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{{Nota disambigua|le cellule pacemaker del cuore|Pacemaker cardiaco}}
{{w|medicina|febbraio 2024}}
{{disclaimer|medico}}
[[File:St Jude Medical pacemaker with ruler.jpg|upright=1.4|thumb|Pacemaker con elettrocatetere]]
Per '''pacemaker artificiale''' (in italiano '''segnapassi artificiale'''<ref>{{Treccani|segnapassi|Segnapassi|v=sì|accesso=13 maggio 2020}}</ref>), conosciuto anche come '''cardiostimolatore''' o '''stimolatore cardiaco''', si intende un apparecchio capace di stimolare elettricamente la contrazione del [[cuore]] quando questa non viene assicurata in maniera normale dal tessuto di [[conduzione cardiaca]].
== L'attivazione elettrica del cuore ==
Il tessuto cardiaco dal quale, in condizioni normali, prende origine l'impulso fisiologico (o comunque autologo) che provoca il battito del cuore, è chiamato con il nome di [[nodo del seno|nodo senoatriale]] (SA) ed è posizionato nella sommità dell'atrio destro. Da qui l'impulso elettrico si propaga
Se il [[nodo del seno|nodo senoatriale]] non funziona, un'altra porzione del [[sistema di conduzione cardiaco|tessuto cardiaco]] assumerà il ruolo di pacemaker, solitamente a una [[frequenza]] minore del nodo SA.
Se il cuore batte a una frequenza inferiore a 40 battiti per minuto ("[[bradicardia]]"), oppure sono presenti frequenti e prolungate pause ([[asistolia]]), la contrazione cardiaca non sarà emodinamicamente stabile, e si renderà necessario l'utilizzo di uno stimolatore cardiaco.
La bradicardia non è necessariamente un problema per tutti; ad esempio gli atleti, o comunque le persone allenate, possono avere una frequenza a riposo molto bassa senza che questo porti alcun problema emodinamico. Addirittura, col riposo notturno, la frequenza diminuisce ulteriormente senza procurare particolari disturbi.
== Stimolatore cardiaco ==
Lo '''stimolatore cardiaco''' è un dispositivo medico, che funge da ausilio alla funzione [[Cuore|cardiaca]]
Inventato dall'ingegnere e inventore statunitense [[Wilson Greatbatch]] nel 1960 ha oggi assunto un ruolo preminente nella terapia di molte malattie cardiache, sia per impedire aritmie indotte da una patologia cronica, sia per prevenire alterazioni del ritmo cardiaco
Le persone che portano uno stimolatore cardiaco possono svolgere attività professionali, sportive e di tempo libero come di consueto.
Poiché apparecchi elettromagnetici possono interferire con lo stimolatore cardiaco,
=== Funzione e caratteristiche ===
Dal punto di vista tecnologico, il
Gli elettrocateteri, o elettrodi,
Gli elettrocateteri sono introdotti generalmente attraverso la [[vena succlavia]], la [[vena brachiocefalica]] o la [[vena ascellare]], preferibilmente tutte di sinistra e da lì condotti nelle cavità cardiache.
I circuiti, la batteria e gli altri componenti interni dello stimolatore sono racchiusi in una cassa ermetica realizzata in titanio, cui vengono connessi gli elettrocateteri una volta posizionati nel cuore.
Le dimensioni fisiche dello stimolatore cardiaco sono molto contenute: peso circa 20 g, volume circa 10 cc. Funziona alimentato da particolari batterie, solitamente [[litio]]-[[iodio]], con un'autonomia di circa 7/8 anni (il dato è puramente indicativo in quanto la longevità può variare anche sensibilmente, in relazione alla modalità di programmazione del dispositivo, al tipo, alle condizioni cliniche del paziente, ecc.).
Giunto all'esaurimento della batteria il pacemaker viene rimosso e sostituito con un nuovo dispositivo che viene collegato agli stessi elettrocateteri, dopo averne verificata l'integrità.
