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第5章 頻率適應性起搏

一、概  述

頻率適應性起搏器(rate adaptive pacemaker)是指起搏頻率能隨人體的代謝活動而自動改變,以滿足人體活動時的需求。在植入起搏器的患者中,大約50%以上的患者對運動、情緒改變等不能做出正常的心率反應,即患者心率不能隨機體代謝活動的增加而增加,這種情況叫作心臟變時性功能不全(chronotropic incompetence),而頻率適應性起搏器主要適用于這類患者。第一臺頻率適應性起搏器于1986年由美敦力(Medtronic)公司生產并應用于臨床,以后其他公司的傳感器陸續上市,并廣泛應用于臨床。至今,這類起搏器的臨床應用已30余年,目前頻率適應功能已成為起搏器的基本配置。

(一)頻率適應性起搏的臨床重要性

心血管系統的主要功能是將氧氣及營養物質輸送到全身各器官,同時排除組織代謝所產生的廢物。要完成這一重要功能,心臟必須確保足夠的心排血量,而心排血量的多少取決于心率及每搏量,即心排血量=心率×每搏量。正常人安靜時心排血量5~6L/min,而運動時心排血量可增加達20L/min以上,為安靜時的3~4倍。活動時,為保證足夠的心排血量,心率及每搏量均需增加,而前者更為重要,尤其是在次極量或極量運動時,心排血量的增加主要取決于心率增加的程度。由此可見,對于存在心臟變時性功能不全的患者,頻率適應性起搏對改善患者運動耐量及生活質量具有何等的重要性。

頻率適應性單腔起搏器(VVIR)的極量運動試驗結果表明,該起搏方式與傳統的VVI起搏比較,運動中起搏頻率增加了69%,運動時間延長了32%。對于嚴重心臟變時性功能不全而植入雙腔起搏器的患者,運動時DDDR起搏的心排血量比DDD明顯增加,患者的生活質量也明顯優于DDD及VVIR起搏。

此外,間歇性發作的房性心律失常,如房顫及房撲可產生不適宜的心室反應,使之不能產生適當的頻率調整。另外,對于心臟收縮功能低下如心力衰竭患者及心臟收縮儲備能力降低者如老年人,其活動時心排血量的增加更依賴于心率的快慢。這些患者如果植入無頻率適應的起搏器,其心排血量、運動耐量及生活質量等都會受到不同程度的影響。

(二)心臟變時性功能不全的診斷標準及表現形式

1.診斷標準

用氧消耗量的方法診斷變時性功能不全比較可靠,但需要特殊設備,臨床使用不太方便。目前臨床上仍然常用Bruce運動平板試驗來判斷有無心臟變時性功能不全,即次極量運動時最快心率小于預測值的80%則認為患者存在變時性功能不全。如果運動時最大心率<120次/min,為輕度變時功能不全;運動時最快心率<100次/min,為嚴重心臟變時性功能不全。此方法主要是用來診斷冠心病,對評價心臟變時性功能不全存在不足:其一,植入起搏器的患者以老年人為主,這些患者中的多數合并有器質性心臟病,因此,不能或不宜做次極量運動;其二,運動試驗檢測冠心病的終點或評判標準為是否有心肌缺血,而評判心臟變時性功能不全的觀察指標為心率增加的程度及由此而導致心排血量的改變情況。但由于此方法比較簡單,容易被臨床醫師接受,所以應用比較廣泛。

2.表現形式

心臟變時功能正常者,在極量或次極量運動時,心率的反應為開始時有相對快速的上升,在穩定活動狀態時有一比較穩定而合適的最大心率,在活動結束后緩慢恢復到基線。而心臟變時性功能不全者,通常有四種表現形式(圖5-1)。

圖5-1 心臟變時性功能不全患者活動時心率變化模式

實線為正常竇房結功能(normal);虛線為變時性功能不全者(c1)在極量運動過程中,最大心率明顯低于相應年齡的預測值,且運動的初始及恢復階段心率反應顯著降低(A)。運動中最大心率與預測值相近,但運動的初始階段心率的反應明顯下降或延遲(B)。運動的初始反應及最大心率值接近正常,但是在運動結束后,心率迅速下降,并可出現長間歇(C)。運動中心率變化波動很大,無規律,呈忽快忽慢的趨勢,但最快心率明顯低于正常值(D)。心臟變時性功能不全具有動態演變的特點,同一患者在不同的時間可表現以上多種方式。

