心臟起搏器的操作與維護(hù)

          用一定形式的脈沖電流刺激心臟，使有起搏功能障礙或房室傳導(dǎo)功能障礙等疾病的心 臟按一定頻率應(yīng)激收縮，這種方法稱為人工心臟起搏。人工心臟起搏器工作原理就是替代竇房結(jié)發(fā)放一定頻率的電脈沖，甚至替代一部分傳導(dǎo)纖維將電脈沖按一定順序傳遞到心臟的相應(yīng)部位，刺激心肌收縮，使心肌產(chǎn)生搏動，從而維持正常的血液循環(huán)。

          （一）心臟起搏器的作用

          心臟起搏器能治療一些嚴(yán)重的心律失常。心律失常是由多種病因引起的心肌電生理特性改變的一種疾病，而某些嚴(yán)重的心律失常如高度或完全性房室傳導(dǎo)阻滯、重度病態(tài)竇房結(jié)綜合征等，藥物療效差。但安裝使用起搏器后卻能收到顯著的效果，并可大大降低死亡率，把不少垂?；颊邚乃劳龅倪吘壣蠐尵冗^來?；颊呙撾x危險期后，一般都能生活自理，其中大 部分還可從事力所能及的工作。正因?yàn)槿绱耍?976年開始，全世界每年新裝起搏器的患者約在20萬人以上，目前依靠起搏器維持生命的人已超過500萬人。隨著起搏器的推廣使 用，安裝起搏器的患者必將逐年增加， 用心臟起搏器不僅在心律失常的治療和預(yù)防中已經(jīng)起到了積極作用，而且還可用于某 些疾病的診斷。例如心房調(diào)搏輔助診斷可疑的冠心病、心房超速起搏法診斷竇房結(jié)功能不全，預(yù)測完全性房室傳導(dǎo)阻滯患者是否有發(fā)生心腦綜合征的危險等，其次人工心臟起搏技術(shù) 在心血管的生理和病理生理以及藥理和臨床應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)研究工作中，也取得了發(fā)展。例如 在心律失常方面，將逐步揭示一些我們還不能解釋的電生理現(xiàn)象，對心律失常的診斷和治療會起到更積極的作用。

          （二）心臟起搏器的應(yīng)用

          心臟起搏器在形式上可分為體外臨時起搏型和置入式（或稱性或埋藏式）兩種，前者供急救性臨時起搏，后者供長期性起搏治療。

          1．長期起搏的適應(yīng)證

①房室傳導(dǎo)阻滯。三度或二度（莫氏二度）房室傳導(dǎo)阻滯，無論 是由于心動過緩或是由于嚴(yán)重心律失常而引起心腦綜合征（阿斯綜合征）或者伴有心力衰竭者；

          ②三束支阻滯伴有心腦綜合征者，病態(tài)竇房結(jié)綜合征（病竇綜合征）；

          ③心動過緩及過速交替出現(xiàn)并以心動過緩為主伴有心腦綜合征者。

          2．臨時性起搏適應(yīng)證臨時性起搏是指心臟病變可望恢復(fù)，緊急情況下保護(hù)性應(yīng)用或診斷應(yīng)用的短時間使用心臟起搏，一般僅使用幾小時、幾天到幾個星期或診斷及保護(hù)性的臨 時性應(yīng)用等。

          如：①急性前壁或下壁心肌梗死，伴有三度或高度房室傳導(dǎo)阻滯、經(jīng)藥物治療無效者；②急性心肌炎或心肌病，伴發(fā)心腦綜合征者；③藥物中毒伴有心腦綜合征發(fā)作者；④心臟手術(shù)后出現(xiàn)三度房室傳導(dǎo)阻滯者；⑤電解質(zhì)紊亂，如高血鉀引起高度房室傳導(dǎo)阻滯 者；⑥超速驅(qū)動起搏應(yīng)用于診斷上以及用于治療其他治療方法已經(jīng)無效的室性或室上性心動過速者；⑦在必要時可應(yīng)用于安置長期心外膜或心肌起搏電極之前，冠狀動脈造影、電擊 復(fù)律手術(shù)、重大的外科手術(shù)及其他手術(shù)科室的手術(shù)中或手術(shù)后作為保護(hù)性措施者。

