Sydämentahdistin on yli 40-vuotisen historiansa kuluessa kehitetty yksinkertaisesta vakiosyketaajuutta ylläpitävästä laitteesta yksilöllisesti ohjelmoitavaksi, sydämen tarkoituksenmukaisen fysiologisen toiminnan mahdollistavaksi laitteeksi harvalyöntisyyttä sairastaville potilaille (1). Noin 20 vuotta nuorempi keksintö, rytmihäiriötahdistin on puolestaan tehokas tapa estää äkillisistä kammioperäisistä rytmihäiriöistä johtuvia äkkikuolemia (2). Tahdistinhoito on lääketieteen tärkeimpiä hengen pelastavista hoitomuotoja ja sen merkitys kustannustehokkaan terveydenhuollon ja potilaan elämänlaadun kannalta on kiistaton.

Nykyaikainen tahdistinhoito mahdollistaa luonnonmukaisen eteisten ja kammioiden yhteistoiminnan sekä normaalin syketaajuuden ylläpitämisen tai palauttamisen silloin, kun potilaan oma sydän ei siihen itsenäisesti pysty. Sydämen toimiessa normaalisti tahdistin ei puutu sen toimintaan. Edistyksellisimmissä tahdistimissa on yhdistetty kummankin edellä mainitun tahdistintyypin toimintoja ja niissä voi olla useita automaattisia toimintoja, mikä tekee niistä yhtäältä hyvin monipuolisia, mutta toisaalta monimutkaisia ja optimaalisen käytön kannalta vaativia laitteita (3,4).

Valtaosa tällä hetkellä käytössä olevista tahdistimista on vielä yksinkertaisia kammiotahdistimia, mutta teknisesti monimutkaisien rytmihäiriötahdistinten asennusten määrä kasvaa voimakkaasti. Automaattisten toimintojen lisääntyminen on hyvin odotettavaa lähivuosina, ja parhaimmillaan tämä kehitys voi parantaa sekä tahdistinhoidon täsmällisyyttä että sen turvallisuutta ja parantaa potilaan elämänlaatua. Myöskään mahdollista hoidon kokonaiskustannusten pienenemistä mm. vähentyneen pariston kulumisen ja laitteen vaihtotarpeen vuoksi ei sovi unohtaa. On kuitenkin muistettava, että monet automaattisten toimintojen takana olevista algoritmeista ovat jatkuvan kehityksen alaisina eikä niiden todellisia lääketieteellisiä hyötyjä ole useinkaan tieteellisesti osoitettu. Lisäksi on mahdollista, että laitteiden tarjoamia mahdollisuuksia ei välttämättä osata hyödyntää optimaalisesti tai niiden tarjoamat hyödyt voivat rajoittua vain tiettyyn potilasryhmään.

TAHDISTIMEN TOIMINTAPERIAATE

Niin perinteiset sydämentahdistimet kuin rytmihäiriötahdistimetkin muodostavat implantoitavan järjestelmän, joka koostuu generaattorista, standardoidusta liittimestä ja johtimesta, jonka elektrodi(t) kiinnitetään sydänlihaksen sisäseinämiin, joko eteiseen tai kammioon tai molempiin (5). Generaattori on hermeettisesti koteloitu, ja se sisältää pariston, elektroniikkapiirit sydämen tahdistusta ja sen toiminnan aistimista varten sekä telemetrisen yhteyden ja tarvittavan elektroniikan laitteen ohjelmointia ja toiminnan tarkastamista varten. Lisäksi rytmihäiriötahdistimessa on suurikokoinen, energiaa varastoiva suurjännitekondensaattori defibrillaatioiskun tuottamista varten. Toimintansa monimutkaisuuden ja kondensaattorin toimivuuden kannalta välttämättömän säännöllisen lataamisen vuoksi rytmihäiriötahdistimen virrankulutus on selvästi suurempi kuin tavallisen sydämentahdistimen ja sen paristo kestää tyypillisesti viitisen vuotta, mikä on noin puolet sydämentahdistimen pariston kestosta.

