์วอลล์ต้นแบบที่เรียกว่า MedMon ซึ่งออกแบบมาเพื่อปกป้องอุปกรณ์ทางการแพทย์ไร้สาย เช่น เครื่องกระตุ้นหัวใจและปั๊มอินซูลินจากผู้โจมตี^{[ 43 ]}

ภาวะแทรกซ้อนจากการผ่าตัดเพื่อฝังเครื่องกระตุ้นหัวใจนั้นพบได้ไม่บ่อย (ประมาณ 1–3%) แต่อาจรวมถึง: การติดเชื้อบริเวณที่ฝังเครื่องกระตุ้นหัวใจหรือในกระแสเลือด; ปฏิกิริยาแพ้ต่อสีย้อมหรือยาสลบที่ใช้ในระหว่างการผ่าตัด; อาการบวม ฟกช้ำ หรือมีเลือดออกบริเวณที่วางเครื่องกระตุ้นหัวใจ หรือรอบๆ หัวใจ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากผู้ป่วยกำลังใช้ยาต้านการแข็งตัวของเลือดผู้สูงอายุ รูปร่างผอม หรือใช้สเตียรอยด์ เรื้อรัง ^{[ 45 ]}

ภาวะแทรกซ้อนที่อาจเกิดขึ้นจากเครื่องกระตุ้นหัวใจเทียมแบบสองห้องคือ 'ภาวะหัวใจเต้นเร็วที่เกิดจากเครื่องกระตุ้นหัวใจ' (PMT) ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของภาวะหัวใจเต้นเร็วแบบวนซ้ำ ใน PMT เครื่องกระตุ้นหัวใจเทียมจะสร้างส่วนนำไฟฟ้าแบบไปข้างหน้า (จากห้องหัวใจบนไปยังห้องหัวใจล่าง) ของวงจร และปมเอวี (AV node) จะสร้างส่วนนำไฟฟ้าแบบย้อนกลับ (จากห้องหัวใจล่างไปยังห้องหัวใจบน) ของวงจร^{[ 46 ]}การรักษา PMT โดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับการตั้งโปรแกรมเครื่องกระตุ้นหัวใจใหม่^{[ 46 ]}

ภาวะแทรกซ้อนที่เป็นไปได้อีกอย่างหนึ่งคือ "ภาวะหัวใจเต้นเร็วที่ติดตามโดยเครื่องกระตุ้นหัวใจ" ซึ่งภาวะหัวใจเต้นเร็วเหนือห้องหัวใจเช่นภาวะหัวใจห้องบนสั่นพลิ้วหรือภาวะหัวใจห้องบนเต้น เร็วผิดปกติ จะถูกติดตามโดยเครื่องกระตุ้นหัวใจและสร้างจังหวะการเต้นจากสายนำในห้องหัวใจ^{[ 47 ]}ภาวะนี้กำลังหายากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากอุปกรณ์รุ่นใหม่มักถูกตั้งโปรแกรมให้รู้จักภาวะหัวใจเต้นเร็วเหนือห้องหัวใจและเปลี่ยนไปใช้โหมดที่ไม่ติดตาม^{[ 48 ]}

สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาถึงสายนำไฟฟ้าว่าเป็นจุดเริ่มต้นของ การเกิด ลิ่มเลือดอุดตัน สายนำไฟฟ้าเป็นลวดขนาดเล็กที่เชื่อมจากเครื่องกระตุ้นหัวใจไปยังตำแหน่งฝังในกล้ามเนื้อหัวใจ และมักจะวางไว้ในหลอดเลือดดำใต้กระดูกไหปลาร้าเพื่อเข้าถึงห้องหัวใจด้านขวา การวางวัตถุแปลกปลอมไว้ในระบบหลอดเลือดดำในลักษณะดังกล่าวอาจขัดขวางการไหลเวียนของเลือดและทำให้เกิดการก่อตัวของลิ่มเลือดได้ ดังนั้น ผู้ป่วยที่มีเครื่องกระตุ้นหัวใจอาจจำเป็นต้องได้รับการรักษาด้วยยาต้านการแข็งตัวของเลือดเพื่อหลีกเลี่ยงภาวะลิ่มเลือดอุดตันหรือลิ่มเลือดอุดตันที่อาจเป็นอันตรายถึงชีวิต^{[ 49 ] [ 50 ]}

สายนำเหล่านี้อาจทำให้ลิ้นหัวใจไตรคัสปิด เสียหายได้ ทั้งในระหว่างการวางหรือจากการสึกหรอเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งอาจนำไปสู่ภาวะลิ้นหัวใจไตรคัสปิดรั่วและภาวะหัวใจล้มเหลวข้างขวาซึ่งอาจต้องเปลี่ยนลิ้นหัวใจไตรคัสปิด^{[ 51 ]}

บางครั้งอาจจำเป็นต้องถอดสายนำไฟฟ้าออก สาเหตุที่พบบ่อยที่สุดในการถอดสายนำไฟฟ้าคือการติดเชื้อ อย่างไรก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไป สายนำไฟฟ้าอาจเสื่อมสภาพลงได้เนื่องจากหลายสาเหตุ เช่น การงอของสายนำไฟฟ้า^{[ 52 ]}การเปลี่ยนแปลงการตั้งโปรแกรมของเครื่องกระตุ้นหัวใจอาจช่วยแก้ไขปัญหาการเสื่อมสภาพของสายนำไฟฟ้าได้ในระดับหนึ่ง อย่างไรก็ตาม ผู้ป่วยที่ได้รับการเปลี่ยนเครื่องกระตุ้นหัวใจหลายครั้งในช่วงหนึ่งหรือสองทศวรรษที่ผ่านมา ซึ่งมีการนำสายนำไฟฟ้ากลับมาใช้ใหม่ อาจจำเป็นต้องผ่าตัดเปลี่ยนสายนำไฟฟ้า

