Technische informatie

Ontwikkeling ICD in vogelvlucht (juli 2015)

Van onhandelbaar groot tot klein en volledig programmeerbaar

 

De ICD heeft geleid tot een compleet nieuwe benadering van de behandeling van patiënten met een levensbedreigende hartritmestoornis. In de loop der jaren zijn talloze technische verbeteringen aangebracht, waarvan de effectiviteit in veel studies is aangetoond. En de ontwikkeling gaat door.


Auteur: drs. J. Elders, Verpleegkundig Specialist Hartstimulatie, Canisius-Wilhelmina Ziekenhuis, Nijmegen

 

De ICD (toen nog Automatic Implantable Defibrillator, AID, genoemd) werd voor het eerst in 1980 geïmplanteerd bij een 57 jaar oude vrouw in het Johns Hopkins Hospital in het Amerikaanse Baltimore. De eerste AID was een relatief fors apparaat. Het woog 289 gram en had een inhoud van 150 milliliter. Een ICD weegt tegenwoordig 66 gram en heeft een inhoud van 31 milliliter. Om de AID te implanteren was een openhartoperatie nodig, omdat er op het hart een grote en een kleine shockelektrode genaaid moest worden. Deze elektroden hadden de vorm van een matje en werden ‘patch’ genoemd. Het detecteren van het hartritme werd gedaan met twee schroefelektroden die op het hart werden geplaatst. Het apparaat zelf werd in de buik geplaatst.

     De AID’s waren niet te programmeren. Als een hartritme boven een bepaalde bovengrens uitkwam, gaf het apparaat een shock die niet werd gesynchroniseerd met het hartritme, ongeacht of het een goedaardige of kwaadaardige ritmestoornis betrof. Twee jaar later kon de shock pas worden gesynchroniseerd met het hartritme. Een gesynchroniseerde shock noemt men ook wel een cardioversieshock en sinds die tijd praat men over de Implanteerbare Cardioverter Defibrillator (ICD). Het enige wat men lange tijd kon programmeren was de detectiezone van het hartritme. Het uitlezen van het apparaat was zeer eenvoudig: men plaatste een grote magneet over de ICD en op een monitor kon men zien hoeveel shocks er waren gegeven en kon men de oplaadtijd van de condensator uitlezen. Uitgebreide informatie over de batterij, de integriteit van de elektroden of het uitlezen van verschillende ritmestroken en therapieën was er toen nog niet.

 

Volledig programmeerbaar

Pas in 1988 werd een combinatie gebruikt van elektroden door het bloedvat en een patch. Hierdoor was een openhartoperatie niet meer noodzakelijk, omdat de patch onder de huid, aan de linkerkant van de borstkas, werd geplaatst. Detectie van het hartritme werd gedaan met een elektrode in de rechterhartkamer en de shock werd gegeven tussen de rechterkamerelektrode en de patch.

     In 1991 was de ICD volledig programmeerbaar. In die tijd waren er in totaal 10.000 patiënten geïmplanteerd met een ICD van vijf verschillende firma’s.

     In 1995 had men de beschikking over een volledig systeem waarbij de elektroden door de ader naar het hart werden geplaatst. De ICD was zodanig in volume gereduceerd dat men het apparaat ter hoogte van de borstspier kon plaatsen in plaats van in de buikholte.

     Als gevolg van studies die aantoonden dat het aantal shocks gereduceerd kon worden door het toepassen van antitachycardiepacing (overpacing van een kamerritmestoornis: de ICD beëindigt de ritmestoornis door het hart op een iets hogere frequentie te stimuleren) zijn sinds 1996 alle ICD’s uitgerust met antitachycardiepacing (ATP). Ook kregen de ICD’s een volledige pacemaker, zodat er geen aparte pacemaker naast de ICD geplaatst hoefde te worden.

     Sinds 2000 kunnen we spreken van een volledig gemoderniseerde ICD waarin allerlei geavanceerde algoritmen verwerkt zitten om onderscheid te maken tussen kamer- en boezemritmestoornissen, automatische metingen om de integriteit van het apparaat te waarborgen, opslag van ECG’s (‘hartfilmpjes’) die het mogelijk maken om ritmestoornissen beter te managen en volledig programmeerbare antitachycardiepacing.

 

Vermijden plotse hartdood

Door klinisch wetenschappelijk onderzoek heeft de ICD een prominente plaats gekregen in het vermijden van plotse hartdood. De eerste onderzoeken vergeleken anti-aritmische medicatie met de ICD van patiënten die een levensbedreigende ritmestoornis hadden overleefd. Het beschermen van patiënten die een levensbedreigende ritmestoornis hebben overleefd, wordt ‘secundaire preventie’ genoemd. Diverse studies toonden een sterftereductie aan tussen 27 en 39 procent in het voordeel van de ICD in vergelijking met medicijnen.