=== L'intervento ===
L'intervento chirurgico è di piccola entità e si può effettuare senza problemi e senza particolari preparativi anche nelle persone anziane. L'operazione dura un'ora e mezza circa e richiede generalmente una degenza in ospedale di due giorni.[[File:Herzschrittmacher auf Roentgenbild.jpg|thumb|Immagine ai raggi X di pacemaker. Sono evidenti gli elettrocateteri.]]In anestesia locale si individua e si punge la vena sinistra più adeguata attraverso la quale verrà poi introdotto l'elettrocatetere; si pratica poi una piccola incisione della pelle, generalmente nella regione pettorale sinistra in corrispondenza della clavicola, di circa 4-5 cm. Attraverso questa incisione, viene creata una "tasca" sottocutanea che permette di accogliere il pacemaker.
La scelta della zona toracica sinistra per la tasca di alloggiamento del dispositivo, oltre che alla puntura della vena che ne sta al di sopra, è legata all'accortezza di posizionarla dalla parte dell'arto meno usato nella quotidianità: questo per limitare i possibili fastidi, se non danni, al sistema in toto. La presenza del [[mancinismo]] nel mondo è, infatti, poco più del 10% dell'intera popolazione.<ref name="Hurst">{{cita|Hurst||Hurst}}.</ref><ref name="Trimarco">{{cita|Trimarco||Trimarco}}.</ref>
Attraverso un opportuno introduttore l'elettrocatetere viene inserito nella vena precedentemente punta e viene poi sospinto fino alla vena cava superiore e infine nel cuore, il tutto sotto controllo radiologico. L'estremità dell'elettrocatetere viene saldamente fissata nel ventricolo destro.
Se lo stimolatore cardiaco funziona con due elettrocateteri (pacemaker bicamerale), il secondo viene fissato allo stesso modo nell'atrio destro.
Alcuni particolari pacemaker sono dotati inoltre di un terzo elettrocatetere (pacemaker biventricolari) che viene posizionato con lo scopo di stimolare anche il ventricolo sinistro. Tale elettrocatetere viene inserito percorrendo a ritroso il [[seno coronarico]] e permette di sincronizzare l'attività elettrica, e di conseguenza la contrazione, dei due ventricoli tra loro. Questa particolare modalità di stimolazione è denominata terapia di [[resincronizzazione ventricolare]] ed è indicata per pazienti affetti da [[insufficienza cardiaca]] e [[blocco di branca sinistra]].
== Pacemaker senza elettrocateteri (detto anche "leadless pacemaker" o "pacemaker senza fili") ==
Negli ultimi anni sono stati introdotti nuovi sistemi di stimolazione che, grazie alla miniaturizzazione, hanno permesso di ridurre il sistema 'pacemaker+elettrocatetere' a una singola capsula, interamente contenuta all'interno del cuore, eliminando l'elettrocatetere.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Philippe|cognome=Ritter|data=1º maggio 2015|titolo=The rationale and design of the Micra Transcatheter Pacing Study: safety and efficacy of a novel miniaturized pacemaker|rivista=Europace: European Pacing, Arrhythmias, and Cardiac Electrophysiology: Journal of the Working Groups on Cardiac Pacing, Arrhythmias, and Cardiac Cellular Electrophysiology of the European Society of Cardiology|volume=17|numero=5|pp=807-813|accesso=13 settembre 2016|doi=10.1093/europace/euv026|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25855677|nome2=Gabor Z.|cognome2=Duray|nome3=Shu|cognome3=Zhang}}</ref>
[[File:PM Leadless.jpg|miniatura|Pacemaker senza elettrocateteri (leadless)]]
Questa capsula, con un volume ridotto a circa 2-3 cc, contiene al suo interno sia la batteria, sia l'elettronica, sia il sistema di trasmissione dell'impulso alla parete cardiaca. La capsula viene posizionata all'interno del cuore mediante un opportuno sistema di posizionamento, introdotto dalla [[vena femorale]] destra, e si aggancia alla parete cardiaca.