การเปลี่ยนสายนำไฟฟ้าอาจทำได้สองวิธี วิธีแรกคือใส่สายนำไฟฟ้าชุดใหม่โดยไม่ต้องถอดสายนำไฟฟ้าเดิมออก (ไม่แนะนำเพราะจะทำให้เลือดไหลเวียนไม่สะดวกและส่งผลต่อการทำงานของลิ้นหัวใจ) หรือวิธีที่สองคือถอดสายนำไฟฟ้าเดิมออกก่อนแล้วจึงใส่สายนำไฟฟ้าชุดใหม่เข้าไป เทคนิคการถอดสายนำไฟฟ้าจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับการประเมินของศัลยแพทย์ว่าการดึงสายนำไฟฟ้าอย่างง่ายจะเพียงพอหรือไม่ หรือจะใช้กับขั้นตอนที่ซับซ้อนกว่าก็ตาม โดยปกติแล้วสามารถถอดสายนำไฟฟ้าออกจากเครื่องกระตุ้นหัวใจได้ง่าย ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการเปลี่ยนเครื่องจึงมักเป็นการผ่าตัดที่ไม่ซับซ้อนเพื่อเข้าถึงเครื่องและเปลี่ยนเครื่องใหม่โดยการถอดสายนำไฟฟ้าออกจากเครื่องเดิมและต่อสายนำไฟฟ้าเข้ากับเครื่องใหม่ ภาวะแทรกซ้อนที่อาจเกิดขึ้น เช่น การทะลุของผนังหัวใจ เกิดจากการถอดสายนำไฟฟ้าออกจากร่างกายของผู้ป่วย

ปลายอิสระของสายนำไฟฟ้าของเครื่องกระตุ้นหัวใจจะถูกฝังเข้าไปในกล้ามเนื้อหัวใจด้วยสกรูขนาดเล็กหรือยึดด้วยตะขอพลาสติกขนาดเล็กที่เรียกว่า tines ยิ่งสายนำไฟฟ้าถูกฝังไว้นานเท่าใด (เริ่มตั้งแต่หนึ่งหรือสองปีขึ้นไป) ก็ยิ่งมีโอกาสมากขึ้นที่สายนำไฟฟ้าจะยึดติดกับร่างกายของผู้ป่วยในหลายๆ จุดตามเส้นทางจากอุปกรณ์ไปยังกล้ามเนื้อหัวใจ เนื่องจากร่างกายมีแนวโน้มที่จะรวมอุปกรณ์แปลกปลอมเข้ากับเนื้อเยื่อ ในบางกรณี สำหรับสายนำไฟฟ้าที่ใส่ไว้เป็นระยะเวลาสั้นๆ การถอดอาจทำได้ง่ายๆ โดยการดึงสายนำไฟฟ้าออกจากร่างกาย ในกรณีอื่นๆ การถอดมักทำด้วยเลเซอร์หรืออุปกรณ์ตัดซึ่งสอดเข้าไปเหมือนท่อที่มีคมตัดเหนือสายนำไฟฟ้าและเคลื่อนลงไปตามสายนำไฟฟ้าเพื่อกำจัดส่วนที่ยึดติดด้วยเลเซอร์ตัดขนาดเล็กหรืออุปกรณ์ที่คล้ายกัน^{[ 53 ] [ 54 ]}

การวางตำแหน่งสายนำไฟฟ้าของเครื่องกระตุ้นหัวใจผิดปกติในตำแหน่งต่างๆ ได้รับการอธิบายไว้ในเอกสาร การรักษาจะแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของสายนำไฟฟ้าของเครื่องกระตุ้นหัวใจและอาการ^{[ 55 ]}

ภาวะแทรกซ้อนอีกอย่างหนึ่งที่อาจเกิดขึ้นได้เรียกว่ากลุ่มอาการทวิดเลอร์ (Twiddler's syndrome)เกิดขึ้นเมื่อผู้ป่วยไปยุ่งเกี่ยวกับเครื่องกระตุ้นหัวใจและทำให้สายไฟหลุดออกจากตำแหน่งที่ควรอยู่ ซึ่งอาจไปกระตุ้นเส้นประสาทอื่นๆ ได้

อายุขัยโดยรวมของผู้ที่ใช้เครื่องกระตุ้นหัวใจถือว่าดีเยี่ยม และส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับโรคพื้นฐาน การมีภาวะหัวใจห้องบนสั่นพลิ้ว อายุ และเพศ ณ เวลาที่ทำการฝังเครื่องกระตุ้นหัวใจครั้งแรก^{[ 56 ]}

