特殊类型起搏器

一、频率应答型起搏器

这类起搏器可根据人体代谢变化随时自动调节心脏起搏频率，增加心排血量，提高心功能。目前，频率应答型起搏器感知方式主要有：①肌肉活动；②呼吸次数；③每分钟通气量；④引发的Q－T间期；⑤中心静脉血温度；⑥中心静脉血pH；⑦中心静脉血氧饱和度；⑧心脏每搏量；⑨右心室压力等。

（一）频率应答型起搏器主要研究者

详见表24－8。

表24－8　频率应答型起搏器主要研究者

（续　表）

（二）频率应答型起搏器的特点

1．传感器部分应对所测量信号有比较快的反应速度，有一定的抗干扰能力，有较好的生物相容性，能够长期在体内稳定工作。

2．传感系统的体积和功耗应尽量小，能方便于植入体内，并且易于在体外程控和排除故障。

3．起搏器系统中应有安全保护装置，以防万一传感器出现故障，输出错误信号，导致起搏频率失控，使患者感到不适，甚至造成生命危险。

（三）对测量信号和测量系统的要求

1．能正确反映输出量改变的信息，检测信号调节起搏频率的改变过程应尽量接近人体心率调节的自然生理过程，最好选择与心率变化相关性强、可信度比较高、不易掺入“假”信号的信息和检测方法。

2．测量信号调节起搏频率的升、降过程应是逐渐进行，使之既能及时反映生理变化的需要，又不使它发生突变，调节过程变化平缓，并限制在一定范围之内，以免产生心动过缓或心动过速。

3．时间持续性。当人体的一些生理参数改变需要起搏频率增加时，被测信号能使起搏频率及时响应，而这些作用去除后，经过一段时间的时延再引起起搏频率下降。

二、抗心动过速起搏器

近年来，人工心脏起搏研究的重要进展是抗心动过速起搏器（antitachycardia pacemaker）的临床应用，成为除药物以外的一种治疗手段，尤其对手术危险性大、药物治疗无效或不能耐受药物不良反应者更具重要意义。

（一）抗心动过速装置类型

按其释放到心脏的脉冲强度大小，可分为以下3类：

1．低能量心脏起搏刺激　准速起搏（包括双重按需起搏）；高速短串起搏和超速起搏；程序刺激（伴或不伴扫描）；其他（如超高速起搏）。

2．低能量心内复律　≤2J。

3．高能量心脏除颤　25～30J。

（二）抗心动过速起搏器作用原理

1．预防心动过速的发生　无论心动过速的发生机制是自律性增高还是激动折返所致，心脏起搏预防心动过速的作用都是通过心率控制和超速抑制来实现的。超速抑制Purkinje纤维以高于其自身节律而激动，刺激钠－钾泵使钠外流增加，引起细胞膜超极化。一旦起搏终止，舒张期电位处于更负值，从而抑制了舒张期除极。

2．终止心动过速发作　起搏只能终止由折返机制所致的心动过速，对自律性增高者无效。由触发机制引起者，理论上可被起搏终止，但其临床意义未明。

无论用何种方法，终止心动过速均取决于能在折返环的“可兴奋窗口”（excitable window）内成功的释放一个适时脉冲，使心肌对随后到来的折返冲动不能应激。影响期前刺激终止心动过速疗效的因素有：①折返环的位置及大小；②起搏位置与折返环之间的距离；③心动过速发生时的心率。

（三）抗心动过速起搏器的起搏方式

1．准速起搏（underdrive pacing）　以比心动过速心率低的频率非同步起搏，直到某一激动落在折返环的可兴奋窗口而终止心动过速。这可利用普通起搏器配合磁铁来实现。目前，临床上已极少使用准速起搏来终止心动过速。双重按需起搏（dual－demand pacing）也属于准速起搏范畴，即平时处于频率较慢（＜60／min）的按需工作状态，一旦心率超过150／min时，启动固定频率起搏，使后者的起搏刺激“扫描”心动周期的各个部分，直到终止心动过速发作。