Kaikki nykyisin asennettavat tahdistimet voidaan ohjelmoida ulkoisen ohjelmointilaitteen avulla kunkin potilaan elämäntilanteen ja erityistarpeiden mukaisesti (1,2). Tärkeimmät ohjelmoitavat ominaisuudet ovat syketaajuus, tahdistusimpulssin voimakkuus, sydämen oman toiminnan tunnistuksen herkkyys ja tahdistustapa. Tahdistustapa määrää, miten tahdistin ottaa huomioon spontaanit sydämenlyönnit ja milloin ja miten se tahdistaa tai on tahdistamatta sydäntä. Rytmihäiriötahdistimen muistiin voidaan tallentaa myös potilaan rytmihäiriöiden ominaispiirteitä, joiden avulla pyritään saamaan aikaan luotettava rytmihäiriöiden tunnistus ja välttämään tarpeettomia defibrillaatioiskuja. Monipuolisimmat tahdistimet analysoivat automaattisesti mittaamiaan signaaleja, tarkkailevat toimintakuntoaan ja mahdollisia häiriöitä sekä tallentavat näitä tietoja muistiinsa myöhempää tarkastelua varten. Tahdistimen ohjelmointia voidaan tarpeen mukaan muuttaa potilaan säännöllisen seurannan yhteydessä, jolloin selvitetään myös tahdistimen mahdolliset toimintahäiriöt ja viat tai niitä ennakoivat oireet ja arvioidaan tahdistimen vaihtotarve. Ennakkosuunnitelmasta poiketen potilas voidaan kutsua myös ylimääräiseen tarkastukseen, jos on aihetta epäillä tahdistimen tai johtimen toiminnan luotettavuutta (6,7).

Sydämentahdistimen on toimittava luotettavasti vuosikausia kosteassa elektrolyyttipitoisessa ympäristössä jatkuvan mekaanisen kuormituksen alaisena. Kasvavan lapsipotilaan tahdistimen toimivuus on yksi erityisongelma. Myös potilaan sydämen elektrofysiologinen tila voi muuttua lyhyenkin ajan puitteissa, jolloin tahdistimen yksilölliset asetukset ja säädöt eivät enää ole välttämättä optimaalisia tahdistimen asianmukaisen toiminnan kannalta. Tekninen monimutkaisuus ja automaattiset toiminnat yhdessä ankarien olosuhteiden kanssa epäilemättä altistavat tahdistimet odottamattomille toimintahäiriöille ja laitevioille. Myös ympäristön sähkömagneettiset kentät voivat häiritä tahdistinten toimintaa (8). Tässä raportissa selvitetään Suomessa käytössä olevien sydämentahdistimien tyypillisiä vikoja ja toimintahäiriöitä sekä analysoidaan niiden mahdollisia taustatekijöitä ammattimaisilta käyttäjiltä ja valmistajilta saatujen ilmoitusten pohjalta.

AINEISTO JA MENETELMÄT

Laki terveydenhuollon laitteista ja tarvikkeista (9) velvoittaa ammattimaisen käyttäjän ja valmistajan ilmoittamaan Lääkelaitokselle niistä laitteen ominaisuuksista tai suorituskyvyn muutoksista tai häiriöistä sekä sellaisista riittämättömistä merkinnöistä tai käyttöohjeista, jotka ovat johtaneet tai olisivat saattaneet johtaa potilaan vakavaan terveydentilan heikkenemiseen tai kuolemaan. Käyttäjän on aiheellista ilmoittaa aina epäilemästään laiteviasta valmistajalle esimerkiksi maahantuojan kautta. Maahantuojan on puolestaan ilmoitettava valmistajalle tietoonsa tulleista, edustamiensa tahdistinten mahdollisesti aiheuttamista vaaratilanteista. Vakavalla terveydentilan heikkenemisellä tarkoitetaan sellaista tilaa, joka ilman lääketieteellistä hoitoa tai operaatiota (esim. tahdistimen poistaminen) voisi johtaa pysyvään terveydelliseen haittaan. Valmistaja on lisäksi velvollinen ilmoittamaan myös niistä teknisistä tai lääketieteellisistä syistä, joiden vuoksi se järjestelmällisesti poistaa laitteen markkinoilta tai tekee laitteeseen huomattavia muutoksia tai korjaavia toimenpiteitä. Valmistajan ilmoitusvelvollisuus koskee koko Euroopan talousaluetta. Kansalliset laitevalvontaviranomaiset voivat vaihtaa laitteiden vaaratilanteisiin liittyvää tietoa keskenään.

