心臟起搏器

心臟起搏器概述

心臟起搏器是一種植入於體內的電子治療儀器,通過脈衝發生器發放由電池提供能量的電脈衝,通過導線電極的傳導,刺激電極所接觸的心肌,使心臟激動和收縮,從而達到治療由於某些心律失常所致的心臟功能障礙的目的。1958年第一臺心臟起搏器植入人體以來,起搏器製造技術和工藝快速發展,功能日趨完善。在應用起搏器成功地治療緩慢性心律失常、輓救了成千上萬患者生命的同時,起搏器也開始應用到快速性心律失常及非心電性疾病,如預防陣發性房性快速心律失常、頸動脈竇暈厥、雙室同步治療藥物難治性充血性心力衰竭等。

心臟起搏器起搏原理

脈衝發生器定時發放一定頻率的脈衝電流,通過導線和電極傳輸到電極所接觸的心肌(心房或心室),使局部心肌細胞受到外來電刺激而產生興奮,並通過細胞間的縫隙連接或閏盤連接向周圍心肌傳導,導致整個心房或心室興奮併進而產生收縮活動。需要強調的是,心肌必須具備有興奮、傳導和收縮功能,心臟起搏方能發揮其作用。

心臟起搏器起搏系統的組成

人工心臟起搏系統主要包括兩部分:脈衝發生器和電極導線。常將脈衝發生器單獨稱為起搏器。起搏系統除了上述起搏功能外,尚具有將心臟自身心電活動回傳至脈衝發生器的感知功能。
起搏器主要由電源(亦即電池,現在主要使用鋰-碘電池)和電子線路過程,能產生和輸出電脈衝。
電極導線是外有絕緣層包裹的導電金屬線,其功能是將起搏器的電脈衝傳遞到心臟,並將心髒的腔內心電圖傳輸到起搏器的感知線路。

