人工心脏起搏、心脏电复律及其他心血管病介入性治疗是与药物并用于临床的心血管诊疗技术。近20年来,随着生物医学、电子工程学的飞速发展,具有除颤、复律和起搏功能的埋藏式自动心脏复律除颤器和多部位生理性起搏技术已开始用于临床。同时随着医疗器械的更新进步,以冠心病和心律失常为代表的介入性治疗是临床医学发展最迅速的领域之一,技术趋于成熟,射频消融术已成为根治某些心律失常的主要治疗方法。介入技术微创、疗效好,较外科手术安全,得到临床肯定。
人工心脏起搏(artificial cardiac pacing)是应用心脏起搏器发放人造的脉冲电流刺激并兴奋心脏,使其产生有效收缩以带动心脏搏动的治疗方法。目前应用的起搏器具有4大主要功能,即刺激心脏使之除极,感知心脏自身电活动信号,对增加的新陈代谢需要做出反应,提供频率适应性起搏。此外,还具有存储信息、诊断、程控、遥测等功能。
心肌的收缩和舒张实现心脏的泵血功能,机械运动都是由心肌细胞动作电位的规律性发生与扩布引起的。当人为给予心肌电刺激,可引发心肌细胞的除极,继而引致心肌细胞的机械收缩。人工心脏起搏系统由脉冲发生器(又称起搏器)、电源和电极导线3部分组成。起搏器是一台微处理机,其两大主要功能是发放电脉冲起搏心脏和监测心脏的电活动,在设置的时间内(如设定的起搏频率60次/分,则起搏周期为1000毫秒),如无心电活动信号,则发放脉冲起搏心脏,使心脏恢复跳动,如有心电活动时(P波或R波)可通过电极导线反馈至起搏器内,抑制脉冲发放。心动过速时,起搏器可发放高频率的程控脉冲夺获心脏,达到超速抑制或打断心动过速折返途径的效果,这种高频率的起搏方式又称为抗心动过速起搏(ATP)。利用这种方式,可达到终止快速心律失常的目的。埋藏式自动心脏复律除颤器(ICD)还可利用低能电击的方式终止室颤或室速。
1.治疗性起搏 可用于急性心肌梗死、急性心肌炎、心脏手术后引起的严重房室传导阻滞、严重窦性心动过缓和窦性停搏伴有晕厥或持续低血压、心力衰竭、心绞痛等症状者;药物中毒(如锑、剂等)、高血钾引起的缓慢心律失常伴有症状者;心室停顿或严重心动过缓者的床边紧急抢救。
2.预防性起搏 可用于慢性心脏传导功能障碍者需行大手术、分娩、心血管造影、冠心病介入手术、射频消融术等。
3.诊断性起搏 用于窦房结、房室传导功能检查;预激综合征的鉴别诊断、临床电生理检查等。
4.过渡性起搏 用于安置或更换永久性起搏器准备期间。
5.超速起搏 用于抑制室上性、室性快速心律失常。
1.心脏房室传导阻滞 三度和严重二度房室传导阻滞患者,在以下情况下应当植入永久性心脏起搏器:①出现有症状(如黑蒙、晕厥、重度乏力等,包括心力衰竭)的心动过缓,或临床治疗必须用药导致心动过缓出现症状时。②清醒时窦性心律下无症状,记录到≥3秒的心搏暂停,或每分钟小于40次的逸搏心律,或房室结水平以下的逸搏心律。③无症状的房颤和心动过缓时,至少有1次心脏停搏时间≥5秒。④房室结消融后患者。⑤心脏外科术后,无恢复的希望。⑥神经肌肉病。
以下情况推荐植入永久性心脏起搏器:①任何阻滞部位的伴有症状的心动过缓的二度房室传导阻滞,无症状的三度房室传导阻滞,平均心室率每分钟<40次或>40次,并伴有心脏增大(或左室功能异常),或阻滞在房室结以下。②无心肌缺血下,运动时的二度或三度房室传导阻滞。③逸搏心律每分钟>40次,无症状也无心脏扩大的永久性三度房室传导阻滞;希氏(His)束及以下的无症状二度房室传导阻滞;伴有起搏器综合征表现或血流动力学异常的一度或二度房室传导阻滞;窄QRS波群的无症状的二度Ⅱ型房室传导阻滞。
2.窦房结功能异常 症状性心动过缓和心脏变时功能不全患者,临床必须用药治疗后导致的有症状的窦房结功能异常者必须植入永久性心脏起搏器。在清醒时心率每分钟<40次,有心动过缓的相关症状,建议植入永久性心脏起搏器;无心动过缓的相关症状,不建议植入永久性心脏起搏器。对有不能解释的晕厥患者,临床上或电生理检查发现显著的窦房结功能异常,应考虑植入永久性心脏起搏器。
