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人造心脏起搏器_

作者:admin 发布:2018-10-11 01:26 | 点击数:
手术植入起搏器的并发症并不常见,但可能包括:植入起搏器的感染。在手术过程中对染料或麻醉过敏反应。在发生器部位肿胀,瘀伤或出血,特别是如果患者正在服用血液稀释剂[27]。 然而,2011年2月,FDA批准了Medtronic公司的一种新型起搏器,名为Revo MRI SureScan [17],这是MRI首次被标注为有条件使用[18]。它的使用有几个限制,包括某些患者的资格和扫描设置。大多数主要的心脏设备制造商现在都有FDA批准的MR-有条件的起搏器。 有三种基本类型的永久性起搏器,根据所涉及的腔室数量及其基本操作机制进行分类:[2] 1960年2月,医生Orestes Fiandra和Roberto Rubio在乌拉圭Montevideo的Casmu 1医院植入了瑞典Elmqvist设计的改进版。 9个月后,该装置一直持续到病人死于其他疾病。早期瑞典设计的设备使用可充电电池,由外部感应线圈充电。这是植入美国的第一台起搏器。 1959年,Seymore Furman和John Schwedel首次证实了临时静脉起搏,其中导管电极通过患者的basilic静脉插入[46]。 1974年7月9日,位于明尼苏达州圣保罗的Cardiac Pacemakers,Inc.(Guidant)的Manuel A.Villafaña和Anthony Adducci创始人制造了世界上第一台带有锂阳极和碘化锂电解质固态的起搏器电池。[56] [57] 有时植入类似心脏起搏器的装置,即植入式心脏复律除颤器(ICD)。这些设备通常用于治疗心源性猝死风险的患者。 ICD能够通过起搏,心脏复律或除颤治疗许多类型的心律紊乱。一些ICD装置可以区分心室颤动和室性心动过速(VT),并且可以试图在VT的情况下比心内心室速率更快地步进心脏,以在心室颤动进展之前试图打破心动过速。这就是所谓的快速起搏,超速起搏或抗心动过速起搏(ATP)。 ATP只在基础节律是室性心动过速时才有效,如果节律是心室颤动则ATP无效。 起搏器功能向前迈出的一大步是试图通过利用各种输入来产生速率响应式起搏器,以使用诸如动脉 - 静脉系统中的QT间隔,pO2-pCO2(溶解氧或二氧化碳水平)等参数来模仿自然,由加速计,体温,ATP水平,肾上腺素等确定的身体活动,而不是产生静态的预定心率或间歇控制,这种起搏器即“动态起搏器”可以补偿实际呼吸负荷和可能预期的呼吸负荷。第一台动态起搏器是由英国伦敦国家心脏医院的Anthony Rickards于1982年发明的。[11] CRT设备至少有两根导线,一根穿过腔静脉,右心房穿过右心室刺激隔膜,另一根穿过腔静脉和右心房并插入冠状​​窦,以使心外膜壁左心室。通常,对于正常窦性心律的患者,右心房也有铅,以促进与心房收缩同步。因此,可以调整心房和心室收缩之间以及左心室的隔壁和侧壁之间的时间以实现最佳的心脏功能。 起搏器文献中已经描述了不同位置的广告错位。根据起搏器铅的位置和症状治疗的不同而有所不同。[30] 手术后,患者应该在伤口愈合时对伤口进行合理护理。有一个后续会议,在此期间使用可与设备通信的“程序员”检查起搏器,并允许医疗保健专业人员评估系统的完整性并确定起搏电压输出等设置。心脏超声心动图常常需要每隔1或2年分析一次心脏的强度,以确保右心室导联的位置不会导致左心室的减弱。 另外,根据美国心脏协会的报告,一些家用设备偶尔会抑制一次拍子,可能会造成干扰。美国的手机(小于3瓦)似乎不会损害脉冲发生器或影响起搏器的工作方式。