醫(yī)械創(chuàng)新資訊
心臟起搏器植入術(shù)是指人工植入心臟起搏器，用特定頻率的脈沖電流，經(jīng)過導(dǎo)線和電極刺激心臟，代替心臟的起搏點帶動心臟搏動的治療方法，是治療不可逆的心臟起搏傳導(dǎo)功能障礙的安全有效方法，特別是治療重癥慢性心律失常。
植入起搏器的發(fā)展
1791年Galvani用實驗證明了生物電的存在，并發(fā)現(xiàn)肌肉對電刺激有收縮反應(yīng)。1882年Ziemssen發(fā)現(xiàn)電刺激可引起心臟收縮活動。早期的實驗研究和臨床觀察對后來心臟起搏技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用具有重要的意義。
1929年9月Lidwill在澳大利亞悉尼舉行的學(xué)術(shù)會議上首次報告了應(yīng)用他發(fā)明的手提式起搏裝置成功救活了1個心臟停跳的嬰兒。這是人工心臟起搏技術(shù)首次用于臨床。
1932年Hyman設(shè)計制作了一臺由發(fā)條驅(qū)動的電脈沖發(fā)生器，該裝置凈重達(dá)7.2公斤，脈沖頻率可調(diào)節(jié)為30、60、120次/分，Hyman將之稱為人工心臟起搏器“artificial cardiac pacemaker”，這臺發(fā)條式脈沖發(fā)生器成為人類第一臺人工心臟起搏器。
1952年1月，美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院Paul M. Zoll醫(yī)生首次在人體胸壁的表面施行脈寬2ms，強度為75~150V的電脈沖刺激心臟，成功地為1例心臟停搏患者進(jìn)行心臟復(fù)蘇，挽救了這位瀕死病人的生命。
由于電極縫在胸壁，使電刺激起搏心臟的同時也刺激胸部肌肉，引起局部肌肉的抽動和疼痛，但這一創(chuàng)舉立即受到醫(yī)學(xué)界和工程技術(shù)界人士的廣泛重視，迎來了心臟病學(xué)的又一個變革時期，臨時性心臟起搏器術(shù)逐漸被醫(yī)學(xué)界廣泛接受，成為一種常規(guī)的緩慢性心律失常的治療方法。Paul M. Zoll被尊稱為“心臟起搏之父”。
1952年，瑞典的Senning醫(yī)生和Elmqvist工程師研制出第1臺可植入人體的心臟起搏器。1958年10月8日，Senning首次將起搏器植入到一位病毒性心肌炎合并完全性房室阻滯患者的體內(nèi)。此人成為世界上第一例被植入起搏器的患者。
心臟起搏器技術(shù)的發(fā)展
早先的起搏器由于存在諸多問題，限制其臨床廣泛應(yīng)用，例如需開胸植入起搏導(dǎo)線電極，起搏閾值很快升高，導(dǎo)線容易折斷、移位，電池壽命較短和穩(wěn)定性差。為解決上述問題，不少學(xué)者和工程師做了不懈的研究。
心臟起搏器發(fā)展史
1962年，經(jīng)靜脈導(dǎo)線應(yīng)用于臨床，植入心臟起搏器無需開胸手術(shù)。
1964年，出現(xiàn)了R波抑制型（VVI）起搏器，避免了固定頻率起搏器不同步性可能引起的嚴(yán)重室性心律失常。
1978年植入了第一臺雙腔起搏器。
上世紀(jì)70年代應(yīng)用抗心動過速起搏器治療室上性心動過速，這個技術(shù)目前仍應(yīng)用于植入型心律轉(zhuǎn)復(fù)除顫器（ICD）中。
上世紀(jì)80年代以后，由于電子技術(shù)和傳感器技術(shù)的快速發(fā)展及微處理器的廣泛應(yīng)用，起搏器的功能愈趨完善。