บางครั้งจะมีการฝังอุปกรณ์ที่คล้ายกับเครื่องกระตุ้นหัวใจ เรียกว่าเครื่องกระตุ้นหัวใจและเครื่องช็อกไฟฟ้าแบบฝัง (ICD) อุปกรณ์เหล่านี้มักใช้ในการรักษาผู้ป่วยที่มีความเสี่ยงต่อการเสียชีวิตจากภาวะหัวใจหยุดเต้นเฉียบพลัน ICD มีความสามารถในการรักษาภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะหลายประเภทโดยการกระตุ้นหัวใจการเปลี่ยนจังหวะการเต้นของหัวใจหรือการช็อกไฟฟ้าหัวใจอุปกรณ์ ICD บางชนิดสามารถแยกแยะความแตกต่างระหว่างภาวะหัวใจห้องล่างสั่นพลิ้ว (ventricular fibrillation) และ ภาวะหัวใจห้องล่างเต้นเร็วผิดปกติ ( ventricular tachycardiaหรือ VT) และอาจพยายามกระตุ้นหัวใจให้เร็วกว่าอัตราการเต้นของหัวใจตามธรรมชาติในกรณีของ VT เพื่อพยายามหยุดภาวะหัวใจเต้นเร็วผิดปกติก่อนที่จะลุกลามไปเป็นภาวะหัวใจห้องล่างสั่นพลิ้ว วิธีนี้เรียกว่า การกระตุ้นหัวใจเร็ว (fast-pacing) การกระตุ้นหัวใจ เกิน ( overdrive pacing)หรือ การกระตุ้นหัวใจเพื่อต้านภาวะหัวใจเต้นเร็วผิดปกติ ( anti-tachycardia pacingหรือ ATP) ATP จะได้ผลก็ต่อเมื่อจังหวะการเต้นของหัวใจพื้นฐานเป็นภาวะหัวใจห้องล่างเต้นเร็วผิดปกติ และจะไม่ได้ผลเลยหากจังหวะการเต้นของหัวใจเป็นภาวะหัวใจห้องล่างสั่นพลิ้ว

ในปี พ.ศ. 2332 จอห์น อเล็กซานเดอร์ แมควิลเลียมรายงานในวารสารการแพทย์อังกฤษ (BMJ) เกี่ยวกับการทดลองของเขา ซึ่งการใช้กระแสไฟฟ้ากระตุ้นหัวใจมนุษย์ในภาวะหัวใจ หยุดเต้น ทำให้เกิด การหดตัวของโพรง หัวใจและสามารถกระตุ้นให้เกิดจังหวะการเต้นของหัวใจ 60–70 ครั้งต่อนาทีได้ โดยใช้กระแสไฟฟ้ากระตุ้นในระยะห่างเท่ากับ 60–70 ครั้งต่อนาที^{[ 58 ]}

ในปี พ.ศ. 2469 มาร์ค ซี. ลิดวิลล์จากโรงพยาบาลรอยัลปรินซ์อัลเฟรดแห่งซิดนีย์ ได้รับการสนับสนุนจากนักฟิสิกส์ เอ็ดการ์ เอช. บูธ จากมหาวิทยาลัยซิดนีย์ได้ประดิษฐ์อุปกรณ์พกพาซึ่ง "เสียบเข้ากับจุดไฟ" และ "ขั้วหนึ่งถูกนำไปวางบนแผ่นผิวหนังที่แช่ในสารละลายเกลือเข้มข้น" ในขณะที่อีกขั้วหนึ่ง "ประกอบด้วยเข็มที่หุ้มฉนวนยกเว้นที่ปลาย และถูกแทงเข้าไปในห้องหัวใจที่เหมาะสม" "อัตราการกระตุ้นหัวใจสามารถปรับได้ตั้งแต่ประมาณ 80 ถึง 120 ครั้งต่อนาที และแรงดันไฟฟ้าก็สามารถปรับได้เช่นกันตั้งแต่ 1.5 ถึง 120 โวลต์" ^{[ 59 ]}ในปี พ.ศ. 2461 อุปกรณ์นี้ถูกนำมาใช้เพื่อช่วยชีวิต ทารก ที่เสียชีวิตใน ครรภ์ ที่โรงพยาบาลสตรีคราวน์สตรีทในซิดนีย์ ซึ่งหัวใจของทารกยังคง "เต้นต่อไปได้เอง" "หลังจากกระตุ้นเป็นเวลา 10 นาที" ^{[ 60 ] [ 61 ]}

ในปี พ.ศ. 2475 อัลเบิร์ต ไฮแมน นักสรีรวิทยาชาวอเมริกัน ได้อธิบายถึงเครื่องมือกลไฟฟ้าของเขาเอง ซึ่งขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์แบบไขลานด้วยมือ ไฮแมนเรียกสิ่งประดิษฐ์ของเขาว่า "เครื่องกระตุ้นหัวใจเทียม" ซึ่งเป็นคำที่ยังคงใช้กันมาจนถึงทุกวันนี้^{[ 62 ] [ 63 ]}

การหยุดชะงักที่เห็นได้ชัดในการตีพิมพ์งานวิจัยที่ดำเนินการระหว่างช่วงต้นทศวรรษ 1930 และสงครามโลกครั้งที่สองอาจเกิดจากการรับรู้ของสาธารณชนว่าเป็นการแทรกแซงธรรมชาติโดยการ "ฟื้นคืนชีพคนตาย" ^{[ 64 ]}ตัวอย่างเช่น "ไฮแมนไม่ได้ตีพิมพ์ข้อมูลเกี่ยวกับการใช้เครื่องกระตุ้นหัวใจของเขาในมนุษย์เนื่องจากกระแสวิพากษ์วิจารณ์ในแง่ลบ ทั้งในหมู่แพทย์ด้วยกันและเนื่องจากการรายงานข่าวของหนังสือพิมพ์ในขณะนั้น ลิดเวลล์อาจทราบเรื่องนี้และไม่ได้ดำเนินการทดลองในมนุษย์ต่อไป" ^{[ 61 ]}