3.颈动脉窦综合征 正常人颈动脉窦受到刺激时心跳可减慢,但最长间歇应<3秒。若患者有晕厥或先兆晕厥症状;行颈动脉窦按压出现窦性停搏和(或)房室传导阻滞,长间歇>3秒,可诊断为颈动脉窦综合征。自发性颈动脉刺激和颈动脉按压诱导的心室停搏时间>3秒导致的反复性晕厥,需植入永久性心脏起搏器。反复性晕厥,没有确切的颈动脉刺激事件,高敏感性心脏抑制反应心室停搏时间>3秒者,要考虑植入永久性心脏起搏器。
4.异位快速心律失常 药物难以控制的持续性室速、室颤,又不宜选择外科手术或导管消融治疗者,可安置埋藏式自动心脏复律除颤器。
5.其他 如阵发性房性快速心律失常、伴左束支传导阻滞的心力衰竭和某些梗阻性肥厚型心肌病可选用多部位心脏起搏治疗。
起搏器种类不断增加,为便于运用及交流,目前通用1987年由北美心脏起搏电生理学会与英国心脏起搏和电生理学组专家委员会制定的NASPE/BPEG起搏代码,即NBG代码(见表16-1)。
表16-1 NBG起搏器代码
起搏器按照功能分为:①心房按需(AAI)型:电极置于心房。起搏器按照规定的周长或频率发放脉冲起搏心房,并下传激动心室。②心室按需(VVI)型:电极置于心室。起搏器按照规定的周长或频率发放脉冲起搏心室,如果有自身的心搏,起搏器能感知自身心搏的QRS波,起抑制反应,并重整脉冲发放周期,避免心律竞争。③双腔(DDD)起搏器:心房和心室都放置电极。④频率自适应(R)起搏器:本型起搏器的起搏频率能根据机体对心排血量(即对需氧量)的要求而自动调节适应,起搏频率加快,则心排血量相应增加,满足机体生理需要。
1.VVI方式 是最基本的心脏起搏方式,优点是简单、方便。适用于:①一般性的心室率缓慢,无器质性心脏病,心功能良好者。②间歇性发生的心室率缓慢及长RR间隔。但有下列情况者不宜应用:①VVI起搏时血压下降20mmHg以上。②已知有起搏器综合征,因VVI起搏干扰了房室顺序收缩及室房逆传,导致心排血量下降等出现的相关症状群。
2.AAI方式 能保持房室顺序收缩,属生理性起搏,适用于房室传导功能正常的病窦综合征。不适宜应用者:①有房室传导障碍,包括有潜在发生可能者(用心房调搏检验)。②房颤患者。
3.DDD方式 是双腔起搏器中对心房和心室的起搏和感知功能最完整者,故称为房室全能型。适用于房室传导阻滞伴或不伴窦房结功能障碍。不适宜应用者有慢性房颤-房扑,以免导致快速性心动过速。
4.频率自适应(R)方式 起搏器可通过感知体动、血pH值判断机体对心排血量的需要而自动调节起搏频率,以提高机体运动耐量,适用于需要从事中至重度体力活动者。可根据具体情况选用VVIR、AAIR、DDDR方式。但心率加快后心悸等症状加重,或诱发心衰、心绞痛症状加重者,不宜应用该方式。
1.临时性起搏 经静脉心腔内起搏是由颈内静脉、左锁骨下静脉或股静脉穿刺,在X线监测下或紧急情况下在床边非X线下将导管电极头端送至右心室尖部肌小梁处,将导管电极尾端连接临时起搏器进行起搏。一般临时起搏时间为2周内,但亦有4周的报道。此外,尚有胸壁起搏、经胸壁穿刺直接心脏起搏、经食管心房起搏、开胸直接心肌起搏等。
2.永久性起搏 多选用经静脉心内膜起搏方式。单腔起搏将电极导管送到右心室尖部,为接近生理性起搏,常把起搏电极固定在右室流出道。双腔起搏器需另置一起搏电极至右心房,带无关电极的起搏器多埋藏在胸壁胸大肌皮下。
1.手术时的并发症 ①室性早搏、短阵室性心动过速等心律失常,是手术时的常见并发症。②气胸。③误穿入锁骨下动脉。④静脉空气栓塞,少量进入空气可能影响不大,但大量气体的进入可能出现呼吸窘迫、晕厥、低血压、心脏骤停等严重并发症,需要紧急抢救。⑤皮下气肿。⑥臂丛损伤,可累及臂丛任何部位,包括臂丛上部和下部的损伤。⑦心脏穿孔引起的急性心包填塞。