Questa tecnologia consente un impianto sostanzialmente "invisibile" (nessuna ferita, nessuna tasca sottocutanea per collocare il pacemaker) e una riduzione significativa delle complicanze legate all'impianto tradizionale, in particolare a medio-lungo termine, quali sanguinamenti della tasca sottocutanea, dislocamento/rottura degli elettrocateteri, infezioni del sistema<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Dwight|cognome=Reynolds|data=11 febbraio 2016|titolo=A Leadless Intracardiac Transcatheter Pacing System|rivista=New England Journal of Medicine|volume=374|numero=6|pp=533-541|accesso=13 settembre 2016|doi=10.1056/NEJMoa1511643|url=https://dx.doi.org/10.1056/NEJMoa1511643|nome2=Gabor Z.|cognome2=Duray|nome3=Razali|cognome3=Omar}}</ref>.
Una prima versione di questo dispositivo, prodotta dall'azienda [[Medtronic]] (Minneapolis, MN) e denominata MICRA VR<ref name=":0">{{Cita web|url=https://www.medtronic.com/it-it/operatori-sanitari/products/ritmo-cardiaco/pacemakers/sistema-di-stimolazione-micra.html|titolo=Descrizione dispositivo da sito ufficiale Medtronic}}</ref>, è stata immessa in commercio nel 2015 ed è caratterizzata da un sistema di ancoraggio a 4 alette flessibili in [[nitinol]]o. MICRA VR, una volta fissato in ventricolo destro, è in grado di stimolarlo a fronte di [[asistolia]] o [[bradicardia]]. Successivamente la stessa azienda ha prodotto una seconda versione, denominata MICRA AV<ref name=":0" />, strutturalmente simile alla prima ma con una nuova funzione che permette di stimolare il ventricolo in maniera sincronizzata con l'attività dell'atrio, riproducendo quello che avviene in un cuore sano.
Un ulteriore modello di pacemaker leadless è stato introdotto in commercio nel 2022 dall'azienda statunitense [[Abbott Laboratories|Abbott]] (Chicago, IL).
Il dispositivo, denominato AVEIR<ref>{{Cita web|url=https://www.cardiovascular.abbott/us/en/hcp/products/cardiac-rhythm-management/pacemakers/aveir-vr-leadless-pacemaker.html|titolo=Descrizione dispositivo da sito ufficiale Abbott}}</ref> LP, è caratterizzato da una batteria a lunga durata e da un sistema di ancoraggio progettato per permettere la rimozione del pacemaker al termine della durata della batteria. Tale dispositivo è presente in due differenti modelli, uno per il ventricolo destro e un secondo, più piccolo, per l'atrio destro. Se utilizzati entrambi, i dispositivi sono in grado di comunicare automaticamente tra loro, ricreando un pacemaker bicamerale (DDD) e permettendo una stimolazione più naturale del cuore e il trattamento di un più ampio spettro di patologie del ritmo cardiaco.
== Tipi ==
Per la denominazione degli stimolatori cardiaci vengono utilizzate cinque lettere, il cui significato segue questo schema:
# Luogo della stimolazione: '''A''' atrio, '''V''' ventricolo, '''D'''=A+V
# Luogo di rilevazione del segnale autologo: come sopra
# Tipo di funzione: '''I''' inibizione, '''T''' trigger, '''D'''=I+T
# Tipo di programmazione: '''M''' multiprogrammabile, '''R''' adattabile sulla base dei dati raccolti dal sensore di attività
# Funzione antitachiaritmia: '''0''' assente, '''P''' stimolazione antiaritmica.
{| align=right border= 1
|+''Parametri standard di programmazione di un pacemaker''
| Frequenza minima
|30-120 bpm con intervalli di 5 bpm
|-
| Sensibilità del sensore di attività
| Indicata su scala graduata da 1 a 10.
|-
| Stile di vita del paziente
|
* Scarsamente attivo
*
* Molto attivo
|-
| Ampiezza dell'impulso
| da 0
|-
| Durata dell'impulso
| da 0
|-
| Sensibilità atriale
| da 0
|-
| Sensibilità ventricolare
| da
|-
| Polarità stimolazione
|
* Monopolare
* Bipolare
|-
| Polarità rilevazione
|
* Monopolare
* Bipolare
|-
| Polarità di interdizione atriale
| 100-
|-
| Periodo refrattario
| 100-
|}
Il più frequentemente utilizzato, indicato in particolare per la [[bradicardia]] in presenza di [[fibrillazione atriale]].