二、頻率適應性反應的原理及應用

實現起搏頻率適應性變化有兩個關鍵部分因素,一是傳感器,二是內設算法。一個理想的傳感器具有:能準確地對體力或非體力活動,如情緒變化、腦力活動、體位改變做出反應;心率上升或下降的速度應與正常生理性的變化接近;反應的程度恰到好處,與生理需求相適應;性能穩定可靠,不受干擾,操作簡便,生物兼容性好,耗能少。而內設算法則是將所感知的信號轉換成頻率合適的起搏脈沖。根據傳感器及內設算法的不同,目前有十余種類型,但臨床上應用較多的是體動傳感器(包括壓電晶體和加速度傳感器)、每分通氣量傳感器、QT間期傳感器及感知心肌阻抗的傳感器。此外,根據反饋的不同,將頻率適應性反應分為開環刺激系統(open-loop systems,OLS)和閉環刺激系統(closed-loop systems,CLS)。閉環刺激系統存在負反饋機制:當起搏頻率上升到一定水平后,通過環路負反饋機制調控傳感器感知的信號,從而使起搏心率與代謝需求相適應,更加符合生理。

(一)體動傳感器

通過安置在起搏器機殼內面的壓電晶體感知患者運動時產生的振動,使壓電晶體的構形發生改變。這些機械變化再轉化為電信號。這些電信號經起搏器內設法處理后,以脈沖形式發出。當由機械能轉化為電信號達到一定強度時,即活動感知閾值時,起搏器輸出頻率便發生改變。通常情況,人體活動強度越大,振動引起壓電晶體的構形改變越大,由機械能轉化為電信號也越多,更多的起搏脈沖發放導致較快的起搏頻率。

1.可程控參數
(1)下限及上限傳感器頻率(lower rate and upper sensor rate):

下限傳感器頻率是指在無竇性心率或體力活動時的最低起搏頻率,可程控范圍通常在70~90次/min,每檔10次。上限傳感器頻率是指在極量運動時的最快起搏頻率,可程控范圍通常在100~170次/min。臨床上可根據患者的具體病情選擇,如年齡、體力活動狀況、心功能及有無合并癥等。

(2)活動感知閾值(activity threshold):

活動感知閾值是指能夠引起起搏頻率適應性改變的最小活動強度(圖5-2),共設4擋。低擋(low):此擋最敏感,傳感器可感知到身體絕大多數體力活動,包括輕微的體力活動。中/低擋(medium/low):傳感器只能感知到人體有限的體力活動,主要是對輕到中等強度的體力活動才做出頻率適應性反應。中/高擋(medium/high):傳感器只能感知到人體中到強的體力活動。高擋(high):此擋最不敏感,只能感知到極量或很強的體力活動,即只有當活動強度很大時起搏器才出現相應的頻率適應性反應。從以上可以看出,擋次越高越不敏感。臨床上根據患者的具體情況選擇感知閾值擋次。大多數患者可放在中/低擋(圖5-2)。

圖5-2 感知活動閾值

(3)頻率適應性斜率(rate response curve):

頻率適應性斜率是以患者活動量的增加為橫坐標,起搏頻率為縱坐標繪成的曲線。起搏器根據頻率適應性斜率和感知上限及下限頻率建立患者在某一活動范圍內比較穩定的起搏頻率。一共有10擋,由于兒童患者比老年人需要更高的頻率支持,所以,同樣的擋次,兒童的起搏頻率明顯快于老年人。對于同樣強度的活動量,如果設置的擋次越高,則起搏頻率越快。一般而言,如無明顯心功能障礙或心臟貯備功能良好的患者,可程控在相對較低的擋次。反之,心功能不全、心臟儲備能力不足或平時活動較少的患者,通常需要程控在較高擋次。大多數患者頻率適應性斜率可設置在7擋。

(4)運動加速時間(activity accelerating time)及減速時間(activity decelerating time):

運動加速時間是指活動開始后起搏頻率上升到所設定的上限頻率所需的時間。有15s、30s及60s三個擋。運動減速時間,指活動停止后起搏頻率下降到運動前或下限頻率所需要的時間,有2.5min、5min及10min三個擋次。一般情況,將運動加速時間設置在30s,運動減速時間設置在5min。

