无导线心脏起搏讲课

起搏器进展： 无导线心脏起搏,自1958年第一台永久全埋藏式起搏器植入人体后，起搏器技术不断发展、提高，起搏器的临床应用范围及适应证也在不断地拓宽。现代起搏器已成为心脏病学诊断与治疗越来越重要的技术。,历史,历史,首例起搏器设计工程师 Rune Elmqvist,首例起搏器植入医生 Ake Senning,历史,植入首例起搏器患者 Arne Larsson,历史,植入人体的首例起搏器,历史,主要内容,现有起搏系统无导线起搏系统概述植入技术相关研究未来展望,现有起搏系统,组成脉冲发生器起搏电极导线也正是起搏器并发症的主要来源,现有起搏系统问题,电极导线气胸（1.6-2.6%）导线断裂（1%）脱位（2-4%）心脏穿孔（1%）导线路径中的静脉血栓（1-3%）三尖瓣返流慢性电极失效（5年内5-7%）,现有起搏系统问题,脉冲发生器病人不适囊袋感染首次植入0.5%的感染率再次植入2-7%的感染率血肿外观（女性、反复更换）,11,起搏器感染带来临床及经济负担,起搏器患者植入后15个月的感染死亡率为36.3%, 是未感染起搏器患者死亡率（ 15.4%）的2倍多起搏器患者感染的平均住院时间 (LOS) 为14.4 天，相比而言，起搏器患者未发生感染的平均住院时间为4.8 天在美国，治疗起搏器感染患者的边际成本为 $16,852 到$24,459,12,需要一个全新的起搏系统，可以提供可靠的起搏感知；同时，解决现在起搏系统所带来的挑战最小化感染、气胸、脱位以及其他和导线及囊袋相关的风险与此同时，这个起搏系统还应该具备以下功能改善患者的依从性和舒适度兼容MRI*机器取出更安全且易操作,怎么办？,* MRI conditional status of the Nanostim device not yet determined,13,这需要一个全新的起搏系统，可以提供可靠的起搏感知；同时，解决现在起搏系统所带来的挑战最小化感染、气胸、脱位以及其他和导线及囊袋相关的风险与此同时，这个起搏系统还应该具备以下功能改善患者的依从性和舒适度兼容MRI*机器取出更安全且易操作,怎么办？,* MRI conditional status of the Nanostim device not yet determined,没有起搏器电极、无需起搏器囊袋的全新的起搏系统,主要内容,现有起搏系统无导线起搏系统概述植入技术相关研究未来展望,解决办法？,15,无导线起搏类型,经体表无线能量传输心脏起搏超声能量传输方式磁能量传输方式微型无导线起搏器生物自发电起搏器全皮下植入式心脏转复除颤器系统( S-ICD),超声能量传输方式,在体表植入超声发射装置( 发射器) 静脉途径在心脏内植入超声接收装置( 接收器) 接收器可以接收发射器透过胸壁发送的超声能量并转换为电能量( 即脉冲电流)进行心脏起搏,超声波,穿透胸壁,电刺激脉冲信号0-3V,脉冲发生器,无导线电传导,使用超声波作为起搏能量-EBR 系统,尺寸小高效的能量传递被动发射，无内部能源体积 0.05 cc 总体长度 9 mm 直径 2.6 mm,组织锚定结构长度3.6 mm五个爪状结构0.9 mm2 氧化铱阴极头端钛合金外壳纤维网状编制的表明易于 组织生长包裹,导引鞘-前端可以转动的12F动脉 导引鞘管-可经动脉逆行或者经房 间隔穿刺进入左室,递送导管-8F中空鞘管，头端有特殊 设计连接植入部分，可以注 入造影剂-电极预置于头端，通过尾 端操纵杆释放,使用超声波作为起搏能量-EBR 系统,检测联合植入的右室设备-任何起搏器，ICD或者CRT,定位电极,EBR系统协同发放起搏脉冲-自动同步LV first 3ms-每跳自动调整,发射器13cc（7.5mm厚）有线连接穿透距离46cm,电池42cc（11.8mm厚）,程控仪无线连接方式,使用超声波作为起搏能量-EBR 系统,使用超声波作为起搏能量-EBR 系统,例1：患者男、69岁，缺血性心肌病，药物治疗后心功能NYHA3级，EF值25，QRS波呈左束支阻滞图形，时限240ms，此前植入的ICD做一级预防治疗。因评估ICD寿命还有3年，又因各参数稳定故未更换ICD。本次因严重心衰拟将ICD升级为CRT-D。植入术中，将超声左室起搏电极植入在左室后侧壁，起搏阈值1.0V，脉宽0.5ms，超声发放器植入在左胸第5肋间，经心电图及Holter证实其功能稳定、持续性双室同步起搏（图5-1-16）。第6月随访时，仍为双室同步起搏，起搏的QRS波时限150ms，心功能与EF值均明显改善。,例2：患者男、59岁，缺血性心肌病伴心功能3级，心衰药物治疗不理想，EF值27，此前因三度房室阻滞已植入双腔ICD，右室起搏的QRS波时限160ms。2007年ICD升级为CRT-D，本次因左室起搏阈值升高拟更换左室起搏导线，但因入路静脉闭塞而不能实施。曾因二尖瓣严重反流给予二尖瓣夹（MitraClip技术）治疗。本次超声左室内膜起搏的阈值0.7V，脉宽0.5ms，其发放器放置在左胸第6肋间，植入后双室同步起搏3月后患者心衰症状明显改善，但不久心功能再度恶化，磁共振检查提示，超声发放器已不位于接收器的正上方，使发放的超声波束被肋骨遮挡（图5-1-17），为此再次做手术调整，将发放器位置上调到第6肋间。