2.手术后的并发症 ①囊袋出血。②与起搏器有关的感染,分为局部感染和全身感染。③电极移位。④起搏器综合征多见于病窦综合征,心室按需起搏有室房逆传时,由于房室失去顺序收缩,心排血量随之减小,可致头昏、气短、疲劳等症状。症状明显者,可根据病情选择心房同步、房室顺序或全自动起搏器。⑤其他有电路故障及电池耗竭时,可出现起搏频率变化,甚至发生起搏器频率奔脱,应立即切断电路,更换起搏器。定期随访并分析起搏功能,及时识别和处理起搏器故障,并关照患者不要进入高频电磁场所、磁共振检查区,不做电磁透热疗法,避免移动电话的干扰等。
心脏电复律(cardioversion)是指用电能使异位快速心律失常转复为窦性心律的非药物治疗方法。发生危及生命的严重心律失常时,当药物治疗无效,心脏电复律往往起到挽救患者生命的作用。临床应用于治疗心房颤动、心房扑动、阵发性室性和室上性心动过速等快速性异位心律时,转复为正常窦性心律的成功率可达较高水平(78%~95%)。因此,目前国内外电转复心律失常方法已得到广泛应用。
发生各种异位快速心律失常时,由于异位起搏点自律性增高或折返激动,使部分心肌电活动处于不同的位相,使用心脏电复律装置在极短时间内经胸壁或心脏通以强电流(直流电),可使所有心肌纤维在瞬间同时除极,所有异位心律失常的折返通道和兴奋灶全部失活,由心脏起搏系统中自律性最高的窦房结恢复其心脏起搏点功能,心脏节律即转复为窦性心律。心脏电复律装置由电极、除颤、同步触发、心电示波、电源等部分组成,在心动周期任意时放电的方式,称为非同步电复律,用于心室颤动,也称为电除颤。同步触发装置通过R波触发放电,使电流仅在心动周期的绝对不应期中发放,避免诱发心室颤动,称为同步电复律。同步电复律用于转复QRS波和T波能分辨的室性及室上性心律失常,如房颤、房扑、快速性室上性心动过速。
1.适用于药物治疗无效的异位快速心律失常,是心室颤动和扑动首选的治疗方法。
2.伴心室率快的心房扑动和心房颤动也可首选本方法。但心房颤动复发率高,应严格选择:①持续时间<12个月。②左房无明显扩大。③原发病已控制。④近期无栓塞史。⑤房颤伴心室率快,药物治疗无效者。
3.室上性和室性心动过速因有复发倾向,一般经药物和其他治疗无效,伴有低血压、休克、心力衰竭等严重血流动力学障碍时可选用本法。
洋地黄中毒与电解质紊乱时电复律易引发室颤,暂不宜电复律。病窦综合征、心脏传导阻滞伴异位快速心律失常者均不宜电复律。
1.术前准备 非紧急情况的选择性电复律应做好术前准备:①调整水、电解质平衡,复律术当天禁食,并建立静脉通道,常需复查十二导联心电图。②使用洋地黄类药物者,复律前至少停用24小时以上。③栓塞史者术前3周,宜口服双香豆素类药物抗凝治疗,以防新生的血栓于转复时脱落。④房颤或房扑电复律前1天给奎尼丁0.2g,每6小时1次(若有奎尼丁反应则用普鲁卡因胺或普罗帕酮),少数患者用药后心律转复,可免予电复律。⑤仰卧于硬板床上,去除假牙、手表等物品。⑥同步电复律神志清醒者,静脉缓慢注射地西泮或丙泊酚使麻醉达到患者睫毛反射开始消失的深度。
2.充电 房颤充电到100~200J,房扑充电到50~100J,室上速、室速首次充电到100~200J。
3.安置电极板 电极板涂布导电糊或用生理盐水纱布包好并紧贴皮肤,一个电极板置于胸骨右缘第2肋间,另一个电极板置于左腋前线第5肋间。
4.放电 操作时术者手握绝缘胶木手柄,紧压电极板,勿使盐水或导电糊外溢造成短路。操作者与其他任何人不得接触患者及病床,暂时关闭氧气与心电监护仪。按下同步放电按钮,若患者胸肌抽动,表示已放电,则放开按钮,并立即观察复律是否成功。应注意心电监护仪是否出现窦性心律。
