基于埋藏式心臟復(fù)律除顫器的原理

1　埋藏式心臟復(fù)律除顫器(ICD)的基本結(jié)構(gòu)與功能

ICD由脈沖發(fā)生器和電極導(dǎo)線兩部分組成。脈沖發(fā)生器的主要構(gòu)件包括電池、感知與起搏線路和電容器。電池供給能量，電容器的作用是充電、放電，感知與起搏線路則負(fù)責(zé)心電監(jiān)測(cè)、識(shí)別室性心動(dòng)過(guò)速(VT)、心室顫動(dòng)(VF)及心動(dòng)過(guò)緩，發(fā)放起搏脈沖。早期的電極為心外膜電極，需開(kāi)胸安裝，以后改進(jìn)為皮下電極，現(xiàn)在進(jìn)展為經(jīng)靜脈心內(nèi)膜電極，從而使埋藏術(shù)大為簡(jiǎn)化。電極導(dǎo)線一方面將感知的信號(hào)傳入脈沖發(fā)生器，同時(shí)將起搏信號(hào)傳遞到心臟。由于電極型號(hào)的不同，電擊可通過(guò)經(jīng)靜脈電極與脈沖發(fā)生器的機(jī)殼完成，也可由經(jīng)靜脈心內(nèi)膜電極本身完成。

ICD的基本功能是識(shí)別和處理快速心律失常及心動(dòng)過(guò)緩，其識(shí)別和處理心動(dòng)過(guò)緩的工作原理與抗心動(dòng)過(guò)緩起搏器相同。此處只介紹識(shí)別及處理快速心律失常的原理。

1.1　快速心律失常的識(shí)別

以快速心律失常的心率(或與其相應(yīng)的周長(zhǎng))及持續(xù)時(shí)間(或快速心律失常的周期數(shù))作為基本識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，其又有初始識(shí)別及再識(shí)別之分，初始識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)用于每陣快速心律失常發(fā)作的首次判斷，再識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)用于經(jīng)ICD治療而未終止的快速心律失常的判斷。VT與VF主要通過(guò)頻率區(qū)分。不同廠家對(duì)上述識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)的表示方法有所不同，比如CPI公司直接以頻率(次/分)和持續(xù)時(shí)間(s)表示，而Medtronic公司則以周長(zhǎng)代替頻率，以心動(dòng)周期的個(gè)數(shù)表示持續(xù)時(shí)間。以下舉例說(shuō)明ICD是如何識(shí)別快速心律失常的。

