心脏起搏器的操作与维护

          用一定形式的脉冲电流刺激心脏，使有起搏功能障碍或房室传导功能障碍等疾病的心 脏按一定频率应激收缩，这种方法称为人工心脏起搏。人工心脏起搏器工作原理就是替代窦房结发放一定频率的电脉冲，甚至替代一部分传导纤维将电脉冲按一定顺序传递到心脏的相应部位，刺激心肌收缩，使心肌产生搏动，从而维持正常的血液循环。

          （一）心脏起搏器的作用

          心脏起搏器能治疗一些严重的心律失常。心律失常是由多种病因引起的心肌电生理特性改变的一种疾病，而某些严重的心律失常如高度或完全性房室传导阻滞、重度病态窦房结综合征等，药物疗效差。但安装使用起搏器后却能收到显著的效果，并可大大降低死亡率，把不少垂危患者从死亡的边缘上抢救过来。患者脱离危险期后，一般都能生活自理，其中大 部分还可从事力所能及的工作。正因为如此，自1976年开始，全世界每年新装起搏器的患者约在20万人以上，目前依靠起搏器维持生命的人已超过500万人。随着起搏器的推广使 用，安装起搏器的患者必将逐年增加， 用心脏起搏器不仅在心律失常的治疗和预防中已经起到了积极作用，而且还可用于某 些疾病的诊断。例如心房调搏辅助诊断可疑的冠心病、心房超速起搏法诊断窦房结功能不全，预测完全性房室传导阻滞患者是否有发生心脑综合征的危险等，其次人工心脏起搏技术 在心血管的生理和病理生理以及药理和临床应用的实验研究工作中，也取得了发展。例如 在心律失常方面，将逐步揭示一些我们还不能解释的电生理现象，对心律失常的诊断和治疗会起到更积极的作用。

          （二）心脏起搏器的应用

          心脏起搏器在形式上可分为体外临时起搏型和置入式（或称性或埋藏式）两种，前者供急救性临时起搏，后者供长期性起搏治疗。

          1．长期起搏的适应证

①房室传导阻滞。三度或二度（莫氏二度）房室传导阻滞，无论 是由于心动过缓或是由于严重心律失常而引起心脑综合征（阿斯综合征）或者伴有心力衰竭者；

          ②三束支阻滞伴有心脑综合征者，病态窦房结综合征（病窦综合征）；

          ③心动过缓及过速交替出现并以心动过缓为主伴有心脑综合征者。

          2．临时性起搏适应证临时性起搏是指心脏病变可望恢复，紧急情况下保护性应用或诊断应用的短时间使用心脏起搏，一般仅使用几小时、几天到几个星期或诊断及保护性的临 时性应用等。

          如：①急性前壁或下壁心肌梗死，伴有三度或高度房室传导阻滞、经药物治疗无效者；②急性心肌炎或心肌病，伴发心脑综合征者；③药物中毒伴有心脑综合征发作者；④心脏手术后出现三度房室传导阻滞者；⑤电解质紊乱，如高血钾引起高度房室传导阻滞 者；⑥超速驱动起搏应用于诊断上以及用于治疗其他治疗方法已经无效的室性或室上性心动过速者；⑦在必要时可应用于安置长期心外膜或心肌起搏电极之前，冠状动脉造影、电击 复律手术、重大的外科手术及其他手术科室的手术中或手术后作为保护性措施者。

          （三）心脏起搏器的基本构造

          人工心脏起搏器由低频脉冲发生器，电极和电源三个基本部分构成。

          1．起搏脉冲发生器起搏脉冲发生器由钛金属外壳及内部的电路和电池组成。起搏 电池提供起搏所需的能量（即微小电脉冲）。这种微小的、密封的锂电池通常能工作数年至十年。当电池耗尽时，整个心脏起搏器需要被更换。脉冲发生器电路就像一台微型计算机， 由控制单元、感知单元和脉冲输出单元组成，能持续检测、分析和记录患者的心跳，在需要时发放电脉冲。机壳顶部有环氧聚合物树脂浇铸成型的电极连接口，可连接起搏导线。

          2．心脏起搏器电极心脏起搏器的电极与导线是其重要组成部分。

          (1)起搏电极导线分类：依据起搏电极导线安置及用途的不同，主要分为以下三种：
          ①心内膜电极：一般把这种电极做成心导管形式，经体表周围静脉置人心腔内膜，与心内膜接触而刺激心肌，因此也称这种电极为心内膜导管电极，简称导管电极。安置时仅需切开导 管周围静脉，不必开胸，手术损伤小，因此在临床上，这种电极用得多，约占90%，但对静脉畸形和心腔过大的患者，宜采用下面介绍的心肌电极。

          ②心外膜电极；这种电极使用时需要手术开胸，缝扎于心外膜表面，接触心外膜而起搏。其缺点是与心外膜之间极易长出纤维 组织，易在短期内导致起搏闽值增高，故目前多为T面介绍的心肌电极所代替。

          ③心肌电 极。使用时手术开胸置人心肌内，使电枝头刺人心壁心肌，这样可以减少起搏阈值增高的并 发症。但因需开胸，手术较大，故除年轻患者（活动量大）或静脉畸形、心腔过大而心内膜电 极不易固定者外，其他较少使用。