5.术后注意 密切观察患者呼吸、血压、心律情况直至苏醒,必要时给予吸氧。选用抗心律失常药物,如胺碘酮、普鲁卡因胺、苯妥英钠、普萘洛尔以维持心律,有栓塞史者继续抗凝治疗4周。
非同步电复律属紧急情况,为室颤、室扑的首选治疗,无须麻醉,不做同步测试,宜争分夺秒,开启除颤器,放置电复律电极板,电击能量双相波初始电击使用120~200J,其后选用相同或更大剂量,单相波初始及后续电击均采用360J(先前建议由200J、300J到360J依次递增)。其后根据心电监护情况重复放电或联用抗心律失常药物后再放电。
可出现心律失常、局部皮肤灼伤、栓塞、心肌损伤等并发症。
埋藏式自动心脏复律除颤器(ICD),是临床上治疗持续性或致命性室性心律失常的一个重要医学仪器。ICD具有支持性起搏和抗心动过速起搏、低能量心脏转复和高能量除颤等作用,能在几秒钟内识别患者的快速室性心律失常并能自动放电除颤,明显减少恶性室性心律失常的猝死发生率,挽救患者的生命。带有除颤功能的起搏器已在临床广泛运用。
心血管病介入性治疗(interventional therapy for cardiovascular diseases)是一种新型诊断与治疗心血管疾病的技术,经过穿刺体表血管,在数字减影的连续投照下,送入心脏导管,通过特定的心脏导管操作技术对心脏病进行确诊和治疗的诊治方法。它是目前较为先进的心脏病诊疗方法,介于内科治疗与外科手术治疗之间,是一种有创的诊治方法。目前用于冠心病的经皮冠状动脉介入治疗(PCI)包括经皮穿刺腔内冠状动脉成形术及支架植入术、冠状动脉粥样斑块消除术、经皮激光血运重建术等介入性治疗技术。瓣膜病中有以治疗肺动脉狭窄和二尖瓣狭窄为主的经皮穿刺球囊肺动脉瓣成形术。心律失常的介入性治疗有射频导管消融术、多部位生理性起搏、心律转复除颤器、ICD植入术及先天性心脏病和周围血管病的导管介入性治疗。下面重点介绍几种常见心血管病介入治疗的临床应用。
经皮穿刺腔内冠状动脉成形术(percutaneous transluminal coronary angioplasty,PTCA)是将带有可扩张球囊的导管置入狭窄的冠状动脉处,再注入造影剂使球囊加压膨胀,从而达到扩张冠状动脉的治疗方法,也是PCI的基础。
1.适应证
(1)病变部位 ①前降支或右冠状动脉近端或中段病变。②被保护的左主干病变。③左主干较短或成角较小的回旋支病变。④冠状动脉搭桥术后大隐静脉桥病变。⑤血管开口处病变。
(2)病变形态 ①偏心或对称病变。②孤立的短病变或<20mm的管状病变。③光滑或不规则病变,如溃疡等。④PTCA术中轻度夹层或内膜撕裂并发症的处理。一般认为临床上有心肌缺血客观证据,稳定或不稳定心绞痛,经药物治疗仍有症状的单支血管狭窄,病变血管经冠脉造影狭窄通常>75%,且影响大面积的心肌供血者可首先考虑。
2.禁忌证 目前认为病变血管狭窄程度<50%或仅有痉挛;无支架准备的左主干明显狭窄>50%,左主干等同病变如左前降支和左回旋支近端狭窄>70%;三支血管病变合并左室功能障碍;冠脉完全闭塞、多支弥漫性小血管病变等患者,均不宜选用PTCA。
3.并发症 主要并发症为冠状动脉急性闭塞、动脉内夹层分离或撕裂、严重心律失常,偶见心脏穿孔、心包填塞。
PTCA成功率在90%左右,但术后发生再狭窄率为40%左右,认为与反应性炎症、内膜血管的弹性回缩、内膜严重撕裂、血栓形成及闭塞有关。
经皮穿刺冠状动脉内支架植入术(percutaneous intracoronary stent implantation)系应用金属支架支撑于病变的冠状动脉内壁,使狭窄或塌陷的血管壁向外扩张的技术。支架植入后,新生的内皮细胞逐渐覆盖于支架表面,最终支架被完全包埋于血管壁内,支撑血管保持开放状态。该法是减少冠脉急性闭塞和降低再狭窄的一种PTCA术后重要的辅助治疗方法。