ในปี พ.ศ. 2493 วิศวกรไฟฟ้าชาวแคนาดาJohn Hoppsได้ออกแบบและสร้างเครื่องกระตุ้นหัวใจภายนอกเครื่องแรกโดยอิงจากการสังเกตของศัลยแพทย์ทรวงอกและหัวใจWilfred Gordon BigelowและJohn Callaghanที่โรงพยาบาล Toronto General ^{[ 65 ]}อุปกรณ์นี้ได้รับการทดสอบครั้งแรกกับสุนัขที่สถาบัน Bantingของมหาวิทยาลัยโทรอนโต [ 66 ^{]อุปกรณ์ภายนอก}ขนาดใหญ่ที่ใช้เทคโนโลยีหลอดสุญญากาศ เพื่อกระตุ้น หัวใจผ่านผิวหนังนั้นค่อนข้างหยาบและทำให้ผู้ป่วยเจ็บปวดขณะใช้งาน และเนื่องจากใช้พลังงานจากปลั๊กไฟ AC จึงมีความเสี่ยงที่จะทำให้ผู้ป่วยถูกไฟฟ้าดูด และทำให้เกิด ภาวะหัวใจห้องล่างเต้น ผิดจังหวะได้ ^{[ 67 ]}

นวัตกรรมหลายอย่าง รวมถึงPaul Zollได้สร้างอุปกรณ์กระตุ้นหัวใจผ่านผิวหนังที่มีขนาดเล็กลงแต่ยังคงมีขนาดใหญ่ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2495 โดยใช้แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ขนาดใหญ่เป็นแหล่งจ่ายไฟ^{[ 68 ]}

ในปี พ.ศ. 2490 William L. Weirich ได้เผยแพร่ผลการวิจัยที่ดำเนินการที่มหาวิทยาลัยมินนิโซตา การศึกษาเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงการฟื้นฟูอัตราการเต้นของหัวใจ ปริมาณเลือดที่หัวใจสูบฉีด และความดันเฉลี่ยของหลอดเลือดแดงใหญ่ในสัตว์ทดลองที่มี ภาวะหัวใจหยุดเต้นอย่างสมบูรณ์โดยใช้อิเล็กโทรดในกล้ามเนื้อหัวใจ^{[ 69 ]}

ในปี พ.ศ. 2491 แพทย์ชาวโคลอมเบีย Alberto Vejarano Laverde และวิศวกรไฟฟ้าชาวโคลอมเบียJorge Reynolds Pomboได้สร้างเครื่องกระตุ้นหัวใจภายนอก ซึ่งคล้ายกับของ Hopps และ Zoll โดยมีน้ำหนัก 45 กิโลกรัม และใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ตะกั่วกรด รถยนต์ 12 โวลต์ แต่เชื่อมต่อกับอิเล็กโทรดที่ติดอยู่กับหัวใจ อุปกรณ์นี้ถูกนำมาใช้เพื่อช่วยชีวิตบาทหลวง Gerardo Florez วัย 70 ปีได้สำเร็จ^{[ 70 ]}

การพัฒนาทรานซิสเตอร์ซิลิคอน และการวางจำหน่ายเชิงพาณิชย์ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2499 เป็นเหตุการณ์สำคัญที่นำไปสู่การพัฒนาอย่างรวดเร็วของการกระตุ้นหัวใจที่ใช้งานได้จริง^{[ 71 ]}

ในปี ค.ศ. 1958 วิศวกรเอิร์ล บักเคนจากเมืองมินนิอาโปลิส รัฐมินนิโซตา ได้ประดิษฐ์เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบพกพาภายนอกเครื่องแรกสำหรับผู้ป่วยของซี. วอลตัน ลิลเลไฮเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบทรานซิสเตอร์นี้บรรจุอยู่ในกล่องพลาสติกขนาดเล็ก มีปุ่มควบคุมสำหรับปรับอัตราการเต้นของหัวใจและแรงดันไฟฟ้าขาออก และเชื่อมต่อกับสาย อิเล็กโทรด ที่ลอดผ่านผิวหนังของผู้ป่วยไปสิ้นสุดที่อิเล็กโทรดที่ติดอยู่บนพื้นผิวของกล้ามเนื้อหัวใจ

ในทศวรรษ 1960 ในสหราชอาณาจักร บริษัท Lucas Engineering ในเมืองเบอร์มิงแฮมได้รับคำขอจากนาย Abrams แห่งโรงพยาบาล Queen Elizabethให้ผลิตต้นแบบอุปกรณ์กระตุ้นหัวใจแบบทรานซิสเตอร์เพื่อทดแทนอุปกรณ์กระตุ้นหัวใจแบบอิเล็กโทรแมคคานิกส์ ทีมงานนำโดย Roger Nolan วิศวกรจากศูนย์วิจัยของ Lucas Group Nolan ได้ออกแบบและสร้างออสซิลเลเตอร์แบบบล็อกกิ้งและเครื่องกระตุ้นหัวใจที่ใช้พลังงานจากทรานซิสเตอร์เป็นครั้งแรก เครื่องกระตุ้นหัวใจนี้สวมใส่บนเข็มขัดและใช้พลังงานจากแบตเตอรี่แบบปิดผนึกที่สามารถชาร์จใหม่ได้ ทำให้ผู้ใช้สามารถใช้ชีวิตได้อย่างปกติมากขึ้น