2．程序刺激（programmed stimulation）　在感知R波后指定间距释放一个或多个刺激。为了取得最佳效果，必须寻求适宜的耦联间期以适应“终止窗口”的时间和长度，为此出现了扫描式起搏器（scanning pacemaker）。

3．高速短串起搏（burst pacing）和超速起搏（overdrive pacing）　其起搏频率比心动过速心率快10／min或更多，亦有人主张以分别超出房性和室性心动过速心率的25%或45%为标准，持续1～15s。当起搏频率比心动过速心率快30／min以上，称高速短串起搏，10～30／min时，称超速起搏。

上述各种起搏技术在终止室性心动过速中的作用分别是：单次夺获起搏方式的有效率为57%，加速室性心动过速的机会为0．5%；多次夺获起搏方式的有效率为94%，增加室性心动过速的机会为4．5%。

常用终止心动过速发作的起搏方法见图24－2。

图24－2　几种常用的终止心动过速发作的起搏方法

（四）抗心动过速起搏器对心动过速的识别方式

起搏终止心动过速成功的先决条件，在于正确地将起搏可终止的心动过速和起搏不可终止的窦性心动过速加以区别。目前，抗心动过速起搏器的识别标准，有心率、突然发作、心率稳定性和持续快速心率。以上标准可组合成多种检测程序，如果首次起搏不成功，则需进行再次检测。也有学者采用生物传感器、心脏激动顺序、心电振幅、频率成分及形态、本位曲折时间和单相活动电位等心电分析作为检测手段。

（五）抗心动过速起搏器的控制

抗心动过速起搏器可分为自动控制和手控两大类。体外手控抗心动过速起搏器适用于能识别心动过速的发作与终止、血流动力学稳定的患者。自动控制型抗心动过速起搏器，则适用于那些不能及早觉察心律失常发生的患者。两种类型的区别见表24－9。

表24－9　自动与手控抗心动过速起搏器比较

（六）抗心动过速起搏器的程控参数

电压：2．5～8J；

脉宽：0．03～1．50ms；

延迟：固定，3～65ms；

适应性：50%～100%心动过速周期长度；

冲动数目：1～250；

脉冲周期长度：固定，10～60ms；

适应性，50%～100%心动过速周期长度；

最大周期长度：100～600ms；

扫描：关／开；

扫描递减：2．5～40ms；

步阶数：2～30；

步阶频率：1～10。

三、置入性自动复律除颤型起搏器

置入型自动复律－除颤型起搏器（automatic implantable cardioverters and defibrilla－tors，AICD），系1970年由Mirowski和Schuder所首创。他们两人各自独立提出用AICD治疗过速性室性心律失常。1971年，Mirowski采取完全经静脉法放2根电极，1根在右心室尖，1根在右心房或上腔静脉内。1972年，Mirowski研究了人类经导管法除颤。1977年11月，Mirowski用除颤器置入犬动物体内，除颤阈值4～10J。

1980年，Mirowski在巴尔的摩Hopkins医院首次将AICD应用到患者身上。

1981年，斯坦福大学医学中心开始临床应用AICD。

1980－1982年，51个第一代AICD置入到患者体内。第一代AICD容量145ml，重250g。

1983年，Reid等人发明了第二代AICD。

1985年10月，美国FDA批准应用AICD。

1986年，Sumer、CPI公司生产出第三代AICD。

1988年，Telectronics公司临床应用本公司生产的AICD。

1989年，Medtronic公司将本公司的AICD推广到世界各地临床应用。

1995年双腔ICD问世进入第四代，可提供DDD或DDDR起搏，并能提高ICD对持续性室性快速心律失常识别的特异性。目前ICD已发展到具有双心室起搏、心房除颤功能，并对室上性和室性快速心律失常具有高分辨功能的阶段。现在把具有自动抗VT和自动除颤的置入性器械统一称为ICD。

