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[CHFS2012]心脏起搏技术巨大变革的50年

一个中年心脏科医生的见闻和感悟

作者:  孙宝贵   日期:2012/12/27 10:35:02

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光阴如箭,日月如梭,从我院安装的第一台起搏器到现在经历50年的辉煌历程,虽然这在人类历史的长河中只是短暂的一瞬,但在我国心脏起搏的历史上,却走过了漫长、崎岖、艰辛和成功之路。我作为一名中年心脏科医生,虽然只参与了极少部分工作,只看到我国心脏起搏事业和成就的冰山一角,却见证了老一代专家的艰辛和汗水,感悟了他们的智慧和思想;50个春秋的风风雨雨,无不蕴含着心脏起搏的新思想、新理念和新成就,无不伴随着心脏起搏领域翻天覆地的沧桑巨变以及起搏技术不断开拓、创新、进步和完善。


  二、起搏电极/电极导线的开发和应用
  我院第一台起搏器的电极直接固定在心肌上,直接与起搏器连接,虽然达到了起搏心脏的目的,但电极很容易断裂,并且容易引起穿过皮肤处的感染。
  第二台起搏器就改用了线圈感应式导线,体内的线圈(无源的调谐线圈)与缝在心肌的电极相连接,与体内线圈对应的体外线圈(射频发射线圈)经导线与起搏器连接,这样起搏器发放的电脉冲,先导入体外线圈,再将起搏电能发送至体内线圈,整流后通过导线电极刺激心脏。这种方法降低了体内电极断裂的风险,也减少了感染的机会,但是却出现了新的问题,如果两个线圈对合位置偏移,体内线圈感应起搏器电脉冲不佳,起搏功能会受到影响。
  后来研制的心外膜电极导线,比如天津周金台教授、西安黄诒焯教授和南京黄元铸等研制的心外膜电极导线和均属于此类,缝合在心外膜心肌上,使起搏就更加可靠。但是此类导线有一大的弊病,容易出现起搏阈值增高,影响起搏效果。
  当时国外已经广泛应用心内膜电极导线起搏心脏,我们医院的刘忠豫教授于1972自行设计和试制聚乙烯包被心内膜电极导线,并与复旦大学研制的厚膜电路固定频率起搏器连接,首次以经皮的方式成功心内膜起搏心脏,挽救了患者胡根娣的生命。天津周金台教授分别于1975年、1976年和1977年与天津电缆厂共同研制了无指引钢丝电极导线,有导丝指引的柱状和伞状电极,使电极导线的安装更加便捷和安全。 1979年西安医电所的金捷和黄诒焯教授研究制造了LTIA各向同性碳心内膜电极。这些电极导线起搏心脏的性能尽管优于心外膜电极,但是不容易在心内膜固定,而且存在术后3月内阈值增高的问题。笔者当时在使用这类电极导线过程,当导线位置较好和起搏阈值理想时,嘱病人变换体位、深吸气和咳嗽以观察定位是否牢靠,而且术后还要平卧位或左侧卧位3-7天。后来进口的电极导线应用更方便,性能也更可靠:带有激素的翼状导线,克服了上述国产电极导线的缺点,使心脏起搏器的安装更加容易了,而且也避免了术后局部炎症引起的阈值升高;有主动固定功能的螺旋电极导线,可以很容易定位于心脏的任何部位,使选择部位起搏成为现实;特制的左心室专用导线随之也用于临床,保障了CRT的顺利实施和可靠疗效。
  三、起搏器能源的演变
  交流电:我院研制的第一台起搏器直接与普通民用交流电源连接,由交流电供应能量,驱动起搏器发放电脉冲。刘忠豫教授告诉我,他值班时突然停电,患者发生晕厥,立即进行抢救,动用备用供电后起搏器才恢复正常功能,避免了患者的风险。
  干电池:后来的便携式体外起搏器,采用干电池供应能量,当时用的电池主要为6V或9V,受电池寿命的影响,经常需要更换,更换者不熟悉起搏器或手法不熟练也可给患者带来风险。
  锌汞电池:世界上第1台埋藏式起搏器所使用的电池为镍-镉电池,它需要每周至每月体外充电1次,因起搏安全性能低而被弃用,而在1960将锌-汞电池作为埋藏式起搏器的能源。1974年上海协作组研制成环氧树脂包封的固定频率埋藏式起搏器以及我国其它单位早期研制的埋藏式起搏器,采用的就是锌汞电池,当时国产的锌汞电池极易漏液、提前竭尽,使用期限短、故障率高。我记得当时的起搏器预期寿命为两年,但在使用时寿命差别较大,几周或几个月,很少能达两年,主要原因为电池提前耗竭。
