Perentak jantung buatan

Perentak jantung buatan () adalah salah satu daripada peranti dalam bidang perubatan yang menggunakan denyutan elektrik. Denyutan elektrik ini dihantar oleh elektrod yang bersentuhan dengan otot jantung. Fungsinya adalah untuk mengawal degupan jantung. Sebenarnya, fungsi utama perentak adalah untuk mengekalkan nadi jantung yang mencukupi, sama ada disebabkan ketidaklajuan perentak jantung semulajadi atau terdapat penghalang pada system perjalanan elektrik yang terdapat pada jantung. Kini perentak boleh diprogramkan secara luaran hasil daripada teknologi yang semakin pesat membangun. Hal ini membolehkan pakar jantung membuat pilihan mod rentak yang terbaik untuk pesakit secara individu. Ada juga yang menggabungkan perentak dengan defibrilator dalam sebuah peranti implan. 

Ada juga yang mempunyai pelbagai elektrod untuk merangsang posisi yang berbeza di dalam jantung. Fungsinya adalah untuk memperbaik penyegerakan di kedua-dua ventrikel pada jantung. Material yang digunakan untuk membuat perentak jantung mestilah material yang lengai dari segi farmakologi, tidak mempunyai bahan toksik, boleh dibersihkan, dan mampu berfungsi di dalam badan manusia. Terdapat pelbagai bahagian pada perentak jantung yang diperbuat daripada material yang bioserasi seperti perumah, mikroelektronik dan plumbum. Biasanya perumah diperbuat daripada titanium atau aloi titanium. Plumbumnya juga diperbuat daripada aloi logam tetapi ditebat dengan menggunakan polimer seperti polyurethane. Hanya hujung logam plumbum sahaja yang terdedah atau terbuka. Pelitarannya pula biasanya diperbuat daripada semikonduktor silicon yang telah diubahsuai.

Sejarah

Pada tahun 1952, Paul Zoll telah mencipta dan mengembangkan perentak jantung yang pertama. Perentak tersebut adalah versi penyedar jantung yang mudah alih. Ia mempunyai dua wayar plumbum yang boleh dilekat pada tali pinggang yang dipakai oleh pesakit. Ia disambungkan pada lesung dinding yang terdekat dan menghantar kejutan elektrik yang mampu merangsang jantung pesakit. Rangsangan tersebut kebiasaannya mencukupi bagi jantung untuk berfungsi semula dengan normal. Perentak jantung yang terawal ini biasanya digunakan dalam keadaan kecemasan.
Antara tahun 1957 hingga 1960, penambahbaikan signifikan telah dibuat terhadap ciptaan asal Zoll tersebut. Dalam usaha untuk mengurangkan kadar voltan yang diperlukan untuk memulasemulakan jantung dan kadar masa untuk menyempurnakan rentak elektronik, sebuah perentak jantung yang mempunyai plumbum yang dilekatkan terus kepada dinding luaran jantung telah dicipta. Perntak jantung tersebut dicipta oleh C. Walton Lillehei. Pada tahun 1958, bateri telah ditambah sebagai sumber tenaga. Dengan ini, perentak jantung menjadi benar-benar mudah alih. Hal ini memudahkan pesakit bergerak ke mana-mana sahaja tanpa terikat pada satu tempat. Pesakit juga boleh menggunakan perentak jantung secara berterusan, bukan pada waktu kecemasan sahaja. Perentak jantung ciptaan Lillehei adalah untuk kegunaan luaran sahaja. Kemudian, William Chardack dan Wilson Greatbatch mencipta perentak jantung pertama yang boleh diimplan ke dalam badan manusia. Perentak jantung tesebut diimplan ke dalam badan pesakit hidup pada tahun 1960.

Perentak jantung yang diletakkan di dalam jantung pesakit adalah teknik terkini yang dibangunkan oleh Seymour Furman. Beliau menggunakan kaedah dengan memasukkan plumbum tersebut ke dalam urat dan terus menyucuk ke atas hingga ke ventrikel. Apabila plumbum berada di dalam jantung, voltan yang rendah sahaja diperlukan untuk mengawal degupan jantung. Hal ini boleh meningkatkan jangka masa bagi perentak jantung untuk berada di dalam badan seseorang manusia. Pada awalnya cara yang diperkenalkan oleh beliau ini tidak digunapakai secara meluas. Tetapi pada akhir tahun 1960, kebanyakan pakar jantung telah banyak menggunakan perentak jantung ciptaan Furman ini. Sejak dari itu, penambahbaikan telah dibuat dalam rekaan mereka termasuklah perentak jantung yang lebih kecil, bateri yang tahan lama dan kawalan komputer.