[21] 撞击式起搏,也称为经胸式机械起搏,是使用闭合的拳头,通常位于腔静脉右心室上方胸骨左下缘,从20-30厘米的距离触发,诱发心室搏动(英国麻醉杂志建议这必须将心室压力提高到10-15mmHg以诱导电活动)。这是一个旧的程序,只有在将电子心脏起搏器带到病人身上才可以作为挽救生命的手段[1]。 1926年,悉尼皇家阿尔弗雷德皇家医院的Mark C Lidwill在悉尼大学的物理学家Edgar H. Booth的支持下,设计了一种“插入照明点”的便携式设备,其中“一杆应用于皮肤垫浸泡在强盐溶液中“,而另一根杆”由除了点之外的绝缘针组成,并且被插入适当的心脏腔室“。 “起搏器速率从每分钟约80到120个脉冲变化,同样电压变化范围从1.5到120伏”。 1928年,这台仪器被用于在悉尼皇冠街女子医院复活一名死胎,她的心脏继续“自行殴打”,“在10分钟后”刺激。[33] [34] 如果手术过程产生房室传导阻滞,则在心脏直视手术期间使用临时心外膜起搏。将电极放置成与心室外壁(心外膜)接触以保持令人满意的心输出量,直到临时静脉电极插入。 经皮起搏,当用于临时起搏时,是经皮起搏的替代方法。在无菌条件下将起搏器导线放入静脉中,然后通入右心房或右心室。然后将起搏线连接到身体外部的外部起搏器。经静脉起搏经常被用作永久起搏器安置的桥梁。可以将其固定,直到植入永久性起搏器,或者不再需要起搏器,然后将其移除。 另一种可能的并发症是“起搏器跟踪心动过速”,其中起搏器跟踪室上性心动过速并产生心室导联的搏动。由于新设备经常被编程为识别室上性心动过速并切换到非跟踪模式,因此这变得非常罕见。 更换铅可能以两种方式之一完成。插入一组新的导联而不移除当前导联(不建议使用,因为它会对血流和心脏瓣膜功能提供额外的阻碍),或者移除电流导联,然后插入替换项。根据外科医生对简单牵引力足以适应更复杂手术的可能性的估计,铅的去除技术将会有所不同,因为导联通常可以很容易地从起搏器上断开,这就是为什么设备更换通常需要进行简单的手术来进入设备并替换它可以通过简单地从设备上取下导线来代替并将导线钩到新设备上。心脏壁穿孔等可能的并发症来自患者身体上的导线。 早期装置可靠性的另一障碍是来自体液的水蒸气通过影响电子电路的环氧树脂封装扩散。这种现象通过将起搏器发生器装入密封的金属外壳中得以克服,最初由澳大利亚的Telectronics于1969年在1972年由明尼阿波利斯的心脏起搏器公司进行,随后在1972年由明尼阿波利斯的心脏起搏器公司使用。该技术使用钛作为包裹金属, 20世纪70年代。 硅晶体管的发展及其在1956年的首次商业供应是导致实用心脏起搏器快速发展的关键事件。 办公室内检查的另一个方面是检查自上次随访后存储的所有事件。这些通常根据医生设定的具体标准进行存储,并针对患者。一些设备具有显示事件发生的心内电图以及事件本身的可用性。这对诊断事件的原因或起因以及进行必要的编程更改特别有用。 在二十世纪三十年代初期和第二次世界大战之间进行的研究出版中,一个明显的缺陷可能归因于公众通过“复活死者”来干扰自然。例如,“Hyman没有公布他的起搏器在他的同事中的使用,因为他的医师和他的同事都报道了这种情况,Lidwell可能已经意识到这一点,并没有继续他的人类实验“。[34] 工程师Wilson Greatbatch制造的植入式起搏器在广泛的动物试验后于1960年4月进入人类使用。 Vestal的创新不同于早期的瑞典设备使用原电池(汞电池)作为能源。第一例患者再住18个月。 由于现代起搏器是“按需”,意味着它们只在必要时加快速度,所以设备的使用寿命受其使用量的影响。影响器件寿命的其他因素包括编程输出和算法(功能),导致电池的更高电流消耗水平。 