Fondamentale nella programmazione di un stimolatore VVI è la definizione del limite della frequenza minima. Il pacemaker, al termine di ogni ciclo con tale frequenza minima, stimola automaticamente il ventricolo, a meno che esso rilevi prima della fine del ciclo una depolarizzazione intrinseca del miocardio ventricolare.
Usato nei deficit isolati della funzione [[nodo del seno|sinusale]] con conduzione [[nodo atrioventricolare|AV]] intatta.
Il paziente non deve avere fibrillazione atriale intermittente. La stimolazione avviene se la frequenza minima attesa non è soddisfatta. L'attività propria del seno inibisce lo stimolatore. Il vantaggio rispetto al pacemaker VVI è che permette di conservare la sincronia AV, con un miglioramento, rispetto al VVI del 20% della [[portata cardiaca]]. Lo svantaggio è legato all'eventuale evoluzione della malattia: se al deficit della funzione sinusale dovesse in futuro affiancarsi anche un [[Blocco atrioventricolare|blocco atrio-ventricolare]], il dispositivo non potrebbe far fronte a questo problema e il paziente tornerebbe a presentare episodi di [[bradicardia]] o [[asistolia]].
;Stimolatore DDD
In un paziente con [[Blocco atrioventricolare|blocco atrio-ventricolare]] lo stimolatore a doppia camera sequenziale permette di intervenire ripristinando la corretta sequenza di eccitazione (e quindi di contrazione) delle camera cardiache.
In un paziente con deficit della funzione del nodo del seno permette di sopperire a tale deficit, come il pacemaker AAI, mantenendo allo stesso tempo una funzione di controllo sull'eccitazione ventricolare, per poter intervenire in caso di [[Blocco atrioventricolare|blocco atrio-ventricolare]].
;Stimolatori con funzione R (Rate Responsive)
''VVI-R'' è indicato nelle bradiaritmie con fibrillazione atriale.<br />''DDD-R'' nelle malattie di entrambi i nodi SA e AV
<br />Questi permettono un adattamento in tempo reale della frequenza alle attività di tutti i giorni e vengono utilizzati nei pazienti con ''insufficienza cronotropa'', cioè pazienti il cui cuore non aumenta/riduce la frequenza cardiaca in maniera coerente con le attività svolte dal paziente.
Nella maggior parte dei pacemaker con questa funzione, la frequenza viene parametrata sulla base delle oscillazioni di un componente piezoelettrico contenuto nel dispositivo stesso (che vibra a seconda del movimento del paziente): un maggiore movimento (ad esempio durante una camminata), porta maggiori oscillazioni, che vengono tradotte in un aumento di frequenza da parte del pacemaker.
In altri casi la frequenza può essere parametrata in base alla frequenza respiratoria, all'attività muscolare (misurando l'impedenza), alla temperatura corporea, al tasso di [[ossigeno]] o altro.
La funzione Rate Responsive è ormai disponibile in tutti i pacemaker moderni.
;Stimolatori con funzioni antitachicardiche (-P)
Indicati in caso di tachiaritmie atriali recidivanti, in particolar modo la [[fibrillazione atriale]] parossistica.
Sono pacemaker dotati di funzioni di prevenzione delle aritmie atriali (che agiscono prevalentemente cercando di regolarizzare il ritmo) e altri dotati anche di funzioni di riconoscimento e terminazione delle aritmie atriali, tramite stimolazioni rapide a frequenza più elevata di quella dell'aritmia stessa. Vengono generalmente indicati con la sigla DDDRP.
