郭继鸿教授心电系列之一百零五心律植入装置的新进展 郭继鸿 北大人民医院 随着现代高科技的快速发展，人们对心脏生理与病理学的认识逐渐深入，起搏器、埋藏式心律转复除颤器（implantable cardioverter defibrillator, ICD）、心脏再同步化治疗（cardiac resynchronization therapy,CRT）、植入式Holter 等心律植入装置（cardiovascularimplantable electronic clevice, CIED） 技术与临床应用年来已取得日新月异的进展。一般情况下，磁共振（MRI）优于X 线的CT 检查，并适用于全身所有疾病的定性与定量评估，是多种疾病诊断与鉴别的重要检查。其多方位、大视野、任意断面、优质多参数清晰成像等优点尚无其他检查可替代。而MRI 检查环境产生的强大电磁及干扰，可影响多种心律植入装置的金属元件、电路及电极导线等，在声强不断增大的背景下更为明显。起搏器患者接受MRI 检查后有发生磁按开关紊乱、起搏器电重置的风险，严重时可引起植入装置功能的损毁与失灵。此外，因局部电流密度大，热效应明显，可造成起搏电极与心肌界面的显著损伤，使起搏阈值异常升高而导致失夺获和电极周围心肌的热损伤，甚至心肌穿孔，残留体内的电极导线也存在发生这些合并症的危险。经过20 多年的研发，美敦力公司推出EnRhythmMRI（TM）SureScan 起搏器和CapSureFix MRI 5086 配套导线；其作为首款可行MRI 检查的起搏器先后得到欧洲CE 和美国FDA 的批准，可在MRI 环境中应用，这标志着心律植入装置又进入一个新的时代。随后百多力公司也研制出ProMRI 技术，并推出含有ProMRIR技术的ICD、CRT-D 和CRT-P 等装置。ProMRIR 技术使植入起搏器、ICD、CRT 的患者等都可进行MRI检查。2013 年5 月，Heart Rhythm 杂志发表了2009 例植入这种起搏器并随访一年的报告[1]。全组植入后一年内因各种原因，13%的患者进行了MRI 检查。其中47%的患者此前未进行过MRI 或CT 检查，该结果是迄今为止临床使用的最大一组报告（见图1）。
应当注意，佩戴MRI 兼容心律装置的患者在MRI 检查前还要程控并满足一些特定条件。
传统的起搏系统由起搏脉冲发生器与起搏电极导线两部分组成。起搏电极导线最初1~2 根，而目前在CRT 治疗时已增加到3~4 根。起搏电极导线长期在体内工作，容易发生电极导线的故障与感染等。当电极导线因故障需要拔除，或需外科手术拔除时，将面临一定的合并症，也增加了感染机会。因此，研发人员多年来一直努力研发无起搏电极导线的起搏器。2011 年，这一目标业已实现，单腔VVI 无电极导线心脏起搏器已用于临床。无起搏电极导线起搏器可分成两类：2011 年5 月，首次将超声能量转换式无电极导线心脏起搏器植入体内（见图2）。其采用压电换能器将超声波能量转换为电能进行心脏起搏[2]。
圣犹达公司在2013 上市另一类无导线心脏起搏器，其体积很小，外形如同一消炎痛栓，比一美分的硬币稍大。脉冲发生器需特殊的释放系统以下腔血管为入路，最终植入在右室心尖部等右室部位。该植入术比传统的起搏器的植入更为简便，脉冲发生器固定在右室内膜及心肌。植入后，该起搏器具有一般起搏器的所有功能，并有效地起搏心室（见图3）。