1.适应证 ①用于PTCA急性闭塞并发症,冠状动脉内支架能成功地打开血管、支撑和黏合撕裂的内膜。②用于PTCA术后再狭窄血管的再次PTCA时,支架能铺平血管壁,防止再狭窄发生。③在不稳定性心绞痛,左主干病变,搭桥术后静脉桥病变,偏心、钙化、成角及完全闭塞病变,术前预测PTCA术中内膜撕裂、急性闭塞及术后再狭窄可能性大的病例,主动放置支架,有助于提高PTCA临床效果,减少再狭窄发生率。④PTCA结果不满意,残留狭窄明显的病变。
2.禁忌证 有出血倾向,存在抗凝治疗禁忌证;无保护的左主干病变;或等同左主干病变血管直径≤2mm,近端血管明显扭曲;靶病变血管有大量血栓。
3.并发症 血管内膜撕裂、冠状动脉闭塞、心律失常、冠状动脉狭窄、血栓栓塞、出血、支架脱落等。近年来为预防再狭窄,对复杂病变和高危患者已有药物洗脱支架用于临床。
冠状动脉内粥样斑块消除术主要有冠状动脉内粥样斑块导管旋切或旋磨术等,以去除冠状动脉内粥样硬化病灶及弥漫性狭窄或较硬的粥样斑块等。上述治疗技术主要用于一些复杂的冠脉病变,但再狭窄率仍高,并发症多,远期疗效仍需观察。
经皮穿刺球囊肺动脉瓣成形术(percutaneous balloon pulmonic valvuloplasty,PBPV)是利用球囊扩张导管技术扩张狭窄的肺动脉瓣,因其较安全而有效,已成为治疗中、重度肺动脉瓣狭窄的首选方法。
1.适应证 ①典型的单纯性肺动脉瓣狭窄,且右心室与肺动脉的收缩压差大于50mmHg。②严重先天性肺动脉瓣膜部狭窄合并不严重的右心室流出道狭窄等。
2.并发症 并发症约5%。球囊加压扩张时,右心室流出道完全阻塞可引起暂时性血压下降和心动过缓,偶有肺动脉损伤、心脏穿孔、肺动脉瓣关闭不全。
经皮穿刺球囊二尖瓣成形术(percutaneous balloon mitral valvuloplasty,PBMV)是将带球囊的心导管送入左心房达二尖瓣后加压扩张狭窄的瓣口,为治疗风湿性单纯二尖瓣狭窄的非外科手术方法。
1.适应证 中、重度单纯二尖瓣狭窄具有:①年龄55岁以下。②心功能Ⅱ~Ⅲ级(NYHA分级)。③无风湿活动,心房内无血栓。④瓣膜无明显钙化、增厚硬化,瓣膜弹性和活动度好,无变形,瓣口面积大于0.5 cm 2 ,小于1.5cm 2 。⑤无体循环栓塞史。
2.禁忌证 伴有中、重度二尖瓣关闭不全;风湿活动;右心房巨大;升主动脉明显扩大;瓣膜重度钙化,腱索缩短;心脏或血管位置转变;脊柱畸形;严重肺动脉高压>90mmHg。
3.并发症 心脏穿孔可引起心脏压塞、急性肺水肿等。国内报道手术死亡率为0.5%。
射频导管消融治疗(RFCA)是通过心导管将射频电流(高频电磁波)作为能量使该区域或心肌坏死或损坏,以治疗心律失常的方法。该法已成为房室结折返性心动过速、房室折返性心动过速、局灶性房速、狭部依赖性房扑、特发性室速等快速性心律失常的一线治疗手段,对顽固性室早和不适当窦性心动过速也显出高度的有效性和治愈性,对阵发性房颤治疗也取得很好的疗效。
1.适应证 常用于药物治疗无效或不能耐受或不愿长期服药者的心律失常。主要有:①心房颤动伴有快速心室率和(或)预激综合征。②发作频繁的房室折返性或房室结折返性心动过速。③持续性心房扑动。④右室流出道的特发性室速,左室间隔部室速及束支折返性室速。
2.禁忌证 妊娠期妇女禁用RFCA,儿童和老年人慎用。
3.并发症 完全性房室传导阻滞、血栓栓塞、心脏破裂和心包填塞等。
如房间隔缺损闭合术、动脉导管未闭封堵术、主动脉瓣球囊腔内成形术等。
如非外科性下腔静脉阻断术、选择性注入化学药物介入术、带球囊导管术协助摘出动脉或静脉内血栓等。
思考题
1.简述起搏器植入的适应证和手术并发症。
2.简述经皮穿刺冠状动脉内支架植入术的适应证和禁忌证。