心臟起搏器人工心臟起搏適應證

人工心臟起搏分為臨時和永久兩種,它們分別有不同的適應證。
1.臨時心臟起搏適應證
臨時心臟起搏是一種非永久性植入起搏電極導線的臨時性或暫時性人工心臟起搏術。起搏電極導線放置時間一般不超過2周,起搏器均置於體外,待達到診斷、治療和預防目的後隨即撤出起搏電極導線。如仍需繼續起搏治療則應考慮置入永久性心臟起搏器。任何癥狀性或引起血流動力學變化的心動過緩患者都是臨時心臟起搏對象。臨時心臟起搏的目的通常分為治療、診斷和預防。
(1)治療方面
1)阿-斯綜合徵發作:各種原因(急性心肌梗死、急性心肌炎、洋地黃或抗心律失常藥物等引起的中毒電解質紊亂等)引起的房室傳導阻滯、竇房結功能衰竭而導致的心臟停搏並出現阿-斯綜合征發作,都是緊急臨時心臟起搏的絕對指徵。
2)心律不穩定的患者在安置永久心臟起搏器之前的過渡。
3)心臟直視手術引起的三度房室傳導阻滯
4)藥物治療無效的由心動過緩誘發的尖端扭轉型和(或)持續性室性心動過速
(2)診斷方面
作為某些臨床診斷及電生理檢查的輔助手段。例如判斷:①竇房結功能;②房室結功能;③預激綜合徵類型;④折返性心律失常;⑤抗心律失常藥物的效果。
(3)預防方面
1)預期將出現明顯心動過緩的高危患者  常見的有急性心肌梗死的某些緩慢心律失常、心臟傳導系統功能不全的患者擬施行大手術及心臟介入性手術、疑有竇房結功能障礙的快速心律失常患者進行心律轉復治療、原先存在左束支阻滯的患者進行右心導管檢查時。
2)起搏器依賴的患者  在更換新心臟起搏器時的過渡。
2.永久心臟起搏適應證
隨著起搏工程學的完善,起搏治療的適應證逐漸擴大。早年植入心臟起搏器的主要目的是為輓救患者的生命,目前尚包括恢復患者工作能力和生活質量。目前主要的適應證可以簡單的概括為嚴重的心跳慢、心臟收縮無力、心跳驟停等心臟疾病。2012年美國心血管病學會/美國心臟病協會/美國心律協會重新制定了植入心臟起搏器的指南。
(1)I類適應證主要包括
1)竇房結功能不全者  ①記錄到有癥狀的竇房結功能障礙,包括經常出現導致癥狀的竇性停搏。②有癥狀的變時性不佳者。③由於某些疾病必須使用某類藥物,而這些藥物又可引起竇性心動過緩並產生癥狀者。
2)成人獲得性房室傳導阻滯(AVB)者  ①任何阻滯部位的Ⅲ度AVB和高度AVB,併發有癥狀的心動過緩(包括心衰)或有繼發於AVB的室性心律失常。②長期服用治療其他心律失常或其他疾病的藥物,而該藥物又可導致Ⅲ度AVB和高度AVB(無論阻滯部位),併發有癥狀的心動過緩者。③清醒狀態下任何阻滯部位的Ⅲ度AVB和高度AVB且無癥狀的患者,被記錄到有3秒或更長的心臟停搏,或逸搏心率低於40bpm,或逸搏心律起搏點在竇房結以下者。④清醒狀態下任何阻滯部位的Ⅲ度AVB和高度AVB,無癥狀的心房顫動和心動過緩者有一個或更多至少5秒的長間歇。⑤導管消融房室結後出現的任何阻滯部位的Ⅲ度AVB和高度AVB。⑥心臟外科手術後沒有可能恢復的任何阻滯部位的Ⅲ度AVB和高度AVB。⑦神經肌肉疾病導致的任何阻滯部位的Ⅲ度AVB和高度AVB,如強直性肌營養不良、卡恩斯-塞爾綜合徵(Kearn-Sayre綜合徵)、假肥大性肌營養障礙、腓側肌萎縮患者。⑧伴有心動過緩癥狀的Ⅱ度AVB,無論分型或阻滯部位。⑨任何阻滯部位的無癥狀Ⅲ度房室阻滯平均心室率分或>40次/分伴有心臟增大或左室功能異常或阻滯在房室結以下者。⑩無心肌缺血下運動時的Ⅱ度或Ⅲ度AVB。
3)慢性雙分支阻滯的患者  ①伴有高度AVB或一過性Ⅲ度AVB。②伴有Ⅱ度Ⅱ型AVB。③伴有交替性束支阻滯。
4)急性心肌梗死伴房室傳導阻滯  ①ST段抬高心肌梗死後,His-Purkinje系統的持續性Ⅱ度AVB合併交替性束支阻滯或Ⅲ度AVB;②一過性嚴重Ⅱ度或Ⅲ度房室結下的AVB併合並有束支阻滯;
③持續性並有癥狀的Ⅱ度或Ⅲ度AVB。
5)頸動脈竇過敏和心臟神經性暈厥者  ①自發性頸動脈刺激和頸動脈按壓誘導的心室停搏時間> 3s導致的反覆性暈厥。②持續性或有癥狀的緩慢性心律失常且沒有恢復希望的心臟移植術後患者。③長間歇依賴的室速,伴或不伴QT間期延長者。