1995年Bakker等證實了雙心室起搏的血流動力學(xué)益處，對嚴(yán)重心力衰竭合并室內(nèi)阻滯，特別是左束支阻滯，雙心室起搏可使心室收縮再同步化，心功能改善，活動耐量增加，生活質(zhì)量提高。目前，這種心臟再同步化治療（CRT）已獲美國FDA批準(zhǔn)。
在出現(xiàn)頻率適應(yīng)性起搏、起搏參數(shù)的體外提取和程控、起搏器對心律失常事件和起搏器工作狀態(tài)的監(jiān)測和記錄等功能之后，并可根據(jù)病人的不同狀況在一定范圍內(nèi)自動調(diào)整起搏參數(shù)使起搏器能更好地適用于復(fù)雜的臨床情況和不同的病人。
我國植入起搏器的發(fā)展概況
1962年10月由上海市第一人民醫(yī)院心內(nèi)科及心外科醫(yī)師率先安置了全國第一臺人工心臟起搏器（經(jīng)心外膜起搏治療）。1973年我國成功植入了第一臺經(jīng)靜脈起搏器，幾十年來也有了相當(dāng)?shù)陌l(fā)展。
中華醫(yī)學(xué)會心電生理和起搏分會2002年進(jìn)行的全國起搏器使用調(diào)查得出的數(shù)據(jù)表明：我國大陸至少有279家醫(yī)院開展了起搏器植入術(shù)。2001年植入起搏器總數(shù)10857臺。每百萬人8臺。其中雙心腔起搏器占36.3%，心室單心腔起搏器占56.2%，其它包括AAI（R）和VVI（R）占7.5%。
起搏原理：
脈沖發(fā)生器定時發(fā)放一定頻率的脈沖電流，通過導(dǎo)線和電極傳輸?shù)诫姌O所接觸的心?。ㄐ姆炕蛐氖遥咕植啃募〖?xì)胞受到外來電刺激而產(chǎn)生興奮，并通過細(xì)胞間的縫隙連接或閏盤連接向周圍心肌傳導(dǎo)，導(dǎo)致整個心房或心室興奮并進(jìn)而產(chǎn)生收縮活動。需要強調(diào)的是，心肌必須具備有興奮、傳導(dǎo)和收縮功能，心臟起搏方能發(fā)揮其作用。
系統(tǒng)組成：
人工心臟起搏系統(tǒng)主要包括兩部分：脈沖發(fā)生器、電極導(dǎo)線。
常將脈沖發(fā)生器單獨稱為起搏器。起搏系統(tǒng)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沖發(fā)生器的感知功能。起搏器主要由電源（亦即電池，現(xiàn)在主要使用鋰-碘電池）和電子線路過程，能產(chǎn)生和輸出電脈沖。
電極導(dǎo)線是外有絕緣層包裹的導(dǎo)電金屬線，其功能是將起搏器的電脈沖傳遞到心臟，并將心臟的腔內(nèi)心電圖傳輸?shù)狡鸩鞯母兄€路。
類型代碼：
起搏器的代碼
1987年北美心臟起搏電生理學(xué)會（NASPE）/英國心臟起搏與電生理學(xué)組（BPEG）在心臟病學(xué)會國際委員會（ICHD）1981年制定的五位字母代碼起搏器命名的基礎(chǔ)上制定了NBG代碼（圖1）。
圖1：NBG起搏器五位代碼命名
圖1中自左至右，各個位置字母代表的意義為：
第一位（I）：表示起搏的心腔，分別由A、V和D代表心房、心室和雙心腔，O代表無感知功能；
第二位（Ⅱ）：表示感知的心腔，分別由A、V和D代表心房、心室和雙心腔，O代表無感知功能；
第三位（Ⅲ）：表示起搏器感知心臟自身電活動后的反應(yīng)方式。T表示觸發(fā)型，I表示抑制型，D表示兼有T和I兩種反應(yīng)方式，O為無感知后反應(yīng)功能；
第四位（Ⅳ）：代表起搏器程序控制調(diào)節(jié)功能的程度。分別有O（無程控功能）、P（1~2個簡單的程控功能）、M（兩種以上參數(shù)的多功能程控）、C（遙測功能）和R（頻率適應(yīng)功能）；