Jenis-jenis perentak jantung

Ruang perentak jantung tunggal 

Sistem penampalan yang menggunakan satu system perentak jantung dalam atrium kanan atau ventrikel kanan jantung. 
Satu perentak jantung tunggal dalam atrium kanan biasanya digunakan dalam keadaan di mana perentak jantung normal tidak berfungsi sebaiknya,seperti dalam kes sindrom sinus.Penampalan atrium digunakan apabila nod sinus menghantar isyarat yang terlalu perlahan atau tidak teratur.Walau bagaimanapun,untuk menggunakan kaedah penampalan ini,seluruh sistem konduksi jantung normal mestilah berfungsi secara normal.Kebiasaanya,perentak jantung tunggal diletakkan di dalam ventrikel kanan untuk membantu membetulkan denyutan jantung yang perlahan atau tidak teratur.Hal ini sering berlaku apabila aliran elektrik diperlahankan atau disekat di rantau nod Atrio-ventrikular (AV) dan impuls normal dari atrium tidak boleh dicapai oleh ventrikel.Ini akan mengakibatkan denyutan jantung terlalu perlahan.Sistem perentak jantung akan mengawal dengupan jantung pada kadar yang lebih stabil.

Ruang perentak jantung dwi 

Ruang perentak jantung dwi menggunakan sambungan di atrium kanan serta ventrikel kanan.Penampalan perentak jantung ini dapat mengikut rentak pengaliran jantung normal secara berturutan dari atrium ke ventrikel sekali gus memaksimumkan keupayaan jantung untuk mengepam.Dengan mempunyai perentak jantung dalam kedua-dua atrium dan ventrikel,penjana nadi mampu untuk terus mengawal aktiviti elektrik jantung di kedua-dua ruang.Perentak jantung ini yang paling biasa digunakan pada masa kini.

Ruang perentak jantung berkadar responsif 

Pemindahan perentak jantung ini boleh dilakukan sama ada secara tunggal atau dwi.Denyutan jantung yang normal berubah-ubah sepanjang 24 jam bergantung kepada aktiviti.Semasa tidur,kadar jantung biasanya lambat.Semasa melakukan aktiviti atau dibawah tekanan,kadar jantung biasanya cepat untuk memenuhi permintaan yang semakin meningkat pada badan.Individu yang mempunyai keabnormalan sistem konduksi mungkin tidak dapat mempercepatkan kadar rentakan jantung semasa melakukan aktiviti dengan betul.Ini boleh menyebabkan keletihan dan sesak nafas.Perentak jantung berkadar responsif mempunyai sensor khas yang dibina di dalam penjana nadi yang boleh mengesan peningkatan aktiviti melalui peningkatan pergerakan badan(getaran) dan/atau meningkatkan kadar pernafasan.Sensor secara automatik akan meningkatkan atau mengurangkan kadar jantung anda mengikut keperluan badan.Perentak jantung berkadar responsif paling dapat meniru denyutan jantung yang normal.

Cara perentak jantung berfungsi 

Perentak jantung berfungsi untuk mengawal denyutan jantung bagi mendapatkan denyutan dalam irama yang teratur. Perentak jantung tidak mengambil alih tugas atau fungsi sinoatrial node (SA), tetapi hanya memperbaik apabila terjadinya gangguan dalam denyutan jantung.
Perentak jantung terdiri daripada dua bahagian utama antaranya ialah penjana dan lead. Penjana pada dasarnya adalah komputer kecil yang mengandungi bateri dan komponen elektronik yang lain yang diletakakan di dalam perumah titanium. Selain daripada itu, lead pula merupakan wayar feksibel berpenebat yang mengalirkan isyarat ulang-alik elektrik antara penjana dan jantung. Salah satu hujung lead dilekatkan pada penjana dan hujung yang lagi satu dimasukkan melalui vein ke jantung. Kebanyakan perentak jantung sekarang menggunakan dua lead ; satu dilekatkan pada atrium kanan dan lagi satu pada ventrikel kanan.
Perentak jantung bekerja dengan memantau aktiviti elektrik jantung dan membuat keputusan bila untuk "rentak". Apabila kadar denyutan jantung anda menjadi terlalu perlahan, peranti rentak akan mengesan masalah tersebut dan menghantar isyarat elektrik yang kecil kepada otot jantung. Hal ini akan  menyebabkan jantung mengecut dan mengembalikan irama deyutan jantung kepada normal. Perentakan boleh dilakukan dari atrium kanan, ventrikel kanan atau kedua-duanya. Di samping itu, perentak jantung juga akan menentukan atau pun memutus sama ada untuk merentak atau tidak berdasarkan pada kadar asas denyutan jantung normal. Ia juga akan menentukan chamber mana yang akan di rentak. Kepintaran perentak akan memastikan bahawa kadar denyutan jantung yang sesuai sentiasa hadir dan selain dari itu juga aktiviti kardiak chamber sentiasa dilaraskan. Perentak jantung boleh diprogramkan, bermaksud fungsi-fungsi khusus yang dilakukan boleh diubah pada bila-bila masa sahaja. Kod-kod program perentak jantung boleh dilakukan dengan menghantar arahan baru kepada penjana secara wireless dengan menggunakan alat khas yang dikenali sebagai programmer. Sebagai contoh, doktor anda dengan mudah boleh diprogramkan semula perentak jantung anda untuk menukar kadar denyutan jantung anda kepada yang dikehendaki.