1889年,约翰·亚历山大·麦克威廉在英国医学杂志(BMJ)报道了他的实验,在该实验中,在心脏停搏时向人类心脏施加电脉冲导致心室收缩,并且可能引起每分钟60-70次心跳节律以等于60-70 /分钟的间距施加冲动。[32] 最早接受这种Lucas起搏器设备的病人之一是一名30多岁的女性,她于1964年在牛津的Radcliffe医院进行手术,由来自南非的心脏外科医生Alf Gunning和后来的Gunning教授[41] [42]是Christiaan Barnard的学生。这项开创性的手术是在牛津Radcliffe Infirmary心脏病顾问Peter Sleight和伦敦圣乔治医院心脏研究小组的指导下完成的,Sleight后来成为牛津大学心血管医学教授[43] [44]。 ] 1958年,哥伦比亚医生Alberto Vejarano Laverde和哥伦比亚电气工程师Jorge Reynolds Pombo构建了一个外部起搏器,与Hopps和Zoll相似,体重45公斤,由12伏汽车铅酸电池供电,但与连接心脏的电极连接。这台仪器成功地用于维持一位70岁的牧师赫拉尔多弗洛雷斯。 手术前患者可能需要考虑一些基本的准备工作。最基本的准备是,在胸部有头发的人可能希望在手术前或使用脱毛剂时剪去头发(术前剃刮已经下降,因为它会导致皮肤破损并增加感染风险任何手术过程),因为手术将涉及绷带和监测设备将被贴在身体上。 更复杂的形式包括感知和/或刺激心房和心室的能力。 1950年,加拿大电气工程师John Hopps根据心外科医生Wilfred Gordon Bigelow和John Callaghan在多伦多综合医院的观察设计并制造了第一台外置起搏器[37],尽管该设备首次在多伦多大学测试Banting Institute on a dog。[38]一种使用真空管技术提供经皮起搏的大量外部装置,这对使用中的患者来说有点粗糙和痛苦,并且由交流墙壁插座供电,带有潜在的触电危险病人并诱发心室颤动。 1932年,美国生理学家阿尔伯特海曼在他的兄弟的帮助下描述了一种他自己的机电仪器,它由一个弹簧手摇发动机驱动。海曼自己将他的发明称为“人造心脏起搏器”,该术语至今仍在继续使用。[35] [36] 国际心脏起搏器患者识别卡携带诸如患者数据(其中包括主要症状,心电图,原因),起搏器中心(医生,医院),IPG(率,模式,植入日期,制造商,类型)和导联类型等信息。 14] [15] 双心室起搏单独被称为CRT-P(用于起搏)。对于具有心律失常风险的选定患者,CRT可与植入式心脏复律除颤器(ICD)相结合:称为CRT-D(用于除颤)的此类装置也可提供有效的保护以防止威胁生命的心律失常[10]。 由于起搏器使用电池,当电池失电时,设备本身将需要更换。设备更换通常比原始插入更简单,因为它通常不需要植入导线。典型的替换需要进行手术,在该手术中切开以切除现有装置,从现有装置移除导线,将导线连接到新装置,并将新装置插入患者体内,替换先前的设备。 用植入式起搏器永久性起搏涉及在心脏的腔室或腔室内经静脉放置一个或多个起搏电极,而起搏器植入锁骨下的皮肤内。该过程通过切入合​​适的静脉进行,电极导线插入该静脉并沿着静脉穿过心脏的瓣膜直至定位在腔室中。该过程通过透视使得医师能够观察电极导线的通道。在确认了令人满意的电极放置之后,将电极引线的另一端连接到起搏器发生器。 起搏器(或人工起搏器,以免与心脏的自然起搏器混淆)是一种医疗设备,可产生电极传递的电脉冲,收缩心脏肌肉并调节心脏的电传导系统。 包括Paul Zoll在内的许多创新者在接下来的几年中使用大型可充电电池作为电源,制造出尺寸更小,但体积庞大的经皮调步装置[39]。 