หนึ่งในผู้ป่วยกลุ่มแรกที่ได้รับอุปกรณ์เครื่องกระตุ้นหัวใจ Lucas นี้คือหญิงสาววัยต้น 30 ปี การผ่าตัดนี้ดำเนินการในปี 1964 โดยศัลยแพทย์หัวใจชาวแอฟริกาใต้ Alf Gunning ^{[ 72 ] [ 73 ]}ซึ่งเป็นศิษย์ของChristiaan Barnardการผ่าตัดบุกเบิกนี้เกิดขึ้นภายใต้การดูแลของที่ปรึกษาด้านหัวใจPeter Sleightที่โรงพยาบาล Radcliffe Infirmaryใน Oxford และทีมวิจัยด้านหัวใจของเขาที่โรงพยาบาล St George's ในลอนดอน^{[ 74 ] [ 75 ]}

การฝังเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบฝังได้ครั้งแรกในมนุษย์เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 8 ตุลาคม พ.ศ. 2491 ^{[ 76 ]}ที่สถาบัน Karolinskaในเมือง Solna ประเทศสวีเดนโดยใช้เครื่องกระตุ้นหัวใจที่ออกแบบโดยนักประดิษฐ์Rune Elmqvistและศัลยแพทย์Åke Senning (ร่วมกับ Elema-Schönander AB ซึ่งต่อมาคือ Siemens-Elema AB) เชื่อมต่อกับอิเล็กโทรดที่ติดอยู่กับกล้ามเนื้อหัวใจโดยการผ่าตัดทรวงอกอุปกรณ์ดังกล่าวทำงานล้มเหลวหลังจากสามชั่วโมง จากนั้นจึงฝังอุปกรณ์ชิ้นที่สองซึ่งใช้งานได้สองวัน ผู้ป่วยรายแรกของโลกที่ได้รับการฝังเครื่องกระตุ้นหัวใจคือArne Larssonซึ่งต่อมาได้รับการฝังเครื่องกระตุ้นหัวใจถึง 26 เครื่องในช่วงชีวิตของเขา เขาเสียชีวิตในปี พ.ศ. 2544 เมื่ออายุ 86 ปี ซึ่งมีอายุยืนกว่านักประดิษฐ์และศัลยแพทย์^{[ 77 ]}

ในปี พ.ศ. 2492 Seymour Furman และ John Schwedel ได้สาธิตการกระตุ้นหัวใจ ชั่วคราวผ่านทางหลอดเลือดดำเป็นครั้งแรก โดย ใส่ขั้วไฟฟ้าของสายสวน เข้าไปทางหลอดเลือด ดำbasilic ของผู้ป่วย ^{[ 78 ]}

ในเดือนกุมภาพันธ์ ค.ศ. 1960 แพทย์โอเรสเตส ฟิอันดราและโรแบร์โต รูบิโอ ได้ทำการฝังเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบปรับปรุงแล้ว ซึ่งพัฒนามาจากแบบของเอล์มควิสต์ชาวสวีเดน ที่โรงพยาบาลคาสมู 1 ในเมืองมอนเตวิเดโอ ประเทศอุรุกวัย เครื่องกระตุ้นหัวใจนี้เป็นเครื่องแรกที่ฝังในทวีปอเมริกา และใช้งานได้จนกระทั่งผู้ป่วยเสียชีวิตจากโรคอื่นในอีกเก้าเดือนต่อมา อุปกรณ์รุ่นแรกๆ ที่ออกแบบโดยชาวสวีเดนนั้นใช้แบตเตอรี่ที่ชาร์จไฟใหม่ด้วยขดลวดเหนี่ยวนำจากภายนอก

เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบฝังในร่างกายที่สร้างโดยวิศวกรวิลสัน เกรตแบตช์เริ่มนำมาใช้ในมนุษย์ตั้งแต่เดือนเมษายน ปี 1960 หลังจากผ่านการทดสอบในสัตว์ อย่างกว้างขวาง นวัตกรรมของเกรตแบตช์แตกต่างจากอุปกรณ์ของสวีเดนรุ่นก่อนหน้าตรงที่ใช้เซลล์ปฐมภูมิ ( แบตเตอรี่ปรอท ) เป็นแหล่งพลังงาน ผู้ป่วยรายแรกมีชีวิตอยู่ต่ออีก 18 เดือน

การใช้การกระตุ้นหัวใจผ่านหลอดเลือดดำร่วมกับเครื่องกระตุ้นหัวใจที่ฝังไว้เป็นครั้งแรกนั้น ดำเนินการโดยParsonnetในสหรัฐอเมริกา^{[ 79 ] [ 80 ] [ 81 ]} Lagergren ในสวีเดน^{[ 82 ] [ 83 ]}และ Jean-Jacques Welti ในฝรั่งเศส^{[ 84 ]}ในปี 1962–63 วิธีการผ่านหลอดเลือดดำ หรือ pervenous นั้นเกี่ยวข้องกับการกรีดหลอดเลือดดำเพื่อสอด สายนำไฟฟ้า ของสายสวน เข้าไป ภายใต้ การควบคุม ด้วยฟลูออโรสโคปจนกระทั่งสายนำไฟฟ้าเข้าไปอยู่ในtrabeculaeของโพรงหัวใจด้านขวา วิธีนี้กลายเป็นวิธีที่เลือกใช้ในช่วงกลางทศวรรษ 1960