第五位（Ⅴ）：代表抗快速心律失常的起搏治療能力。有O（無此功能）、P（抗心動過速起搏）、S（電轉(zhuǎn)復(fù)）和D（兩者都有）。
注：
1. S代表制造廠商命名的單腔起搏器（SSI），根據(jù)起搏電極導(dǎo)線所放置的位置，既可用于起搏（感知）心房，也可用于起搏（感知）心室。
2. 代碼Ⅲ T：指當(dāng)感知了心臟自身電活動后在特定的時間時觸發(fā)起搏器釋放電脈沖。當(dāng)感知和起搏在同一心腔時，刺激脈沖通常在感知后20ms內(nèi)發(fā)放（AAT、VVT模式）。當(dāng)感知和起搏不在同一心腔時，在感知信號（P）后經(jīng)一定時間間期（即房室延遲）發(fā)放起搏脈沖（V）。I：感知自身電活動后抑制該心腔電脈沖發(fā)放。D：感知反應(yīng)呈雙重性。
3. 代碼Ⅳ 20世紀(jì)80年代后所有起搏器均具有M和C功能，故第四位字母常被單獨用于標(biāo)明是否具有頻率適應(yīng)性功能（即R字母，如VVIR、DDDR等）。
4. 代碼V 由于近年ICD的廣泛應(yīng)用，第五位字母通常已不用于描述起搏系統(tǒng)。
起搏器類型：
1. 根據(jù)起搏心腔分為：
①單腔起搏器：如AAI（R）、VV（R）等，起搏電極導(dǎo)線單獨植入心房或心室；
②雙腔起搏器：如DDD（R），起搏電極導(dǎo)線分別植入心房和心室；
③多腔起搏：如三腔（雙心房單心室或單心房雙心室）或四腔起搏（雙心房+雙心室），此時，起搏電極導(dǎo)線除常規(guī)植入右心房和右心室外，通常尚需通過心臟靜脈植入電極導(dǎo)線分別起搏左心房和（或）左心室。
2. 根據(jù)起搏生理效應(yīng)分為：
①生理性起搏：即盡可能模擬竇房結(jié)及房室傳導(dǎo)系統(tǒng)的生理功能，提供與靜息及活動相適應(yīng)的心率并保持房室同步，如AAIR和（或）DDDR；
②非生理性起搏：如VVI起搏器，只是保證心室按需起搏，而房室電機械活動不同步。實際上，起搏治療都不可能是完全生理的。故嚴(yán)格地說，所有的心臟起搏器都是非生理性的。
3. 根據(jù)是否具有頻率適應(yīng)功能分為：
①頻率適應(yīng)性起搏器：如常用的AAIR、VVIR和DDDR；
②非頻率適應(yīng)性起搏器：如常用的AAI、VVI和DDD。
起搏器類型：
單腔起搏
1、AAI模式：
此模式的工作方式為心房起搏、心房感知，感知心房自身電活動后抑制起搏器脈沖的發(fā)放。在本模式下，心室信號不被感知。
2、VVI模式?：
此模式的工作方式為心室起搏、心室感知，感知心室自身電活動后抑制起搏器脈沖的發(fā)放，又稱R波抑制型心室起搏或心室按需型起搏。在本模式下，心房信號不被感知。VVI僅當(dāng)“需要”時才發(fā)出脈沖起搏心室，起搏產(chǎn)生的心律實際上是一種逸搏心律。
3、其他單腔起搏模式
（1） AOO、VOO模式：
為非同步起搏模式，又稱為固定頻率起搏。心房、心室只有起搏而無感知功能。起搏器以固定頻率（非同步）定期發(fā)放脈沖刺激心房（AOO）或心室（VOO），脈沖的發(fā)放與自身心率快慢無關(guān)。
（2） ATT、VTT模式：
為心房、心室觸發(fā)型起搏模式。心房、心室均具有起搏和感知功能，但感知自身房、室電活動后的反應(yīng)方式為觸發(fā)（T）心房、心室脈沖的發(fā)放（而非抑制）。弊端為耗電。也不作為單獨的起搏器模式應(yīng)用。
雙腔起搏
1、DDD模式?
