生醫電子
心律調節器電子(pacemaker electronics)
心律調節器是植入體內、替一顆失去節拍的心臟指揮的電子裝置——一顆電池、一台微型電腦,和一條穿進心肌的導線(「導極」),全部封在一個硬幣大小的鈦合金外殼裡。當心臟自己的天然節律點未能按時放電,裝置便透過導極電極送出一個微小、時機精準的電脈衝,觸發該腔室收縮。關鍵是它不會盲目地搏動:它會先「聽」。現代的「按需型」調節器持續感測心臟自身的生物電位,只在缺漏一拍時才刺激——所以當你運動、自己的心臟加速時它保持沉默,只在需要時才介入。
最具決定性的工程限制是能量。電池(鋰碘電池)無法充電,又必須在密封的身體裡撐 7–10 年,所以每一微安都得斤斤計較:電路在奈安等級的待機中沉睡,刺激脈衝只是約 2–5 V、約 0.5 ms,送進約 500 Ω 的導極,而感測放大器必須在無情排除肌肉雜訊與外界干擾的同時,偵測到毫伏級的心臟訊號。它把一個低雜訊的生物電位前端(負責感測)與一個高壓、電荷平衡的輸出級(負責刺激)結合起來——感測與刺激這兩半生醫電子,熔鑄在一顆攸關性命、絕不容許出錯的晶片裡。
按需型調節器大半輩子都在奈安待機中感測,只偶爾送出一次刺激。
輸出脈衝必須電荷平衡(一個刺激相之後接一個等量、反向的回復相),讓沒有淨直流電流流入組織——持續的直流會電解體液並腐蝕電極,這也正是所有植入式神經刺激器共同必須防範的危害。
又稱
另見