Tämän raportin aineisto koostuu kaikista vuoden 2001 loppuun mennessä Lääkelaitokselle tulleista käyttäjien, valmistajien ja Euroopan talousalueen viranomaisten vaaratilanneilmoituksista, jotka koskivat sydämentahdistimia tai rytmihäiriötahdistimia. Lääkelaitos sai ensimmäisen tahdistinta koskevan ilmoituksen vuonna 1996, joten tämän raportin aineisto kattaa vuodet 1996-2001. Suomalaiset potilastapaukset ja muut laitevalmistajilta tai Euroopan talousalueen viranomaisilta tulleet ilmoitukset muodostavat kumpikin erikseen tarkasteltavan aineiston. Tässä raportissa keskitytään vain sydämen- tai rytmihäiriötahdistimien generaattorien vikoja tai häiriöitä koskeviin ilmoituksiin, kun taas ensisijaisesti liittimiin, johtimiin tai ohjelmointilaitteisiin liittyviä ilmoituksia ei analysoida. Kauppanimiä ei mainita, vaan ilmoitukset analysoidaan geneerisesti laitetyypin mukaisesti, sydämentahdistimet ja rytmihäiriötahdistimet erikseen.

Mikäli laitevian syy oli selvästi todettu valmistajan tutkimuksissa tai selvityksissä, viat luokiteltiin sen mukaan, oliko niiden syynä ensisijaisesti komponenttivika (esim. paristo, yksittäinen elektroniikkakomponentti tai integroitu piiri), suunnittelu- tai valmistusvika vai ohjelmistovika. Vikojen seuraukset jaoteltiin edelleen sen mukaan, liittyikö niihin pariston ennenaikainen tyhjeneminen, tahdistuksen puuttuminen, ongelmia sydämen toiminnan luotettavassa aistimisessa tai vaikeuksia telemetrisen yhteyden muodostamisessa.

TULOKSET

Vuosina 1996-2001 Lääkelaitos sai kaikkiaan 69 ilmoitusta, joista 30 koski suoraan suomalaista potilastapausta (kuvio 1). Suomalaisista ilmoituksista kahteen liittyi potilaan kuolema, joista toisessa tahdistimen osuus tapahtumaan jäi täysin epäselväksi. Loput ilmoitukset koskivat tahdistimen ennenaikaista vaihtamista, josta ei aiheutunut potilaille pysyviä terveyshaittoja. Rytmihäiriötahdistimia koskevia ilmoituksia oli noin kolmannes. Laitevalmistajilta tai Euroopan talousalueen viranomaisilta tulleista 39 ilmoituksesta noin neljännes ei koskenut lainkaan Suomessa potilaskäytössä olevia tahdistintyyppejä tai -malleja. Runsaat 40 % näistä ilmoituksista koski rytmihäiriötahdistimia. Kaiken kaikkiaan ilmoitusten vuosittainen määrä on varsin pieni ja vuosien kesken esiintyy siinä määrin vaihtelua, että selvää muutosta suuntaan tai toiseen ei voi havaita.

Kaksitoista suomalaista tahdistinilmoitusta liittyi komponenttivikaan ja kuusi liitin- tai johdinongelmaan. Laitevian syy jäi 12 (44 %) tapauksessa epäselväksi. Laitevalmistajilta tai Euroopan talousalueelta tulleista ilmoituksista 15 liittyi komponenttivikaan, yksi liittimeen, kolme ohjelmistovikaan, kuusi tahdistimen suunnittelu- tai valmistusvikaan ja viidessä ilmoituksessa tiedotettiin ohjeista tai toimenpiteistä laitevikojen aiheuttaman riskin pienentämiseksi. Yhdeksässä (23 %) tapauksessa laitevian syy jäi epäselväksi.