在办公室随访期间,设备将被询问以执行诊断测试。这些测试包括: 与允许无线通信的心脏起搏器一起提出了安全和隐私问题。未经授权的第三方可能能够阅读心脏起搏器中包含的患者记录,或重新编程这些设备,正如一组研究人员所证明的那样[24]。该示范短程工作;他们没有尝试开发远距离天线。概念验证证明有助于证明在远程医疗植入物中需要更好的安全性和患者警报措施[24]。为了应对这种威胁,普渡大学和普林斯顿大学的研究人员开发了一种名为MedMon的原型防火墙设备,旨在保护起搏器和胰岛素泵等无线医疗设备免受攻击[25]。 首次使用经静脉起搏与植入式起搏器一起使用的是Parsonnet在美国[47] [49] [49]瑞典Lagergren [50] [51]和1962年法国Jean-Jacques Welti [52] -63。经静脉或静脉置入的手术涉及在荧光镜引导下插入导管电极导管的静脉切口,直到其被容纳在右心室的小梁内。这种方法将在20世纪60年代中期成为首选方法。 心脏再同步治疗(CRT)用于左心室和右心室不同时收缩(心室不同步)的心力衰竭患者,其发生在大约25-50%的心力衰竭患者中。为了达到CRT,使用了一种双心室起搏器(BVP),它可以对左心室的隔壁和侧壁起搏。通过起搏左心室的两侧,起搏器可以重新同步心室收缩。 2008年美国的一项研究发现[20],随便携式音乐播放器附带的耳机中的磁铁放置在一英寸起搏器内时,可能会造成干扰。 心脏起搏器导线的另一端实际上植入心肌中。此外,植入十年或二十年的导线通常会在从器械到心脏肌肉的途径中的各个位置处附着于患者的身体,因为人体倾向于将外来装置并入组织中,在某些情况下,例如一种插入时间很短的装置,去除可能牵涉到简单的牵引力以将引线从身体中拉出,其他情况下的去除通常用切割装置完成,该装置穿过引线并沿着引线向下移动以去除任何有机附件与微小的切割激光或类似的设备。 经皮起搏(TCP),也称外部起搏,推荐用于所有类型的血流动力学显着性心动过缓的初始稳定。通过将两个起搏垫放置在患者胸部上,无论是在前/侧位置还是在前/后位置,救护人员选择起搏率,并逐步增加起搏电流(以mA为单位测量),直到电(心电图上有宽阔的QRS波群,心电图上有宽阔的T波)的特征,并伴有相应的脉搏,心电图上的起搏伪影和严重的肌肉抽搐可能会使这种判断变得困难,外部起搏不应该依赖于延长了一段时间,这是一个紧急程序,可以作为一个桥梁,直到经静脉起搏或其他疗法可以应用。 华盛顿特区心脏病律协会的一个专家小组发现,遵守患者或有法定权力为患者做出决定的人要求停用植入的心脏装置是合法和道德的。律师们表示,法律情况与拆除饲管相似,尽管目前在美利坚合众国还没有涉及起搏器的法律先例。美国的一名患者被认为有权拒绝或停止治疗,其中包括一个使他或她活着的起搏器。医生有权拒绝关闭它,但HRS小组建议他们应该将患者转诊给一位医生。[22]一些患者认为,像严重中风或迟发性痴呆所带来的绝望,虚弱的病症可能会造成如此多的痛苦,以至于他们不希望通过支持性措施(如心脏器械)延长生命[23]。 在插入起搏器后,病人的生活方式通常不会有太大改变,有些活动是不明智的,比如完全接触运动和涉及强烈磁场的活动。 1957年,William L. Weirich发表了在明尼苏达大学进行的研究成果。这些研究表明通过使用心肌电极,完全心脏传导阻滞的动物受试者可恢复心率,心输出量和平均主动脉压[40]。 1958年,明尼苏达州明尼阿波利斯市的工程师Earl Bakken为C. Walton Lillehei的患者生产出第一款可穿戴外用起搏器。该晶体管起搏器安装在一个小塑料盒中,其控制器可以调节起搏心率和输出电压,并连接到穿过患者皮肤的电极导线上,以终止连接到心肌表面的电极心。 