陳源
(廣西欽州市第一人民醫(yī)院功能科心電圖室,廣西 欽州 535099)
自人工心臟起搏器被研發(fā)問世后,臨床將其用于心律失常的治療中,各項功能以及應用效果備受臨床重視。但傳統(tǒng)起搏器應用中,導線相關(guān)并發(fā)癥以及起搏器囊袋并發(fā)癥發(fā)生率較高,其中起搏器植入一定程度上會加重患者痛苦,嚴重威脅患者生命健康[1]。隨著科學技術(shù)水平的不斷提高,無導線心臟起搏技術(shù)開始應用于臨床中,該技術(shù)是完全心內(nèi)起搏方式,去除了導線和囊袋,簡化了植入步驟,減輕了患者痛苦,避免了傳統(tǒng)起搏器應用過程中并發(fā)癥發(fā)生,為心律失常改善提供了一種新型的治療。本文總結(jié)分析無導線心臟起搏技術(shù)應用進展,具體綜述如下。
自1958年第一次將心臟起搏器植入手術(shù)開始至今,起搏器的應用發(fā)展一系列巨大變化。傳統(tǒng)起搏器包括導線、脈沖發(fā)生器,且這一基本結(jié)構(gòu)維持了較長時間,但也正是因為起搏器中的導線、脈沖發(fā)生器的存在,也導致了傳統(tǒng)起搏器應用中導線相關(guān)并發(fā)癥、脈沖發(fā)生器囊袋感染等發(fā)生。
俞章平等[2]研究中,358例心臟起搏器植入術(shù)實施過程中,術(shù)后感染25例,感染發(fā)生率為6.98%。分析是因傳統(tǒng)起搏器應用過程中,起搏器依賴者需不斷更換起搏器,而頻繁的更換,增加了感染發(fā)生風險。感染發(fā)生后,為了成功救治患者,需及時拔出脈沖發(fā)生器、導線,增加手術(shù)感染風險。
傳統(tǒng)起搏器應用中另一個問題,就是起搏器的導線并發(fā)癥發(fā)生率高。分析原因,導線故障問題存在,增加閾值升高發(fā)生率,而且會影響患者的正常活動。起搏器應用中因?qū)Ь€存在,會限制肢體活動,導致上肢活動異常,而活動過程中極易導致導線移位、脫落,甚至穿孔發(fā)生[3]。尤其是導線經(jīng)靜脈植入,加劇靜脈狹窄。傳統(tǒng)起搏器另一常見并發(fā)癥是,導線壓迫、移位會導致三尖瓣返流。起搏器用于治療體型偏瘦患者時,因起搏器體積較大,或采用埋藏式心臟轉(zhuǎn)復除顫器,容易發(fā)生囊袋破損,脈沖發(fā)生器外漏。上述并發(fā)癥的存在,均會導致起搏器應用過程中引發(fā)患者不適,臨床應用受限[4]。
針對傳統(tǒng)起搏器應用中并發(fā)癥問題,相關(guān)研究學者提出,在傳統(tǒng)起搏器基礎上進行研究,摒棄導線這一結(jié)構(gòu),設計無導線起搏器。隨著起搏技術(shù)以及新型能源材料發(fā)展,新的微型起搏器應運而生,具有以下優(yōu)勢:植入與取出操作均簡單可行;便于調(diào)控與測試;可有效固定心肌,防止脫位、穿孔等風險發(fā)生;設計低能量;應用高集成能量微型電池。該起搏器簡化了起搏技術(shù)操作步驟,減輕對患者造成的創(chuàng)傷,植入操作簡單方便,用于心律失?;颊咧行Ч@著[5]。
1970年,在高密度集成電路、微型電池發(fā)展背景下,Spickler等設計了一款無導線起搏器。該起搏器應用中,是經(jīng)手術(shù)、遞送系統(tǒng)將心內(nèi)起搏器植入房室傳導組織右室內(nèi),在右室內(nèi)發(fā)揮發(fā)揮右腔起搏作用,而且起搏器發(fā)揮作用期間,不會引發(fā)任何并發(fā)癥,這表明完全心內(nèi)起搏是切實可行的。