Kaedah-kaedah implantasi 

Prosedur untuk implan perentak jantung adalah biasanya suatu prosedur yang cepat. Ia tidak memerlukan pembedahan jantung terbuka, dan kebanyakan pesakit bersedia untuk pulang ke rumah dalam tempoh 24 jam selepas proses implantasi. Sebelum pembedahan, ubat biasanya diberikan untuk membuat pesakit mengantuk dan selesa. Prosedur ini dilakukan di bawah pengaruh bius untuk keselesaan pesakit. Satu insisi kecil, kira-kira 2 inci panjang akan dibuat di atas bahagian atas dada. Satu atau dua leads (wayar nipis berpenebat) akan dipandu dengan bantuan alat Fluoroskopi melalui saluran vena ke jantung. Doktor kemudiannya akan menyambung plumbum dengan perentak jantung anda dan program peranti tersebut untuk keperluan perubatan pesakit. Kemudian perentak jantung akan dimasukkan di bawah kulit bahagian atas dada pesakit, dan insisi itu akan ditutup dengan jahitan. Doktor akan menguji perentak jantung tersebut untuk memastikan ia berfungsi dengan betul untuk memenuhi keperluan perubatan pesakit. Pesakit biasanya akan berada di hospital semalaman dan pulang ke rumah keesokan harinya. Untuk masa yang singkat selepas pembedahan, doktor  mungkin mahu pesakit untuk mengehadkan pergerakan lengan yang paling hampir ke tapak implan pesakit. Selepas implan, mungkin ada bonjol sedikit kelihatan di bawah kulit di mana peranti terletak manakala bahagian leads tidak akan kelihatan kerana rekaannya yang amat nipis. Terdapat dua pendekatan yang digunakan untuk mengimplan perentak jantung buatan; Pendekatan Endokardial, yang mana suatu pendekatan yang selalu dipraktik oleh doktor pakar, dan pendekatan Epikardial, di mana sering dipraktikkan kepada pesakit yang masih muda seperti kanak-kanak. Perbezaan antara dua pendekatan ini adalah dari segi jenis bius yang digunakan semasa pembedahan dan cara pemasangan atau tapak implan yang berbeza bergantung kepada jenis alat perentak yang digunakan oleh pesakit.

Kesan-kesan implantasi 

Selepas melakukan pembedahan, adalah menjadi kebiasaan kepada pesakit untuk berasa sakit daripada luka pembedahan serta kesan bengkak selama beberapa hari selepas prosedur pembedahan. Namun, itu bukanlah sesuatu yang perlu dikhuatiri oleh pesakit kerana kesan luka dan bengkak dapat dikawal melalui ubat-ubatan yang disediakan oleh pihak hospital. Walaubagaimanapun, sekiranya kawasan luka semakin mambesar dan bertambah merah, cecair mengalir daripada luka serta kesakitan di tapak pembedahan semakin teruk, haruslah segera berjumpa dan menerima nasihat doktor.
Selepas menjalani pembedahan implan perentak jantung, pesakit dinasihatkan agar tidak melakukan kerja-kerja tertentu yang berkemungkinan boleh mengganggu isyarat yang dihantar oleh perentak jantung buatan kepada jantung. Ikut arahan doktor tentang langkah berjaga-jaga bagi memastikan implan perentak jantung dapat berfungsi dengan sempurna dan lancar bagi mengelakkan komplikasi-komplikasi yang tidak diingini.