Paristo itsessään voi olla viallinen tai muut komponentti- tai johdinviat voivat lisätä tahdistimen virrankulutusta ja aiheuttaa tahdistimen pariston ennenaikaisen tyhjentymisen, jonka seurauksena tahdistuksessa, sydämen toiminnan tunnistamisessa tai telemetrisen yhteyden muodostamisessa voi esiintyä ongelmia. Vioittunut paristo oli ensisijainen laitehäiriön syy kuudessa (20 %) suomalaisessa tapauksessa. Valmistajan ohjearvoihin nähden pienentynyt paristojännite ei kuitenkaan aina aiheuta muita toimintahäiriöitä. Neljässä suomalaisessa tapauksessa potilaan tarkastuksen yhteydessä havaittu matala paristojännite oli ainoa tahdistimen vaihdon aihe. Kaiken kaikkiaan toimintahäiriöiden kirjo ja yhteydet toisiinsa ovat varsin monimutkaisia eikä yksityiskohtainen vika-seurausanalyysi ole mahdollinen. Kuviossa 2 on esitetty yleisimpien vikojen tai häiriöiden suhteelliset osuudet kaikista ilmoitetuista tapauksista tahdistintyypeittäin. Pariston ennenaikaista tyhjenemistä esiintyy noin puolessa tapauksista. Tahdistusongelmat näyttävät liittyvän enemmän sydämentahdistimiin, kun taas tunnistusongelmat koskevat rytmihäiriötahdistimia.

POHDINTA

Suomessa on sydäntahdistinpotilaita nykyisin yli 15 000 ja vuonna 1993 heitä oli noin 10 000 (6), joten tämän, vuosia 1996-2001 koskevan sydäntahdistimien vaaratilanneselvityksen voi karkeasti olettaa kattavan yli 75 000 suomalaisen potilasvuoden tapahtumat. Tuona aikana Lääkelaitos sai 30 tahdistimia koskevaa vaaratilanneilmoitusta, jossa tahdistimen vika tai häiriö havaittiin suomalaisella potilaalla tai niiden mahdollisuutta vahvasti epäiltiin. Tämä tarkoittaa vain noin 0,04 %:n todennäköisyyttä tapahtumalle, jonka seurauksena tahdistin joudutaan ennenaikaisesti poistamaan ja korvaamaan uudella. Toisin sanoen vuosittain keskimäärin vain 4-5 suomalaisen tahdistinpotilaan laite joudutaan vaihtamaan ennakkosuunnitelmasta poiketen. Tässä yhteydessä on hyvä muistaa, että Lääkelaitoksen saamien ilmoitusten määrä ei välttämättä anna todellista kuvaa sydämentahdistimien laiteongelmien laajuudesta ja niiden seurauksista vaan todennäköisesti aliarvioi niitä jonkin verran. Toisaalta Saksasta raportoitu generaattorivikojen aiheuttamien tahdistimien vaihtamisen insidenssi (0,07 %) ei poikkea oleellisesti tämän raportin arviosta (10). Tahdistimen vioittumisesta johtuvaa kuolleisuutta on mahdotonta arvioida tapausten vähyyden vuoksi, mutta ilmeisesti se jää hyvin pieneksi.

Väestön ikääntyessä niin sydämentahdistimien käytön laajuus kuin tahdistinhoidossa jopa vuosikymmeniä olleiden potilaiden määrä lisääntyy. Myös monipuolisin ominaisuuksin varustettujen rytmihäiriötahdistimien osuus tahdistimien kokonaismäärästä kasvaa. Valmistusmäärien ja teknisen monimutkaisuuden lisääntymisen myötä kasvaa sekä satunnaisten komponenttivikojen todennäköisyys että mahdollisuus siihen, että jossain valmistuserässä käytetään laadultaan vaihtelevia tai ominaisuuksiltaan poikkeavia komponentteja. Tästä kehityksestä on selvänä osoituksena valmistajien tekemien ilmoitusten määrän kasvu (11), mitä suuntausta tukee myös tämä selvitys: vuosina 1996-98 ilmoituksia tuli 2 ja vuosina 1999-2001 puolestaan 15. Laitevalvontaviranomaisilta tuli vastaavina ajanjaksoina 12 ja 16 ilmoitusta. Samasta tapauksesta informoitiin kuusi kertaa. Useimmissa tapauksissa näiden ilmoitusten tarkoituksena on informoida käyttäjiä tiettyjen mallien tietyissä valmistuserissä esiintyvistä mahdollisista ongelmista ja annetaan toimintaohjeita potilaalle aiheutuvan riskin pienentämiseksi. Tällaisia toimenpiteitä ovat esimerkiksi asentamattomien laitteiden palauttaminen valmistajalle, yleinen tarkistusvälin tihentäminen ja tahdistimesta riippuvaisten potilaiden erityisseuranta sekä tahdistimen ennakoiva vaihtaminen lääketieteellisen harkinnan perusteella.