又稱房室全能型起搏，是具有房室雙腔順序起搏、心房心室雙重感知、觸發(fā)和抑制雙重反應(yīng)的生理性起搏模式。
2、VDD模式?
又稱心房同步心室抑制型起搏器。心房、心室均具有感知功能，但只有心室具有起搏功能。在整個VDD起搏系統(tǒng)中，P波的正確感知是其正常工作的關(guān)鍵。
3、DDI模式?
心房、心室均具有感知和起搏功能，P波感知后抑制心房起搏（與DDD相似），但不觸發(fā)房室間期，即不出現(xiàn)心室跟蹤。如患者有正常的房室傳導(dǎo)，基本類似AAI；如患者存在房室傳導(dǎo)阻滯，則在心房起搏時可房室同步，而在心房感知時房室則不能同步。因此自身心房活動后的房室延遲時間長短不一。該起搏模式的特點為心房起搏時能房室同步，而心房感知時房室不能同步。它不作為一個單獨的起搏模式而僅作為DDD（R）發(fā)生模式轉(zhuǎn)換后的工作方式。
功能介紹
起搏器的自動化功能和頻率適應(yīng)性起搏
起搏器的自動化功能
起搏器植入后可自動定期記錄、搜索患者心律和起搏器工作狀態(tài)，然后將這些大數(shù)據(jù)綜合、歸納、分析，做出判斷后自動調(diào)整起搏參數(shù)以適應(yīng)患者的需要，不再需要人為進(jìn)行干預(yù)。當(dāng)然，這些自動化功能也需要進(jìn)行人工隨訪以確定其工作方式的正確性。
目前常用起搏器的自動化功能包括：起搏模式自動轉(zhuǎn)換、房室延遲自動調(diào)整、自動模式轉(zhuǎn)換、抗起搏器介導(dǎo)性心動過速功能、感知靈敏度自動調(diào)節(jié)、起搏頻率的自動調(diào)節(jié)、起搏輸出電壓自動調(diào)整等。
頻率適應(yīng)性起搏
在極量或次極量運動時，心排血量的增加主要依靠心率的增加，尤其是老年人或心功能不全的患者（心臟收縮功能儲備下降）。頻率適應(yīng)性起搏器可通過感知體動、血pH值判斷機體對心排血量的需要而自動調(diào)節(jié)起搏頻率，相應(yīng)增減起搏頻率，從而改善心臟變時功能不全患者的運動耐量。
頻率適應(yīng)起搏適應(yīng)證主要為心臟變時功能不全。一般認(rèn)為，運動后自身心率不能增加，或者增加不明顯，不能達(dá)到最大年齡預(yù)測心率（最大心率=220-年齡）的85%定義為變時功能不全（運動時最快心率《120bpm為輕度變時功能不全，《100bpm為重度變時功能不全）。
竇房結(jié)變時功能不全和慢性心房顫動合并明顯緩慢的心室率是頻率適應(yīng)性起搏的主要適應(yīng)證。但心率加快后心悸等癥狀加重，或誘發(fā)心衰、心絞痛癥狀加重者，不宜應(yīng)用頻率自適應(yīng)起搏器。
選擇方法
對具體患者選擇何種起搏器是臨床醫(yī)師經(jīng)常需面臨的問題。原則如下：
如存在慢性持續(xù)心房顫動或存在心房靜止者，選擇VVI（R）。
竇房結(jié)功能不全者如無房室傳導(dǎo)阻滯或預(yù)測近期房室傳導(dǎo)阻滯發(fā)生概率很低，選擇AAI（R），否則選擇DDD（R）。
房室傳導(dǎo)阻滯者如
①存在持續(xù)性房性快速心律失常，選擇VVI（R）；
②存在病竇綜合征，選擇DDD（R）；
③竇房結(jié)功能正?；蝾A(yù)期發(fā)生竇房結(jié)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(rèn)為可接受的價格增加了生存期校正的生活質(zhì)量。對于選擇植入AAI還是DDD起搏器，雖然DDD價格較貴，但應(yīng)考慮患者有發(fā)展為房室傳導(dǎo)阻滯的可能。
另外，尚需結(jié)合患者的年齡、心臟疾病及所合并的疾病、經(jīng)濟狀況及患者的整體一般情況等進(jìn)行綜合考慮。
植入方法
臨時心臟起搏