2.臨床應用

此類體動傳感器比較簡單,術后程控簡易,主要調節感知閾值及頻率適應性斜率。長期使用性能比較穩定,并且頻率適應性反應與人體活動的相關性比較好,因此,臨床應用很廣泛。此類傳感器的主要優缺點如下。

(1)優點:

①臨床使用方便簡單,可同任何標準導線連接。②體動感知無明顯增加起搏器電能的消耗。③長期使用穩定性好。④頻率適應速度快。⑤術后程控簡易。

(2)缺點:

①對非生理性的體內外振動有反應。如拍擊起搏器、在顛簸的路上行走或車內顛簸可使起搏器頻率加快。患者在睡眠時翻身時擠壓起搏器,亦能激活壓電晶體傳感器,導致起搏頻率增加。②上下樓梯的影響:由于下樓產生的顛簸比上樓要強,因此,下樓時傳感器的起搏頻率比上樓時要快。

(二)加速度傳感器

1.原理

加速度傳感器被安放在起搏器的電路板上,不與起搏器機殼接觸,對運動的反應與起搏器同胸大肌的接觸沒有關系,所感知的運動指標是身體前后向、左右向、上下向及側向等不同方向的加速度變化,此改變所產生的應力使傳感器受壓變彎曲,這些機械變化再轉化為電信號,經起搏器內設法處理后,以脈沖形式發出。當由機械能轉化為電信號達到一定強度時,即活動感知閾值時,起搏器輸出頻率便發生改變。通常情況,機體活動強度越大,加速度受壓彎曲的程度也越大,由機械能轉化為電信號也越多,活動計數相應增加,從而,更多的起搏脈沖發放導致較快的起搏頻率。

與壓電晶體傳感器不同的是,加速度計對于直接作用于起搏器機殼振動,如按壓起搏器等無感知。此外,傳感器對超過活動閾值的感知信號的頻率和幅度都有記錄。這樣能更好地決定患者在整個活動中的運動負荷而產生相應的起搏頻率。

2.主要程控參數

與壓電晶體傳感器相似,但更符合生理要求,如感知頻率除下限及上限頻率外,還有日間活動頻率(activities of daily living rate,ADL)即患者在白天一般活動時所能達到的中度起搏心率。起搏器對以上的感知頻率均可自動調整。當開啟起搏器的“頻率軌跡優化功能”(rate profile optimization)時,起搏器每天自動收集患者日間活動頻率及極量活動頻率,并與患者希望達到的目標頻率比較,如果兩者比較接近,起搏傳感器不調整輸出頻率。如果傳感器記錄到的患者實際頻率明顯低于理想的目標頻率,則起搏傳感器自動增加輸出頻率。如傳感器記錄到患者的實際頻率高于患者的目標頻率時,起搏器自動降低輸出頻率。以上頻率調整的目的是最大限度地滿足每一位患者的實際需要。

加速度傳感器的起搏器多采用雙斜率的頻率適應性反應,即對每一患者的日間活動頻率及上限頻率的斜率可單獨程控,這更生理性。每一斜率曲線有5個擋次,擋次越高,起搏輸出頻率越快,對于同樣強度的活動量,如果設置的檔次越高,則起搏頻率越快。一般而言,如無明顯心功能障礙或心臟貯備功能良好的患者,可程控在相對較低的擋次。反之,心功能不全、心臟儲備能力不足或平時活動較少的患者,通常需要程控在較高擋次。

此類起搏器由于采用加速度計感知患者身體活動,除頻率適應性反應與人體活動的相關性比較好外,抗外界非生理性干擾能力明顯提高。

3.臨床應用
(1)主要優點:

①頻率適應性反應速度快。②與加速度傳感器的感知頻率比較,此類起搏器增加了日間活動頻率,這樣更能滿足患者白天活動的生理需求。③對非生理性刺激的反應性明顯降低,這些非生理性刺激包括拍擊起搏器、在顛簸的路上行走或車內顛簸,在睡眠時翻身時擠壓起搏器等。④由于使用雙斜率頻率適應性,因此對日間活動頻率范圍及上限頻率范圍可獨立調控,這就使得頻率適應性反應更加生理性。⑤長期使用穩定性好。

(2)主要缺點:

①對調節非運動性代謝的增加不敏感,如思維及情感活動。②對運動后的頻率反應不如每分通氣量傳感器。

無導線起搏器是近些年新的起搏技術,因其植入于搏動的心臟里,加速度計一直是在感知著運動,因此在傳統頻率應答算法的基礎上做了調整。Micra無導線起搏器應用新技術方法,將心搏運動設定為低速率值而排除。這個設定值用來為每個患者建立一個獨特的基線,濾過靜息時心臟自身搏動來確認患者運動時高級別的運動。此外,因為Micra無導線起搏器植入右心室后,所固定的位置及角度均不相同,為適應這些位置,Micra無導線起搏器設計一個三個軸向的加速度計,區別于傳統起搏器的一個軸向加速度計。這意味著,醫師可以選擇最能區分心臟自身運動和患者運動的軸向量。

(三)分鐘通氣量傳感器

1.原理

每分通氣量傳感器通過測量導線頂端電極與脈沖發生器之間的經胸阻抗,測得潮氣量和呼吸頻率,然后計算出每分通氣量,并與安靜狀態的基礎值相比較,能更好地說明患者的代謝需求,經脈沖發生器的內設算法自動調節起搏輸出頻率。每分通氣量傳感器需要特殊的雙極導線。

2.臨床應用

此類傳感器的最大優點為起搏頻率的改變與活動量變化的相關性比較好,因此在臨床上應用比較廣泛。但與體動傳感器比較,這類傳感器對運動反應的起始頻率上升比較慢,比竇房結慢30s。此外,還受其他因素,如講話及非運動或代謝性增加引起呼吸頻率加快的影響。

(四)QT間期傳感器

1.原理

根據人體活動或情緒改變時,QT間期與體內代謝活動相適應性縮短或延長這一生理特點研制而成。通過測定QT間期的變化,可以反映出人體在運動、情緒改變及思維活動時交感神經的興奮程度。

2.臨床應用

此類頻率適應性起搏的特點是起搏頻率的增減與代謝活動的相關性比較好,長期使用性能比較穩定。但不足之處為頻率適應性反應比較慢;需要心室完全起搏,這對房室結功能良好的患者不利,因為增加心室起搏的比例不但增加耗電量,而且增加心衰及房顫的發生率。此外,影響QT間期的藥物,如胺碘酮等將影響起搏器頻率適應性效果。心肌缺血對QT間期有一定的影響。高血鈣時QT間期縮短,而低血鈣時QT間期延長,這些都將影響起搏器頻率適應性效果。

(五)心肌阻抗傳感器

此類傳感器多結合閉環刺激系統(CLS),模擬了正常人體調節原理(圖5-3):當運動、情緒變化或思維活動時,交感神經興奮,心肌收縮力增加,但由于竇房結變時性功能障礙,心率不能相應加快。此時,起搏器的感知器則模擬正常竇房結功能,增加起搏頻率從而滿足人體代謝的需要(圖5-4)。由于其調節過程是雙向性的,即活動或情緒改變引起起搏頻率的增加,而增加的起搏頻率導致的心排血量及血壓的增高又對中樞交感神經系統起到負反饋的調節作用。因而,此類起搏器稱為閉環式頻率適應性起搏器。不同于加速度及分鐘通氣量傳感器,這類傳感器是單向性的,即當活動時觸發起搏頻率加快,但增加的起搏頻率對人體無負反饋的調節作用,因此,又稱開環式頻率適應性起搏。近年來臨床使用的新型閉環式頻率適應性起搏器,如百多力公司(Biotronic)Inos及Protos起搏器即模擬了上述正常人體調節原理,目前比較新的起搏器有Eluna 8或Evia系列。