In caso di presenza (o di rischio) di aritmie ventricolari pericolose per la vita del paziente, in luogo di un elettrostimolatore che corregga il disturbo di conduzione elettrico, viene invece utilizzato il [[defibrillatore cardiaco impiantabile]], che ha la possibilità di riconoscere tali aritmie e intervenire per interromperle con uno shock elettrico appropriato.
=== Funzioni avanzate ===
I pacemaker, indipendentemente dal tipo, possono essere caratterizzati da funzioni avanzate, in particolare possono essere dotati di monitoraggio remoto (telemedicina)<ref name="pmid19470595">{{Cita pubblicazione|autore=Burri H, Senouf D, Kasanen A, Kaarsalo E, Hiltunen R, Soini V |titolo=Remote monitoring and follow-up of pacemakers and implantable cardioverter defibrillators |rivista=Europace |volume=11 |numero=6 |pp=701-9 |data=giugno 2009 |pmid=19470595 |pmc=2686319 |doi=10.1093/europace/eup110 |url= |accesso=15 ottobre 2023}}</ref> e possono essere caratterizzati dalla compatibilità con esami di [[risonanza magnetica nucleare]]. Il monitoraggio remoto è un servizio che si realizza mediante un monitor che il paziente installa presso il proprio domicilio o mediante una APP che si installa sullo smartphone del paziente, e che permette di trasmettere all'ospedale/medico di riferimento i dati contenuti nel dispositivo, comprendenti dati di sicurezza (es. stato di carica della batteria, funzionamento degli elettrocateteri, ecc.) e dati diagnostici (es. episodi aritmici avvenuti, stato di compenso del paziente, presenza di [[fibrillazione atriale]]). La trasmissione dei dati avviene dal dispositivo al monitor/smartphone e da quest'ultimo, via GSM, al server centrale che rende poi disponibili le informazioni al medico via web.
Questa funzione permette di ridurre drasticamente la necessità per il paziente di controllare il funzionamento del pacemaker presso l'ospedale<ref>{{Cita pubblicazione|nome=D.|cognome=Facchin|data=1º ottobre 2016|titolo=Findings of an observational investigation of pure remote follow-up of pacemaker patients: is the in-clinic device check still needed?|rivista=International Journal of Cardiology|volume=220|pp=781-786|accesso=13 settembre 2016|doi=10.1016/j.ijcard.2016.06.162|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27394974|nome2=M. S.|cognome2=Baccillieri|nome3=G.|cognome3=Gasparini}}</ref> e aumenta la tempestività di intervento in caso avvengano eventi significativi.
La compatibilità con esami di [[risonanza magnetica nucleare]] (o compatibilità MRI) é una recente innovazione tecnologica che permette al paziente portatore di pacemaker di sottoporsi a esami di [[risonanza magnetica nucleare]], esami che prima di questa innovazione erano assolutamente controindicati perché potevano generare vari problemi al pacemaker, alcuni dei quali potenzialmente rischiosi per il paziente.
La compatibilità è generalmente ristretta a esami effettuati con macchinari per risonanza con potenza di 1,5 tesla, anche se per alcuni dispositivi negli ultimi anni è stata introdotta anche la possibilità di effettuare esami con macchinari a 3 tesla.
Tra i pacemaker compatibili con risonanza si devono poi distinguere i pacemaker compatibili Total-Body (con i quali il paziente può essere sottoposto a esami di risonanza in qualsiasi parte del corpo) e i pacemaker compatibili MRI con limitazioni (che generalmente limitano la possibilità di effettuare esami di risonanza escludendo il busto).