但該技術(shù)在臨床應用中,因電池電量不足、固定裝置以及遞送系統(tǒng)簡陋,完全不能滿足正常的臨床應用,這些問題存在也限制了無導線起搏器的廣泛應用。正因為上述問題,該技術(shù)逐漸被臨床忽視[6]。
近十年來,隨著電醫(yī)學技術(shù)水平進步發(fā)展,低能耗電子元器件、程控技術(shù)、高密度能量電池、導管制作技術(shù)等發(fā)展,無導線心臟起搏術(shù)再次得到應用發(fā)展。當前臨床中無導線心臟起搏器先驅(qū)產(chǎn)品分別為2012年NanostimTM無導線起搏器、2013年MicraTM經(jīng)皮起搏系統(tǒng)(TPS),這兩款產(chǎn)品的研發(fā),標志著無導線起搏技術(shù)切實可行。相較于傳統(tǒng)的起搏器,這兩種起搏器的體積均有明顯縮小,僅為傳統(tǒng)起搏器的10.0%[7]。
臨床中無導線起搏器主要具有單腔心室起搏作用,通過植入起搏器,并采用主動固定方式,與頭端電極增加涂層,防止閾值水平急性升高。尾端保留切口,便于調(diào)整起搏器或拔除起搏器。于X線引導下,經(jīng)股靜脈穿刺,起搏器經(jīng)可調(diào)彎遞送系統(tǒng),被植入到右室。因無導線起搏器體積小,應用過程中若電池電量耗盡時,不需要拔除起搏器,而是將另一枚起搏器植入。
3.1 NanostimTM無導線起搏器 NanostimTM無導線起搏器為當前最成熟微型無導線起搏器,呈棒狀,大小與7號電池基本相同,不足傳統(tǒng)起搏器1/10%。Leadless研究為臨床第一項用于測試NanostimTM無導線起搏器治療。采用多中心、單組、前瞻性研究方法,入選對象均大于18歲,有單腔起搏適應證,研究對象33例,手術(shù)成功率為97.0%,手術(shù)時間為(28±17)min,總并發(fā)生發(fā)生率為7%。試驗表明NanostimTM無導線起搏器相較于傳統(tǒng)起搏器,應用效果更為顯著。但關(guān)于NanostimTM無導線起搏器的遠期安全性以及治療效果熱,仍需臨床進一步研究。
3.2 MicraTM經(jīng)皮起搏器 該起搏器經(jīng)股靜脈、23 F可調(diào)彎遞送,植入到右心室,經(jīng)4個自膨式彈性鎳鈦諾爪固定在右室心肌中。該起搏器具有閾值自動奪獲與頻率應答功能,還可描記心率、感知靈敏度以及起搏比例。針對MicraTM經(jīng)皮起搏器Micra TPS研究,在2013年12月9日奧地利成功選擇第1例患者,手術(shù)成功進行。
CRT是臨床治療心力衰竭的重要方法,但在臨床應用中存在較多問題。受冠脈靜脈解剖限制,CRT左室電極置入失敗率較高,難以植入到理想的起搏部位。而成功植入CRT患者,有較高的無反應發(fā)生率。左室心外起搏可能會引發(fā)非生理性激動、起搏閾值升高、膈神經(jīng)刺激等。
而采用無導線起搏技術(shù)可改善CRT治療中存在問題,利用超聲WiCSTM系統(tǒng),經(jīng)無導線起搏方式,避免出現(xiàn)CRT放置位置不理想情況發(fā)生,減少非生理性起搏發(fā)生。該系統(tǒng)應用后轉(zhuǎn)化超聲信號為起搏能量,進而發(fā)揮左心室內(nèi)膜起搏效果,可用于CRT放置左室電極失敗者治療中。其主要由左室起搏單元、皮下脈沖發(fā)生器以及傳統(tǒng)起搏裝置組成。
WiCSTM植入術(shù)實施前,可先實施超聲心動圖檢查,經(jīng)超聲傳輸確定最佳聲窗位置,根據(jù)超聲傳輸測定結(jié)果,將發(fā)射器植入到胸大肌后囊袋,覆蓋接收器所處聲窗位置。
