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植入型心房除颤器治疗心房颤动的临床应用 目的 评估植入型心房除颤器(implantable atrial defibrillator,IAD)治疗阵发性和持续性心房颤动(房颤)患者的有效性和安全性。方法 11例患者(8例阵发性房颤，3例持续性房颤)安装了IAD，型号MetrixTM3000和MetrixTM3020。所有的患者左室功能正常，45%存在高血压等基础心脏病。IAD在识别房颤和心室同步化后，通过右房-冠状静脉窦电流路线，发放低能量(<6 J)的除颤双相脉冲电流。结果 11例患者全部成功植入IAD。术后6个月的随访期内均为窦性心律。IAD发放近226次电击，成功地复律93.4%的自发性房颤发作(99/106)，平均每次房颤发作需(2.1±1.9)次电击，电能约为4.6 J。所有的电击除颤均未出现致室性心律失常的情况。37%(3/11)的患者可以不用任何麻醉而忍受最多2次的电击，其他患者电击时仅需小量的意识麻醉。结论 IAD可以迅速、准确地识别房颤，并有效安全地电击复律。 关键词：心房颤动；植入型心房除颤器休 闲 居编辑 心房颤动(房颤)是最常见的慢性心律失常之一，是导致病死率和死亡率增加的一个重要危险因素[1，2]。恢复并保持窦性心律较单纯控制心室率更能有效缓解症状，改善血流动力学状态，提高运动耐量，减少血栓栓塞的并发症，降低病死率和脑卒中的发生率[3-5]，是首选的治疗方法。使用抗心律失常药物仍然是目前转复房颤的常用方法，但其临床效果远不令人满意，房颤的复发率约50%，且有严重的致心律失常副作用[6，7]。体外电击除颤的电击能量较大，100～400 J，且需全身麻醉[8，9]。近年研究显示，采用较低能量(<6 J)的经皮穿刺体内心房除颤术可转复急性和慢性房颤为窦性心律，其有效率高于体外除颤，且患者的疼痛耐受性亦较高[10-12]。同时，动物实验及临床研究表明，心房颤动会改变心房肌的电生理学特性，缩短心房的有效不应期，使心房更易于复发房颤和维持房颤心律[13，14]。如果早期复律可以预防这种房颤引起的电生理学改变，房颤复发的可能性就可以降低。因此，人们设计了植入型心房除颤器(implantable atrial defibrillator,IAD)，以早期检测出房颤心律，尽快发放低能量电流转复为窦性心律，期望逆转房颤的恶性进展和预后。本文介绍两种型号IAD的临床应用情况及中远期随防结果，其中部分患者的资料已有发表[15-19]。 资料和方法 1.病例选择 自1995年11月～1998年9月，11例患有抗心律失常药物无法控制的伴有症状的房颤患者植入了IAD。其中男性9例，女性2例。详细询问病史和体检后，所有的患者均进行术前检查，包括12导联心电图，动态心电图，X线胸片，经胸及经食管超声心动图，甲状腺功能及其他常规化验检查。患者的临床特征见表1。8例为阵发性房颤(房颤可自行终止)，3例为持续性房颤(于成功复律后房颤自行复发并持续>2周)。排除标准：(1)存在可逆性代谢紊乱的房颤，如电解质紊乱，甲状腺功能亢进；(2)临床症状明显的心脏瓣膜病或人工瓣膜；(3)不稳定性心绞痛或近期(<6月)急性心肌梗死；(4)窦性心律时心功能NYHA分级Ⅲ或Ⅳ级；(5)超声心动图证实有左房血栓；(6)已存在室性快速心律失常。本临床研究得到香港大学伦理委员会批准，所有患者均签署知情同意书。 表1 植入型心房除颤器患者的临床特点 患者 年龄 基础 心脏病 左室射血 分数 左房内径 (cm) 房颤时间 (月) 房颤类型 症状 既往治疗 术后用药 IAD类型 1 67 NO 0.62 4.12 156 阵发性 心悸 2CV+A，DG，P，Q，S+W A+W 3000 2 60 HT 0.73 4.52 120 阵发性 气短胸痛 3CV+A，Dil,P,Q,S+W A+W 3000 3 62 NO 0.66 4.43 48 阵发性 心悸 A，DG，P，Q，S A 3000 4 31 NO 0.61 3.46 168 阵发性 心悸无力 A，DG，F，P，Q，S F，BB 3020 5 48 CHD 0.78 4.62 24 持续性 心悸 3CV+A，DG，P，S+W A+W 3000 6 