生理性起搏

生理性起搏的新概念安徽医科大学附属医院心内科王邦宁教授一、生理性起搏概念生理性起搏是指人工心脏起搏器在保证患者基本心率的同时，通过起搏器不同的类型、各种起搏方式、电极导管的各种位置、不同间期的算式等方法，获得各心腔之间最好的同步性、最理想的电生理稳定性，最佳的心输出量，使起搏节律及血流动力学效果最大程度地近似心脏的正常生理状态。

二、生理性起搏进展生理性起搏已经经历了房室同步起搏、变时性起搏、心室同步起搏三个历史时期。

生理性起搏一直是临床医师和起搏器设计工程师十分关注和追求的目标，这一领域的当今热点是心室同步起搏。

1．房室同步起搏房室同步起搏对保持正常房室顺序的电和机械活动，对维持体内稳定的血流动力学方面有着重要的生理意义。

其中最重要的机制是保持了心房有效的“辅助泵”作用，该作用是指心室舒张末期，心房的主动收缩将房内残存的血流前向挤压进入心室，形成被动性心室充盈，进而提高左室的舒张期充盈压，提高心输出量。

良好的心房辅助泵的作用对心输出量的影响可达15%~45%，该值的高低主要取决于心室功能对心房辅助泵作用的依赖性。

当心室存在舒张功能不全，如冠心病、高血压、肥厚型心肌病等病人，或心室功能因器质性病变明显受损时，心房辅助泵作用对心输出量的影响就更为明显。

这些情况下，突然发生的三度房室阻滞或心房颤动（房颤），能使心房辅助泵的作用瞬间消失，此时可使患者的心功能急剧直下。

目前，临床应用的DDD和AAI心脏起搏器都保持了基本正常的房室同步。

注：〖HTSS〗在心室舒张末期，心房的主动收缩对心室的舒张末容积和前负荷的作用十分重要。

讨论正常的房室顺序这一生理性起搏功能时，需注意几个问题：1.1 房室电活动的顺序正常并不等于房室机械活动的顺序正常某些一度房室阻滞及扩张型心肌病病人异常的左室舒张相是说明这一问题的典例。

一度房室阻滞时，房室之间的电活动虽然存在着延迟，但仍然保持正常的同步顺序。

但过度延长时，病人能出现明显的房室收缩与舒张顺序的紊乱。

心电图上T波终点到下一个QRS波的起点，可粗略视为心室的舒张期，QRS波起点到T波终点的间期可视为心室的收缩期。

正常情况时，心房、心室的心肌细胞电活动与机械收缩的耦联间期约40～60ms，这种兴奋与收缩的耦联间期是指心肌电活动40～60ms后，其收缩活动则开始。

以心房肌为例，心房P波后40～60ms时心房的收缩开始。

房室传导正常时，心房P波后的心房收缩正恰是心室的舒张末期及收缩期开始之前（即QRS波之前）。

一度房室阻滞时，由于过长的PR间期，使心房机械收缩的时间处于心室舒张期的早期或中期，则易引发异常的左室舒张相。

具体过程为P波后心房收缩、心房舒张，而心房的舒张可使心房内压下降，使心室舒张期跨二尖瓣的房室间压力阶差的关系反转。

正常时，心室舒张时心房平均压一直高于心室，使舒张期血流持续性从心房跨过二尖瓣流入心室。

一度房室阻滞出现异常舒张相时，上述关系的反转使心室舒张末期出现了心室压高于心房压的异常结果，二尖瓣叶则被心室侧的压力推起，并在舒张期提前关闭，二尖瓣提前关闭的质量较差，结果形成关闭不全，造成了舒张期的二尖瓣反流。

二尖瓣舒张期关闭不全的情况可从舒张期持续到收缩期，使反流也持续存在。

二尖瓣反流可引起左房压升高，肺静脉压升高，肺淤血等，使病人的活动耐量下降，轻度活动时则出现呼吸困难或心悸，这可解释严重一度房室阻滞病人的临床症状，也说明了某些严重一度房室阻滞病人需要植入永久起搏器的原因。