圖5-3 人體正常的閉環式調節過程

CLS:閉環刺激;HR:心率;CO:心排血量;SV:每搏量;SANode:竇房結;Myocardium:心肌。

圖5-4 心臟變時性障礙者起搏器的閉環調節過程

1.原理

Inos及Protos閉環式頻率適應性起搏的工作原理為心室導線連續采集每一心動周期心肌阻抗的變化,繪成阻抗曲線(圖5-5)。心臟收縮時,心肌收縮力逐漸增加,心肌阻抗隨心肌收縮力的增加而成比例增加。因為心肌收縮力與心肌阻抗正相關,而與心腔內的血容量呈負相關。在收縮晚期,心肌收縮力及阻抗均達到最大值,而此時心腔內的血容量最少。起搏器將每一心動周期心肌阻抗的變化繪成阻抗曲線后,與安靜時記錄到的阻抗曲線比較,根據兩者的差值來調節起搏頻率。差值越大,起搏頻率增加的幅度越大。如安靜時記錄到的當前阻抗與休息時記錄到的阻抗曲線相同,則起搏器不改變輸出頻率。一般活動時,心肌收縮力及阻抗增加的幅度較小,因此起搏頻率的增加不大。當劇烈活動時,由于心肌收縮力明顯增加,因而心肌阻抗變化很大,當起搏感知器感知到這一變化后,其起搏頻率的幅度也相應增大。

圖5-5 測定心肌阻抗的示意圖

2.特點
(1)能感知情緒變化、思維活動等自主神經功能改變:

目前臨床上常用的加速度或每分通氣量等傳感器只能感知體力活動的改變。Protos起搏器的感知器,不僅能感知體力活動,而且還能感知腦力活動。因而,此類感知器更符合生理要求,其功能更接近竇房結。這類起搏器適用于各類需植入起搏器的患者,尤其是活動少、長期臥床、老年人以及從事腦力勞動的患者。

(2)程控簡單:

一般只需設置下限及上限頻率。而加速度或每分通氣量等傳感器通常需要程控多種參數,除下限及上限頻率外,其他參數包括活動感知閾值、頻率適應性斜率、加速度時間及減速度時間等。而每一項還包括不同的內容。如感知閾值有不同檔次(低檔、中/低檔、中/高檔及高檔),必須根據不同的患者隨時調整。

(3)不需要特殊導線:

任何公司生產的心室起搏導線均可使用。而每分通氣量傳感器需要雙極起搏導線。

(4)β受體阻滯劑等心肌抑制藥物對起搏器頻率適應性反應無明顯影響:

由于此類感知器通過測定心肌阻抗來調節起搏頻率,而心肌阻抗與心肌收縮力正相關,當使用β受體阻滯劑等心肌抑制藥物時心肌收縮力下降,理論上將影響起搏器輸出頻率。但實際上,感知器是根據阻抗變化差值來調整起搏頻率的,而不是根據心肌阻抗絕對值的大小。由于β受體阻滯劑對安靜及活動時心肌收縮力均有抑制作用,因而,心肌阻抗的絕對值相應降低,這樣兩者間的差值與用藥前比較變化并不大。所以,長期使用β受體阻滯劑等心肌抑制藥物并不會明顯影響起搏器頻率適應性反應。

(5)心臟器質性病變對起搏器頻率適應性反應的影響:

當植入起搏器的患者發生急性心肌梗死時,由于壞死的心肌收縮力下降,導線測定到的心肌阻抗也相應下降。因此,雖然由于疼痛等引起交感神經興奮及情緒改變,但起搏頻率并不相應加快。當心力衰竭或擴張型心肌病患者植入了此類起搏器,由于心肌收縮力明顯減弱,心肌阻抗也小,但只要患者有活動或思維、情緒等變化,交感神經興奮能夠引起心肌收縮力增加,與安靜時比較,阻抗明顯增加,起搏器便能發揮相應的頻率適應性改變功能。反之,如果病情很重,患者絕對臥床,當交感神經興奮時心肌收縮力無明顯增加,此時,起搏器頻率適應性反應也明顯減弱。

(6)獨特的抗血管迷走性暈厥效果:

現代起搏器通常具有抗血管迷走性暈厥的功能。首先是識別暈厥前期自主心率驟降,當自主心率突然下降超過一定數值(如20~50次/min),并持續一定的時間,起搏器認為患者即將發生暈厥,此時立即發放高頻率干預性起搏,從而預防了暈厥的發生。通常此類起搏器對心臟抑制性暈厥效果較好,而對血管抑制性及混合性暈厥效果較差。大多數血管迷走性暈厥患者屬于血管性及混合性暈厥。而感知心肌阻抗的頻率適應性起搏器,抗血管迷走性暈厥的機制不同。這類起搏器對血管迷走性暈厥的識別不是通過頻率驟降,而是發生在交感神經興奮頻率加快時。當交感神經興奮,心率增快,同時心肌收縮力加強,心肌阻抗突然升高,起搏器感知這一變化后立即加快起搏頻率,從而阻止了暈厥的發生。由于高頻率干預性起搏發放在頻率驟降前的交感神經興奮期,因此對各種類型神經介導性暈厥的干預效果均較好。