61 NO 0.76 3.45 70 阵发性 心悸晕厥 A，S，P S 3020 7 60 HT 0.50 5.05 29 持续性 心悸气喘 A，DG，Dil A+W 3020 8 60 HT 0.74 3.72 21 阵发性 心悸运动减弱 S，A，Dil P+W 3020 9 79 NO 0.70 4.89 36 阵发性 心悸晕厥 3CV+A A+W 3020 10 57 HT 0.75 3.69 6 阵发性 心悸气喘 1CV+S，DG A+W 3020 11 48 NO 0.74 4.56 18 持续性 无症状 BB A+W 3020 注：NO=无；HT＝高血压；CHD＝先天性心脏病；CV＝复律；A＝胺碘酮；DG＝地高辛；P＝普罗帕酮；Q＝奎尼丁；S＝索他洛尔；W＝华法林；Dil＝地尔硫；F＝氟卡胺；BB＝β受体阻滞剂 2.植入型心房除颤器和操作系统 (1) Metrix 3000型和3020型除颤器(Guidant,St Paul,MN,USA) Metrix 3020型为Metrix 3000型的新一代产品，两种型号IAD的基本特征和异同见表2。除颤电极导线有两种：一条带有1个除颤弧的除颤电极(Model 7209)，以主动方式固定于心房，同时另有一条带1个除颤弧的除颤电极(Model 7109)，以被动方式固定于冠状静脉窦(冠状窦)。另外一种为一条单根除颤电极同时带有两个除颤弧(Model 7309)，以被动方式固定于冠状窦，称为Solo电极。冠状窦电极本身成螺旋型外形，既可在冠状窦内伸张成螺旋形，又可在插入导丝后成直线形便于电极的植入。心房感知和除颤在右房和冠状窦电极之间进行。一条标准的双极心室电极导线用于心内电图R波的同步化和右室起搏。IAD可记录和监测心房内电图和心室内电图，用以检测房颤和R波的同步感知。除颤器与导线相连植入于患者胸前区，方法与普通起搏器一样(图1)。 表2 2种植入型心房除颤器的比较 类型 重量/体积 (g/ml) 电池 (A) 电容大小 (μF) 除颤波形 (双相，ms) 最大电压 (V) 能量 (J) MetrixTM3000 72/53 锂电池/2.5 80 3/3 300 3 MetrixTM3020 82/53 锂电池/2.5 160 6/6 300 6 (2)植入型心房除颤器程控模式及预置参数 IAD治疗模式有两种：①自动驱动模式(automatic mode)，即除颤器每隔一定时间自动进行房颤的检测并根据检测结果自动发放除颤电流；②患者激活模式(patient activated mode)，即由患者自行在除颤器上放置一快磁铁而启动除颤器的一系列工作。此外，这型IAD可设置为单纯记录模式(monitor mode)，只记录房颤的发生情况而不发放电击治疗。除颤器可储存最近6次成功除颤记录，或最近6次房颤发作记录以及房颤的起始日期和时间，及最近的170个未复律的房颤记录。 左：右房除颤电极导线，冠状静脉窦除颤电极导线和右室起搏电极导线；右：Solo电极和右室起搏电极导线。RA=右心房；RV=右心室；CS=冠状静脉窦；Solo=Solo电极导线 图1 植入型心房除颤器 (3)心房颤动的识别及同步除颤 IAD识别房颤有两个指标。“静息间期”(quiet interval)，即右房-冠状窦(RA-CS)向量上心内电图中无房性活动的时间间隔。如果>170 ms的静息间期所占百分比高时，即定义为窦性心律。房颤则依据R波“跨基线”(baseline crossing)的频率定义，即连续8个RR间期中平均每个R波发生多过2次“跨基线”即为房颤。R波同步化是结合右室(RV)向量和右室-冠状窦(RV-CS)向量进行，IAD设置为只有当RR间期大于500 ms时才会发放电流，并且对于RR间期长短不齐时，若RR间期<800 ms而长短间期差别>140 ms时，才发放电流[15]。 (4)除颤电流的发放及心室起搏 每识别到1次房颤，IAD可发放逐级递增的电击治疗，最多可发放8个(每个电压水平2个)，由20 V逐级递增至300 V(约3～6 J，图2)。低能量电流更多用于临床随访时的房颤诱发。除颤脉冲波形为双相。除颤电流发放后，心室起搏功能随即自动激活而处于备用状态，一旦检测到缓慢心律失常即进行VVI起搏。