另一种可能的并发症称为Twiddler氏综合征,当患者操纵起搏器并导致导联从其预定位置移出并引起其他神经的可能刺激时,就会出现这种并发症。 一些医疗程序可能需要在手术前使用抗生素。患者应告知所有医务人员他或她有心脏起搏器。一些标准的医疗程序,例如使用核磁共振成像,可以由患有心脏起搏器的患者排除。 已经显示CRT设备降低心衰症状患者的死亡率并改善生活质量; LV射血分数小于或等于35%,EKG的QRS持续时间为120 ms或更长[8] [9]。 双室人工起搏器可能出现的并发症是“起搏器介导的心动过速”(PMT),这是一种可重入性心动过速的形式。在PMT中,人造起搏器形成回路的顺行(心房至心室)肢体,而房室(AV)节点形成回路的逆行肢体(心室至心房)[28]。 PMT的治疗通常包括重新编程起搏器。[28] 心脏起搏器的主要目的是保持充足的心率,因为心脏的自然起搏器速度不够快,或者心脏的导电系统阻塞。现代起搏器可以在外部进行编程,并允许心脏病专家为个别患者选择最佳起搏模式。有些将起搏器和除颤器结合在一个植入式设备中。其他人有多个电极刺激心脏内的不同位置,以改善心脏的下腔室或心室的同步。 有时从心脏起搏器到植入部位的导线是直径较小的导线,需要去除。去除铅的最常见原因是感染,但随着时间的推移,导致退化的原因可能有多种,例如导线弯曲[29]。对起搏器编程的改变可能会在一定程度上克服导联退化。然而,如果病人在几十年或者两年内重复使用几次起搏器替代品,可能需要进行铅替代手术。 DAVID试验[12]显示右心室不必要的起搏可加剧心力衰竭并增加心房纤颤的发生率。较新的双室装置可将右心室起搏的量保持在最低限度,从而防止心脏病恶化。 已经取得了许多进步,以改善一旦植入起搏器的控制。通过向微处理器控制的起搏器过渡,许多这些成为可能。不仅控制心室而且控制心房的起搏器也变得很普遍。同时控制心房和心室的起搏器被称为双腔起搏器。虽然这些双腔模型通常更昂贵,但将心房的收缩定在心室的收缩之前可提高心脏的泵血效率,并且可用于充血性心力衰竭。 上述可植入装置全部遭受可用原电池技术的不可靠性和短寿命的限制,主要技术主要是汞电池技术。在二十世纪六十年代后期,包括美国的ARCO在内的几家公司开发了同位素驱动的起搏器,但是这一发展已被1971年Muffy Vestal公司的碘化锂电池的发展所取代。碘化锂或锂阳极电池成为未来起搏器设计的标准。 一旦植入起搏器,就会定期检查以确保设备正常运行并正常运行。根据以下医生设定的频率,可以根据需要经常检查设备。例行的起搏器检查通常每六(6)个月在办公室完成,但会根据患者/设备状态和远程监视可用性而有所不同。 起搏器患者可能会发现某些类型的日常行为需要修改。例如,如果吊带穿过起搏器插入部位,则车辆安全带的肩带可能会不舒服。 现代起搏器通常具有多种功能。最基本的形式是监测心脏的原始电子节律,当心脏起搏器在正常心跳时间内没有检测到心跳时,它会用短的低压脉冲刺激心脏的心室,刺激活动继续以节拍为基础。 应避免任何涉及强磁场的活动。这包括诸如电弧焊接,某些类型的设备[16]或维护可能产生强磁场的重型设备(如磁共振成像(MRI)机器)等活动。 1958年,瑞典Solna的Karolinska研究所首次使用由Rune Elmqvist和外科医生ÅkeSenning设计的起搏器连接到通过胸廓切开术连接到心脏心肌的电极上,将第一次临床植入人体的完全植入式起搏器。设备在三个小时后失败。然后植入第二个装置,持续两天。世界上第一位植入式起搏器患者Arne Larsson在他的一生中接受了26种不同的起搏器,他于2001年去世,享年86岁,胜过发明家和外科医生。 