ICD治疗在20多年得到了很大发展。对于室性纤颤、难以忍受的室性心动过速、有器质性心脏病的持续性室性心动过速患者、能诱发出室性心动过速的晕厥患者，当其他治疗不能满意奏效时，ICD成为可供选择的一线治疗。正在进行的临床试验的结果，有可能明确其他高危病人预防性置入ICD的价值。双腔ICD对有阵发性心房纤颤以及双腔起搏器置入指征的室性心律失常患者可提供理想的治疗。随着ICD治疗的简化，患者合理地选择，ICD治疗一定能改善患者的预后。

AICD电极导联系统包括2种类型，即上腔静脉弹簧电极，经静脉双极电极心室片状电极导联。由置入右心室心尖部的经静脉双极电极或拧上左心室的一对双极心外膜电极导联，感知心动过速的频率和与R波同步放电；由置入上腔静脉与右心房交界处的上腔静脉弹簧电极，和放在心尖表面的心外膜片状电极导联，引发电击心脏。片状电极由钛网制成。

AICD体外分析仪由一个磁铁和电磁换能器组成。用于遥测能量贮存器充电时间、释放电击次数和AICD工作状态等。将磁铁置入脉冲发生器表面，左侧显示的数字为能量贮存器充电时间，右侧为发放到患者身上的脉冲数。充电时间正常在10s内，大于20s是更换AICD的指征。

AICD的临床应用指征：①有过心脏骤停、持续性室速或可诱发的室性心动过速或心室纤颤，且对抗心律失常药物治疗无反应和非手术适应证者；②药物难治性持续性室性心动过速或心室纤颤经手术治疗不成功者；③电生理检查时，未诱发出心律失常而发生心脏骤停复苏后的患者，但无并存药物中毒、电解质紊乱或急性心肌梗死者。

常用AICD叙述如下（表24－10）。

表24－10　AICD类型

四、起搏－心脏复苏－除颤器（pacer－cardioverter－defibrillator，PCD）

PCD将心动过缓、室性心动过速以及心室颤动的治疗融为一体，起搏器首次实现了治疗上的“多功能”。

PCD由脉冲发生器和4根心肌电极组成，其中用来感知心脏活动和治疗心动过缓以及抗心动过速的为标准起搏电极。另外3根片状电极是为心脏复律和除颤设计的。它能自动检测室性心动过速和心室颤动，并且进行相应的起搏（猝发或扫描）或发放除颤高能脉冲。PCD设有两个程控检测系统，一个是室性心动过速（VT），另一个是心室纤颤（VF）。VT检测电路能够使用直到4个分别程控的数据，在一个心动周期内鉴别心动过速的存在与否。在检测后，首先对VT进行程控治疗。如果反复持续插入VT，则4根独立程控电极都参与发放脉冲，直到患者恢复正常心律为止。VF检测电路使用两个程控数据，它以监测心动周期内插入的VF个数为数据，PCD为治疗VF提供了4个可以程控的高能除颤脉冲，每个除颤电极发放1或2个（同时发生或按顺序发生）高压脉冲，以使心脏恢复正常心律。每个PCD除颤电击发放的电能量大约低于体外除颤的1／25。

我国早在20世纪60年代，心脏起搏器已开始应用于临床，但进展缓慢。

20世纪80年代以来，使用心脏起搏器救治某些严重心律失常已较为普及，安置起搏器的数据亦迅速增加，安置技术已普及到某些地区医院。心脏起搏并发症的发生率已大大降低。随着国外心脏起搏技术和仪器的不断发展，国内某些医院已掌握了置入双腔起搏器以及其他类型起搏器等较复杂的技术。双腔起搏器、频率应答式起搏器、抗心动过速起搏器及多参数程控起搏器等，在我国已应用于临床，并且积累了一定的经验。