埋藏式心臟復律除顫器的原理

1　埋藏式心臟復律除顫器(ICD)的基本結構與功能

ICD由脈沖發(fā)生器和電極導線兩部分組成。脈沖發(fā)生器的主要構件包括電池、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責心電監(jiān)測、識別室性心動過速(VT)、心室顫動(VF)及心動過緩，發(fā)放起搏脈沖。早期的電極為心外膜電極，需開胸安裝，以后改進為皮下電極，現(xiàn)在進展為經(jīng)靜脈心內(nèi)膜電極，從而使埋藏術大為簡化。電極導線一方面將感知的信號傳入脈沖發(fā)生器，同時將起搏信號傳遞到心臟。由于電極型號的不同，電擊可通過經(jīng)靜脈電極與脈沖發(fā)生器的機殼完成，也可由經(jīng)靜脈心內(nèi)膜電極本身完成。

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

1.1　快速心律失常的識別

以快速心律失常的心率(或與其相應的周長)及持續(xù)時間(或快速心律失常的周期數(shù))作為基本識別標準，其又有初始識別及再識別之分，初始識別標準用于每陣快速心律失常發(fā)作的首次判斷，再識別標準用于經(jīng)ICD治療而未終止的快速心律失常的判斷。VT與VF主要通過頻率區(qū)分。不同廠家對上述識別標準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)時間(s)表示，而Medtronic公司則以周長代替頻率，以心動周期的個數(shù)表示持續(xù)時間。以下舉例說明ICD是如何識別快速心律失常的。

假如設定VT的識別標準為150 次/分，并希望VT發(fā)作持續(xù)時間為10 s時ICD即開始治療。如果所用的ICD為CPI公司的Ventak PRx Ⅲ，頻率標準可直接設定為150次/分，持續(xù)時間設定為6 s，這是因為持續(xù)時間的計算是在滿足頻率標準后才開始的。ICD持續(xù)監(jiān)測心率的過程即是將每一個心動周長與頻率識別標準的周長相比較的過程，當ICD在連續(xù)的10個心動周長中判斷有8個等于或短于所設定的識別標準周長(頻率標準150次/分，周長即為400 ms)時，ICD即確定滿足VT診斷標準并開始計算持續(xù)時間。顯然，計算持續(xù)時間之前心動過速已經(jīng)持續(xù)了至少10個心動周期，以上述150次/分為識別標準，則10個心動周期應為4 s，所以持續(xù)時間雖然設定為6 s而VT實際持續(xù)了10(4+6) s。在開始計算持續(xù)時間后，如果10個心動周期中一直有6個滿足頻率識別標準并且保持至所設定的持續(xù)時間終了(按上述舉例為6 s)，則在持續(xù)時間終了時即開始治療程序，否則需重新滿足連續(xù)10個心動周期中有8個符合頻率標準方才開始計算持續(xù)時間。同樣情況下，如果使用Medtronic公司的Jewel系列產(chǎn)品，則需設頻率標準為400 ms，持續(xù)時間為24個心動周期(10秒鐘應為25個心動周期，但可程控參數(shù)中沒有25這個值)，如果24個心動周期連續(xù)滿足識別標準即開始治療程序。此種ICD的頻率標準與持續(xù)時間是同時得到滿足的，也就是說，其持續(xù)時間的計算起點與CPI公司的不同。關于VF持續(xù)時間的設置亦舉例說明。假如VF頻率標準擬定為200次/分，希望持續(xù)6 s開始治療，CPI公司產(chǎn)品的設置方法與VT相同，即頻率為200次/分，持續(xù)時間為3 s(因10個心動周期占用時間為3 s)；Medtronic公司的產(chǎn)品需設頻率標準為300 ms、持續(xù)時間為15/20。后者的含義是連續(xù)20個心動周期(持續(xù)6 s)中15個能滿足所設定的頻率標準周長即達到診斷條VF的診斷只有心率及持續(xù)時間的標準，而VT的診斷除了上述的基本標準外，還有輔助標準供選用，以便與竇性心動過速及心房顫動相鑒別。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)時間的標準，而VT的診斷除了上述的基本標準外，還有輔助標準供選用，以便與竇性心動過速及心房顫動相鑒別。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增設了QRS群波寬度，用以鑒別VT和室上性心動過速(SVT)。

