無導(dǎo)線心臟起搏技術(shù)的研究進(jìn)展

陳源

（廣西欽州市第一人民醫(yī)院功能科心電圖室，廣西 欽州 535099）

自人工心臟起搏器被研發(fā)問世后，臨床將其用于心律失常的治療中，各項功能以及應(yīng)用效果備受臨床重視。但傳統(tǒng)起搏器應(yīng)用中，導(dǎo)線相關(guān)并發(fā)癥以及起搏器囊袋并發(fā)癥發(fā)生率較高，其中起搏器植入一定程度上會加重患者痛苦，嚴(yán)重威脅患者生命健康[1]。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，無導(dǎo)線心臟起搏技術(shù)開始應(yīng)用于臨床中，該技術(shù)是完全心內(nèi)起搏方式，去除了導(dǎo)線和囊袋，簡化了植入步驟，減輕了患者痛苦，避免了傳統(tǒng)起搏器應(yīng)用過程中并發(fā)癥發(fā)生，為心律失常改善提供了一種新型的治療。本文總結(jié)分析無導(dǎo)線心臟起搏技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展，具體綜述如下。

1 分析傳統(tǒng)起搏器的應(yīng)用

自1958年第一次將心臟起搏器植入手術(shù)開始至今，起搏器的應(yīng)用發(fā)展一系列巨大變化。傳統(tǒng)起搏器包括導(dǎo)線、脈沖發(fā)生器，且這一基本結(jié)構(gòu)維持了較長時間，但也正是因為起搏器中的導(dǎo)線、脈沖發(fā)生器的存在，也導(dǎo)致了傳統(tǒng)起搏器應(yīng)用中導(dǎo)線相關(guān)并發(fā)癥、脈沖發(fā)生器囊袋感染等發(fā)生。

俞章平等[2]研究中，358例心臟起搏器植入術(shù)實施過程中，術(shù)后感染25例，感染發(fā)生率為6.98%。分析是因傳統(tǒng)起搏器應(yīng)用過程中，起搏器依賴者需不斷更換起搏器，而頻繁的更換，增加了感染發(fā)生風(fēng)險。感染發(fā)生后，為了成功救治患者，需及時拔出脈沖發(fā)生器、導(dǎo)線，增加手術(shù)感染風(fēng)險。

傳統(tǒng)起搏器應(yīng)用中另一個問題，就是起搏器的導(dǎo)線并發(fā)癥發(fā)生率高。分析原因，導(dǎo)線故障問題存在，增加閾值升高發(fā)生率，而且會影響患者的正常活動。起搏器應(yīng)用中因?qū)Ь€存在，會限制肢體活動，導(dǎo)致上肢活動異常，而活動過程中極易導(dǎo)致導(dǎo)線移位、脫落，甚至穿孔發(fā)生[3]。尤其是導(dǎo)線經(jīng)靜脈植入，加劇靜脈狹窄。傳統(tǒng)起搏器另一常見并發(fā)癥是，導(dǎo)線壓迫、移位會導(dǎo)致三尖瓣返流。起搏器用于治療體型偏瘦患者時，因起搏器體積較大，或采用埋藏式心臟轉(zhuǎn)復(fù)除顫器，容易發(fā)生囊袋破損，脈沖發(fā)生器外漏。上述并發(fā)癥的存在，均會導(dǎo)致起搏器應(yīng)用過程中引發(fā)患者不適，臨床應(yīng)用受限[4]。

2 無導(dǎo)線起搏器的研究設(shè)計

針對傳統(tǒng)起搏器應(yīng)用中并發(fā)癥問題，相關(guān)研究學(xué)者提出，在傳統(tǒng)起搏器基礎(chǔ)上進(jìn)行研究，摒棄導(dǎo)線這一結(jié)構(gòu)，設(shè)計無導(dǎo)線起搏器。隨著起搏技術(shù)以及新型能源材料發(fā)展，新的微型起搏器應(yīng)運而生，具有以下優(yōu)勢：植入與取出操作均簡單可行；便于調(diào)控與測試；可有效固定心肌，防止脫位、穿孔等風(fēng)險發(fā)生；設(shè)計低能量；應(yīng)用高集成能量微型電池。該起搏器簡化了起搏技術(shù)操作步驟，減輕對患者造成的創(chuàng)傷，植入操作簡單方便，用于心律失常患者中效果顯著[5]。

1970年，在高密度集成電路、微型電池發(fā)展背景下，Spickler等設(shè)計了一款無導(dǎo)線起搏器。該起搏器應(yīng)用中，是經(jīng)手術(shù)、遞送系統(tǒng)將心內(nèi)起搏器植入房室傳導(dǎo)組織右室內(nèi)，在右室內(nèi)發(fā)揮發(fā)揮右腔起搏作用，而且起搏器發(fā)揮作用期間，不會引發(fā)任何并發(fā)癥，這表明完全心內(nèi)起搏是切實可行的。