     In een later stadium is onderzocht of een ICD ook nut heeft bij patiënten met een verhoogde kans op een levensbedreigende ritmestoornis die nog nooit een ritmestoornis hebben gehad. Dit heet ‘primaire preventie’. Verschillende studies toonden aan dat patiënten met een hartinfarct in het verleden en een slechte linkerkamerfunctie significant voordeel hebben van een ICD. Overigens toonden studies ook aan dat het niet verstandig is om een ICD te implanteren binnen een maand na een recent hartinfarct.

 

Resynchronisatie

Sinds 2003 wordt de ICD ook gecombineerd met Cardiale Resynchronisatie Therapie (CRT). Door deze ontwikkeling heeft de ICD-therapie een hoge vlucht genomen. Patiënten met hartfalen kunnen onder strikte condities geholpen worden met de resynchronisatietherapie. Uit studies bleek dat CRT gecombineerd met een ICD het overlijden in het algemeen reduceert, maar ook de kans op plotse hartdood van patiënten met matig tot ernstig hartfalen. Daarnaast vertraagt deze therapie ook het hartfalenproces, met als gevolg minder ziekenhuisopnames als gevolg van hartfalen.

     Een ICD met CRT-functie (de CRT-D) heeft naast een boezemelektrode en een rechterkamerelektrode ook nog een linkerkamerelektrode. Bij patiënten met hartfalen trekken de rechter- en de linkerhartkamer niet synchroon samen. Hierdoor ontstaat een verminderde pompfunctie en kan het bloed onvoldoende door het lichaam worden rondgepompt. De linkerkamerelektrode zorgt er in dit geval voor dat beide kamers weer synchroon samenknijpen. Dit verbetert de pompfunctie.

     De komst van de CRT-D zorgde voor geheel nieuwe complicaties. De implantatietechniek van een linkerkamerelektrode verschilt wezenlijk van die van een rechterkamerelektrode. Het plaatsen op de juiste locatie vereist meer kennis en kunde. Het risico dat de elektrode van zijn plaats gaat is groter. Ook is er een grote kans dat de zenuw die het middenrif aanstuurt (nervus phrenicus) ook wordt meegeprikkeld. Hierdoor lijkt het alsof de patiënt continu de hik heeft.

     De laatste ontwikkelingen op CRT-D-gebied betreffen met name het verbeteren van de linkerkamerelektrode. Vandaag de dag heeft deze elektrode meerdere polen (de quadripolaire elektrode), zodat het mogelijk is het hart vanaf verschillende posities te stimuleren. Dit reduceert de prikkeling van het middenrif. Ook is er tegenwoordig een enorm scala aan vormen en fixatietechnieken om de kans te minimaliseren dat de elektrode van zijn plaats raakt. Om de implantatietechniek te vereenvoudigen zijn diverse katheters en hulpstukken ontwikkeld die de cardioloog helpen bij de implantaties.

     Een andere recente ontwikkeling is de komst van de DF4-standaard voor de shockelektrode. Een shockelektrode bestaat in principe uit twee gedeelten: het shockgedeelte en het pacemakergedeelte, dat voor stimulatie en detectie zorgt. De vorige generatie elektroden had voor beide doeleinden een aparte aansluiting. De huidige generatie heeft nog maar één aansluiting waarin alle aansluitingen zijn geïntegreerd. Dit scheelt zeer veel ruimte bij het aansluitpunt en de kans om een aansluiting te verwisselen is niet meer aanwezig.

 

Laatste ontwikkelingen

In de laatste decennia is ook veel onderzoek gedaan naar genetische hartafwijkingen die vaak gepaard gaan met levensbedreigende kamerritmestoornissen. Voorbeelden hiervan zijn het Brugadasyndroom en het lange QT-syndroom. Vaak zijn dit overerfbare ziekten die gevolgen hebben voor hele families. Veel van deze patiënten lopen een risico op plotse hartdood, maar hebben geen pacemakerindicatie of bewezen kamerritmestoornissen. Deze patiënten zijn uitermate geschikt voor het implanteren van een subcutane ICD. Deze ICD heeft als voordeel dat het systeem niet gebruikmaakt van de bloedvaten, maar onder de huid wordt geïmplanteerd; hij werkt als een soort waakhond. De bloedvaten blijven dus intact.

     Het nadeel is dat dit systeem geen ATP kan geven of als pacemaker kan werken. De subcutane ICD neemt een steeds hogere vlucht en Nederland loopt in Europa voorop met de ontwikkeling van dit apparaat.