假如設(shè)定VT的識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)為150 次/分，并希望VT發(fā)作持續(xù)時(shí)間為10 s時(shí)ICD即開(kāi)始治療。如果所用的ICD為CPI公司的Ventak PRx Ⅲ，頻率標(biāo)準(zhǔn)可直接設(shè)定為150次/分，持續(xù)時(shí)間設(shè)定為6 s，這是因?yàn)槌掷m(xù)時(shí)間的計(jì)算是在滿足頻率標(biāo)準(zhǔn)后才開(kāi)始的。ICD持續(xù)監(jiān)測(cè)心率的過(guò)程即是將每一個(gè)心動(dòng)周長(zhǎng)與頻率識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)的周長(zhǎng)相比較的過(guò)程，當(dāng)ICD在連續(xù)的10個(gè)心動(dòng)周長(zhǎng)中判斷有8個(gè)等于或短于所設(shè)定的識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)周長(zhǎng)(頻率標(biāo)準(zhǔn)150次/分，周長(zhǎng)即為400 ms)時(shí)，ICD即確定滿足VT診斷標(biāo)準(zhǔn)并開(kāi)始計(jì)算持續(xù)時(shí)間。顯然，計(jì)算持續(xù)時(shí)間之前心動(dòng)過(guò)速已經(jīng)持續(xù)了至少10個(gè)心動(dòng)周期，以上述150次/分為識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，則10個(gè)心動(dòng)周期應(yīng)為4 s，所以持續(xù)時(shí)間雖然設(shè)定為6 s而VT實(shí)際持續(xù)了10(4+6) s。在開(kāi)始計(jì)算持續(xù)時(shí)間后，如果10個(gè)心動(dòng)周期中一直有6個(gè)滿足頻率識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)并且保持至所設(shè)定的持續(xù)時(shí)間終了(按上述舉例為6 s)，則在持續(xù)時(shí)間終了時(shí)即開(kāi)始治療程序，否則需重新滿足連續(xù)10個(gè)心動(dòng)周期中有8個(gè)符合頻率標(biāo)準(zhǔn)方才開(kāi)始計(jì)算持續(xù)時(shí)間。同樣情況下，如果使用Medtronic公司的Jewel系列產(chǎn)品，則需設(shè)頻率標(biāo)準(zhǔn)為400 ms，持續(xù)時(shí)間為24個(gè)心動(dòng)周期(10秒鐘應(yīng)為25個(gè)心動(dòng)周期，但可程控參數(shù)中沒(méi)有25這個(gè)值)，如果24個(gè)心動(dòng)周期連續(xù)滿足識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)即開(kāi)始治療程序。此種ICD的頻率標(biāo)準(zhǔn)與持續(xù)時(shí)間是同時(shí)得到滿足的，也就是說(shuō)，其持續(xù)時(shí)間的計(jì)算起點(diǎn)與CPI公司的不同。關(guān)于VF持續(xù)時(shí)間的設(shè)置亦舉例說(shuō)明。假如VF頻率標(biāo)準(zhǔn)擬定為200次/分，希望持續(xù)6 s開(kāi)始治療，CPI公司產(chǎn)品的設(shè)置方法與VT相同，即頻率為200次/分，持續(xù)時(shí)間為3 s(因10個(gè)心動(dòng)周期占用時(shí)間為3 s)；Medtronic公司的產(chǎn)品需設(shè)頻率標(biāo)準(zhǔn)為300 ms、持續(xù)時(shí)間為15/20。后者的含義是連續(xù)20個(gè)心動(dòng)周期(持續(xù)6 s)中15個(gè)能滿足所設(shè)定的頻率標(biāo)準(zhǔn)周長(zhǎng)即達(dá)到診斷條VF的診斷只有心率及持續(xù)時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)，而VT的診斷除了上述的基本標(biāo)準(zhǔn)外，還有輔助標(biāo)準(zhǔn)供選用，以便與竇性心動(dòng)過(guò)速及心房顫動(dòng)相鑒別。常用者有快速心律失常的突發(fā)性(Onset不足。

VF的診斷只有心率及持續(xù)時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)，而VT的診斷除了上述的基本標(biāo)準(zhǔn)外，還有輔助標(biāo)準(zhǔn)供選用，以便與竇性心動(dòng)過(guò)速及心房顫動(dòng)相鑒別。常用者有快速心律失常的突發(fā)性(Onset)和穩(wěn)定性(Stability)，目前有的ICD增設(shè)了QRS群波寬度，用以鑒別VT和室上性心動(dòng)過(guò)速(SVT)。

突發(fā)性是指心動(dòng)過(guò)速開(kāi)始的聯(lián)律間期較竇性心律周長(zhǎng)縮短的程度，通常以百分率表示。VT都是突發(fā)突止的，而竇性心動(dòng)過(guò)速一般都是逐漸發(fā)生、逐漸終止的。因此兩者可以用突發(fā)性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行鑒別。突發(fā)性的具體設(shè)定系根據(jù)患者心動(dòng)過(guò)速發(fā)生時(shí)聯(lián)律間期的規(guī)律來(lái)確定，比如每次聯(lián)律間期較竇性心率周長(zhǎng)短25%，則可設(shè)其突發(fā)性為20%。一旦選設(shè)了突發(fā)性，則需同時(shí)達(dá)到初始識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)的心率、持續(xù)時(shí)間以及突發(fā)性才滿足VT的診斷條件。