Tahdistimien tietyissä valmistuserissä mahdollisesti esiintyvät viat ja niistä johtuvat toimintahäiriöt vaikuttavat luonnollisesti vaaratilanneilmoitusten määrään ja selittävät osaltaan vuosittaista vaihtelua. Esimerkiksi vuoden 1997 suomalaisista tapauksista 7 ja vuoden 2001 tapauksista 5 liittyi valmistajan tiedottamaan, tunnettuun ongelmaan. Myös vuoden 1999 tapauksista kaksi ennenaikaista pariston tyhjenemistä voidaan yhdistää valmistajan aiempaan ilmoitukseen, vaikkakaan kyseiset laitteet eivät kuuluneet ilmoitettuihin sarjanumeroltaan yksilöityjen laitteiden joukkoon, ja yhden tapauksen taustalla olevasta mikroprosessoriongelmasta valmistaja tiedotti seuraavana vuonna. On huomattava, että valmistajan ilmoitukset voivat koskea hyvinkin suuria laitemääriä (11), vaikkakin useimmiten ilmoitukset koskevat suhteellisen pientä, tarkoin rajattua laitejoukkoa. On tärkeää myös huomata, että yksittäisen, ilmoitettuun erään kuuluvan laitteen ennenaikainen vioittuminen ei ole varmaa, ei edes kovin todennäköistä - noin 10-20 %. Yleensä vioittuvien laitteiden osuus ilmoitetusta joukosta on vain muutama prosentti. Toisaalta, kuten edellä todettiin, tiettyyn rajattuun joukkoon kuulumattomuus ei tarkoita sitä, etteikö kyseiselle erälle tyypillisiä, samanlaisesta syystä (esim. viallinen kondensaattori) aiheutuvia toimintahäiriöitä (esim. pariston ennenaikainen tyhjeneminen) voisi esiintyä.

Niin vioittumismahdollisuuksien kuin niiden syiden ja seurausten vaihtoehtojen määrä on hyvin suuri, eikä valmistaja kykene niitä tutkimuksissaan aina yksikäsitteisesti selvittämään. Ennakoimattomat laiteviat tulevat yleensä ilmi parin ensimmäisen vuoden aikana asennuksen jälkeen. Ainoastaan useiden samankaltaisten tapahtumien voi antaa valmistajalle mahdollisuuden laitevian tai häiriön perimmäisen syyn selvittämiseen. Melkein puolet käyttäjiltä tulleista tahdistimen vikatapauksista jäi syiltään epäselväksi, kun taas valmistajien ja viranomaisten ilmoitukset käsittelivät suurelta osin jo tutkittuja ja selvitettyjä tapauksia. Satunnainen, yksittäinen komponenttivika on hyvin todennäköinen laitehäiriön syy myös näissä epäselviksi jääneissä tapauksissa. On odotettavissa, että ennakoimattomien ja todentamattomien ohjelmistovirheiden osuus kasvaa sitä mukaa mitä monimutkaisemmaksi sydämen ja laitteen toimintaa tarkkailevat algoritmit tulevat. Esimerkiksi Yhdysvaltojen laitevalvontaviranomaisen (FDA, Center for Devices and Radiological Health) vuonna 2001 saamista runsaasta 50 ilmoituksesta yli 90 % koski jo rytmihäiriötahdistimia (12).