由此,基本的心室“按需”起搏模式为VVI或VVIR练习可自动调整速度 - 当需要与心房搏动同步时,如心房颤动时,此模式适用。等效心房起搏模式是AAI或AAIR,当房室传导完好但窦房结自然起搏器不可靠时,则为AAI或AAIR模式 - 窦房结疾病(SND)或病态窦房结综合征。在问题是房室传导阻滞(AVB)的情况下,起搏器需要检测(感测)心房搏动,并且在正常延迟(0.1-0.2秒)之后触发心室搏动,除非它已经发生 - 这是VDD模式并且可以是在右心房(感觉)和心室(感觉和步调)中使用电极进行单一起搏导线。这些模式AAIR和VDD在美国并不常见,但在拉美和欧洲广泛使用。[6] [7] DDDR模式是最常用的,因为它涵盖了所有的选项,尽管起搏器需要单独的心房和心室导线,并且更复杂,需要对其功能进行仔细编程以获得最佳结果。 动态起搏技术也可应用于未来的人造心脏。过渡组织焊接的进展将支持这种以及其他人造器官/关节/组织替换的努力。干细胞可能对过渡组织焊接感兴趣。[需要的引证] 心胸外科医生Leon Abrams和医学工程师Ray Lightwood于1960年在伯明翰大学开发并植入了第一例患者控制率可变的心脏起搏器。第一次种植于1960年3月,第二次种植于下个月。这三名患者恢复良好并恢复了高质量的生活。到1966年,56名患者接受了植入,一名幸存了超过5年半[53] [54]。 通常使用局部麻醉剂或全身麻醉剂通过简单手术将起搏器插入患者体内。手术前患者可能还会得到放松药物。通常给予抗生素以预防感染。[13]在大多数情况下,将起搏器插入左肩区域,在颈骨下方形成切口,形成一个小口袋,起搏器实际位于患者体内,导联或导联(导联数量根据心脏起搏器的类型而变化)通过使用荧光镜的大静脉进入心脏以监测导联插入的进展,右心室导联将远离右心室的顶端(顶端)并且位于在流出道以下的室间隔,以防止心脏强度的恶化。实际的手术通常持续30至90分钟。 其他在开创性年度为起搏器的技术发展作出重大贡献的人包括美敦力明尼阿波利斯的鲍勃安德森,伦敦圣乔治医院的JG(杰弗里)戴维斯,美国光学的巴洛赫伯科维茨和谢尔登泰勒,澳大利亚电子公司的杰弗里韦克汉姆,迈阿密Cordis公司的Walter Keller,Hans Thornander,他曾加入瑞典Elema-Schonander的Rune Elmquist,荷兰的Janwillem van den Berg和Cardiac Pacemakers Inc.的Anthony Adducci。[55] 2013年,多家公司宣布可通过腿部导管插入器械,而不是通过侵入性手术。这些设备的尺寸和形状大致与普通起搏器的尺寸相比要小得多。 [58] 2014年11月,阿拉斯加费尔班克斯的一位病人Bill Pike在普罗维登斯市收到了美敦力Micra心脏起搏器2014年,圣犹达医疗公司宣布首次入选该公司的无引导起搏器观察研究,评估Nanostim无引导起搏技术,Nanostim起搏器获得了CE标志。在欧洲发生了批准后的植入物[59],最近欧洲的研究停止了,之前有报道称六个穿孔导致两名患者死亡,经过调查St Jude Medical重新开始研究[60],但在美国的这种疗法尚未得到FDA的批准[61]。虽然St Jude Nanostim和美敦力Micra只是单室起搏器,但预计导致随着进一步发展,对房室传导阻滞患者的双腔起搏将成为可能[62]。 速率响应式起搏允许设备感测​​患者的身体活动,并通过经由速率响应算法增加或减少基础起搏速率来适当地作出响应。

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