穩(wěn)定性是指心動(dòng)過(guò)速不同周長(zhǎng)間差別的最大允許范圍，也就是心動(dòng)過(guò)速時(shí)心律的規(guī)整性，通常以毫秒表示。心房顫動(dòng)也會(huì)出現(xiàn)快速心室率，但心律不規(guī)整，而VT時(shí)心律規(guī)整或僅有輕度不齊。因此，兩者可以穩(wěn)定性鑒別之。假如我們觀察到既往VT時(shí)各周長(zhǎng)間差別不超過(guò)30 ms，可將穩(wěn)定性設(shè)為40～50 ms。選用了穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)后，必須同時(shí)達(dá)到初始識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)的心率、持續(xù)時(shí)間及穩(wěn)定性才滿足VT的診斷條件。患者若同時(shí)有SVT可加用QRS波群寬度標(biāo)準(zhǔn)予以鑒別。

1.2　快速心律失常的治療

快速心律失常的治療有電擊(Shock)和抗心動(dòng)過(guò)速起搏(Antitachycardia pacing,ATP)兩種方式。

(1)電擊：目前多數(shù)產(chǎn)品電擊能量可程控范圍為0.1～34 J。產(chǎn)品型號(hào)不同，具體參數(shù)設(shè)置有一定差異，少數(shù)產(chǎn)品最大電擊能量可達(dá)42 j，多數(shù)產(chǎn)品可連續(xù)電擊6次。VF和VT都可使用這種方式。

(2)ATP：有兩種基本形式，即短陣快速起搏(Burst pacing)及周長(zhǎng)遞減起搏(Ramp pacing)。

①短陣快速起搏是指在同一陣起搏中，周長(zhǎng)相等且短于心動(dòng)過(guò)速周長(zhǎng)的起搏方式。起搏周長(zhǎng)的設(shè)定多以心動(dòng)過(guò)速周長(zhǎng)的百分率表示，通常以心動(dòng)周期周長(zhǎng)的75%～80%作為設(shè)定值，其終止心動(dòng)過(guò)速的成功率較高。每一陣起搏的脈沖數(shù)根據(jù)治療效果決定，起搏脈沖數(shù)太少不易成功，太多亦無(wú)必要，甚或使心律失常加速。

②周長(zhǎng)遞減起搏是指在同一陣起搏中，周長(zhǎng)逐漸縮短的起搏方式。這種方式終止心動(dòng)過(guò)速的成功率高于短陣快速起搏，但使心律失常加速的機(jī)會(huì)也多，起搏脈沖數(shù)較多時(shí)尤其如此。

VF的治療只能選用電擊方式。一般地說(shuō)，首次電擊的能量要比所測(cè)除顫閾值高5～10 j，而從第二次開(kāi)始應(yīng)該使用最大能量。VT的治療可選用ATP及電擊兩種方式。電擊能量從0.1～34 j可供選擇，一般較低的能量即可奏效。ATP可以設(shè)定多個(gè)程序，每個(gè)程序內(nèi)可以選用兩種起搏方式中的一種，而且可以進(jìn)行掃描。所謂掃描是指當(dāng)一次ATP無(wú)效時(shí)，下一次ATP的起搏周長(zhǎng)或(和)聯(lián)律間期可自動(dòng)按所設(shè)置的數(shù)值縮短。因此，VT的治療可采用首選ATP，無(wú)效時(shí)進(jìn)行低能量電擊復(fù)律，再無(wú)效時(shí)進(jìn)行高能量電擊復(fù)律的階梯治療方法。

此外，ICD尚具備儲(chǔ)存心內(nèi)心電圖以及心動(dòng)過(guò)速發(fā)生的時(shí)間、周長(zhǎng)、聯(lián)律間期、治療時(shí)間、方式和治療后的反應(yīng)等信息的功能，以供隨訪及合理調(diào)整診斷與治療程序之用。