左室射血分數≤35%,完全性左束支傳導阻滯且QRS≥150ms,竇性心律,心功能分級(NYHA)Ⅱ、Ⅲ級或理想藥物治療後能活動的NYHA Ⅳ級心力衰竭患者,應植入CRT或CRT-ICD。
ICD的適應證如下:①室顫或血流動力學不穩定的持續性室速(VT),除外其他可逆原因,導致心臟驟停的存活者;②有器質性心臟病且有自發持續性VT者,無論血流動力學是否穩定;③有暈厥史,電生理檢查明確誘發血流動力學不穩定的持續性VT或室顫(VF);④心肌梗死40d後,左室射血分數≤35%,NYHAⅡ或Ⅲ級;⑤非缺血性擴張性心肌病,左室射血分數≤35%,NYHAⅡ或Ⅲ級;⑥心肌梗死前有左室功能不全,心肌梗死40d後,左室射血分數≤30%,NYHAⅠ級;⑦心肌梗死後,左室射血分數≤40%,非持續性VT或電生理檢查誘發出VF或持續性VT。
(2)Ⅱa類適應證主要包括
1)竇房結功能不全者  ①竇房結功能障礙導致心率<40bpm,癥狀與心動過緩之間存在明確的證據,但無論是否記錄到心動過緩。②有不明原因暈厥者,臨床上發現或電生理檢查誘發竇房結功能障礙者。
2)成人獲得性AVB者  ①無癥狀的持續性Ⅲ度AVB,逸搏心率低於40bpm不伴有心臟增大。②電生理檢查發現在His束內或以下水平的無癥狀性Ⅱ度AVB。③Ⅰ度或Ⅱ度AVB伴有類似起搏器綜合症的血流動力學表現。④無癥狀的Ⅱ度Ⅱ型AVB,且為窄QRS波者。但當Ⅱ度Ⅱ型AVB伴有寬QRS波者,包括右束支阻滯,則適應證升級為Ⅰ類。
3)慢性雙分支阻滯的患者  ①雖未證實暈厥是由AVB引起,但可排除其他原因(尤其是室性心動過速)所引起。②雖無臨床癥狀,但電生理檢查發現HV間期≥100ms。③電生理檢查時,由心房起搏誘發的非生理性His束以下的阻滯。
反覆性暈厥,沒有確切的頸動脈刺激事件,高敏感性心臟抑制反應心室停搏時間>3秒者,要考慮植入永久性心臟起搏器。
心動過速的起搏治療僅限於導管消融和(或)藥物治療失敗,或不能耐受藥物副作用且反覆發作的室上速患者。
高危的長QT綜合徵患者。
以下心衰患者可植入CRT或CRT–ICD:①左室射血分數≤35%,完全性左束支傳導阻滯且QRS在120ms至149ms之間,竇性心律,心功能分級(NYHA)Ⅱ、Ⅲ級或理想藥物治療後能活動的NYHA Ⅳ級心力衰竭患者;②左室射血分數≤35%,非左束支傳導阻滯且QRS≥150ms,竇性心律,心功能分級(NYHA)Ⅱ、Ⅲ級或理想藥物治療後能活動的NYHA Ⅳ級心力衰竭患者;③理想藥物治療後左室射血分數≤35%合併房顫的心衰患者,若需要心室起搏或符合CRT指徵且房室結消融或藥物治療後可保證100%心室起搏;④理想藥物治療後左室射血分數≤35%,且需要新裝或更換器械而且依賴心室起搏(40%)。
有心源性猝死(SCD)風險(主要SCD風險:心臟驟停史、自發持續性VT、自發非持續性VT、SCD家族史、暈厥、左室厚度≥30mm、運動時血壓反應異常;可能的SCD風險:房顫、心肌缺血、左室流出道梗阻、突變高危、強競技性體力活動時)的梗阻性肥厚型心肌病患者應植入DDD-ICD。
ICD的推薦指徵如下:①非缺血性擴張性心肌病,顯著左室功能異常,不能解釋的暈厥;②持續性室速,即使心室功能正常或接近正常;③肥厚型心肌病患者有一項以上主要SCD危險因素;④致心律失常性右室發育不良/心肌病患者有一項主要的SCD危險因素(包括電生理檢查誘發VT,心電監護的非持續性VT,男性,嚴重右室擴大,廣泛右室受累,<5歲,累及左室,有心臟驟停史,不能解釋的暈厥);⑤長QT綜合徵患者在應用β受體阻滯劑時出現暈厥和(或)室速;⑥在院外等待心臟移植的患者;⑦Brugada綜合徵有暈厥者;⑧Brugada綜合徵有室速但未出現心臟驟停者;⑨兒茶酚胺敏感性室速患者,用β受體阻滯劑後仍出現暈厥和(或)室速;⑩心臟結節病、巨細胞性心肌炎、南美洲錐蟲病患者。
當然指南並未涵蓋所有的臨床情況。就某一個具體患者而言,永久心臟起搏的指徵並非總是明確的。通常,不可逆性、癥狀性心動過緩是植入永久心臟起搏器的主要指徵。應結合患者的具體病情、患者的意願、經濟狀況等由負責醫師做出是否需要植入永久心臟起搏器的決定。

