埋藏式心律转复除颤器（ICD）治疗心脏性猝死临床应用进展(1)

阜外心血管病医院心律失常诊治中心       华 伟

一，概述
心源性猝死是现代医学面临的一个重要问题，在美国每年夺去大约40万生命。心源性猝死的主要原因以前一直不清楚，直至心电图监测技术的应用，证实了医院外心脏停搏者多数是由心室颤动引起的，大部分患者（大于80％）先出现室性心动过速，持续恶化发生室颤。因为心室颤动（室颤）自行转复非常少见，因此，一个最重要的决定室颤患者生存的因素是：从室颤发生至得到除颤治疗的时间。医院外心脏停搏的总死亡率很高（高于75％），主要由于不能得到及时有效的除颤治疗。由Mirowski最早设计的埋藏式自动除颤器，为恶性室性心律失常的治疗提供了一个确实有效的治疗方法，开辟了一个新的治疗领域。体内自动除颤器可以在心律失常发生10～20秒内释放电击除颤，在这段时间除颤成功率几乎100％，这种装置可以对自发性室颤作出有效的反应，感知危及生命的恶性室性心律失常，并进行有效的治疗防止心源性猝死的发生。在过去十多年的应用中，埋藏式心律转复除颤器（Implantable Cardioverter-Defibrillator， ICD）已经被证明了其防止院外心源性猝死的效果。ICD技术发展非常迅速，具有诊断和多种治疗功能的新一代ICD开始在临床应用。ICD的临床适应征也不断放宽。至90年代，ICD技术的发展已经对心源性猝死的治疗发生了深远影响，因为越来越多的患者得到了ICD治疗。

应用体内电除颤的历史可以追溯到60年代，由Miroski和Schuder等成功地证明了用上腔静脉和右室心尖部的电极可以进行有效的体内除颤，最初的工作是由Mirouski和他的同事在Baltimore的Sinai医院进行的，他们成功地在犬身上进行了埋藏式自动除颤试验，经过10年的研究和改进，Mirowski和他的同事们于1980年2月4日在美国的Johns Hopkins大学医学中心成功地在人体上埋入世界上第一例埋藏式自动除颤器。1985年，美国食品药物管理委员会（FDA）正式通过ICD临床应用，在此之前仅有35个医学机构进行临床研究和应用，至80年代末，世界上已有400多个医学中心，已植入了1万多只ICD，根据有关机构统计，至1995年，新植入的ICD总数将超过为10万只，每年新植入ICD超过2万只。2000年，全世界年植入量近10万只，美国一年植入量超过6万只。而我国1992年植入第1台ICD，至2003年，总数不到500例，与国外差距较大。

二，ICD的结构和功能

ICD系统主要包括两个基本部分：脉冲发生器和识别心律失常、释放电能的电极导线系统。脉冲发生器的能源由两个锂－银、钒五氧化物电池提供，其外壳是由钛金属制成，连接头由环氧化物制成。连接头有3～4个电极插孔，可以与除颤以及感知电极连接。不同ICD生产厂家ICD设计有所不同，目前脉冲发生器的重量在70～130克不等，体积在30～100ml左右。所有ICD系统均使用心内膜或心外膜电极来感知心律失常，新一代的ICD系统大多采用心内膜电极，不仅用这些电极感知心律失常，而且用它进行抗心动过速起搏以及VVI或DDD起搏治疗，这类电极还可以释放电能量进行除颤。心内膜电极集感知、起搏和除颤于一身，最远端为一对起搏和感知电极，其后为心内膜弹簧除颤电极，电极固定方式有主动和被动固定两种。选择何种类型的电极须根据植入手术时除颤阈值测定结果来定。
目前的ICD系统绝大多数采用心率作为心律失常的感知参数，也有些系统除了心率外，还应用其它参数。应用心率作为心律失常感知参数时，当心率超过ICD预先设定的心律失常心率标准，则心律失常被感知，并触发ICD系统充电及通过除颤电极释放电能除颤，如果第一次电击不成功，则ICD系统重新工作和释放另外的电击进行除颤，一般可连续释放3～6次电击，直至除颤成功。最新一代的ICD系统除了转复/除颤功能外，还具有抗心动过速起搏治疗以及抗心动过缓起搏治疗，这些系统可以对一种或多种心律失常以不同的反应。例如，对于持续性室性心动过速，ICD系统识别后首先进行抗心动过速起搏治疗以终止心动过速，若无效或心动过速恶化，则进行低能量的心律转复电击治疗，若仍无效则进行较高能量的除颤治疗，除颤治疗后，若心率慢，还可进行心室起搏治疗。所有这些治疗方式可以通过体外程控加以选择以及设定参数。除颤能量大小可以通过体外程控设定，对于室颤，通常除颤能量为15～30J，对于单形性室速的转复则选择更低的能量。下面详细介绍一下ICD的一些基本功能。