6月后患者症状改善，但仍呈间歇性双室起搏，起搏的QRS波时限130ms，不起搏时160ms，术后EF值从27升高到46，心功能2级，心衰症状明显改善。,例3：患者男、62岁，缺血性心肌病，EF值19，因冠脉三支病变已放置支架。2007年因左束支阻滞、QRS波时限160ms及心衰加重而植入CRT-D。经冠状静脉的左室起搏导线放植在左室侧壁，但临床症状未获改善，因二尖瓣明显反流而做了二尖瓣夹的治疗，二尖瓣反流明显减少，因对CRT治疗无反应，本次将超声左室起搏电极植于心尖侧壁，超声发放器放置在左侧第7肋间的接收器上方。植入后发放器工作有效而稳定，起搏阈值1.0V，脉宽0.5ms。图5-1-18显示，左室起搏电极距发生器仅56cm，两者之间有小的弯度与夹角。6月随访中，均呈稳定的双室同步起搏，QRS波时限140ms，左室缩小，EF值增加，心功能逐渐改善，植入3月时心功能3级，6月时心功能改善为23级。,磁能量传输方式,与利用超声能量相似，通过植入心前区皮下的发射器将磁能量传递至心腔内的电极接收器线圈，进而接收器将接收到的磁能量转换为交变电流，经整流和电容整形成为近似方波的心脏起搏脉冲进行心脏起搏影响磁能量消耗的主要因素是发射器与接收器的距离与角度距离越近、越平行越好由于利用磁能量出现较晚，相关临床试验尚未开展,使用电磁感应作为起搏能量,发射组件-皮下植入,接收组件-心内膜植入,在线圈中产生一个快速变化的磁场,利用线圈切割磁感线产生的电能来夺获心肌,8cm,8mm,Leadless pacing using induction technology : impact of pulse shape and geometric factorson pacing efficiency ；Europace (2013) 15, 453-459doi:10.1093/europace/eus308,无导线起搏系统如何实现,磁感应,Wieneke et al. PACE 2009;32:177-83,使用电磁感应作为起搏能量,利用电生理导管递送接收线圈,发射线圈产生电磁场,缺点：虽然稳定夺获心脏，但无法解决能量传输中的太大能量损耗问题,通过植入皮下金属线圈将电磁能量转换为交变电流，经整流和电容整形成为近似方波的心脏起搏脉冲，在0.5mT的磁场强度下经过约3cm胸壁的能量传输后，由右室心尖螺旋电极转化产生0.6-1mv、脉宽0.4ms的起搏脉冲电流，稳定夺获起搏心脏。,生物自发电起搏器研究,酶生物发电技术 。2005年Yuhashi 等用人工酶Ser415Cys/GDH( 葡萄糖脱氧酶) 作为阳极与BOD( 胆红素氧化酶) 阴极组成酶燃料电池，通过分解血液中的葡萄糖，从而使电子在电池两极之间移动产生电流纳米发电技术。纳米材料氧化锌发电线，用人工组织黏合剂固定在大鼠搏动的心脏表面，随着心脏的搏动，纳米发电线被拉伸缩短和弯曲(形变) ，获得电流 生物学自发电技术研究尚处于生物材料学研究阶段，离临床应用还有相当距离,39,微型无导线起搏器,St. Jude: Leadless Pacamaker(LCP)NanostimMedtronic: Percutaneous Leadless Pacemaker(PLP),LCPNanostim,PLPMedtronic,Micra VVIR Pacemaker,Intended for patients that have a Class I or II indication for a single-chamber ventricular pacemakerContraindicated in patients with current implanted devices which:would interfere with the placement of the Micra device are providing active cardiac therapy Volume: 5 个月 (范围 159-161 天)100% 成功取出LP 从取出导管到移除LCP平均用时2分钟35 秒(范围1-4 分)重新植入平均用时2分钟42 秒 (范围: 2-3 分) ，100% 成功 (n=5)无栓塞无脱位无穿孔,主要内容,现有起搏系统无导线起搏系统概述植入技术相关研究未来展望,无导线起搏器的优势,可避免导线相关的所有并发症可避免起搏器囊袋的相关并发症：经皮穿刺导管技术置入，操作简单、便捷、创伤小，无需外科手术制作囊袋，不影响患者外观可适用于核磁共振显像检查可以实现左室心内膜无线起搏并应用于CRT起搏阈值低 膈肌刺激风险减小激动顺序正常,减少心外膜起搏可能导致的室性心律失常可根据左室最晚激动收缩部位选择起搏位点,从而提高CRT反应率,无导线起搏器的不足之处,目前所有无导线起搏器均为心室单腔起搏VVI(R) ,或双室起搏( 左室仅有超声能量传输方式) ，尚无传统的DDD 起搏模式，这可能导致房室失同步的非生理性起搏增加经体表无线能量传输的最大不足在于能量的损耗, 能量利用率仅有0.03% 0.07%无导线起搏器临床应用刚起步，缺乏足够的临床证据证实其长期应用的真正利弊，需要今后大规模的临床研究。由于除颤电极与普通起搏电极的结构与工作机制差异较大，目前无导线起搏