Vaikka vaaratilanneilmoituksien selvä enemmistö koskee generaattoreita ja sinänsä harvinaisia tapauksia, niin yksittäisissä tapauksissa vian syy voi olla myös muualla. Johtimen ja generaattorin välisessä yhteydessä voi olla vika, jonka seuraukset saattavat muistuttaa generaattorivian aiheuttamia toimintahäiriöitä ja jota ei välttämättä tunnisteta oikein laitteen vaihdon yhteydessä. Johdinviat voivat haitata sydämen toiminnan tunnistamista ja aiheuttaa esimerkiksi ylimääräisiä defibrillaatioiskuja tai tarpeetonta tahdistusta. Tahdistustoiminto voi jäädä myös kokonaan pois. Johtimet ovat paljon pitkäikäisempiä kuin tahdistimet eikä niitä yleensä vaihdeta tahdistinta vaihdettaessa. Johtimeen kohdistuva jatkuva mekaaninen rasitus ja mahdollinen hankaus esimerkiksi generaattorin koteloa voi kuitenkin rikkoa johtimen eristeen tai jopa katkaista johtimen ja johtaa häiriöihin nopeastikin asennuksen jälkeen. Tällaiset tapaukset ovat kuitenkin harvinaisia ja niitä on pidettävä poikkeustapauksina (Toivonen Lauri, henkilökohtainen tiedonanto). Johtimen rikkoontumiseen liittyviä ilmoituksia Lääkelaitos sai vuosina 1996-2001 vain viisi. Myös havaitsematon ohjelmointilaitteen vika voi harhaanjohtavasti viitata generaattorivikaan. Tahdistinjärjestelmä on kokonaisuutena varsin monimutkainen, jolloin vika tai häiriö missä tahansa osajärjestelmässä voi myötävaikuttaa sellaisen vian syntyyn, jonka perimmäistä syytä voi olla vaikea selvittää. Vikaepäilyn vuoksi poistettujen generaattorien säännönmukainen ja perusteellinen tekninen tutkiminen mukaan luettuna niihin tallentuneen tiedon analysointi voisi vähentää epäselviksi jääneiden tapausten osuutta.

Ympäristötekijöillä ei ollut yhteyttä raportoituihin suomalaisiin sydäntahdistinongelmiin. Tämä oli odotettavaa, sillä normaalin elinympäristön sähkömagneettiset kentät eivät juurikaan häiritse tahdistimen toimintaa tai ainakaan riko laitetta. Sen sijaan sairaalaympäristössä hoitoihin ja tutkimusmenetelmiin liittyvät voimakkaat sähkömagneettiset kentät voivat olla haitallisia ja ne täytyy ottaa erityisesti huomioon tahdistinpotilasta hoidettaessa tai tutkittaessa (8). Tämän vuoksi ympäristötekijöiden vaikutusta ei epäselvissä vikatapauksissa voi sulkea täysin pois, vaikkakin niiden todentaminen voi olla jälkikäteen täysin mahdotonta.

Kaiken kaikkiaan sydämentahdistin on teknisestä monimutkaisuudestaan ja vaativista käyttöolosuhteista huolimatta varsin luotettava ja hyvin pieniriskinen laite, joka takaa potilaan luotettavan hoidon vuosikausiksi. Etukäteen suunnitellut laitteen normaalit tarkistukset ja sen yhteydessä tehtävät tarvittavat säädöt ovat yleensä riittäviä toimenpiteitä asianmukaisen toiminnan varmistamiseksi. Tämän selvityksen mukaan ainoastaan muutaman potilaan laite joudutaan vuosittain vaihtamaan ennenaikaisesti suunnitelmasta poiketen. Nähtäväksi jää, kuinka lähitulevaisuudessa tapahtuva tahdistimien kompleksisuuden lisääntyminen vaikuttaa niiden vikaantumisalttiuteen.

ENGLISH SUMMARY: MALFUNCTIONS AND INCIDENTS CONCERNING PACEMAKERS

Professional users and manufacturers of medical devices are obliged to notify in Finland to National of Agency for Medicines (NAM) such incidents, where a malfunction or deterioration in the characteristics or performance of a medical device has, or may have led to serious deterioration in health of the given patient. This report is based on all 69 vigilance notifications received by NAM in 1996-2001 that concerned implantable pulse generators (IPG) or cardioverter defibrillators (ICD). Regardless of the evolving technical complexity, IPGs and ICDs are quite reliable and pose a very low health risk. Routine patient follow-up and concomitant adjustments are generally sufficient measures to assure the appropriate functionality of these devices. Only a few Finnish patients annually undergo a premature explantation and subsequent replacement with a new device due to a verified or suspected malfunction of the implanted device.