扩张型心肌病的病人PR间期正常时，也能出现与一度房室阻滞相同的左室异常舒张相，称为隐匿性长PR间期综合征（Concealed Long PR Interval Syndrome），这一情况可通过DDD起搏器设定较短的A V间期而解决。

1.2 右房右室的同步不等于左房左室的同步窦性心律时，右房和左房之间电活动的时间差50 ms左右，窦性激动发出后经心房、房室结、希氏束下传到心室。

希氏束位于室间隔的上部，左束支的中分支（间隔支）先从希氏束发出，因此室上性激动经房室结、希氏束下传时，左室心内膜略比右室内膜提前激动5～10 ms，或可看成双室基本处于同步激动。

显然，生理状态下的窦性心律，左房左室之间的顺序性与右房右室之间不完全平行。

而在异常情况时，左房左室间的同步及顺序的变化则更明显，窦性心律和起搏心律都能引发这种情况。

近年提出的患有房间阻滞的患者发生DDD起搏器综合征则能清楚地说明这一问题，部分有房间阻滞的患者植入DDD起搏器后，可以出现低心排血量的系列临床表现：心悸、低血压、活动耐量下降，出汗等，与VVI起搏器综合征的临床表现相似，尤其房间阻滞明显时这种情况更易发生。

其发生机制为房间阻滞的间期可能超过房室传导间期，使左房激动发生在左室激动之后，左房收缩时，左室已经收缩并使二尖瓣关闭，左房收缩产生的压力不能将心房内血流挤压进入左室，而出现反向流动引起肺静脉压的升高、肺淤血，并引发临床症状。

窦性心律伴短PR间期的患者（尤其是房间阻滞或左室顺应性下降时），虽然没有室上性心动过速，但可能发生活动后心悸、气短等临床症状，其发生机制与上述相同，我们称这种情况为“左房低效收缩综合征”。

总之，窦性心律时的PR间期以及DDD起搏器的A V间期，仅代表右房右室之间的间期，并不代表左房左室的间期，有时两者差距可能很大，这使DDD起搏器参数的设置与随访需要超声心动图的指导，以便设置对左心功能更好的参数。

应当强调，临床经常发生的房颤和三度房室阻滞属于完全丧失了房室的同步性，而房室间的PR间期过短或过长时可部分丧失了房室同步性。

双腔DDD起搏器仅仅保持了右房右室同步的生理性起搏器，并不是一种最理想的完全性生理起搏。

2 变时性起搏当保持了房室同步的DDD和AAI起搏器问世后，人们对起搏器的生理性功能的关注转向了变时性功能。

所谓变时性功能是指人体运动，或在各种生理及病理因素的作用下，窦性心律可随机体代谢需要的增加而适当升高心率的功能称为变时性功能。

显然变时性功能对心脏正常功能的维持起了重要作用。

因为心输出量等于心率与心室每搏量的乘积。

人体激烈运动或强体力活动时，心输出量可相应增加4～6倍，称为心脏的储备力。

运动时，心肌收缩力的增加仅能使心输出量增加30%~50%，而依靠心率变时性增快却能使心输出量增加3倍，结果心脏的储备力等于4.5倍（1.5×3），因此，主导节律的变时性功能对整个心功能的维持十分重要。

当机体代谢率增加时，心率不能相应增加，心输出量不能满足机体需要时，称为窦房结变时性不全。

一般认为当患者全天的最高心率低于100 bpm，或低于其预测心率的75%时，称为明显的变时性功能不全。

窦性心律明显的变时性功能不全，在2002年ACC/AHA公布的起搏器植入指南中，已成为起搏器植入的Ⅰ类适应证。

而年龄偏高者，因其他指征需要植入起搏器的患者中，变时性功能不良的发生率高达35%～55%。

针对变时性功能不良的患者，心脏起搏器增加了本身的频率适应性功能，该功能通过感知各种生理参数的传感器控制起搏器发放的频率，使起搏器和起搏心律具有较好的变时性，维持和提高患者的心功能。