每次除颤电流发放后，除颤器重新检测心律，如果能识别到房颤心律即可再次发放除颤电流，直至除颤成功，或达到预置的除颤次数后，除颤器便恢复睡眠状态，直至下一次重新启动。 3.植入过程和除颤阈值的测定 首先插入右室电极，继之，将冠状窦电极放入冠状窦的远端，并将右房电极置于右室的前侧部(图1)。IAD植入过程中，以180 V电压起始，上下浮动地发放电流除颤，以确定心房的除颤阈值(ADFT)。必须要求至少3次中有1次除颤是以260 V(Model 3000)或240 V(Model 3020)的电流成功转复房颤心律。在植入术后的1个和6个月随访时，若患者为窦性心律，还需要发放低能量的电流诱发房颤，或用临时起搏电极导管进行快速心房起搏来诱发房颤，以重新测定心房除颤阈值。 4.随访 患者出院后和整个随访期内，IAD均程控为“记录模式”，苏醒间期调节为120 min，以检测房颤。患者每当感觉到房颤发生时，需即刻返回医院用除颤器进行电击除颤。每次复诊时，均需记录房颤发生的次数和持续时间。在整个随访期间，所有患者的抗心律失常药物均保持不变，除非患者出现药物副作用或无法耐受该药物。持续性房颤患者，需在手术前后1个月的时间内用华法林抗凝。阵发性房颤的患者，则根据患者的脑卒中危险因素来确定使用华法林抑或阿司匹林。 5.统计学方法 连续变量以 图2 植入型心房除颤器发放除颤电流成功转复心房颤动为窦性心律 结 果 1.手术结果 11例患者全部成功植入，其中8例患者分别植入右房电极导线和冠状窦电极导线，最后3例患者植入Solo导线。在术后29个月的随访期内均无导线电极脱落。 2.除颤阈值测定 11例患者IAD的除颤阈值于手术过程中及术后1、3和6个月时，分别为(257.0±25.6) V，(3.6±1.3) J；(268.0±29.0) V，(3.9±1.5) J；(240.0±49.2) V，(3.2±1.6) J；(271.0±40.3) V，(3.9±1.5) J(P>0.05)。电极阻抗分别为(69.2±11.7)Ω；(63.4±9.6)Ω；(64.6±9.6)Ω；(67.5±6.2)Ω(P>0.05)。 3.心房颤动的识别和复律 全部自发的和诱发的房颤心律均被准确识别，无假阳性或假阴性出现，特异性均达100%。R波同步化的准确性亦达100%，无1例出现诱发的室性心律失常。患者于IAD术后6个月的随访期内均转复为窦性心律。平均29个月的随访期间，11例患者在常规随访中为测定ADFT而接受44次IAD房颤诱发。IAD成功诱发的短时房颤，93.2%(41/44)可经IAD电击复律，除颤次数平均为2次，电压280 V，电量3.2 J。有3例患者3次诱发的房颤虽经>5次电击，仍无法复律。其中，1例患者需静脉滴注抗心律失常药后IAD才电击复律，另2例患者的2次诱发房颤，于诱发后5 h自行复律。10例患者的106次自发性房颤受到IAD低能量电击除颤(平均每例患者10.6次房颤，范围5～21次)。房颤的持续时间平均为138 h(范围1～384 h)。IAD总共发放261次电击，平均每次房颤发放(2.5±1.9)次电击，IAD共可成功转复99次房颤发作(成功率93.4%)，平均电压290 V，电能4.6 J。但有6例患者中的7次房颤发作虽经总共32次电击无法转复，其后多数自行终止，或经调整口服抗心律失常药物数日后再次由IAD成功复律。 4.心房颤动的早期复发 在106次自发性房颤成功转复后1 min内，7例患者中有15次(14.2%)迅速由窦性心律复发为房颤。如果房颤早期复发被认为是一种临床失败，那么IAD总的临床有效率则应为80%。1例患者经静脉滴注普鲁卡因，3例患者经静脉滴注氟卡胺，2例患者需滴注索他洛尔，再次由IAD除颤，成功转复为窦性心律。3例患者未给予抗心律失常药物于48 h后自行复律。伴有房颤早期复发的房颤复律，IAD的除颤次数较多，平均为(4.8±2.8)次(P＝0.02)。 5.协同药物治疗 植入IAD前，平均使用(3.6±1.7)种抗心律失常药物。植入IAD后的观察期间，这些药物未曾改变。8例患者使用胺碘酮。植入IAD后，8例患者(72.7%)接受抗凝治疗，其中7例服用华法林，1例服用阿司匹林。随访期内，所有患者均未出现任何血栓栓塞事件。 6.除颤耐受性 定期随访测试IAD功能时，由于需要重复诱发房颤和多次复律，常规给予患者意识麻醉。