3.臨床效果

(1)國家老年醫學中心/北京醫院心內科曾在2004—2008年共植入92例帶有閉環功能的百多力公司Protos DDDR/VVIR起搏器。本研究顯示CLS感受器模式在情緒變化或精神壓力下,對于心率的反應性優于加速度感受器模式,兩種模式對于運動時心率變化均有良好的反應性。

(2)相關研究均顯示,閉環刺激頻率適應性起搏器對血管迷走性暈厥的預防作用十分確切。

(六)復合傳感器

目前,臨床上常用的大多數單傳感器均存在不足,最常用的是感知體動及感知每分通氣量的傳感器,都不夠理想。理想的傳感器應是:反應速度快、反應的相稱性高、敏感性及特異性強。因而,近年來常將兩種不同功能的傳感器組合在一起,以彌補相互之不足。如體動傳感器反應速度快,但反應的相關性較低,反之,每分通氣量傳感器的反應速度慢,但相關性好,兩者正好取長補短。

下面以體動傳感器與分鐘通氣量傳感器組合(圖5-6)為例來說明這類傳感器的特點:

圖5-6 組合傳感器

A.體動壓電晶體傳感器;B.每分通氣量傳感器。

頻率適應性起搏傳感器將體動壓電晶體傳感器與每分通氣量傳感器相結合。這兩種傳感器結合的最大優勢為體動傳感器在活動初始階段的快速起搏頻率彌補了后者的不足,而每分通氣量傳感器在運動達一定時間及強度后,其起搏頻率與機體代謝相關性好以及運動后起搏頻率下降緩慢,此優點克服了體動傳感器在這方面的不足。

三、頻率適應性起搏的適應證及應用

目前頻率適應性起搏的主要適應證為心臟變時性功能不全的患者。《2018ACC/AHA/HRS心動過緩和心臟傳導延遲患者評估和管理指南》明確提出對于癥狀性變時功能不全的竇房結功能障礙患者推薦頻率適應性起搏(推薦級別Ⅱa)。指南同樣提到,關于變時性功能不全是一種對生理需求(如體力活動)不適當的遲鈍性心率反應,即在盡力情況下仍不能達到年齡相對的目標心率,以至于不足以滿足生理需求,不能應用簡單的年齡相關公式進行定義,推薦通過動態心率監測以及運動平板試驗進行評估,變時功能不全的診斷需要仔細的個體化臨床評估,同時強調其他因素例如性別、合并癥等的重要性。

除竇房結變時性功能障礙外,適合頻率適應性起搏情況還包括:①心房靜止;②房顫伴緩慢心室率或心房撲動(房撲)伴心室率緩慢者;③間歇性發作的房性心律失常,如房顫及房撲合并不適宜的心室反應者。

臨床實踐中,盡管沒有嚴格規范是否植入帶有頻率適應功能的起搏器,但是大多數情況都會選擇帶有頻率適應功能的起搏器,無論是DDDR還是VVIR。這是因為對于有起搏適應證的患者,即使目前沒有變時性功能不良,日后很可能出現,尤其是長期使用抗心律失常藥物的情況下。

起搏器植入術前應根據患者的年齡、職業、日常生活特點、基礎疾病及所使用藥物等因素進行個體化的選擇傳感器類型。目前推薦使用雙傳感器,最常用者為體動+每分通氣量或體動+心內阻抗傳感器。術后的程控及隨訪,需要醫師、工程人員、患者之間有效溝通、緊密合作,才能個體化調整頻率應答參數,從而真正發揮頻率適應性起搏的功能。一項隨機對照研究顯示,DDDR組與DDD組進行比較,沒有任何獲益。無論是在6個月隨訪中的總運動時間,還是為期1年隨訪中的具體活動量表或次要生活質量終點,均無顯著差異。然而,DDDR組右心室起搏比例高(>90%),頻率適應性起搏的潛在獲益可能被高比例右心室起搏所抵消。因此,在臨床程控中,應謹慎開始R功能,并盡可能頻率適應性起搏個體化。另外,隨著自動化調整功能的發展,未來程控頻率應答功能會趨于智能化、簡單化。