心臟起搏器起博器的合理選擇

對具體患者選擇何種起搏器是臨床醫師經常需面臨的問題。原則如下:
1.如存在慢性持續心房顫動或存在心房靜止者
選擇VVI(R)。
2.竇房結功能不全者
如無房室傳導阻滯或預測近期房室傳導阻滯發生概率很低,選擇AAI(R),否則選擇DDD(R)。
3.房室傳導阻滯者
如①存在持續性房性快速心律失常,選擇VVI(R);②存在病竇綜合徵,選擇DDD(R);③竇房結功能正常或預期發生竇房結功能不全的概率低,可選擇VDD或DDD。
單一的心室起搏己不再被推薦,而雙腔起搏以普遍認為可接受的價格增加了生存期校正的生活質量。對於選擇植入AAI還是DDD起搏器,雖然DDD價格較貴,但應考慮患者有發展為房室傳導阻滯的可能。
另外,尚需結合患者的年齡、心臟疾病及所合併的疾病、經濟狀況及患者的整體一般情況等進行綜合考慮。
(1)臨時心臟起搏
有經皮起搏、經食管起搏、經胸壁穿刺起搏、開胸心外膜起搏和經靜脈起搏等5種方法。目前多選擇後者。
通常選用股靜脈、鎖骨下靜脈或頸內靜脈穿刺送入臨時起搏電極導線。發生電極導線移位的情況較永久心臟起搏常見。應加強術後心電監護,包括早期的起搏閾值升高、感知靈敏度改變及電極導線脫位等,尤其是起搏器依賴者。另外,由於電極導線通過穿刺點與外界相通,因此要註意局部清潔,避免感染,尤其是放置時間較長者。另外,經股靜脈臨時起搏後患者應保持平卧位,靜脈穿刺側下肢制動。
(2)永久心臟起搏
目前絕大多數使用心內膜電極導線。技術要點包括靜脈選擇、導線電極固定和起搏器的埋置。
1)靜脈選擇  通常可供電極導線插入的靜脈有:淺靜脈有頭靜脈、頸外靜脈,深靜脈有鎖骨下靜脈、腋靜脈頸內靜脈。通常多首選習慣用手對側的頭靜脈或鎖骨下靜脈,如不成功,再選擇頸內或頸外靜脈。
2)電極導線的放置  根據需要將電極導線放置到所需要起搏的心腔,一般採用被動固定,也可採用主動固定電極導線。
3)起搏器的埋置  起搏器一般均埋於電極導線同側的胸部皮下。將電極導線與脈衝發生器相連,把多餘的導線近肌肉面、起搏器近皮膚放入皮下袋。
方法是將電極導線從手臂或鎖骨下方的靜脈插入,在X線透視下,將其插入預定的心腔起搏位置,固定並檢測。然後在胸部埋入與電極導線相連接的起搏器,縫合皮膚,手術即可完成。
(3)永久性心臟起搏併發症
1)植入手術有關的併發症  多數併發症如術中仔細操作應當可以杜絕,有些則難以完全避兔。發生率與植入醫生的經驗密切相關。
①心律失常  通常無需特別處理。②局部出血  通常可自行吸收。有明顯血腫形成時可在嚴格無菌條件下加壓擠出積血。③鎖骨下靜脈穿刺併發症及處理  氣胸:少量氣胸不需干預,氣胸對肺組織壓迫>30%時需抽氣或放置引流管。誤入鎖骨下動脈:應拔除針頭和(或)導引鋼絲並局部加壓止血(切勿插入擴張管),通常無需特殊處理。④心臟穿孔  少見。處理:應小心將導管撒回心腔,並嚴密觀察患者血壓和心臟情況。一旦出現心包壓塞表現,應考慮開胸行心包引流或作心臟修補。繼續安置電極時應避免定位在穿孔處。⑤感染  少見。處理:一旦局部有膿腫形成者保守治療愈合的機會極少,應儘早切開排膿、清創,拔除創口內電極導線,擇期另取新的植入途徑。⑥膈肌刺激  少見。可引起頑固性呃逆。植入左室電極導線時較常見。處理:降低起搏器輸出或改為雙極起搏。若癥狀持續存在,應重新調整電極位置。
(4)與電極導線有關的併發症及處理
1)閾值升高  處理:通過程控增高能輸出,必要時需重新更換電極位置或導線。
2)電極脫位與微脫位  明顯移位時X線檢查可以發現,而微脫位者X線透視可見電極頭仍在原處,但實際已與心內膜接觸不良。處理:通常需重新手術,調整電極位置。
3)電極導線折斷或絕緣層破裂  如阻抗很低則考慮絕緣層破損;如阻抗很高,則要考慮電極導線折斷。處理:多需重新植入新的電極導線。
(5)與起搏器有關的併發症及處理
隨著工程學方面的進展,起搏器等起搏器本身的故障已罕見,偶見的起搏器故障為起搏器重置、起搏器電池提前耗竭,前者為受外界干擾(如強磁場),需重新程控起搏器,後者需及時更換起搏器。
另外,尚可出現感知功能障礙,多為起搏器設置了不適當感知參數而非起搏器本身的機械故障,包括感知不良和感知過度。
(6)與起搏系統有關的併發症及處理
1)起搏器綜台徵(PMS)  使用VVI起搏器的某些患者可出現頭昏、乏力、活動能力下降、低血壓心悸胸悶等表現,嚴重者可出現心力衰竭,稱為起搏器綜合徵。處理:若發生PMS且為非起搏依賴者,可減慢起搏頻率以盡可能恢復自身心律,必要時更換為房室順序起搏器。
2)起搏器介導的心動過速(PMT)  是雙腔起搏器主動持續參與引起的心動過速。為心房電極感知到逆傳的P波,啟動AVD併在AVD末發放心室脈衝,後者激動心室後再次逆傳至心室,形成環形運動性心動過速。室性期前收縮、心房起搏不良是誘發PMT的最常見原因。可通過程控為更長的PVARP、適當降低心房感知靈敏度、延遲感知房室間期或啟動起搏器對PMT的自動預防程序等預防。終止方法有起搏器上放置磁鐵、延長PVARP、程控起搏方式為心房無感知(DVI、VVI、DOO)或非跟蹤方式(DDD)或啟用起搏器具有的終止PMT的自動識別和終止程序。