WiSE-CRT研究為臨床用于觀察評估WiCSTM系統(tǒng)治療心衰效果的主要試驗,研究中對17例心衰患者進行研究分析,研究結(jié)果表明,76%患者無導線左室電極成功置入,平均起搏閾值為(1.6±1.0)V。隨訪1個月,結(jié)果表明雙心室起搏比率為83.0%。WiSE-CRT研究證明無導線超聲為左室心內(nèi)膜CRT治療安全可行方法。但考慮到該實驗的安全性,最終提前終止實驗。因研究中約20%患者出現(xiàn)心包壓塞。此外研究學者在實驗終止后,為了進一步研究更為安全的治療方法,改進遞送系統(tǒng),但仍存在超聲能量傳遞效能低、電池壽命短等問題,仍需臨床進一步研究。
關(guān)于無導線心臟起搏技術(shù)的應用,已經(jīng)有超過40年歷史。隨著電路技術(shù)以及能量源的開發(fā)應用,該技術(shù)逐漸成為現(xiàn)實,且被廣泛應用。無導線心臟起搏器應用優(yōu)勢顯著,改善了傳統(tǒng)起搏器應用過程中存在導線、囊袋相關(guān)并發(fā)癥,減輕機體外來物負荷,能更加方便植入起搏器,且體積小,植入過程中可大大減輕對患者造成的不適感,不會影響外部美觀,而且還可用于核磁共振顯像檢查中。當前提出的兩種無導線起搏器分別為NanostimTM無導線起搏器、MicraTM經(jīng)皮起搏器。在右室無導線起搏方面,上述兩種起搏器的均為微型起搏器,但起搏器直徑粗,為了保證植入順利,需應用同樣粗細的系統(tǒng)鞘管直徑,這樣會增加假性動脈瘤等血流并發(fā)癥發(fā)生。因此在保證電池足夠壽命時間前提下,起搏器直徑限制其直徑粗細大小,為了更好應用,相關(guān)研究人員也在積極探索獲取新型能量延長電池壽命方法,縮小起搏器的直徑。研究認為,若能縮小這兩種起搏器的直徑,則臨床中這兩種起搏器的應用將會更加廣泛。
而且,研究表明CRT治療中無導線起搏技術(shù)應用效果顯著,該技術(shù)應用解決了傳統(tǒng)左室起搏電極難以準確放置的問題,而且可最大程度改善血流動力學。心內(nèi)膜起搏應用促使心臟除極更加接近人體正常的生理狀態(tài),可減少心律失常、降低心室復極離散度發(fā)生。而且左心室、左房多部位起搏,可轉(zhuǎn)復心室顫動。隨著相關(guān)技術(shù)水平的不斷提高,未來臨床應用中可同時植入多個無導線起搏器,增進彼此之間的協(xié)調(diào)性,發(fā)揮CRT和雙腔起搏作用。
但無導線起搏技術(shù)應用中仍面臨著一些安全問題,當前所有無導線起搏器均為雙室起搏(左室僅能通過超聲能量傳輸)或心室單腔起搏(微型無導線起搏器),并無傳統(tǒng)的DDD起搏模式,可能會增加房室失同步非生理性起搏增加。關(guān)于心房固定問題仍需進一步研究;考慮到無導線起搏技術(shù)處于初期發(fā)展階段,缺乏足夠的經(jīng)驗,來驗證其長期應用效果,因此需要日后大量臨床研究證實;經(jīng)體表無線傳輸存在的最主要問題,能量消耗過大,高能量消耗意味著需要高能量輸出,會導致臨床中器械的更換頻率增加;無導線起搏器應用過程中可能會引發(fā)的心包壓塞、心包積液、心臟穿孔等問題,均會導致該技術(shù)暫停或終止。為了廣泛應用無導線起搏技術(shù),固定裝置安全、心內(nèi)起搏遞送系統(tǒng)等方面均應引起足夠的重視,防止并發(fā)癥發(fā)生,而且電生理醫(yī)生應加強對該技術(shù)操作的培訓,減少手術(shù)誤差及手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生。
總之,無導線起搏器未來臨床應用意義重大,是未來臨床心臟起搏發(fā)展重要方向,相應通過學者們不懈努力,未來定會更好服務與患者,造福于患者。