Background: Heart disease and atrial fibrillation are the leading causes of death worldwide. Patient morbidity and mortality associated with cardiovascular disease can be reduced by more accurate and continuous diagnostic and therapeutic tools provided by cardiovascular implantable electronic devices (CIEDs).
Objectives: Long-term operation of CIEDs continues to be a challenge due to limited battery life and the associated risk of device failure. To overcome this issue, new approaches for autonomous battery supply are being investigated.
Results: Here, the state of the art in CIED power supply is presented and an overview of current strategies for autonomous power supply in the cardiovascular field is given, using the body as a sustainable energy source. Finally, future challenges and potentials as well as advanced features for CIEDs are discussed.
Conclusion: CIEDs need to fulfil more requirements for diagnostic and telemetric functions, which leads to higher energy requirements. Ongoing miniaturization and improved sensor technologies will help in the development of new devices.
Zusammenfassung: HINTERGRUND: Herzerkrankungen und Vorhofflimmern sind weltweit die häufigsten Todesursachen. Die mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen verbundene Morbidität und Mortalität der Patienten lässt sich durch genauere und kontinuierliche Diagnose- und Therapiemöglichkeiten, die durch kardiovaskuläre implantierbare elektronische Geräte („cardiovascular implantable electronic devices“ [CIED]) ermöglicht werden, verringern.
Fragestellung: Der Langzeitbetrieb von CIED ist aufgrund der begrenzten Batterielebensdauer und der damit verbundenen Gefahr eines Geräteausfalls nach wie vor problematisch. Um diese Problematik zu lösen, werden neue Ansätze für eine autonome Stromversorgung untersucht.
Ergebnisse: In dieser Übersicht wird der Stand der Technik der CIED-Stromversorgung dargestellt und ein Überblick über aktuelle Strategien zur autonomen Stromversorgung im kardiovaskulären Bereich gegeben, bei denen der Körper als nachhaltige Energiequelle genutzt wird. Abschließend werden zukünftige Herausforderungen und Potenziale sowie fortschrittliche Funktionen für CIED diskutiert.
Schlussfolgerung: CIED müssen hohe Anforderungen hinsichtlich der Diagnose- und Telemetriefunktionen erfüllen. Dies führt zu einem hohen Energiebedarf. Miniaturisierung und verbesserte Sensortechniken können zur Entwicklung neuer Geräte beitragen.
Keywords: Battery; Cardiovascular implantable electronic device; Energy harvesting; Power supply; Self-powered devices.
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