自1980 年首例ICD 植入人体，ICD 的除颤电极片已由原来开胸安置在心外膜进展到当今经静脉植入除颤电极导线。尽管电极导线的设计仍在不断创新与完善中，但经静脉植入的除颤电极导线仍有较高的术中与术后的合并症，例如：血胸、气胸，心包填塞，囊袋感染甚至感染性心内膜炎等；另外，三尖瓣病变也会增加电极导线的植入难度，以及电极导线的断裂、脱位及心肌穿孔等情况的发生；而ICD 的电极导线需要拔出时，需要面对更大的风险，甚至死亡。因此，不需要静脉电极导线的皮下ICD 技术应运而生。其由皮下脉冲发生器和皮下除颤电极导线组成（见图4），整个ICD 系统不接触心脏和血管，避免了静脉电极导线带来的各种问题。Bardy 等[3]从2001 年开始探索这种新型设备最佳的植入方法及功能。研究证实：将ICD 脉冲发生器置于左侧腋下、长约8cm 的除颤线圈平行放置于胸骨左缘部位，除颤阈值最低；与皮下ICD 相比，静脉ICD的平均除颤阈值明显较高；一组53 例患者的研究结果显示，皮下ICD 对正确识别室颤率为100%；其中52 例除颤成功，平均除颤阈值为35 J。仅1 例连续两次除颤失败。2012 年4 月26 日，皮下ICD 获美国FDA的批准。目前，皮下ICD 有两点不足：（1）无ATP 治疗功能，仅能对室速、室颤行除颤治疗；（2）除颤阈值明显高于静脉ICD。ICD 不恰当放电给患者的精神健康带来极大影响，并影响患者远期生存率。ICD 不恰当放电包括对噪音干扰的治疗。（5）导线噪音（导线断裂/ 磨损、固定螺丝松动、导线插头未正确插入插孔）。为了更精准地识别噪音，圣犹达公司推出ICD 导线噪音鉴别功能(lead noisediscrimination)。（1） 如近场通道感知而远场通道未能感知时，则诊断为导线噪音干扰信号而抑制ICD 的治疗；（2）如近场和远场两通道同时感知的信号，则诊断为真性心室除极信号而被计数，达标后可诊断室速、室颤而治疗。圣犹达公司研制已推出ICD 的心脏缺血监测功能，其通过腔内电图监测和诊断缺血性ST 段偏移，并与基线水平比较后做出缺血发作的诊断，进而发放报警，敦促患者及时就诊，这种新型ICD 已通过美国FDA 批准而用于临床。双腔ICD 的价格较高，经济不发达国家（包括中国）的单腔ICD 植入数量远高于双腔ICD。单腔ICD不具有心房腔内电图，明显降低了其诊断能力，增加了误放电率，而ICD 患者常是快速房性心律失常的高发人群。为解决这一问题，近年来新推出VDD 式ICD，其植入的心室起搏与除颤电极导线既能感知和记录心房电图又具有心室起搏、感知、除颤功能。我们将其称为VDD 式ICD。与单腔ICD 的电极导线相比，新的电极导线在心房部位增加了两个心房电图的探查电极，记录心房电图。这能大大提高房性快速性心律失常的诊断功能，使心律失常的正确诊断率大大提高，显著减少误放电。CRT 治疗心力衰竭已近20 年，并成为心衰治疗的I 类适应证。多年来，CRT 新技术不断推出。近来，CRT 左室4 极起搏导线已悄然问世并用于临床。该导线纤细精制：电极导线头顶的外径仅4.7F，外部由优质耐用的绝缘材料做成；导线的头端比体部更纤细，为激素电极；头部呈S 形，可在静脉内固定导线；尾端为IS4 插头。这种新的左室起搏的4 极导线，使用方便、节省空间。明显降低左室起搏阈值，明显降低膈神经刺激的发生率，减少左室起搏导线的脱位率，提高CRT 治疗的反应性。心衰患者行CRT 治疗时，仍有30%的患者无反应，即CRT 治疗后患者左室EF 值的提高<5%。CRT治疗无反应的原因很多，其中双室同步化起搏占总心搏的比率较低是一个重要原因。研究表明，当该值低于90%时将明显影响CRT 效果。近年来，为提高CRT治疗中双室同步化起搏比率，已推出多种CRT 新算式、新功能。