心臟起搏器隨訪及常見故障處理

與其他心臟介入治療不同,成功植入心臟起搏器手術只是醫生完成的第一步相對簡單的工作,大繁瑣但重要的工作是術後患者的長期隨訪。隨訪工作自植入當日開始並貫穿患者的一生。
1.術後教會患者自測脈搏
因為檢查脈搏是監測起搏器工作情況既簡便又有效的方法。監測脈搏時要保證每天在同一種身體狀態下,如每天清晨醒來時或靜坐15分鐘後。
安置起搏器的早期往往起搏閾值不穩定,需要及時調整。因此需要定期到醫院檢查,一般術後1個月內每2周1次,3個月內每月1次(具體視病患情況)。引起閾值升高的因素有很多,除了與電極位置有關外,睡眠不足、飽餐、抗心律失常藥物、高血壓等因素可能有影響。因此術後患者應保持良好的情緒,保證有規律的生活及作息制度,避免一切可能的不良因素。隨訪周期及內容隨訪應兩頭緊中間松。
2.常見故障及處理
通常表現為無刺激信號、不能奪獲或不能感知。
(1)無刺激脈衝
可能有下列常見原因之一:
1)如放置磁鐵後可解決問題,則其原因多半是過感知或使用了正常的一些起搏功能如滯後。前者多由於電磁干擾、肌電位、交叉感知或T波過感知等引起,應降低感知靈敏度,而後者無需處理。
2)電極導線或起搏器故障:可能是由於與起搏器相連的螺絲鬆動或脫接、電極導線導體故障或電極導線絕緣層破損或電池耗竭。處理:重新手術旋緊螺絲或更換起搏電極導線或起搏器。
(2)不能奪獲可能有下列原因之一
1)起搏閾值升高  電極導線末端電極的輸出不能有效刺激與電極相連的心肌,是為傳出阻滯。處理:可臨時提高輸出電壓,糾正可能引起的原因,如應用激素、糾正電解質紊亂或更換起搏位置。
2)電極導線故障、電極脫位或電池耗竭  根據具體原因採取更換或重新放置電極導線或更換起搏器。
(3)不能感知
可能為下列原因之一:
1)心內膜信號太小(電解質紊亂、酸中毒引起的暫時改變或心肌梗死或心肌病引起的局部心內膜永久性改變):此時需提高感知靈敏度,或更換起搏位置。
2)電極脫位、故障或起搏器故障根據具體原因採取重新放置或更換電極導線或起搏器。

心臟起搏器起搏器的安全性

很多患者對安裝起搏器感到擔憂,其實安裝起搏器很安全,雖然上文列舉了不少的起搏器併發症及故障,但是,其總體的發生率僅為1%左右。在符合起搏器植入指徵的患者中,如果能夠規範化治療並規律隨訪,則對這些患者來說,獲益是遠遠大於其弊端的。