1． 室速和室颤的识别
抗心动过速起搏，心脏复律及除颤均依赖于ICD自动对VT和VF的精确识别。已有多种判断指标被用来自动识别VT和VF，但到目前为止，以单纯的心率(Rate)作为判断心动过速的主要标准仍是在抗心动过速起搏器和自动埋置式心脏复律除颤器中应用的最主要方法。预先在ICD设置室速和室颤的识别频率，当心动过速频率超过室速识别频率（例如160次/分），则被ICD判断为室速。当心动过速或室颤频率超过室颤的识别频率（例如220次/分），则被ICD判断为室颤而进行治疗。
除频率以外，可程控指标尚有发作的突发性(Onset)，心率稳定性(Stability)及心率持续性。发作的突发性指标主要用于鉴别窦性心动过速和室性心动过速。因为大多数窦性心动过速都是逐渐开始，而大多室速都是突然发作，借此而将二者区别开来。心率稳定性指标旨在识别心动过速中排除房颤，因为房颤的心动周期是不规则，即“不稳定”的，而一般心动过速时则是"稳定的"，故而可以识别是心动过速还是房颤。心率的持续性指标主要是用于防止ICD对非持续性室速在已恢复窦性心律的情况下电击。
当然单一的识别参数不可能正确地识别所有的心律失常，而根据每一病人的具体情况选定组合参数将会更切合实际。另外，应用双腔ICD的P-R逻辑分析指标可明显减少不适当地误识别。

2． 心动过缓心脏起搏功能
    部分植入ICD的患者在除颤后，心跳缓慢需要快速心脏起搏以尽快恢复正常的血流动力学，此外一部分患者合并窦房结或房室传导功能障碍，同时需要心脏起搏治疗，目前的ICD均具有心动过缓心脏起搏功能，通过右心室的心内膜电极进行感知和起搏，起搏方式为VVI，起搏频率及电压等参数可以根据需要通过程控仪来调整。

3．抗心动过速起搏（Antitachycardia Pacing， ATP）
是一种程序期外刺激或短阵快速刺激起搏心室以终止心动过速的一种方法。和高能电击一样，抗心动过速起搏可有效地终止室性心动过速，但抗心动过速起搏不引起病人疼痛不适。而且电能消耗少。因而和高能电击相比，病人能更好的耐受抗心动过速起搏并相应延长起搏器的使用寿命。另外还能缩短高能电击充电所需要时间。主要方式包括：
(1)固定频率的短阵快速刺激（Burst）：(2)自动递减扫描刺激（Autodecremental或RAMP）：
此外，还有一些其他扫描刺激方式，较少应用。

3． 低能量复律（Cardioversion）
低能量复律的电击能量一般在5焦耳以下。1982年Zipes首次证实了低能量转复VT的可行性。低能量复律起初用于重症监护病房（ICU）和电生理实验室，后来研制成功低能量复律的埋置式装置用以代替抗心动过速起搏器，期望该装置能最大限度地减少高能量电击带来的不适，而同时又能克服抗心动过速起搏所具有的使VT加速的危险性，然而埋置式低能量复律器也同样被证明具有使VT加速恶化为VF的危险性。由于没有支持性的高能量除颤，这种复律器因而不能安全地被使用。Wasp在对13个病人的的研究中，低能量复律的成功率为62%，促进VT加速的发生率为14%。Ciccone的实验显示低能量转复VT的成功率为52%，促使VT加速的发生率为8%，另外在低能量复律之后，有18%的病人出现缓慢心律失常。多数研究表明，虽然低能量复律和快速心室起搏一样能有效地终止室性心过速，但如与支持性抗心动过缓起搏和高能量除颤一起应用时，将会更加安全，更加实用。

4． 高能量除颤（Defibrillation）
目前，大多数除颤器最大释放能量为30～34焦耳。ICD在感知并确认发生室颤后，经过几秒钟的充电后释放高能量除颤脉冲（图1），目前新一代ICD可连续释放1－6个高能量除颤脉冲。

5． 信息储存记忆功能
ICD还具有信息储存记忆功能，可将心律失常发作以及治疗过程的信息（包括数据以及心内电图）储存起来，医生可根据临床需要，随时通过体外程控仪，读取储存的信息，以帮助临床诊断，判断ICD治疗效果，以及及时地调整诊断和治疗参数。以Medtronic 7227型ICD为例，它可将每次随访期间(如3个月)的所有快速室性心律失常发作的时间、次数以及治疗结果的信息储在ICD里，若发生除颤或抗心动过速起搏治疗，它可详细记录室速或室颤发生时间，发作时的心率，得到ＡＴＰ或除颤治疗的情况，以及治疗前后的心内电图。随着技术进步，ICD的信息储存容量不断增加，目前新一代的ICD可储存长达30分钟的心内电图，为医生判断和分析ICD的工作情况提供了有价值的信息。