在CRT 起搏并连续出现8 个不应期内心房感知，进而形成AR-VS 形式时，将激活ATR 功能而自动缩短PVARP，使PP 间期> 心房总不应期，AR 变为正常感知（AS），进而恢复心房跟踪功能及CRT 的双室同步起搏。当CRT 起搏器感知到自身QRS 波后，将延迟8ms 触发双室同步起搏，其解决了室早的双室同步化起搏问题，进而提高CRT 疗效。与DDTV 模式不同，该功能在非室早时仍保持普通的CRT 模式，而感知自身QRS 波时立即表现为VSR 功能。该功能适于CRT 患者伴有自身房室下传的QRS 波伴发的室早，还适合于发生房颤转换为VVI 或DDI 模式的情况。 7.3 对房颤自身QRS 波的反应功能（CAFR 功能） 该功能与原来的VRS （ventricular rate smooth）功能相似，即起搏器对房颤时自身QRS 波将有特殊反应，具体为： ①凡连续2 次心室感知时，将触发心室起搏率自动增加1 次/min，连续感知3 次时自动增加2次/min 起搏率，以此类推； ②凡连续2 次心室起搏QRS 波时，将触发起搏率自动降低1 次/min。因此，患者房颤伴快速心室率时，不断被感知的自身QRS 波可使心室起搏率不断升高，使心室起搏的数量与比例增加，而每次心室起搏都是一次室性早搏，其后存在的类代偿间期可使RR 间期延长，心室率减慢。 随着CRT 双室同步起搏比率的提高，将有利于患者的房颤律再变为以CRT 心室起搏为主的心律，RR 间期也将变得相对规整。此时再加上VSR 功能的同时应用，使感知的QRS 波也可触发双室起搏，将大大提高房颤患者的双室同步起搏的比率。 第一代植入式Holter 于1998 年用于临床。随后历经10 年，先后研发出四代产品而发展到当今应用的最新产品。2012 年，第四代植入式Holter 已在国内用于临床（见图5）。
第四代植入式Holter 增加了植入术中确定最佳植入部位的测试中继导线设备。其感知阈值的自动化调整也更为精细（见图6）。感知一次R 波后，其感知灵敏度将有4 次变化。心律失常的诊断除心率标准外还增加了突发性标准和稳定性标准。
第四代植入式Holter 冻结和存储心电资料的功能更趋严格，更能有效地防止已被存储的有诊断价值资料的丢失，其资料冻结的模式固定而不能程控。其可同时存储49.5 min的心电资料，其中手动可触发3 次，每次冻结心电资料的时间为7.5 min，共22.5 min，每次冻结的资料包括触发之前的6.5 min 及其后1 min 的心电资料。而自动触发可多达27 次，每次冻结资料的时间为1 min，共可累积27 min。应当注意，自动触发冻结的心电资料是事件前30 s 及事件结束前27 s 的心电资料。人机对话是第四代植入式Holter 的又一新功能。此外，第四代植入式Holter 还应用了信号类聚法的Lorenz 差值散点图技术，进而可诊断植入患者的基本心律，包括对窦性心律、房速或房扑、心房颤动等做出相当准确的诊断。此外，还可计算患者的房颤负荷、心室率、白天及夜间的平均心率、患者的活动趋势及心率变异性等。心律植入装置临床应用已逾60 年，其是人类科学技术发展的标杆及寒暑表，每次现代科技的重大创新与进步都将为心律植入装置技术注入活力，创造出新功能。在科技迅猛发展的今天，心律植入装置的新进展更是层出不穷。随着无线电远程传输技术的进步，心电远程监测技术正在迅速发展，心律植入装置的远程监护功能也应运而生；而电池技术的进步，使心律植入装置的使用寿命更加延长等，为了与时俱进地掌握与应用好这些新技术，需要使用者不断进行知识更新，紧跟前沿。
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