  锂碘电池: 1977年天津的周金台教授与天津电源研究所成功研制了锂碘电池,并将其用于806型和后来的807型起搏器,只比国外晚三年。上海的方祖祥教授等也与80年代初期开发出钛壳全密封并采用锂电池的起搏器。
  四、生理性心脏起搏的相关技术
  早期的起搏器起搏器结构比较简单,以固定频率发放脉冲(VOO)起搏心室,这种起搏为非生理学的, 后来出现的VVI起搏方式更符合心脏电生理学的要求,但是由于失去了房室的同步性,也不能称之为生理性起搏。直到有了双腔起搏器(可以以AAI、VVI、VAT、VDD、DDD和DDDR等多种方式起搏),才可以称之为生理性起搏。生理性起搏的内容和技术涵盖面很广,国内令人肃然起敬的老一辈专家、与我同时代从事起搏的精英和风华正茂的后起之秀,都做了大量的工作,我无力在这里详细叙述,只把我个人经历的主要事件向大家作一简要汇报。
  我们国家这方面的工作起步较晚,阜外医院王方正等和解放军总医院朱中林等于1983年开始植入双腔DDD起搏器,1986年阜外医院任自文报道了频率适应性起搏器的应用。我在80年代后期才开始这方面的工作,记得当时在哈尔滨医科大学读博士研究生,我在没有观摩过此类手术和音像资料的前提下,由黄永麟教授现场指导,首次将他从从北京带回一根螺旋电极导线和一根右心耳J型电极导线成功的植入右心房游离壁和右心耳,成功为一例病窦和一例Ⅲ AVB患者行AAI和DDD起搏,当时的喜悦心情就可想而知了。
  然而双腔起搏器也并不是真正意义的生理起搏,因右心室起搏可以造成心室内电传导的异常和心脏机械活动的障碍。为此,我与汪爱虎医生等在2000年将普通右心室导线插入冠状静脉,行右心房-左室起搏,取得良好的起搏效果。右心室起搏的种种不利影响,与右心室导线的位置相关,为了寻找理想的起搏位点,我们于2004年采用临时起搏的方法评价右室流出道起搏优于心尖部起搏的效果,结果在北美起搏电生理年会上发表。2005年我们又利用主动固定电极行右室流出道起搏,并与右心室心尖起搏比较,发现右室流出道起搏优于右心室心尖起搏。结果发表在EUROPACE上,并在其后发表的评论文章中,得到加拿大McGill大学的Shimony教授的肯定。
  某些心房间传导阻滞的病人,由于左右心房的不同步诱发心房颤动,而右心房起搏本身可加重这种房间不同步的程度,故1997年国外出现了房间阻滞伴心动过缓的病人行双房起搏同步-房室顺序的起搏新模式,起到治疗心动过缓和预防心房颤动的双重作用。国内也于1998年进行了此方面的临床应用,阜外医院王方正教授、北京大学人民医院郭继鸿教授以及我的团队等均在1998年开展了这方面的尝试,郭继鸿教授率先报告了临床应用方法与效果,我们也在同年年底报告了我们的结果。尽管这种方法用于防治心房颤动效果并不理想,但是我们回忆起这段往事还是情不自禁为我们当年的创新和努力而骄傲。
  1998年法国的Daubert报告了心力衰竭CRT治疗的方法,引起了我们的关注和兴趣。1999年6月我们开始采用冠状动脉造影观察冠状静脉系统的解剖,以便于更好的放置左心室导线。当时我与主要研究者温沁竹和崔炜二位教授讲,这是开拓性研究,结果可以在国外发表,结果却是研究进行中,PACE杂志发表了相同内容的文章,SCI论文因此告吹。当年我们就试用左心房起搏电极导线2188行左室起搏以进行CRT,同年还利用双腔起搏器和特制的左室导线2187用DDD起搏方式行CRT(用Y接头连接左/右心室电极导线),2000年对心衰患者植入三腔起搏器(8040不可调VV)行CRT。2001年利用二维超声和血流多普勒超声对CRT进行程控和疗效评价,2002年利用组织多普勒超声技术评价左心室最晚激动部位指导左室电极导线的植入,2003年利用组织多普勒超声技术对CRT进行疗效评估。2003年底才植入可调VV三腔起搏器(8042)行CRT。
  总之,过去的50年是起搏技术巨大变革的时代,这些变革无不印记着老一辈专家艰辛,我们这一代人的努力,和未来起搏人的希望。希望和相信这三代人的携手共进,必将谱写中国心脏起搏的光辉篇章。

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版面编辑:赵书芳



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