突發(fā)性是指心動過速開始的聯(lián)律間期較竇性心律周長縮短的程度，通常以百分率表示。VT都是突發(fā)突止的，而竇性心動過速一般都是逐漸發(fā)生、逐漸終止的。因此兩者可以用突發(fā)性標準進行鑒別。突發(fā)性的具體設定系根據(jù)患者心動過速發(fā)生時聯(lián)律間期的規(guī)律來確定，比如每次聯(lián)律間期較竇性心率周長短25%，則可設其突發(fā)性為20%。一旦選設了突發(fā)性，則需同時達到初始識別標準的心率、持續(xù)時間以及突發(fā)性才滿足VT的診斷條件。

穩(wěn)定性是指心動過速不同周長間差別的最大允許范圍，也就是心動過速時心律的規(guī)整性，通常以毫秒表示。心房顫動也會出現(xiàn)快速心室率，但心律不規(guī)整，而VT時心律規(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時各周長間差別不超過30 ms，可將穩(wěn)定性設為40～50 ms。選用了穩(wěn)定性標準后，必須同時達到初始識別標準的心率、持續(xù)時間及穩(wěn)定性才滿足VT的診斷條件?；颊呷敉瑫r有SVT可加用QRS波群寬度標準予以鑒別。

1.2　快速心律失常的治療

快速心律失常的治療有電擊(Shock)和抗心動過速起搏(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)品型號不同，具體參數(shù)設置有一定差異，少數(shù)產(chǎn)品最大電擊能量可達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)及周長遞減起搏(Ramp pacing)。①短陣快速起搏是指在同一陣起搏中，周長相等且短于心動過速周長的起搏方式。起搏周長的設定多以心動過速周長的百分率表示，通常以心動周期周長的75%～80%作為設定值，其終止心動過速的成功率較高。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，太多亦無必要，甚或使心律失常加速。②周長遞減起搏是指在同一陣起搏中，周長逐漸縮短的起搏方式。這種方式終止心動過速的成功率高于短陣快速起搏，但使心律失常加速的機會也多，起搏脈沖數(shù)較多時尤其如此。

VF的治療只能選用電擊方式。一般地說，首次電擊的能量要比所測除顫閾值高5～10 j，而從第二次開始應該使用最大能量。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可以設定多個程序，每個程序內(nèi)可以選用兩種起搏方式中的一種，而且可以進行掃描。所謂掃描是指當一次ATP無效時，下一次ATP的起搏周長或(和)聯(lián)律間期可自動按所設置的數(shù)值縮短。因此，VT的治療可采用首選ATP，無效時進行低能量電擊復律，再無效時進行高能量電擊復律的階梯治療方法。

此外，ICD尚具備儲存心內(nèi)心電圖以及心動過速發(fā)生的時間、周長、聯(lián)律間期、治療時間、方式和治療后的反應等信息的功能，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)心動過速及檢驗治療程序的效果。

2　ICD工作程序的設置

2.1　設置工作區(qū)

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

2.2　設置快速心律失常的診斷程序

(1)設置每個工作區(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VT區(qū)的頻率至少相差20 次/分。再識別與初始識別頻率標準相同。

(2)設置VF及VT的持續(xù)時間：VF的初始識別持續(xù)時間以3～5 s為宜，VT的持續(xù)時間可相應延長，但一般不超過10 s；再識別的持續(xù)時間要短于初始識別者。

(3)突發(fā)性、穩(wěn)定性標準：有可能發(fā)生竇性心動過速者加用突發(fā)性標準，有心房顫動病史者加用穩(wěn)定性標準。

2.3　設置快速心律失常的治療程序

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

(2)VT的治療程序：按ATP－低能量電擊復律－高能量電擊復律的階梯治療原則設置。低頻率VT區(qū)可只設ATP或加用低能量電擊，高頻率室速區(qū)可只設電擊復律，亦可開始使用一個周長遞減起搏的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，起搏周長從心動過速周長的80%左右開始，每陣4～10個脈沖，陣間遞減10 ms限定最小周長為200 ms，共設4～6陣。周長遞減起搏間期一般由心動過速周長的90%左右開始，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。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，第三次開始可用最大能量。ATP參數(shù)及電擊能量的設定最好以術前或術中電生理檢查的結果為據(jù)。

2.4　設置抗心動過緩起搏工作參數(shù)。

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

2.6　注意事項

①術中測定除顫閾值時，VF終止程序的電擊次數(shù)不宜超過2次，第二次要選用最大能量。2次無效時，應立即行體外除顫，以策安全。②ICD的工作參數(shù)要根據(jù)隨訪結果及時調(diào)整。③每次程控后打印結果，確認所設工作參數(shù)無誤。