ศัลยแพทย์ทรวงอกและหัวใจลีออน อับรามส์และวิศวกรการแพทย์เรย์ ไลท์วูดได้พัฒนาและฝังเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบปรับอัตราการเต้นของหัวใจได้ด้วยตนเองเป็นครั้งแรกในปี 1960 ที่มหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮมการฝังเครื่องครั้งแรกเกิดขึ้นในเดือนมีนาคมปี 1960 และมีการฝังเพิ่มอีกสองรายในเดือนถัดมา ผู้ป่วยทั้งสามรายฟื้นตัวได้ดีและกลับมามีคุณภาพชีวิตที่ดี ภายในปี 1966 มีผู้ป่วยได้รับการฝังเครื่องแล้ว 56 ราย โดยมีหนึ่งรายที่รอดชีวิตได้นานกว่า5 ปี+1/2ปี ^[ 85 ^{] [ 86 ]}​^​

อุปกรณ์ฝังตัวก่อนหน้านี้ทั้งหมดประสบปัญหาเรื่องความไม่น่าเชื่อถือและอายุการใช้งานสั้นของเทคโนโลยีเซลล์ปฐมภูมิที่มีอยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งแบตเตอรี่ปรอทในช่วงปลายทศวรรษ 1960 บริษัทหลายแห่ง รวมถึงARCOในสหรัฐอเมริกา ได้พัฒนา เครื่องกระตุ้น หัวใจที่ใช้พลังงานจากไอโซโทปแต่การพัฒนานี้ถูกแซงหน้าด้วยการพัฒนา เซลล์ ลิเธียมไอโอไดด์ ในปี 1971 โดยWilson Greatbatch [ ^{88 ] เซลล์}ลิเธียมไอโอไดด์หรือเซลล์แอโนดลิเธียมกลายเป็นมาตรฐานสำหรับการออกแบบเครื่องกระตุ้นหัวใจ

อุปสรรคอีกประการหนึ่งต่อความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์รุ่นแรกๆ คือการแพร่ของไอน้ำจากของเหลวในร่างกายผ่าน สารเคลือบ เรซินอีพ็อกซีซึ่งส่งผลกระทบต่อวงจรไฟฟ้า ปรากฏการณ์นี้ได้รับการแก้ไขโดยการห่อหุ้มเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของเครื่องกระตุ้นหัวใจไว้ในกล่องโลหะที่ปิดสนิท โดยเริ่มจากบริษัท Telectronicsของออสเตรเลียในปี 1969 ตามด้วยบริษัทCardiac Pacemakers, Inc.จากเมืองเซนต์พอล รัฐมินนิโซตาในปี 1972 เทคโนโลยีนี้ซึ่งใช้ไทเทเนียมเป็นโลหะห่อหุ้ม กลายเป็นมาตรฐานในช่วงกลางทศวรรษ 1970

เมื่อวันที่ 9 กรกฎาคม พ.ศ. 2517 Manuel A. VillafañaและAnthony Adducciผู้ก่อตั้งCardiac Pacemakers, Inc. ( Guidant ) ได้ผลิตเครื่องกระตุ้นหัวใจเครื่องแรกของโลกที่มีขั้วบวกเป็นลิเธียมและแบตเตอรี่โซลิดสเตทอิเล็กโทรไลต์ลิเธียมไอโอไดด์ เซลล์ลิเธียมไอโอไดด์หรือเซลล์ขั้วบวกลิเธียมช่วยเพิ่มอายุการใช้งานของเครื่องกระตุ้นหัวใจจากหนึ่งปีเป็นนานถึงสิบเอ็ดปี และกลายเป็นมาตรฐานสำหรับการออกแบบเครื่องกระตุ้นหัวใจ พวกเขาเริ่มออกแบบและทดสอบเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบฝังที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ลิเธียมที่มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นในปี พ.ศ. 2514 ผู้ป่วยรายแรกที่ได้รับเครื่องกระตุ้นหัวใจ CPI ออกจากการผ่าตัดในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2516 ^{[ 87 ] [ 89 ]}

ลิซ่า มอร์ตัน ได้รับการติดตั้งเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบฝังตัวเมื่ออายุได้ 11 วันในปี 1978 ที่โรงพยาบาลยอร์คฮิลล์ในกลาสโกว์ ประเทศสกอตแลนด์ เธอเป็นทารกที่อายุน้อยที่สุดที่ได้รับการฝังเครื่องดังกล่าวในขณะนั้น^{[ 90 ] [ 91 ]}

