Un marcapasos es un dispositivo electromédico implantable cuya función principal es regular la actividad eléctrica del corazón. Para ello, combina un generador de impulsos, que contiene la batería y la electrónica de control, con uno o varios electrodos encargados de detectar la actividad cardíaca y, cuando es necesario, transmitir estímulos eléctricos al tejido del corazón.
Desde el punto de vista fisiológico, el marcapasos actúa como un sustituto o apoyo del sistema natural de conducción cardíaca, especialmente en situaciones en las que falla el nodo sinusal o se altera la transmisión auriculoventricular. Su funcionamiento se basa en monitorizar el ritmo cardíaco y emitir impulsos eléctricos únicamente cuando detecta que la frecuencia es demasiado baja, irregular o insuficiente para mantener una actividad cardíaca adecuada.
Desde la perspectiva de la ingeniería biomédica, el marcapasos constituye uno de los primeros ejemplos reales de sistema embebido de misión crítica. Se trata de un sistema altamente integrado que reúne varias áreas fundamentales de la ingeniería:
Electrónica implantable de ultra bajo consumo, diseñada para operar con potencias del orden de los microvatios, décadas antes de que la eficiencia energética se convirtiera en una prioridad en la electrónica de consumo.
Bioinstrumentación, mediante sensores capaces de detectar la actividad eléctrica del corazón.
Procesamiento de señales, necesario para interpretar el ritmo cardíaco e identificar situaciones anómalas.
Biocompatibilidad y encapsulado, con materiales capaces de aislar de forma segura la electrónica del entorno biológico durante años, habitualmente mediante carcasas de titanio.
Comunicación inalámbrica, a través de sistemas de telemetría médica que permiten la programación y supervisión del dispositivo sin necesidad de intervención quirúrgica.
Además, por su función vital y por estar implantado en el interior del cuerpo, el marcapasos debe cumplir requisitos de fiabilidad extremadamente exigentes. Debe operar de forma continua, las 24 horas del día y los 7 días de la semana, sin reinicios, sin interrupciones inesperadas y con un margen de error prácticamente nulo. También debe alcanzar un alto grado de miniaturización, integrando electrónica, batería y encapsulado en un volumen compatible con la implantación quirúrgica. A ello se suma una gestión energética muy precisa, basada en baterías diseñadas para funcionar durante periodos típicos de entre 5 y 15 años, con un consumo altamente predecible.
En este sentido, la ingeniería biomédica exige niveles de fiabilidad, seguridad y robustez superiores a los de la mayoría de los ámbitos tecnológicos. En un dispositivo como el marcapasos, un fallo no supone simplemente una pérdida de servicio: puede comprometer directamente la vida de una persona.
Tipos de marcapasos y aplicaciones
El marcapasos se utiliza principalmente en el tratamiento de arritmias cardíacas, en especial aquellas asociadas a una frecuencia cardíaca anormalmente baja, conocidas como bradicardias. Entre sus indicaciones más habituales se encuentran los bloqueos auriculoventriculares, la disfunción del nodo sinusal y determinados casos de insuficiencia cardíaca, en los que puede emplearse la terapia de resincronización cardíaca.
Su objetivo fundamental es garantizar un gasto cardíaco adecuado, es decir, que el corazón bombee la cantidad de sangre necesaria para cubrir las demandas del organismo. De este modo, ayuda a prevenir síntomas como síncopes, fatiga, mareos o episodios de hipoperfusión cerebral.
Además de los marcapasos convencionales, existen dispositivos avanzados capaces de adaptar la frecuencia de estimulación a las necesidades metabólicas del paciente. Es el caso de los marcapasos con respuesta a la actividad, que modifican su comportamiento en función del movimiento o de otros parámetros fisiológicos. Otros dispositivos implantables, como los desfibriladores automáticos implantables, pueden además detectar y tratar arritmias graves mediante la aplicación de terapias eléctricas de mayor energía.
Desde una perspectiva clínica y tecnológica, los marcapasos pueden clasificarse según distintos criterios: el número de cavidades cardíacas estimuladas, su diseño físico o su duración prevista.
Según el número de cavidades estimuladas, se distinguen tres tipos principales:
Marcapasos unicamerales: estimulan una sola cavidad cardíaca, normalmente una aurícula o un ventrículo.
Marcapasos bicamerales: permiten coordinar la actividad eléctrica entre aurícula y ventrículo, reproduciendo de forma más precisa la secuencia natural de activación del corazón.