有經(jīng)皮起搏、經(jīng)食管起搏、經(jīng)胸壁穿刺起搏、開胸心外膜起搏、經(jīng)靜脈起搏等5種方法。目前多選擇后者。
通常選用股靜脈、鎖骨下靜脈或頸內(nèi)靜脈穿刺送入臨時起搏電極導(dǎo)線。發(fā)生電極導(dǎo)線移位的情況較永久心臟起搏常見。應(yīng)加強術(shù)后心電監(jiān)護(hù)，包括早期的起搏閾值升高、感知靈敏度改變及電極導(dǎo)線脫位等，尤其是起搏器依賴者。另外，由于電極導(dǎo)線通過穿刺點與外界相通，因此要注意局部清潔，避免感染，尤其是放置時間較長者。另外，經(jīng)股靜脈臨時起搏后患者應(yīng)保持平臥位，靜脈穿刺側(cè)下肢制動。
永久心臟起搏
目前絕大多數(shù)使用心內(nèi)膜電極導(dǎo)線。技術(shù)要點包括靜脈選擇、導(dǎo)線電極固定和起搏器的埋置。
1. 靜脈選擇?通常可供電極導(dǎo)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(nèi)靜脈。通常多首選習(xí)慣用手對側(cè)的頭靜脈或鎖骨下靜脈，如不成功，再選擇頸內(nèi)或頸外靜脈。
2. 電極導(dǎo)線的放置?根據(jù)需要將電極導(dǎo)線放置到所需要起搏的心腔，一般采用被動固定，也可采用主動固定電極導(dǎo)線。
3. 起搏器的埋置?起搏器一般均埋于電極導(dǎo)線同側(cè)的胸部皮下。將電極導(dǎo)線與脈沖發(fā)生器相連，把多余的導(dǎo)線近肌肉面、起搏器近皮膚放入皮下袋。
簡而言之，方法是，將電極導(dǎo)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(yù)定的心腔起搏位置，固定并檢測。然后在胸部埋入與電極導(dǎo)線相連接的起搏器，縫合皮膚，手術(shù)即可完成。
適應(yīng)癥：
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(yīng)癥。
臨時心臟起搏適應(yīng)癥臨時心臟起搏是一種非永久性植入起搏電極導(dǎo)線的臨時性或暫時性人工心臟起搏術(shù)。起搏電極導(dǎo)線放置時間一般不超過2周，起搏器均置于體外，待達(dá)到診斷、治療和預(yù)防目的后隨即撤出起搏電極導(dǎo)線。如仍需繼續(xù)起搏治療則應(yīng)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(xué)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(yù)防。
1、治療方面
（1） 阿-斯綜合征發(fā)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(zhì)紊亂等）引起的房室傳導(dǎo)阻滯、竇房結(jié)功能衰竭而導(dǎo)致的心臟停搏并出現(xiàn)阿-斯綜合征發(fā)作，都是緊急臨時心臟起搏的絕對指征。
（2） 心律不穩(wěn)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(shù)引起的三度房室傳導(dǎo)阻滯。
（4） 藥物治療無效的由心動過緩誘發(fā)的尖端扭轉(zhuǎn)型和（或）持續(xù)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：
竇房結(jié)功能；
房室結(jié)功能；
預(yù)激綜合征類型；
折返性心律失常；
抗心律失常藥物的效果
3. 預(yù)防方面