ในปี 2013 บริษัทหลายแห่งประกาศอุปกรณ์ที่สามารถใส่เข้าไปทางสายสวนขาแทนการผ่าตัดแบบรุกราน อุปกรณ์เหล่านี้มีขนาดและรูปร่างคล้ายยาเม็ด เล็กกว่าเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบดั้งเดิมมาก เมื่อฝังเข้าไปแล้ว ก้านของอุปกรณ์จะสัมผัสกับกล้ามเนื้อและทำให้จังหวะการเต้นของหัวใจคงที่ การพัฒนาอุปกรณ์ประเภทนี้ยังคงดำเนินต่อไป^{[ 92 ]}ในเดือนพฤศจิกายน 2014 บิล ไพค์ จากแฟร์แบงค์ส รัฐอะแลสกาได้รับ เครื่องกระตุ้นหัวใจ Medtronic Micra ที่โรงพยาบาล Providence St Vincent ในพอร์ตแลนด์ รัฐโอเรกอนแพทย์ D. Randolph Jones เป็นแพทย์ EP นอกจากนี้ ในปี 2014 บริษัทSt. Jude Medical Inc.ประกาศการลงทะเบียนครั้งแรกในการศึกษาเชิงสังเกตเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบไร้สายของบริษัท ซึ่งประเมินเทคโนโลยีการกระตุ้นหัวใจแบบไร้สาย Nanostim เครื่องกระตุ้นหัวใจ Nanostim ได้รับเครื่องหมาย CE ของยุโรป ในปี 2013 การทดลองฝังหลังการอนุมัติได้ดำเนินการในยุโรป^{[ 93 ]}การศึกษาในยุโรปถูกหยุดลงหลังจากมีรายงานการเจาะทะลุ 6 ครั้ง ซึ่งนำไปสู่การเสียชีวิตของผู้ป่วย 2 ราย หลังจากการตรวจสอบ St Jude Medical ได้เริ่มการศึกษาใหม่อีกครั้ง^{[ 94 ]}ในสหรัฐอเมริกา การบำบัดนี้ยังไม่ได้รับการอนุมัติจาก FDA ณ ปี 2014 ^{[ 95 ]}แม้ว่า St Jude Nanostim และ Medtronic Micra จะเป็นเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบห้องเดียว แต่ก็คาดการณ์ว่าการกระตุ้นหัวใจแบบสองห้องแบบไร้สายสำหรับผู้ป่วยที่มีภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะแบบเอทริโอเวนทริคูลาร์บล็อกจะสามารถทำได้ด้วยการพัฒนาเพิ่มเติม^{[ 96 ]}

ทั่วโลกในแต่ละปี มีการนำเครื่องกระตุ้นหัวใจหลายพันเครื่องออกจากร่างกายเพื่อนำไปเผาตามขั้นตอนง่ายๆ เพื่อหลีกเลี่ยงการระเบิด เครื่องกระตุ้นหัวใจที่มีแบตเตอรี่เหลืออยู่มากอาจเป็นอุปกรณ์ช่วยชีวิตสำหรับผู้คนในประเทศที่มีรายได้ต่ำและปานกลาง (LMICs) ^{[ 97 ]}สถาบันการแพทย์ ซึ่งเป็น องค์กรไม่แสวงหาผลกำไรของสหรัฐอเมริกาได้รายงานว่าการเข้าถึงเทคโนโลยีหัวใจและหลอดเลือดขั้นสูงที่ไม่เพียงพอเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดการเจ็บป่วยและเสียชีวิตจากโรคหัวใจและหลอดเลือดใน LMICs นับตั้งแต่ทศวรรษ 1970 มีการศึกษาหลายชิ้นทั่วโลกที่รายงานเกี่ยวกับความปลอดภัยและประสิทธิภาพของการนำเครื่องกระตุ้นหัวใจกลับมาใช้ใหม่ ณ ปี 2016 ยังไม่มีการพัฒนามาตรฐานที่เป็นที่ยอมรับอย่างกว้างขวางสำหรับการนำเครื่องกระตุ้นหัวใจและเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบฝังกลับมาใช้ใหม่อย่างปลอดภัย และยังคงมีอุปสรรคทางกฎหมายและข้อบังคับต่อการนำอุปกรณ์ทางการแพทย์กลับมาใช้ใหม่อย่างแพร่หลาย^{[ 98 ]}

เครื่องกระตุ้นหัวใจยังถูกฝังในสัตว์ต่างๆ เช่น แมว สุนัข และม้า^{[ 99 ] [ 100 ] [ 101 ]} การผ่าตัดที่มหาวิทยาลัยมินนิโซตาในปี 2012 ถือเป็นครั้งแรกที่มีการฝังเครื่องกระตุ้นหัวใจในแมวในมินนิโซตา^{[ 102 ]}และการผ่าตัดที่วิทยาลัยสัตวแพทย์หลวงเฮิร์ตฟอร์ดเชียร์ในปี 2001 ถือเป็นครั้งแรกที่มีการฝังเครื่องกระตุ้นหัวใจในม้าในสหราชอาณาจักร^{[ 101 ]}โดยมีการทดลองเฉพาะในสหรัฐอเมริกา เนเธอร์แลนด์ และฝรั่งเศสเท่านั้น ในทางตรงกันข้าม การผ่าตัดฝังเครื่องกระตุ้นหัวใจในสุนัขได้ดำเนินการมาตั้งแต่ทศวรรษ1980 ^{[ 103 ]}