Marcapasos biventriculares: estimulan ambos ventrículos y se utilizan en la terapia de resincronización cardíaca, especialmente en pacientes con insuficiencia cardíaca y alteraciones de la conducción eléctrica intraventricular.
Según su diseño, pueden diferenciarse:
Marcapasos convencionales con electrodos, formados por un generador implantado bajo la piel y uno o varios cables, o leads, que conectan el dispositivo con el corazón.
Marcapasos sin cables, o leadless, que son dispositivos miniaturizados implantados directamente en el interior del corazón. Al eliminar los electrodos convencionales, pueden reducir algunas complicaciones asociadas a los cables, como fracturas, desplazamientos o infecciones relacionadas con el trayecto del electrodo.
Según su duración, se clasifican en:
Marcapasos temporales, utilizados en situaciones transitorias o de urgencia. Pueden ser transcutáneos o transvenosos, según la vía de estimulación empleada.
Marcapasos permanentes, diseñados para un funcionamiento prolongado tras su implantación. Su vida útil depende principalmente de la batería, del modo de estimulación y de las necesidades del paciente, pero suele situarse, de forma orientativa, entre 5 y 15 años.
Las líneas actuales de desarrollo tecnológico apuntan hacia dispositivos cada vez más pequeños, eficientes y personalizados. Entre ellas destacan los marcapasos sin cables, los sistemas miniaturizados, los marcapasos con respuesta adaptativa basada en sensores fisiológicos y la posible integración de herramientas de inteligencia artificial para optimizar la terapia y ajustar la estimulación a las condiciones particulares de cada paciente.
Implantación, mantenimiento y reemplazo
La implantación de un marcapasos es un procedimiento quirúrgico mínimamente invasivo, que se realiza habitualmente con anestesia local y, en muchos casos, con sedación ligera. Su objetivo es colocar el sistema de estimulación cardíaca de forma segura y comprobar que funciona correctamente antes de finalizar la intervención.
De forma general, el procedimiento incluye las siguientes etapas:
- Acceso venoso, normalmente a través de una vena próxima a la región subclavia.
- Introducción de los electrodos hasta el corazón, guiada mediante técnicas de imagen como la fluoroscopia.
- Fijación de los electrodos en la cavidad cardíaca correspondiente, habitualmente sobre el endocardio.
- Implantación del generador de impulsos bajo la piel, en la región infraclavicular.
- Conexión y comprobación del sistema, verificando parámetros como la detección de la actividad cardíaca, el umbral de estimulación y la correcta comunicación entre electrodos y generador.
La intervención suele durar entre una y dos horas. Si no aparecen complicaciones, el alta hospitalaria puede producirse en un plazo aproximado de 24 horas, aunque este tiempo puede variar según el estado clínico del paciente y el tipo de dispositivo implantado.
Una vez implantado, el marcapasos requiere un seguimiento periódico para asegurar que el sistema continúa funcionando de manera adecuada. Estos controles incluyen la evaluación del estado de la batería, la revisión de los electrodos y el ajuste de los parámetros de estimulación en función de las necesidades del paciente.
En los modelos más recientes, parte de este seguimiento puede realizarse mediante telemetría remota, lo que permite supervisar el dispositivo sin que el paciente tenga que acudir presencialmente a la consulta en cada revisión.
La batería de un marcapasos tiene una duración aproximada de 5 a 15 años, dependiendo del tipo de dispositivo, del modo de funcionamiento y de la cantidad de estimulación requerida. Cuando la batería se aproxima al final de su vida útil, no se reemplaza únicamente la batería, sino el generador completo. Los electrodos, en cambio, suelen mantenerse y solo se sustituyen si presentan fallos, desplazamientos, deterioro o algún otro problema funcional.
En general, el reemplazo del generador es un procedimiento más sencillo y menos invasivo que la implantación inicial, ya que normalmente no requiere volver a colocar los electrodos dentro del corazón.
Referencias bibliográficas
• www.mdsaude.com/es/cardiologia-es/marcapasos-cardiaco/
• medlineplus.gov/spanish/ency/article/007369.htm
• www.scielo.org.mx/scielo.php;
• www.heart.org/en/health-topics/arrhythmia/prevention--treatment-of-arrhythmia/pacemaker
• www.mayoclinic.org/tests-procedures/pacemaker/about/pac-20384689