（1） 預(yù)期將出現(xiàn)明顯心動過緩的高?；颊撸Ｒ姷挠屑毙孕募」Ｋ赖哪承┚徛穆墒С?、心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)功能不全的患者擬施行大手術(shù)及心臟介入性手術(shù)、疑有竇房結(jié)功能障礙的快速心律失?；颊哌M(jìn)行心律轉(zhuǎn)復(fù)治療、原先存在左束支阻滯的患者進(jìn)行右心導(dǎo)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。
相關(guān)介紹：
與其他心臟介入治療不同，成功植入心臟起搏器手術(shù)只是醫(yī)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(shù)后患者的長期隨訪。隨訪工作自植入當(dāng)日開始并貫穿患者的一生。
（一）術(shù)后教會患者自測脈搏
因為檢查脈搏是監(jiān)測起搏器工作情況既簡便又有效的方法。監(jiān)測脈搏時要保證每天在同一種身體狀態(tài)下，如每天清晨醒來時或靜坐15mim 后。
安置起搏器的早期往往起搏閾值不穩(wěn)定，需要及時調(diào)整。因此需要定期到醫(yī)院檢查，一般術(shù)后1個月內(nèi)每2周1次，3個月內(nèi)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(guān)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(shù)后患者應(yīng)保持良好的情緒，保證有規(guī)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(nèi)容隨訪應(yīng)兩頭緊中間松。
（二）常見故障及處理
通常表現(xiàn)為無刺激信號、不能奪獲或不能感知。
1. 無刺激脈沖?可能有下列常見原因之一：
（1） 如放置磁鐵后可解決問題，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后。前者多由于電磁干擾、肌電位、交叉感知或T波過感知等引起，應(yīng)降低感知靈敏度，而后者無需處理。
（2） 電極導(dǎo)線或起搏器故障：可能是由于與起搏器相連的螺絲松動或脫接、電極導(dǎo)線導(dǎo)體故障或電極導(dǎo)線絕緣層破損或電池耗竭。處理：重新手術(shù)旋緊螺絲或更換起搏電極導(dǎo)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(dǎo)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(yīng)用激素、糾正電解質(zhì)紊亂或更換起搏位置。
（2） 電極導(dǎo)線故障、電極脫位或電池耗竭：根據(jù)具體原因采取更換或重新放置電極導(dǎo)線或更換起搏器。
3. 不能感知?可能為下列原因之一：
（1） 心內(nèi)膜信號太?。娊赓|(zhì)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(nèi)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(jù)具體原因采取重新放置或更換電極導(dǎo)線或起搏器。
起搏器安裝手術(shù)由心內(nèi)科醫(yī)生施行，通常在局麻下進(jìn)行。方法是，將電極導(dǎo)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(yù)定的心腔起搏位置，固定并檢測。然后在胸部埋入與電極導(dǎo)線相連接的起搏器，縫合皮膚，手術(shù)即可完成。
很多患者對安裝起搏器感到擔(dān)憂，其實安裝起搏器很安全，起搏器可根據(jù)起搏的心腔分為單腔起搏器、雙腔起搏器（起搏左、右心房，或右心房和右心室）、三腔起搏器（起搏右心房和左、右心室）。就診時醫(yī)生會根據(jù)病人的具體情況選擇合適的起搏器安裝。