但該技術(shù)在臨床應(yīng)用中，因電池電量不足、固定裝置以及遞送系統(tǒng)簡陋，完全不能滿足正常的臨床應(yīng)用，這些問題存在也限制了無導(dǎo)線起搏器的廣泛應(yīng)用。正因為上述問題，該技術(shù)逐漸被臨床忽視[6]。

3 無導(dǎo)線起搏技術(shù)的研究進(jìn)展

近十年來，隨著電醫(yī)學(xué)技術(shù)水平進(jìn)步發(fā)展，低能耗電子元器件、程控技術(shù)、高密度能量電池、導(dǎo)管制作技術(shù)等發(fā)展，無導(dǎo)線心臟起搏術(shù)再次得到應(yīng)用發(fā)展。當(dāng)前臨床中無導(dǎo)線心臟起搏器先驅(qū)產(chǎn)品分別為2012年NanostimTM無導(dǎo)線起搏器、2013年MicraTM經(jīng)皮起搏系統(tǒng)（TPS），這兩款產(chǎn)品的研發(fā)，標(biāo)志著無導(dǎo)線起搏技術(shù)切實可行。相較于傳統(tǒng)的起搏器，這兩種起搏器的體積均有明顯縮小，僅為傳統(tǒng)起搏器的10.0%[7]。

臨床中無導(dǎo)線起搏器主要具有單腔心室起搏作用，通過植入起搏器，并采用主動固定方式，與頭端電極增加涂層，防止閾值水平急性升高。尾端保留切口，便于調(diào)整起搏器或拔除起搏器。于X線引導(dǎo)下，經(jīng)股靜脈穿刺，起搏器經(jīng)可調(diào)彎遞送系統(tǒng)，被植入到右室。因無導(dǎo)線起搏器體積小，應(yīng)用過程中若電池電量耗盡時，不需要拔除起搏器，而是將另一枚起搏器植入。

3.1 NanostimTM無導(dǎo)線起搏器 NanostimTM無導(dǎo)線起搏器為當(dāng)前最成熟微型無導(dǎo)線起搏器，呈棒狀，大小與7號電池基本相同，不足傳統(tǒng)起搏器1/10%。Leadless研究為臨床第一項用于測試NanostimTM無導(dǎo)線起搏器治療。采用多中心、單組、前瞻性研究方法，入選對象均大于18歲，有單腔起搏適應(yīng)證，研究對象33例，手術(shù)成功率為97.0%，手術(shù)時間為（28±17）min，總并發(fā)生發(fā)生率為7%。試驗表明NanostimTM無導(dǎo)線起搏器相較于傳統(tǒng)起搏器，應(yīng)用效果更為顯著。但關(guān)于NanostimTM無導(dǎo)線起搏器的遠(yuǎn)期安全性以及治療效果熱，仍需臨床進(jìn)一步研究。

3.2 MicraTM經(jīng)皮起搏器 該起搏器經(jīng)股靜脈、23 F可調(diào)彎遞送，植入到右心室，經(jīng)4個自膨式彈性鎳鈦諾爪固定在右室心肌中。該起搏器具有閾值自動奪獲與頻率應(yīng)答功能，還可描記心率、感知靈敏度以及起搏比例。針對MicraTM經(jīng)皮起搏器Micra TPS研究，在2013年12月9日奧地利成功選擇第1例患者，手術(shù)成功進(jìn)行。

4 無導(dǎo)線起搏技術(shù)用于心臟再同步化治療（CRT）效果

CRT是臨床治療心力衰竭的重要方法，但在臨床應(yīng)用中存在較多問題。受冠脈靜脈解剖限制，CRT左室電極置入失敗率較高，難以植入到理想的起搏部位。而成功植入CRT患者，有較高的無反應(yīng)發(fā)生率。左室心外起搏可能會引發(fā)非生理性激動、起搏閾值升高、膈神經(jīng)刺激等。

而采用無導(dǎo)線起搏技術(shù)可改善CRT治療中存在問題，利用超聲WiCSTM系統(tǒng)，經(jīng)無導(dǎo)線起搏方式，避免出現(xiàn)CRT放置位置不理想情況發(fā)生，減少非生理性起搏發(fā)生。該系統(tǒng)應(yīng)用后轉(zhuǎn)化超聲信號為起搏能量，進(jìn)而發(fā)揮左心室內(nèi)膜起搏效果，可用于CRT放置左室電極失敗者治療中。其主要由左室起搏單元、皮下脈沖發(fā)生器以及傳統(tǒng)起搏裝置組成。

WiCSTM植入術(shù)實施前，可先實施超聲心動圖檢查，經(jīng)超聲傳輸確定最佳聲窗位置，根據(jù)超聲傳輸測定結(jié)果，將發(fā)射器植入到胸大肌后囊袋，覆蓋接收器所處聲窗位置。