          （三）心臟起搏器的基本構(gòu)造

          人工心臟起搏器由低頻脈沖發(fā)生器，電極和電源三個基本部分構(gòu)成。

          1．起搏脈沖發(fā)生器起搏脈沖發(fā)生器由鈦金屬外殼及內(nèi)部的電路和電池組成。起搏 電池提供起搏所需的能量（即微小電脈沖）。這種微小的、密封的鋰電池通常能工作數(shù)年至十年。當(dāng)電池耗盡時，整個心臟起搏器需要被更換。脈沖發(fā)生器電路就像一臺微型計(jì)算機(jī)， 由控制單元、感知單元和脈沖輸出單元組成，能持續(xù)檢測、分析和記錄患者的心跳，在需要時發(fā)放電脈沖。機(jī)殼頂部有環(huán)氧聚合物樹脂澆鑄成型的電極連接口，可連接起搏導(dǎo)線。

          2．心臟起搏器電極心臟起搏器的電極與導(dǎo)線是其重要組成部分。

          (1)起搏電極導(dǎo)線分類：依據(jù)起搏電極導(dǎo)線安置及用途的不同，主要分為以下三種：
          ①心內(nèi)膜電極：一般把這種電極做成心導(dǎo)管形式，經(jīng)體表周圍靜脈置人心腔內(nèi)膜，與心內(nèi)膜接觸而刺激心肌，因此也稱這種電極為心內(nèi)膜導(dǎo)管電極，簡稱導(dǎo)管電極。安置時僅需切開導(dǎo) 管周圍靜脈，不必開胸，手術(shù)損傷小，因此在臨床上，這種電極用得多，約占90%，但對靜脈畸形和心腔過大的患者，宜采用下面介紹的心肌電極。

          ②心外膜電極；這種電極使用時需要手術(shù)開胸，縫扎于心外膜表面，接觸心外膜而起搏。其缺點(diǎn)是與心外膜之間極易長出纖維 組織，易在短期內(nèi)導(dǎo)致起搏閩值增高，故目前多為T面介紹的心肌電極所代替。

          ③心肌電 極。使用時手術(shù)開胸置人心肌內(nèi)，使電枝頭刺人心壁心肌，這樣可以減少起搏閾值增高的并 發(fā)癥。但因需開胸，手術(shù)較大，故除年輕患者（活動量大）或靜脈畸形、心腔過大而心內(nèi)膜電 極不易固定者外，其他較少使用。

          (2)按心內(nèi)膜使用的電極分為兩類：

          ①單極心內(nèi)膜電極：使用時僅有一個單極接觸心臟。為了使此電極與心臟起搏器輸出起搏脈沖有一個輸送回路，因此還必須設(shè)置另一個電極，這個電極一般稱為無關(guān)電極，可把這個無關(guān)電極安放在患者皮膚下任何部位。埋藏式起 搏器的無關(guān)電極就是起搏器的金屬外殼。

          ②雙極心內(nèi)膜電極：帶有兩個電極，使用時這兩個 電極均接觸心臟，均固定在心肌上，或陰極與心內(nèi)膜接觸，而陽極在心臟內(nèi)。 除了上述電極外，還有為各種特殊需要而制作的電極，如經(jīng)胸外壁起搏電極、食管心房 電極、縱隔心房電極等。

          (3)起搏電極導(dǎo)線結(jié)構(gòu)與形狀：電極的形狀有勾頭、盤狀、柱狀、環(huán)狀、螺旋狀、傘狀等不 同類型，如圖10- 11所示。

          (4)起搏電極導(dǎo)線材料要求：起搏電極導(dǎo)線兼有起搏刺激和檢測的功能，要求具有良好 的電性能；起搏電極導(dǎo)線與體液和組織緊密接觸，而且晝夜不停地隨心臟一起跳動，導(dǎo)線材 料要求耐生物老化，抗腐蝕，與血液、組織生物相容性好。導(dǎo)線的外層絕緣材料一般選用高 純硅橡膠或醫(yī)用聚氨酯。為適應(yīng)人體運(yùn)動的彎曲和扭動，以及心臟本身的活動，起搏電極導(dǎo)線非常靈活。常用的起搏電極導(dǎo)線材料有鉑、鉑銥合金，埃爾基合金，高純度的熱解碳，近 年又有激素緩釋起搏導(dǎo)線問世。 后還需要說明的是，由于埋藏式起搏器的使用壽命已達(dá)8-12年，在更換起搏器時，一般都不希望同時更換導(dǎo)管電極，這就要求導(dǎo)線和電極的使用壽命要大大超過起搏器壽命（好是2～3倍）。為此，必須加強(qiáng)導(dǎo)線和電極的研制工作，生產(chǎn)出能具有“終生”使用壽命 的電極。