Berikut adalah risiko-risiko pembedahan implan perentak jantung yang bakal dihadapi oleh pesakit:

 Kebocoran pada jantung
 Jangkitan
 Pembekuan darah
 Pendarahan selepas pembedahan
 Kesukaran bernafas
 Dengupan jantung yang tidak sekata
 Perentak jantung buatan tidak berfungsi (kerosakan wayar, masalah sensor)

Pembaharuan teknologi perentak jantung 

Pembaharuan yang dilakukan dalam teknologi perentak jantung telah tersebar luas. Pembaharuan dari segi teknologi penjana dan reka bentuk bateri telah membantu meningkatkan jangka hayat alat ini. Sebagai contoh, fenomena pacemaker-mediated tachycardia telah dapat diatasi dengan adanya alternatif  mod dwi ruang dan algoritma. Tambahan pula, dengan adanya alat adaptive-rate, ia banyak memberi manfaat terutamanya kepada pesakit yang menghadapi chronotropic incompetence malah ia kini digabungkan pula dengan pelbagai jenis biosensor.
Satu lagi pembaharuan yang dilakukan dalam teknologi perentak jantung adalah pacing of ventrikel kiri. Salah satu wayar perentak  jantung diletakkan pada permukaan luar ventrikel kiri supaya lebih matlamat  fisiologi pacing dapat dicapai berbanding standard fisiologi yang biasa. Wayar tambahan ini telah diimplan untuk memperbaiki gejala pesakit yang mengalami kegagalan jantung yang teruk.

Peranti lain yang hampir sama dengan perentak jantung 

Implantable cardioverter defibrillator (ICD) adalah alat yang hampir sama fungsinya dengan perentak jantung tetapi alat ini lebih besar berbanding perentak jantung. ICD terdiri daripada generator, satu atau lebih plumbum dan elektrod pada setiap plumbum. Kebanyakan ICD yang terbaru boleh bertindak sebagai perentak jantung dan defibrillators. Denyutan jantung yang semakin laju akan dikesan oleh ICD dan ICD akan segera menghantar kejutan elektrik untuk menstabilkan semula denyutan jantung tersebut. Selain itu, ICD juga mempunyai satu lagi jenis rawatan untuk sesetengah irama denyutan jantung yang laju iaitu dipanggil anti-tachycardia pacing (ATP). Apabila ATP digunakan, dedenyut perentak yang laju akan dihantar untuk membetulkan kembali irama tersebut kepada normal. Selepas kejutan dihantar, mod simpanan perentak akan digunakan jika perlu tetapi ia hanyalah untuk sementara waktu sahaja. Prosedur untuk memasukkan ICD adalah sama dengan perentak jantung. Prosedur ini biasanya dilakukan didalam Makmal Elektrofisiologi (EP) atau Makmal Catheterization Jantung. Perbezaan di antara ICD dengan perentak jantung adalah ICD menggunakan tenaga denyutan elektrik yang rendah untuk mengembalikan irama denyutan jantung kepada normal. Tetapi sekiranya irama denyutan jantung tidak kembali kepada normal, ICD  akan menggunakan tenaga denyutan elektrik yang tinggi sehingga ventrikal jantung bergetar dan irama denyutan jantung kembali normal. Manakala perentak jantung hanya mengunakan tenaga denyutan elektrik yang rendah dan hanya digunakan untuk merawat irama denyutan jantung yang kurang berbahaya.

Rujukan

 http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/007370.htm
 http://www.thedenverchannel.com/lifestyle/health/advances-made-in-pacemaker-technology
 http://www.brighamandwomens.org/Departments_and_Services/medicine/services/cvcenter/Patient/pacemaker.aspx
 http://www.sscts.org/Pages/HistoryPacemakers.aspx 
 http://www.webmd.com/heart-disease/guide/abnormal-rhythyms-pacemaker

Pautan luar
 Detecting and Distinguishing Cardiac Pacing Artifacts
 Implantable Cardioverter Defibrillator from National Heart, Lung and Blood Institute
 Biventricular Pacemaker: What is Cardiac Resynchronization Therapy? Podcast from the Medical University of South Carolina
 Current indications for CRT-P and CRT-D: Webinar from the European Heart Rhythm Association (EHRA) 

Elektrofisiologi
Implan
Kejuruteraan bioperubatan
Sibernetik
Sistem terbenam
Prostetik