對于老年人是否需要起搏器頻率支持,即頻率適應性起搏的必要性問題意見不完全統一,傳統觀念認為,老年人心率緩慢是正常老化的生理現象,這符合老年人代謝降低的特點,因此,起搏頻率支持不如年輕人重要。然而,明尼蘇達大學運動生理研究室對57例年齡>65歲及年齡<65歲的正常人平均43h心率分布的結果顯示,大多數人心率分布在較低的范圍,大約只有10%的時間心率>100次/min。而兩組健康人的心率分布是非常相似的,尤其是心率在<130次/min,年輕組與年老組差異無統計學意義。此研究說明,老年人同樣需要頻率支持,即在適合起搏治療的患者,不論是老年人還是年輕人均需要頻率適應性起搏。

對于冠心病心絞痛的患者仍存在較大爭議,一般認為不適合植入頻率適應性起搏器,因為心率增快會增加心肌氧耗量,從而誘發或加重心絞痛。然而一項納入18例冠心病心絞痛患者進行運動平板試驗及心肌核素顯像,比較VVI與VVIR起搏方式對心絞痛及運動耐量等的影響,結果顯示,VVIR組平均運動時間增加28%,兩組心絞痛發作次數、硝酸甘油消耗量差異無統計學意義。此外,VVI組與VVIR組心肌核素顯像也無明顯區別。此結果表明,冠心病心絞痛患者同樣可以植入頻率適應性起搏器。

對于心力衰竭患者,尤其是心臟收縮功能明顯不全時,由于每搏量明顯降低,當活動時心排血量的增加在一定范圍內主要依賴于心率的增快,因此,頻率的支持對于維持適當的心排血量有一定作用。然而,過多的右心室起搏,同樣會增加心力衰竭風險。未來隨著生理性起搏技術的發展,結合頻率適應性功能及個體化參數設置,存在廣闊的探索空間。

四、小  結

頻率適應性起搏作為一種理想的生理性起搏器在臨床上廣泛應用已有30多年的歷史。它通過匹配的傳感器,感知人體活動及代謝變化,從而改變起搏頻率,使起搏器的輸出頻率盡可能模擬正常竇房結的功能。多年來臨床實踐已證實,頻率適應性起搏無論是對于患者,還是醫師都能帶來明顯的益處:①提高患者的運動耐量,從而改善生活質量。②改善心力衰竭患者的心功能。充血性心力衰竭合并心動過緩植入起搏器的患者,由于每搏量的降低,心排血量的維持主要依賴一定范圍內心率的增加,尤其在運動時心率的增加對維持適當的心排血量尤為重要。③對于臨床醫師而言,頻率適應性起搏使得醫師用藥更加方便、安全。因為起搏器患者可能合并有快速心律失常(如房顫及房撲伴快速心室率、室性心律失常等)、高血壓、冠心病、心力衰竭等需要使用抗心律失常藥物、β受體阻滯劑以及洋地黃類等,這些藥物可能使得患者的心率更慢,并誘發或加重心臟變時功能障礙。如果植入的是頻率適應性起搏器,則基本無須擔心這些藥物對心臟變時功能的影響。

頻率適應性起搏器的主要適應證是竇房結變時性功能不良和慢性房顫合并顯著緩慢的心室率。而在臨床實踐中,是否植入帶有頻率適應性功能的起搏器目前尚無嚴格的規范。很多學者認為頻率適應性雙腔起搏(DDDR)或頻率適應性單腔起搏(VVIR)適合所有需要雙腔(DDD)單腔(VVI)起搏的患者。因為有起搏指征的患者中,有較高比例的患者即使目前沒有變時性功能不良,日后也可能發生竇房結功能障礙,并且部分患者需要長期口服抗心律失常藥物包括β受體阻滯劑等,可誘發和加重變時性功能不良。

起搏器頻率適應性反應的決定因素是傳感器。感知心肌阻抗的閉環式頻率適用性傳感器不僅能夠對體力活動做出相適應的頻率應答反應,而且還能夠感知情緒變化、思維活動等自主神經功能改變。此外此類起搏器具有比較獨特的抗血管迷走性暈厥作用。因此,此類頻率適應性起搏器具有良好的應用前景,目前在我國也已經得到了廣泛的應用。

(劉俊鵬 陳浩 楊杰孚)

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