WiSE-CRT研究為臨床用于觀察評估WiCSTM系統(tǒng)治療心衰效果的主要試驗，研究中對17例心衰患者進(jìn)行研究分析，研究結(jié)果表明，76%患者無導(dǎo)線左室電極成功置入，平均起搏閾值為（1.6±1.0）V。隨訪1個月，結(jié)果表明雙心室起搏比率為83.0%。WiSE-CRT研究證明無導(dǎo)線超聲為左室心內(nèi)膜CRT治療安全可行方法。但考慮到該實驗的安全性，最終提前終止實驗。因研究中約20%患者出現(xiàn)心包壓塞。此外研究學(xué)者在實驗終止后，為了進(jìn)一步研究更為安全的治療方法，改進(jìn)遞送系統(tǒng)，但仍存在超聲能量傳遞效能低、電池壽命短等問題，仍需臨床進(jìn)一步研究。

5 問題與前景

關(guān)于無導(dǎo)線心臟起搏技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)有超過40年歷史。隨著電路技術(shù)以及能量源的開發(fā)應(yīng)用，該技術(shù)逐漸成為現(xiàn)實，且被廣泛應(yīng)用。無導(dǎo)線心臟起搏器應(yīng)用優(yōu)勢顯著，改善了傳統(tǒng)起搏器應(yīng)用過程中存在導(dǎo)線、囊袋相關(guān)并發(fā)癥，減輕機(jī)體外來物負(fù)荷，能更加方便植入起搏器，且體積小，植入過程中可大大減輕對患者造成的不適感，不會影響外部美觀，而且還可用于核磁共振顯像檢查中。當(dāng)前提出的兩種無導(dǎo)線起搏器分別為NanostimTM無導(dǎo)線起搏器、MicraTM經(jīng)皮起搏器。在右室無導(dǎo)線起搏方面，上述兩種起搏器的均為微型起搏器，但起搏器直徑粗，為了保證植入順利，需應(yīng)用同樣粗細(xì)的系統(tǒng)鞘管直徑，這樣會增加假性動脈瘤等血流并發(fā)癥發(fā)生。因此在保證電池足夠壽命時間前提下，起搏器直徑限制其直徑粗細(xì)大小，為了更好應(yīng)用，相關(guān)研究人員也在積極探索獲取新型能量延長電池壽命方法，縮小起搏器的直徑。研究認(rèn)為，若能縮小這兩種起搏器的直徑，則臨床中這兩種起搏器的應(yīng)用將會更加廣泛。

而且，研究表明CRT治療中無導(dǎo)線起搏技術(shù)應(yīng)用效果顯著，該技術(shù)應(yīng)用解決了傳統(tǒng)左室起搏電極難以準(zhǔn)確放置的問題，而且可最大程度改善血流動力學(xué)。心內(nèi)膜起搏應(yīng)用促使心臟除極更加接近人體正常的生理狀態(tài)，可減少心律失常、降低心室復(fù)極離散度發(fā)生。而且左心室、左房多部位起搏，可轉(zhuǎn)復(fù)心室顫動。隨著相關(guān)技術(shù)水平的不斷提高，未來臨床應(yīng)用中可同時植入多個無導(dǎo)線起搏器，增進(jìn)彼此之間的協(xié)調(diào)性，發(fā)揮CRT和雙腔起搏作用。

但無導(dǎo)線起搏技術(shù)應(yīng)用中仍面臨著一些安全問題，當(dāng)前所有無導(dǎo)線起搏器均為雙室起搏（左室僅能通過超聲能量傳輸）或心室單腔起搏（微型無導(dǎo)線起搏器），并無傳統(tǒng)的DDD起搏模式，可能會增加房室失同步非生理性起搏增加。關(guān)于心房固定問題仍需進(jìn)一步研究；考慮到無導(dǎo)線起搏技術(shù)處于初期發(fā)展階段，缺乏足夠的經(jīng)驗，來驗證其長期應(yīng)用效果，因此需要日后大量臨床研究證實；經(jīng)體表無線傳輸存在的最主要問題，能量消耗過大，高能量消耗意味著需要高能量輸出，會導(dǎo)致臨床中器械的更換頻率增加；無導(dǎo)線起搏器應(yīng)用過程中可能會引發(fā)的心包壓塞、心包積液、心臟穿孔等問題，均會導(dǎo)致該技術(shù)暫停或終止。為了廣泛應(yīng)用無導(dǎo)線起搏技術(shù)，固定裝置安全、心內(nèi)起搏遞送系統(tǒng)等方面均應(yīng)引起足夠的重視，防止并發(fā)癥發(fā)生，而且電生理醫(yī)生應(yīng)加強(qiáng)對該技術(shù)操作的培訓(xùn)，減少手術(shù)誤差及手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生。

總之，無導(dǎo)線起搏器未來臨床應(yīng)用意義重大，是未來臨床心臟起搏發(fā)展重要方向，相應(yīng)通過學(xué)者們不懈努力，未來定會更好服務(wù)與患者，造福于患者。