106次电击除颤中，39次不需使用意识麻醉剂，而其余67次(63%)需静脉滴注低剂量的咪达唑仑(midazolam,速眠安)2～10 mg，每次剂量平均2.9 mg。7例患者可以忍受1～2次电击除颤而不需用麻醉剂，但多过2次时多数要求给予麻醉。患者对电击的描述为胸前区重重地一击。 7.并发症 所有患者均成功植入IAD，并无严重并发症，有1例术后发生了局部血肿。5例患者于7次除颤后出现了窦性心动过缓，而需要一过性的IAD的VVI起搏。 讨 论 本组结果表明，使用IAD可以有效和安全地转复持续性和阵发性房颤患者的房颤心律为窦性心律，除颤有效率高达93.4%。 获得最小房颤除颤值的电流应该能覆盖两个心房。临床研究表明，若1个电极位于右心房，另1个电极位于冠状窦的远端可达到最佳的除颤效果[10-12]。本组中前8例患者即分别植入右房和冠状窦电极。但这种导线配置有一定的局限性，如增加费用，延长手术时间，以及可能增大围术期的并发症。因此临床逐渐引进了含有两个除颤电极弧的单根导线。短期和长期临床结果表明，此种单根导线的两个除颤电极测到的心房信号幅度较大，足以用于房颤的精确识别，对房颤的除颤效果良好[17，20]。本组中最后3例患者采用了此种单极导线。近1年的随访表明，导线的性能良好。 既往研究表明，采用100 J至369 J的电流反复体外复律，可以将复发性房颤患者转复为窦性心律。然而这种方法并不总能成功，所以不适合那些经常复发房颤的患者。而且，早期的复律有可能阻止心房的电重构(electrical remodeling)[13，14]。IAD使反复发作房颤的患者能成功地早期除颤[15-20]。本组资料表明，IAD能有效地转复93.4%的自发性房颤发作，而不会带来任何致心律失常的副作用。IAD的技术可行性和临床有效性已毋庸质疑，但IAD反复及时的复律是否能改变心房颤动的自然发展过程，缩短每次房颤发作的持续时间，延长除颤后窦性心律的维持时间，从而逆转阵发性或持续性房颤发展为慢性房颤的恶性循环，还有待进一步的临床研究。 房颤的早期复发常见于成功复律后。以往的研究报道，无论体外抑或体内除颤，13%～36%的成功复律中出现伴有房颤早期复发的不稳定的窦性心律[21，22]。本组中有14.2%的成功复律后出现了房颤早期复发。因此抑制房颤早期复发对于提高IAD的有效性和减少除颤次数有重要影响。目前对房颤早期复发的机制尚不清楚。Ⅰ类和Ⅲ类抗心律失常药物对于预防和抑制房颤早期复发有一定效果[21，22]。 患者发作房颤时，常处于清醒状态，为便于及时终止房颤，IAD最终都要程控为患者激活模式(patient activated mode)。所以患者不得不在完全清醒的情况下进行除颤。患者能否耐受，是植入IAD前首要考虑的问题。研究表明，电击引起不适感觉的机制是多因素的，与电击发放的累积次数直接相关，而似乎与每次电击的电能高低关联较弱[23，24]。如果以60 V的电流开始，逐级递增放电，在尚未成功复律时，就已达到“不适阈”[12]。所以，用于测定患者除颤阈值的除颤步骤并不适应于实际的房颤治疗。通常，大多数患者能忍受平均3次电击，所以我们常选用接近最大的电压以转复阵发性的房颤发作，结果显示有近37%的患者对于接受不少于2次的电击除颤不需麻醉。研究表明，IAD导线的设计(包括形状、位置)不仅可以减少电击的次数，也可直接或间接地提高患者对于除颤的耐受力[23，25]。在IAD治疗前给予少量药效短起效快的麻醉药可以提高患者对除颤的耐受程度。 当IAD设置成患者激活状态时，患者可以在医院外的适当场所及时地启动IAD，终止长时间的或短暂的房颤发作，从而维持较长时间的窦性心律，减少房颤的复发。但房颤并非一种单因素的病症，IAD的应用也只是治疗方法中的一种。本组患者复律后房颤的复发率仍较高，仍需要联合药物治疗，以减少房颤发作的次数，降低房颤的除颤阈值，同时减少IAD的使用频率，有效地缓解房颤引起的症状，维持除颤后的窦性心律。但需强调的是，本组选择的是一组心功能正常的患者，IAD对有基础心脏病，如瓣膜性心脏病或充血性心力衰竭患者的临床作用，尚有待进一步评估。 结论 IAD可有效、安全、适时地发放低能量电流转复房颤，维持窦性心律，减少房颤发作的次数和持续时间，可能改善阵发性房颤演变为慢性房颤的恶性循环。 |