目前临床应用最多的是重力加速度或体动感知器、每分通气量感知器、QT间期感知传感器。

为了完善频率适应性功能，越来越多的起搏器已具有双感知频率应答的传感器，例如联合应用重力加速度和每分通气量双传感器控制起搏器心率。

世界首台频率应答起搏器于1 982年问世，10年之后，世界首台双感知频率应答起搏器问世。

两个种类不同的传感器共同控制起搏器的变时性功能时，相互之间可以互补。

以体动传感器和每分钟通气量传感器为例，体动传感器感知体动后升高起搏器频率的作用迅捷，但运动到一定程度时其频率反应将进入平台期。

相反，每分通气量传感器升高起搏频率的作用特征为缓慢而平稳，随运动量的增加，起搏频率可持续升高。

无疑，变时性起搏将起搏器的生理功能提高到一个新水平。

3 心室同步性起搏人工心脏起搏器临床应用已达50年，50年中就房室同步起搏、变时性起搏等生理性功能方面已取得了重要进展，基本问题已经解决。

目前对生理性起搏的研究重点已侧重在如何恢复和保持心室正常的激动和收缩顺序，以及室内或双室间收缩的同步性，即心室同步起搏。

心室同步的概念包括：双室同步、室内同步（游离壁与间隔壁），室壁不同节段的心肌同步。

近年出现的房室结优先功能，房室A V间期的搜索功能，以及双室同步起搏，右室双部位起搏都属于解决这一问题的新技术。

3.1 循证医学结果引起的反思近几年，出现了起搏器相关的几个较大规模的循证医学结果，这几项研究的特点是：入组的病例数巨大，每项研究的病例均含有几千个相关病例；随访时间长，每项研究的随访时间均达3～5年；观察的项目多，每项研究的主要和次要终点都含有多项；研究结果一致，不论是前瞻性还是回顾性研究的结果都一致认为总死亡率、心血管事件，DDD组和VVI组之间无统计学差异。

3.1.1 CTOPP研究目的：对比研究生理性起搏（DDD，AAI）与心室起搏（VVI）对心血管死亡率和脑卒中率的影响。

病例：2 568例，随机进入DDD、AAI及VVI组。

随访：平均随访6.4年。

结论：心血管事件、脑卒中、总死亡率在心室或生理性起搏的6年随访期中，无统计学差异。

3.1.2 MOST研究目的：比较DDD和VVI起搏对病态窦房结综合征患者生存率和生活质量方面的作用。

病例：2 010例，随机进入DDD组（1 014例）和VVI组（996例）。

随访：随访的中位数时间33.1个月。

结论：与VVI起搏相比，DDD起搏能降低房颤发生率，但不能提高患者的生存率，不能降低脑卒中发生率和心力衰竭住院率。

注：DDD组与VVI组总死亡率及心血管突发事件的发生率在6.4年的随访期中无差异。

3.1.3 UKpace研究2005年7月该项研究结果发表在“新英格兰杂志”，这是第一个大规模的前瞻性研究。

目的：DDD和VVI起搏对高龄、高度房室阻滞患者生存率和生活质量的影响。

病例：DDD组1 012例，VVI组1 009例。

随访：3～5年。

结论：V VI与DDD两组的比较，5年的总死亡率、3年的心血管事件的发生率无差别。

这些循证医学的结果就像重磅炸弹爆炸，使起搏界出现了巨大震惊，DDD起搏明明属于生理性起搏，为什么长期随访的结果比VVI起搏没有丝毫的优越性，什么原因造成了这种意料之外的结果。

就在同时，另外几项研究分别揭示了这一意外结果的原因。

DANISH研究结果表明，DDD起搏与AAI起搏相比，患者房颤的发生率提高了3倍（23.3%对7.4%）。

MOST研究的亚组分析结果表明，DDD起搏时，心室起搏率的累积每增加1%时，因心力衰竭住院的危险性则增加2%，发生房颤的危险性增加1%。

而MADITⅡ的研究结果表明，VVI与DDD起搏器工作时，该组心室起搏的比率分别为76%和84%，正是高比例的右室有害起搏带来了上述循证医学的不良结果。