ICD都具有電生理檢查功能。借助這種功能可以誘發(fā)心動(dòng)過(guò)速及檢驗(yàn)治療程序的效果。

2　ICD工作程序的設(shè)置

2.1　設(shè)置工作區(qū)

根據(jù)病人快速心律失常發(fā)作及治療特點(diǎn)設(shè)2～3個(gè)工作區(qū)(1個(gè)VF區(qū)、1～2個(gè)VT區(qū))。

2.2　設(shè)置快速心律失常的診斷程序

(1)設(shè)置每個(gè)工作區(qū)的頻率閾值：VF一般為200～250 次/分，VT的頻率閾值要比臨床發(fā)作頻率低10～20次/分，兩個(gè)VT區(qū)的頻率至少相差20 次/分。再識(shí)別與初始識(shí)別頻率標(biāo)準(zhǔn)相同。

(2)設(shè)置VF及VT的持續(xù)時(shí)間：VF的初始識(shí)別持續(xù)時(shí)間以3～5 s為宜，VT的持續(xù)時(shí)間可相應(yīng)延長(zhǎng)，但一般不超過(guò)10 s；再識(shí)別的持續(xù)時(shí)間要短于初始識(shí)別者。

(3)突發(fā)性、穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)：有可能發(fā)生竇性心動(dòng)過(guò)速者加用突發(fā)性標(biāo)準(zhǔn)，有心房顫動(dòng)病史者加用穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)。

2.3　設(shè)置快速心律失常的治療程序

(1)VF的治療程序：VF區(qū)只設(shè)電擊復(fù)律，第一次電擊能量比除顫閾值高5～10 j，為安全起見(jiàn)從第二次開(kāi)始使用最大電擊能量，最后1～2次可對(duì)調(diào)電擊極性。

(2)VT的治療程序：按ATP－低能量電擊復(fù)律－高能量電擊復(fù)律的階梯治療原則設(shè)置。低頻率VT區(qū)可只設(shè)ATP或加用低能量電擊，高頻率室速區(qū)可只設(shè)電擊復(fù)律，亦可開(kāi)始使用一個(gè)周長(zhǎng)遞減起搏的ATP程序。180次/分以下的VT采用ATP方式終止的成功率較高，一般先用短陣快速起搏，起搏周長(zhǎng)從心動(dòng)過(guò)速周長(zhǎng)的80%左右開(kāi)始，每陣4～10個(gè)脈沖，陣間遞減10 ms限定最小周長(zhǎng)為200 ms，共設(shè)4～6陣。周長(zhǎng)遞減起搏間期一般由心動(dòng)過(guò)速周長(zhǎng)的90%左右開(kāi)始，陣內(nèi)、陣間均可遞減5～10 ms，起搏脈沖可以固定也可逐漸增加，常用4～6個(gè)。電擊程序排在ATP之后，首次能量為1～10 J，第二次增加5～10 j，第三次開(kāi)始可用最大能量。ATP參數(shù)及電擊能量的設(shè)定最好以術(shù)前或術(shù)中電生理檢查的結(jié)果為據(jù)。

2.4　設(shè)置抗心動(dòng)過(guò)緩起搏工作參數(shù)。

2.5　設(shè)置信息儲(chǔ)存工作參數(shù)(心電圖儲(chǔ)存耗電較多，注意程控儀中的提示)。

2.6　注意事項(xiàng)

①術(shù)中測(cè)定除顫閾值時(shí)，VF終止程序的電擊次數(shù)不宜超過(guò)2次，第二次要選用最大能量。2次無(wú)效時(shí)，應(yīng)立即行體外除顫，以策安全。

②ICD的工作參數(shù)要根據(jù)隨訪結(jié)果及時(shí)調(diào)整。

③每次程控后打印結(jié)果，確認(rèn)所設(shè)工作參數(shù)無(wú)誤。