心脏性猝死的二级预防——ICD的应用

                           阜外心血管病医院  华  伟

        心脏性猝死是现代医学面临的一个重要问题，在美国，心脏性猝死每年夺去大约40万生命。过去，心脏性猝死的主要原因一直不清楚，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（＞80％）先出现室性心动过速，持续恶化发生室颤。因为室颤自行转复非常少见，因此，决定室颤患者生存最重要的因素是从室颤发生到进行除颤治疗的时间。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确实有效的方法，开辟了新的治疗领域。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，在这段时间内除颤成功率几乎达到100％，这种装置可以对自发性室颤作出有效的反应，对危及生命的恶性室性心律失常，进行有效的治疗防止心脏性猝死的发生。在过去二十多年的应用中，已证明埋藏式心律转复除颤器（Implantable Cardioverter-Defibrillator，ICD）防止院外心脏性猝死的效果。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已经开始在临床应用，ICD的临床适应证也不断拓宽，越来越多的患者接受了ICD治疗。

        一、心脏性猝死的流行病学

        心血管疾病是西方工业国家人口的第一死亡原因，而心脏性猝死又是心血管疾病的主要死亡原因。各种心脏病均可导致猝死，但以冠心病为最主要因素，在西方国家，冠心病可能占猝死原因的80%，约20%~25%的冠心病以猝死为首发表现。因为世界不同国家和地区的冠心病发病率存在差异，因此难以估计世界范围内心脏性猝死的发生率。在美国，每年有30~40万例心脏性猝死事件发生，占美国年心血管病总死亡率的一半以上。美国Knller等报告，在城市死亡率调查中约12%的死亡是突然发生的（2小时内），而88% 的死亡病例是由心血管病引起的。这一结果与大规模的前瞻性调查Framingham Study 的结果相似。Framingham Study显示在长达26年的观察中，总死亡中13% 是突然死亡（1小时内），而且75%的突然死亡是由心血管病引起的。此外，50%的冠心病死亡是突然发生和不可预测的（症状发生至死亡在1小时内）。

        我国冠心病发生率低于美国和一些欧洲国家，近期由笔者和张澍教授牵头进行的一项十五攻关项目公布了我国心脏性猝死流行病调查结果。该研究第一次得出我国的心脏性猝死发生率为41.84/10万。若以13亿人口推算，我国猝死的总人数约为54.4万/年，总的心脏性猝死人数多于美国。此次调查还显示，我国心脏性猝死发生率男性高于女性，分别为44.6/10万和39.0/10万。

        在考虑防治心脏性猝死的策略时，两个基本的危险人群决定因素不容忽视：①危险人群组的规模。②暴露于危险因素的时间。每年心脏性猝死的发生率高于30万人，若以总人口表示，则每年心脏性猝死发生率在1~2/1,000 (0.1~0.2%)，这一猝死人群包括心脏性猝死为第一次临床表现及那些可能已经存在高危因素的人群亚组发生了猝死。任何干预总人群猝死发生率的策略,不仅要针对1/1,000的人群,还要针对99/1,000没有发生猝死的人群,这样的话, 所花费用与危险人群受益比是非常有限的。在某些特定的危险亚组人群中，猝死发生率远远高于普通人群，有的甚至高出10倍以上。因此，筛选更特异的危险人群亚组，进行针对性预防或干预，将提高危险人群的受益。

        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生产厂家的ICD设计有所不同，目前脉冲发生器的重量在70~130g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，而且还可以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、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置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产生不同的反应。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，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对VT和VF的自动精确识别。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应用中的最主要方法。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，而大多数室速都是突然发作，借此将二者区别开来。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的，即“不稳定”，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。

        2. 心动过缓心脏起搏功能

        部分置入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（Anti-tachycardia 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。与高能电击一样，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患者疼痛不适，而且电能消耗少。与高能电击相比，患者能更好地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的时间。尽管抗心动过速起搏具有以上优点，但单纯安装抗心动过速起搏器患者仍有猝死的危险。其原因有三个方面：一是VT患者也易有VF，而起搏治疗不能终止VF；二是超速起搏刺激具有加速VT的危险性；三是VT的自然病程难以预测，在某次VT时抗心动过速起搏有效不能保证在以后VT时仍继续有效。正因为这些原因，除非同时安装一个备用埋植式除颤器，单独的抗心动过速起搏器未能广泛应用。
目前，抗心动过速起搏的作用已被第三代ICD所采用，既利用了抗心动过速起搏所具有的患者易耐受、耗电少、速度快的优点，又用复律和除颤功能克服了抗心动过速起搏致心律失常恶化的潜在危险性。已有资料表明：在接受ICD治疗的病人中，有91.1%的心律失常首先由抗心动过速起搏治疗，而受抗心动过速起搏的室速中，91.6%的VT被有效终止，3.1%的VT加速恶化，5.3%的VT无效。在抗心动过速起搏中，刺激脉冲的释放方式对抗心动过速有效性的影响正在研究之中。常用的抗心过速的脉冲释放方式有如下几种：

        （1）固定频率的短阵快速刺激（Burst）：

        固定频率发放一阵脉冲刺激（4~12个），第一个电脉冲与VT的R波配对间期为VT周期的70%~90%，其后的电脉冲间期均相同，如第一阵电脉冲不能终止心动过速，则释放第二阵、第三阵，直至第六阵电脉冲，各阵刺激的第一个脉冲与VT的R波的配对间期不变。

        （2）自动递减扫描刺激（Autodecremental或RAMP）：

        每阵刺激包括几个电脉冲，第一个脉冲与VT的R波配对间期以及第二个脉冲与第一个脉冲的间期为VT周期的90%。自第二个脉冲间期之后，每个脉冲间期递减3%。自第二阵刺激开始，每阵第一个脉冲与VT的R波配对间期较上阵递减5% 。

        此外，还有一些其他扫描刺激方式，较少应用。

        1．低能量复律（Cardioversion）

        低能量复律的电击能量一般在5J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，同时又能克服抗心动过速起搏所具有的使VT加速的危险，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，这种复律器不能安全地应用。Wasp在对13例患者的研究中，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都能有效地终止室性心动过速，但如与支持性抗心动过缓起搏和高能量除颤一起应用，将会更加安全和实用。

        2．高能量除颤（Defibrillation）

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

        3. 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，及时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）所有的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存在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。

        （未完待续）