Nel 2025 I ricercatori della [[Northwestern University]] hanno pubblicato su ''[[Nature]]'' uno studio relativo a un pacemaker più piccolo di un chicco di grano, iniettabile con una siringa, biocompatibile ed eliminabile dal corpo, senza richiedere interventi chirurgici di impianto/estrazione (con rischio di infezioni e danni ai tessuti). Esso è 1,8 mm di larghezza, 3,5 mm di lunghezza e 1 mm di spessore. Utilizza una cella galvanica per generare impulsi elettrici, attivata da un interruttore luminoso che riceve segnali da un dispositivo indossabile. È progettato per pazienti che richiedono una stimolazione temporanea, ad esempio neonati con malformazioni cardiache congenite.<ref>{{Cita web|lingua=it|autore=AGI-Agenzia Italia|url=https://www.agi.it/salute/news/2025-04-03/pacemaker-temporaneo-ultracompatibile-30724528/|titolo=Sviluppato il pacemaker più piccolo del mondo che si attiva con la luce|sito=www.agi.it|data=2025-04-03|accesso=2025-04-03}}</ref><ref>{{Cita web|lingua=en|url=https://www.feinberg.northwestern.edu/research/podcast/2025/tiny-pacemaker-rogers.html|titolo=Inventing a Tiny Pacemaker with John Rogers, PhD|sito=www.feinberg.northwestern.edu|accesso=2025-04-03}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=Yeon Sik|cognome=Choi|nome2=Rose T.|cognome2=Yin|nome3=Anna|cognome3=Pfenniger|data=2021-10|titolo=Fully implantable and bioresorbable cardiac pacemakers without leads or batteries|rivista=Nature Biotechnology|volume=39|numero=10|pp=1228–1238|accesso=2025-04-03|doi=10.1038/s41587-021-00948-x|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34183859}}</ref>
===Funzione magnete===
I pacemaker (e così i [[Defibrillatore cardiaco impiantabile|defibrillatori cardiaci impiantabili]]) sono dotati di una ''funzione magnete'', che permette di modificarne il funzionamento attraverso il posizionamento di un magnete (generalmente ad anello) in prossimità della tasca sottocutanea dove sono collocati.<ref>[https://www.bostonscientific.com/content/dam/bostonscientific/quality/education-resources/italian/IT_ACL_Magnet%20Use%20with%20BSC%20CIED_20210421.pdf Risposta al magnete dei dispositivi cardiaci impiantabili elettronici Boston Scientific].</ref>
In linea di massima i pacemaker, soggetti al campo magnetico, si programmano temporaneamente in una modalità a frequenza costante (generalmente 65 bpm) e non sincrona (cioè erogano gli impulsi indipendentemente dalla presenza di eventuali impulsi autologhi), mentre i defibrillatori non modificano la modalità in cui stimolano ma invece sospendono le terapie di defibrillazione.
Il magnete a seconda del produttore può avere una differente intensità di campo minima (generalmente è di 90 gauss se misurata a 3,8 cm o 1,5 pollici dalla superficie del magnete).
Un'esposizione a intensi campi magnetici (superiori a 10 gauss o 1 [[Ordini di grandezza (numeri)|m]][[Tesla (unità di misura)|T]]) può attivare involontariamente la funzione del magnete.
== Note ==
<references />
== Bibliografia ==
* {{cita libro|cognome=Hurst|nome=John Willis|titolo=Il cuore|editore=McGraw-Hill|città= Milano|anno= 2009|ed=12|cid=Hurst|isbn= 978-88-386-3943-2}}
* {{cita libro | cognome= Trimarco| nome=Bruno | etal= si|titolo=Cardiologia| editore=Idelson Gnocchi| città= Napoli| anno=2013|cid=Trimarco| id= ISBN 978-88-7947-568-6}}
== Voci correlate ==
* [[Earl E. Bakken]]
* [[Resincronizzazione ventricolare]]
* [[UTIC]]
* [[Wilson Greatbatch]]
== Altri progetti ==
{{interprogetto
== Collegamenti esterni ==
* {{Collegamenti esterni}}
* {{cita web|url=http://www.sahha.gov.mt/pages.aspx?page=666|titolo=A brief history of cardiac pacing.|lingua=en|accesso=18 settembre 2011|dataarchivio=9 febbraio 2012|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20120209080927/http://www.sahha.gov.mt/pages.aspx?page=666|urlmorto=sì}}
{{cuore}}
{{Controllo di autorità}}
{{Portale|medicina|scienza e tecnica}}
[[Categoria:Procedure di cardiologia
[[Categoria:Strumenti medici]]
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