          3．心臟起搏器電源心臟起搏器的能源（電池）對埋藏式起搏器來說很重要，能源的壽 命就是起搏器的壽命。能源壽命長，則可減少更換起搏器的次數(shù)，這是設(shè)計(jì)人員和臨床醫(yī)師 十分關(guān)心的問題。起搏脈沖發(fā)生器的電池要求體積小，容量犬，釋放能量緩慢，密封性能好。

          下面簡略介紹幾種主要能源：
          (1)鋅汞電池：以鋅作為負(fù)極、氧化汞作為正極，電解質(zhì)為氫氧化鉀水溶液。這種電池 的優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)阻低，放電性能平坦。缺點(diǎn)是漏堿、脹氣、自放電大、擱置壽命短，因汞的比重大，汞粒容易穿過極間隔膜造成短路。經(jīng)幾次重大改進(jìn)后，其可靠性已大大提高，新結(jié)構(gòu)的鋅汞 電池起搏器壽命已達(dá)5年。盡管如此，這種電池與鋰電池相比仍相形見絀，目前在埋藏式起 搏器中它幾乎被淘汰。

          (2)鋰電池：鋰電池類型有多種，具有許多優(yōu)點(diǎn)，大部分已被廣泛應(yīng)用，分述如下：

          ①鋰 碘電池：鋰碘電池是以金屬鋰為陰極、聚二乙烯基吡啶碘為陽極，電解質(zhì)是碘化鋰。其特點(diǎn)是；因?qū)儆诠腆w介質(zhì)，故無泄漏和脹氣等致命缺點(diǎn)，完全可以密封，電池不會突然損壞，并且 自放電很低，10年不超過10%，因此可靠性高，壽命長，目前在國內(nèi)外大量使用。

          ②鋰亞硫 酰氯電池：屬于非水電解質(zhì)電池，用無機(jī)溶劑亞硫酰氯代替有機(jī)溶劑，不再應(yīng)用單獨(dú)的電解液，而是直接讓這些無機(jī)溶劑在電極上進(jìn)行還原反應(yīng)。其特點(diǎn)是：放電特性平坦，重量和體積都很小，不會造成電池內(nèi)壓升高，使用期可長達(dá)10年。這種電池主要存在問題是電壓滯 后和高溫儲存后不會有大電流放電。

          ③鋰鉻酸銀電池：陰極是鉻酸銀和石墨粉混合物，隔膜是三種聚丙烯氈，還有兩層阻擋層，用以阻擋銀離子的遷移。分兩段放電：前一段為3 2V，占放電容量的75%，后一段為2 SV，占放電容量的25%，這對埋藏式起搏器的更 換報(bào)警是有價值的。這種電池沒有氣體產(chǎn)生，自放電可忽略不計(jì)，具有很高的可靠性，在 國外已普遍使用。

          ④鋰碘化鉛電池：陽極是碘化鉛和鉛粉的混合物，電解質(zhì)是固態(tài)的碘 化鋰和7氧化鉛的混合物。每個電池由三組（每組由7個單體并聯(lián)組成）串聯(lián)組成。在放 電過程中內(nèi)阻不斷增加，電池電壓緩慢下降，使用安全，可在溫度高達(dá)150℃時使用，目前 在國外生產(chǎn)使用。

          (3)核素電池：有223钚熱電式和147鉅ß電壓式兩種，是目前起搏器現(xiàn)實(shí)能源中壽命長 的一種，預(yù)計(jì)壽命可達(dá)20年，被譽(yù)為終身能源，對于青年較適合。但由于價格昂貴，并且放射線需要嚴(yán)格防護(hù)，體積和重量均大，遠(yuǎn)不如鋰電池廣泛應(yīng)用。

          (4)“生物燃料”電池（生物能源）：一種方法是利用人體血液中的氧和葡萄糖通過催化機(jī)制使后者氧化，然后將氧化反應(yīng)中產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。這種電池具有體積微小，可 作為終身電塬。但還存在易感染，反應(yīng)物影響血液成分，電特性不均勻等問題，目前仍在試 驗(yàn)階段。 另外，也有用電磁能轉(zhuǎn)換器或者具有壓電效應(yīng)的晶片將正常生理活動的機(jī)械能（心臟搏 動等）轉(zhuǎn)換為電能的。但這種方法獲得的能源電壓輸出低、性能不穩(wěn)定，因此還不能在臨床上使用，只處于實(shí)驗(yàn)研究階段。