แมวและสุนัขสามารถใช้เครื่องกระตุ้นหัวใจของมนุษย์ได้^{[ 104 ]}โดยม้าจะได้รับเครื่องกระตุ้นหัวใจที่มีขนาดประมาณกล่องไม้ขีดไฟ สำหรับสุนัขและม้า การผ่าตัดสามารถทำได้โดยการผ่าตัดหลอดเลือดดำที่คอแบบแผลเล็กและเย็บจนกว่าเครื่องกระตุ้นหัวใจจะไปถึงหัวใจ เนื่องจากขนาดตัวที่เล็ก แมวจึงต้องได้รับการผ่าตัดที่เยื่อหุ้มหัวใจชั้นนอก ซึ่งแตกต่างจากการผ่าตัดผ่านหลอดเลือดดำที่ทำในสุนัขและม้า จากการศึกษาจากวารสาร Journal of American Veterinary Education ระบุว่า “มีการรายงานการฝังเครื่องกระตุ้นหัวใจผ่านหลอดเลือดดำในแมวเพียง 5 ตัวเท่านั้น 5–9 เนื่องจากขนาดตัวผู้ป่วยที่เล็ก การเข้าถึงหลอดเลือดที่จำกัดเมื่อเทียบกับขนาดของสายนำไฟฟ้าภายในหัวใจที่มีอยู่” ^{[ 105 ]}

เครื่องกระตุ้นหัวใจที่ได้รับบริจาคสามารถนำไปฝังในสัตว์ได้ ซึ่งช่วยลดค่าใช้จ่ายสำหรับเจ้าของสัตว์เลี้ยง เครื่องกระตุ้นหัวใจที่ได้รับบริจาคมีความสะดวกเป็นพิเศษ เนื่องจากโดยปกติแล้วการฝังเครื่องกระตุ้นหัวใจมักทำในสัตว์ป่วยและสัตว์สูงอายุที่ไม่สามารถมีชีวิตอยู่ได้นานกว่าอายุการใช้งานของแบตเตอรี่เครื่องกระตุ้นหัวใจ อย่างไรก็ตาม ยังคงแนะนำให้พาสัตว์ไปพบสัตวแพทย์เพื่อตรวจสอบแบตเตอรี่และการทำงานผิดปกติทุกๆ 6-12 เดือน^{[ 103 ]}แม้ว่าผลิตภัณฑ์จะมีความคล้ายคลึงและเข้ากันได้ แต่โดยทั่วไปแล้วเครื่องกระตุ้นหัวใจสำหรับสัตว์มีราคาประมาณ 3,500-4,000 ดอลลาร์สหรัฐในช่วงปลายทศวรรษ 2010 ^{[ 102 ] [ 100 ]}ในขณะที่เครื่องกระตุ้นหัวใจสำหรับมนุษย์มีราคาประมาณ 8,000 ดอลลาร์สหรัฐ การดูแลหลังการผ่าตัดฝังเครื่องกระตุ้นหัวใจสำหรับสัตว์เป็นเรื่องท้าทาย การพักผ่อนที่เหมาะสมทำได้ยากในสัตว์ โดยเฉพาะสุนัขที่ฟื้นตัวเร็วหลังการผ่าตัดและต้องการออกกำลังกายด้วยการวิ่งและเล่น แม้ว่าโดยปกติแล้วสัตว์ที่ได้รับการผ่าตัดฝังเครื่องกระตุ้นหัวใจจะได้รับการปล่อยตัวในวันถัดไปหลังการผ่าตัด แต่แนะนำให้พักฟื้นเป็นเวลา 1 เดือน^{[ 103 ]}

ผู้ผลิตเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบฝังในร่างกายรายปัจจุบันและรายเดิม:

• ไบโอโทรนิค (เยอรมนี)
• บอสตัน ไซเอนซ์ (สหรัฐอเมริกา)
• บริษัท Cardiac Pacemaker Inc. ; Guidant (สหรัฐอเมริกา) (ต่อมาเป็นของบริษัท Boston Scientific)
• อินเตอร์เมดิกส์ (สหรัฐอเมริกา)
• บริษัท เลปู เมดิคอล (จีน)
• เมดิโก (อิตาลี)
• เมดโทรนิค (สหรัฐอเมริกา)
• กลุ่ม Sorin (อิตาลี) (ควบรวมกับCyberonicsเพื่อก่อตั้งLivaNova ; ในปี 2018 LivaNova ขายหน่วยธุรกิจการจัดการจังหวะการเต้นของหัวใจให้กับMicroPortในราคา 190 ล้านดอลลาร์สหรัฐ^{[ 106 ]} )
• บริษัทเซนต์จูด เมดิคอล (สหรัฐอเมริกา) (ต่อมาเป็นของบริษัทแอ็บบอตต์ แล็บโบราทอรีส์ )
• แอบบอตต์ (สหรัฐอเมริกา)

• เครื่องกระตุ้นหัวใจชีวภาพ
• แบตเตอรี่แบบกระดุม
• ระบบการนำไฟฟ้าของหัวใจ
• เครื่องกระตุ้นหัวใจและเครื่องช็อกไฟฟ้าแบบฝังในร่างกาย
• โรคเยื่อบุหัวใจอักเสบจากการติดเชื้อ
• กลุ่มอาการเครื่องกระตุ้นหัวใจ

• การตรวจจับและแยกแยะสิ่งรบกวนจากการกระตุ้นหัวใจ (Cardiac Pacing Artifacts) เก็บถาวรเมื่อวันที่ 4 มีนาคม 2016 ที่Wayback Machine
• เครื่องกระตุ้นหัวใจและเครื่องช็อกไฟฟ้าแบบฝังตัว จากสถาบันหัวใจ ปอด และเลือดแห่งชาติ
• ข้อบ่งชี้ปัจจุบันสำหรับการใช้ CRT-P และ CRT-D: การสัมมนาออนไลน์จากสมาคมจังหวะการเต้นของหัวใจแห่งยุโรป (EHRA)