          (2)按心内膜使用的电极分为两类：

          ①单极心内膜电极：使用时仅有一个单极接触心脏。为了使此电极与心脏起搏器输出起搏脉冲有一个输送回路，因此还必须设置另一个电极，这个电极一般称为无关电极，可把这个无关电极安放在患者皮肤下任何部位。埋藏式起 搏器的无关电极就是起搏器的金属外壳。

          ②双极心内膜电极：带有两个电极，使用时这两个 电极均接触心脏，均固定在心肌上，或阴极与心内膜接触，而阳极在心脏内。 除了上述电极外，还有为各种特殊需要而制作的电极，如经胸外壁起搏电极、食管心房 电极、纵隔心房电极等。

          (3)起搏电极导线结构与形状：电极的形状有勾头、盘状、柱状、环状、螺旋状、伞状等不 同类型，如图10- 11所示。

          (4)起搏电极导线材料要求：起搏电极导线兼有起搏刺激和检测的功能，要求具有良好 的电性能；起搏电极导线与体液和组织紧密接触，而且昼夜不停地随心脏一起跳动，导线材 料要求耐生物老化，抗腐蚀，与血液、组织生物相容性好。导线的外层绝缘材料一般选用高 纯硅橡胶或医用聚氨酯。为适应人体运动的弯曲和扭动，以及心脏本身的活动，起搏电极导线非常灵活。常用的起搏电极导线材料有铂、铂铱合金，埃尔基合金，高纯度的热解碳，近 年又有激素缓释起搏导线问世。 后还需要说明的是，由于埋藏式起搏器的使用寿命已达8-12年，在更换起搏器时，一般都不希望同时更换导管电极，这就要求导线和电极的使用寿命要大大超过起搏器寿命（好是2～3倍）。为此，必须加强导线和电极的研制工作，生产出能具有“终生”使用寿命 的电极。

          3．心脏起搏器电源心脏起搏器的能源（电池）对埋藏式起搏器来说很重要，能源的寿 命就是起搏器的寿命。能源寿命长，则可减少更换起搏器的次数，这是设计人员和临床医师 十分关心的问题。起搏脉冲发生器的电池要求体积小，容量犬，释放能量缓慢，密封性能好。

          下面简略介绍几种主要能源：
          (1)锌汞电池：以锌作为负极、氧化汞作为正极，电解质为氢氧化钾水溶液。这种电池 的优点是内阻低，放电性能平坦。缺点是漏碱、胀气、自放电大、搁置寿命短，因汞的比重大，汞粒容易穿过极间隔膜造成短路。经几次重大改进后，其可靠性已大大提高，新结构的锌汞 电池起搏器寿命已达5年。尽管如此，这种电池与锂电池相比仍相形见绌，目前在埋藏式起 搏器中它几乎被淘汰。

          (2)锂电池：锂电池类型有多种，具有许多优点，大部分已被广泛应用，分述如下：

          ①锂 碘电池：锂碘电池是以金属锂为阴极、聚二乙烯基吡啶碘为阳极，电解质是碘化锂。其特点是；因属于固体介质，故无泄漏和胀气等致命缺点，完全可以密封，电池不会突然损坏，并且 自放电很低，10年不超过10%，因此可靠性高，寿命长，目前在国内外大量使用。

          ②锂亚硫 酰氯电池：属于非水电解质电池，用无机溶剂亚硫酰氯代替有机溶剂，不再应用单独的电解液，而是直接让这些无机溶剂在电极上进行还原反应。其特点是：放电特性平坦，重量和体积都很小，不会造成电池内压升高，使用期可长达10年。这种电池主要存在问题是电压滞 后和高温储存后不会有大电流放电。

          ③锂铬酸银电池：阴极是铬酸银和石墨粉混合物，隔膜是三种聚丙烯毡，还有两层阻挡层，用以阻挡银离子的迁移。分两段放电：前一段为3 2V，占放电容量的75%，后一段为2 SV，占放电容量的25%，这对埋藏式起搏器的更 换报警是有价值的。这种电池没有气体产生，自放电可忽略不计，具有很高的可靠性，在 国外已普遍使用。

          ④锂碘化铅电池：阳极是碘化铅和铅粉的混合物，电解质是固态的碘 化锂和7氧化铅的混合物。每个电池由三组（每组由7个单体并联组成）串联组成。在放 电过程中内阻不断增加，电池电压缓慢下降，使用安全，可在温度高达150℃时使用，目前 在国外生产使用。

          (3)核素电池：有223钚热电式和147钜ß电压式两种，是目前起搏器现实能源中寿命长 的一种，预计寿命可达20年，被誉为终身能源，对于青年较适合。但由于价格昂贵，并且放射线需要严格防护，体积和重量均大，远不如锂电池广泛应用。

          (4)“生物燃料”电池（生物能源）：一种方法是利用人体血液中的氧和葡萄糖通过催化机制使后者氧化，然后将氧化反应中产生的化学能转化为电能。这种电池具有体积微小，可 作为终身电塬。但还存在易感染，反应物影响血液成分，电特性不均匀等问题，目前仍在试 验阶段。 另外，也有用电磁能转换器或者具有压电效应的晶片将正常生理活动的机械能（心脏搏 动等）转换为电能的。但这种方法获得的能源电压输出低、性能不稳定，因此还不能在临床上使用，只处于实验研究阶段。