     De laatste ontwikkeling is de komst van de thuismonitoring. Moesten patiënten in het verleden voor een ICD-controle naar het ziekenhuis komen, tegenwoordig kan dit door gegevens door te sturen over de telefoon. De patiënt krijgt een kastje mee naar huis dat, afhankelijk van het merk en type, tussen de vaste telefoonlijn moet worden aangesloten of als gsm werkt. Dit kastje maakt elke dag contact met de ICD en voert een complete check-up uit. Moderne ICD’s kunnen automatisch allerlei systeemmetingen doen en deze zelfs automatisch aanpassen. Al deze gegevens worden via een beveiligde verbinding naar het ziekenhuis gezonden. De hartstimulatiespecialist kan inloggen op de beveiligde computersite en alle gegevens zien. Zo ziet men ook of er ritmestoornissen zijn geweest en wat de ICD voor therapie heeft gegeven. Sommige systemen kunnen zelfs verbonden worden met een weegschaal en een bloeddrukmeter, zodat hartfalen nog beter in de gaten gehouden kan worden. Thuismonitoring maakt de controle een stuk eenvoudiger, maar de patiënt moet zich er bewust van zijn dat het geen 24-uurs bewakingssysteem is. Als de ICD-drager een probleem heeft, is contact leggen met de Eerste Harthulp de enige juiste manier. Patiënten kunnen overigens ook zelf een extra signaal aan het kastje geven als er een probleem is.

 

Toekomst

Het is uiteraard moeilijk om te voorspellen wat de toekomst zal zijn met betrekking tot de ontwikkelingen van de ICD. In de afgelopen dertig jaar is de ICD almaar kleiner geworden. Bij een shock loopt de energie van de shockelektrode naar de ICD zelf. Om de energie goed op te vangen is een minimum aan oppervlakte nodig. Dit minimum is bereikt, daarom zal de ICD met de huidige technologie niet kleiner worden.

     Ook is er enorm veel ontwikkeling geweest in het onderscheiden tussen goedaardige en kwaadaardige ritmestoornissen. Nog steeds krijgt 10 tot 15 procent van de patiënten een onterechte shock, maar de verwachting is dat dit getal naar beneden gaat dankzij betere berekeningen om te kunnen onderscheiden tussen het soort ritmestoornis.

     Opslag van informatie wordt steeds belangrijker. De huidige ICD kan al enorm veel opslaan, maar de verwachting is dat dit alleen maar gedetailleerder en uitgebreider gaat worden.

     De huidige ICD-batterij heeft een gemiddelde levensduur van zes tot acht jaar. Naar verwachting wordt deze technologie verbeterd en zal de levensduur toenemen.

     Op het gebied van CRT zal vooral het accent liggen op de elektrodetechnologie. Vooral het terugdringen van het aantal dislocaties (het van zijn plek raken van de elektrode) zal de nodige aandacht hebben. Nieuwe fixatiemethoden en elektrode-ontwerpen moeten hieraan bijdragen.

     Ondanks het feit dat patiënten met hartfalen kunnen worden geholpen met CRT-D, reageert ongeveer 30 procent van de patiënten niet op deze therapie. Dit heeft deels te maken met de plaats waar de elektrode wordt geïmplanteerd, maar ook doordat beide kamers niet op het juiste moment worden samengetrokken. Verschillende ICD-firma’s zijn op zoek naar algoritmes om dit probleem automatisch op te lossen, maar tot op heden hebben deze ontwikkelingen niet het gewenste resultaat. De verwachting is dat in de toekomst een algoritme wordt ontwikkeld dat zal zorgen voor een toename van het aantal patiënten dat wel reageert op CRT.

     Steeds actueler is het implanteren van pacemakers zonder elektroden. De eerste patiënten hebben dit apparaat al in een experimentele setting gekregen. Via de lies wordt een sonde ingebracht. Aan de tip zit een 2 centimeter lange pacemaker bevestigd die wordt ingebracht in de rechterhartkamer. Of deze ontwikkeling ook implicaties heeft voor de ICD is moeilijk te zeggen, maar voor de subcutane ICD kan dit een mogelijke oplossing zijn, aangezien de subcutane ICD geen pacemaker heeft. Op dit moment worden de eerste voorzichtige stappen in die richting gezet.

     Dat het nog extremer kan bewijst de Stanford Universiteit in de Verenigde Staten. Onderzoekers hebben daar een pacemaker ontwikkeld ter grootte van een rijstkorrel. De pacemaker heeft geen batterij, maar wordt door een energiebron van buitenaf opgeladen. De ingenieurs die de pacemaker hebben ontwikkeld, erkennen wel dat het nog jaren zal duren voordat deze pacemaker commercieel verkrijgbaar zal zijn.

 

 

 

Lees meer

Open archief (14 artikelen)