三，ICD治疗的适应症

最早植入的适应症是：病人患有顽固性VT/VF，药物治疗无效，并且至少两次发生心脏停搏。后来这个严格的标准被放宽为，病人只发生一次心脏停搏，或病人患有持续性室速伴有血液动力学改变，而药物治疗无效并不适合外科手术治疗的患者。随着第3代抗心动过速起搏功能的ICD系统的开发和应用，适应症进一步放宽。
ICD治疗的适应症主要是两类人群：1）既往有持续性室性心律失常病史的患者；2）室性心律失常的高危患者。ACC/AHA/NASPE根据意见是否一致以及证据水平（表1）制定了新的ICD治疗指南（表2）：非一过性或可逆性原因引起的室颤或室速所致的心脏骤停；伴有器质性心脏病的自发的持续性室性心动过速或无器质性心脏病的自发性持续性室性心动过速，但对其它治疗无效；原因不明的晕厥，在心电生理检查时能诱发有血液动力学显著临床表现的持续性室速或室颤，而药物治疗无效、不能耐受或不可取；伴发于冠心病、陈旧性心肌梗死和左室功能障碍的非持续性室速，在心电生理检查时可诱发室颤或持续性室速，而不能被Ⅰ类抗心律失常药物所抑制；心肌梗死后1个月或冠状动脉搭桥术后3个月，左室射血分数≤30%（基于MADITⅡ试验）。表1和2已详细论述了上述适应症。

表1 植入器械的指南
I类：意见一致，公认应植入

II类：意见分歧
              IIa类：意见倾向于植入
              IIb类：意见倾向于不植入

III类：意见一致，不同意植入依据级别A级：资料来源于多个随机的临床试验，并包含了大量病例B级：资料来源于数目有限的临床试验，且所包含的病例数相对较少，或来源于设计合理的非随机试验的资料分析或是观察性注册资料C级：以专家们的一致意见作为建议的主要依据

表2   2002年ACC/AHA/NASPE ICD治疗适应症
I类
1. 非一过性或可逆性原因引起的室颤或室速所致的心脏骤停。（依据等级：A）.
2. 伴有器质性心脏病的自发的持续性室性心动过速。（依据等级：B）
3. 原因不明的晕厥，在心电生理检查时能诱发有血液动力学显著临床表现的持续性室速或室颤，而药物治疗无效、不能耐受或不可取。（依据等级：B）
4. 伴发于冠心病、陈旧性心肌梗死和左室功能障碍的非持续性室速，在心电生理检查时可诱发室颤或持续性室速，而不能被Ⅰ类抗心律失常药物所抑制。（依据等级：A）
5. 无器质性心脏病的自发性持续性室性心动过速，对其它治疗无效。（依据等级：C）

IIa类 心肌梗死后1个月或冠状动脉搭桥术后3个月，左室射血分数≤30%。（依据等级：B）

IIb类
1. 推测心脏骤停是由于室颤所致，而由于身体的其他原因不能进行心电生理检查。（依据等级：C）
2. 在等待心脏移植术时，有归咎于持续性室性快速心律失常的严重症状(例如：晕厥)。（依据等级：C）
3. 诸如长ＱＴ综合征或肥厚型心肌病等有致命性室性快速心律失常高危的家族性或遗传性疾病。（依据等级：B）
4. 伴发于冠心病、陈旧性心肌梗塞和左室功能障碍的非持续性室速，在心电生理检查时可诱发持续性室速或室颤。（依据等级：B）。
5. 病因未确定的晕厥反复发作，伴有心室功能障碍和心电生理检查诱发出室性心律失常、而排除了其他可引起晕厥的原因。（依据等级：C）
6. 不明原因的晕厥或有家族史的不明原因晕厥伴有典型或非典型的右束支传导阻滞和ST段抬高(Brugada 综合症)。（依据等级：C）
7. 严重器质性心脏病患者发生的晕厥，有创或无创检查不能明确病因时（依据等级：C）

III类
1. 原因不明的晕厥，没有可诱发的室性快速心律失常。（依据等级：C ）
2. 无休止的室速或室颤。（依据等级：C）
3. 室速或室颤，其起源处可被外科手术或导管消融所消除，例如伴随预缴综合征的房性心律失常、右室流出道室速、特发性左室室速或分支性室速。（依据等级：C）
4. 由于一过性或可逆性病症（如急性心肌梗塞、电解质紊乱、药物、创伤）所致的室性快速心律失常。（依据等级：B）
5. 明显的精神性疾患，可能被器械植入术所加重或是不能进行系统的随访。（依据等级：C）
6. 预期生存期≤6个月的终末期疾病。(依据等级：C)
7. 有左室功能障碍和QRS时限延长而无自发的可诱发的持续或非持性室速的、准备进行紧急冠状动脉旁路手术的冠心病患者（依据等级：B）
8. NYHA分级IV级的、非等候心脏移植术的药物难治性充血性心力衰竭者（依据等级：C）

这个指南是 ACC/AHA专家组在复习和审阅了大量发表的文献和可获得的结局资料后制定的。由于ICD技术的进步以及早期的观察性报道和许多大系列的前瞻性随机试验的结果，这个新的指南反映了当前发表的文献资料，这些资料证实了ICD对危及生命的室性快速心律失常的治疗稗益远远优于抗心律失常药物治疗和其他治疗。ICD已经被证明能防止心脏性摔死，且最近已表明ICD与抗心律失常药物相比，减低总死亡率20％~54%。再者，许多研究已表明ICD能有效地终止99％危及生命的室性快速心律失常。