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ICD——人类征服猝死的利器
作者:郭继鸿[1] 
单位:北京大学人民医院[1]  
文章号:W098376  
2014/4/3 13:48:05    
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猝死是指突然发生的死亡,现代医学定义:凡新发生的症状或事件,或原有症状突然加重一小时内引发的死亡为猝死。引发猝死的原因很多,但80%以上为心脏性猝死,其已成为人类生命的黑色杀手。

   猝死是指突然发生的死亡,现代医学定义:凡新发生的症状或事件,或原有症状突然加重一小时内引发的死亡为猝死。引发猝死的原因很多,但80%以上为心脏性猝死,其已成为人类生命的黑色杀手。365医学网 转载请注明
   心脏性猝死的百幕大三角由心脏基质、心电易损性及体内环境不稳定三因素形成三足鼎立(图1)。其中心脏基质包括各种器质性心脏病,而心电易损性则指各种心电图异常,两者构成心性猝死发生的基础。而体内环境的不稳定包括劳累、情绪波动、应激、交感神经兴奋、电解质紊乱等猝死发生的诱因或导火线。在心脏性猝死的百慕大三角中,每个因素都能独立引发猝死,还能互为因果,相互促进。同时存在的因素越多者,猝死发生的几率越大。据统计,美国平均每分钟就有一人发生猝死,我国无详尽的统计,大约猝死人数是美国的2~3倍。365医学网 转载请注明
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  更令人望而生畏的是猝死的人群中,约1/3的人生前属于无任何疾病的“健康人”,从未去过医院,而猝死为其首发第一症状。因猝死发生骤然,死亡人数又逐年递增,这使猝死已成为严重的社会健康问题,征服与控制猝死已成为现代医学面临的最大挑战之一。

1   ICD之父:一位志不可摧的犹太人

  其实,早在1947年就有学者发明了电除颤仪器及技术,即室颤发生后马上将一对除颤电极放在胸外,除颤仪发放的高电能除颤脉冲则可终止室颤(图2),窦律的恢复使患者起死回生。但从发现到抢救的整个过程在十分钟内完成才更加有效,因而体外除颤对医院外发生的猝死几乎无用武之地。365医学网 转载请注明
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  著名的美国医学科学家Mirowski在研究中发现,体外除颤器发放的高除颤电能90%都消耗在从胸外到达心脏的途中,最终仅10%的电能到达心脏,起到有效除颤的治疗作用。他大胆地设想:如果将除颤电极直接贴靠心脏,使发放很低的电能直接作用在心肌也可能获成功,这将使除颤仪的体积可大大缩小而能植入体内并终生佩戴。大胆的臆想常常是科学领域的天梯,Mirowski这个完全有科学依据的设想经过随后的千辛万苦,最终幻想成真,他也成为拯救猝死的ICD之父(图3)。365医学网 转载请注明
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  实际上,Mirowski的出生并不逢时,1924年10月14日他生在波兰一个犹太人家庭。1938年9月当希特勒发动对波兰的战争时,他还是14岁的少年,残酷的二战中他成为一个庞大的家族中唯一幸免未被杀戮者而幸存。在种族灭绝犹太人的灾难中,14岁的他只身来到苏联参加了反法西斯战争,当1945年二战胜利后他又回到波兰时,对犹太人的种族歧视不因希特勒的灭亡而结束,他再次被迫逃离波兰来到刚成立的犹太以色列国。随后他到法国学习医学,学有所成后回到以色列成为一位待遇优厚的心脏科医生。但不久,他最敬佩的Heller教授意外猝死,这促使他走上了终生研究ICD的道路。1968年,44岁的Mirowski带着夫人和三个孩子移居美国,此举全是为了实现梦想,研究成功ICD。在这里,他结识了终生合作者Mower,踏上了进军ICD的漫长征程(图4)。当然,每条科学之路都是崎岖曲折,荆棘丛生,但任何艰难险阻都阻挡不住这位顽强犹太人的脚步。365医学网 转载请注明
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2  三年铸剑:ICD雏形面世

  “人生路上永远都会有颠簸”,在随后坎坷的研究历程中Mirowski常用这句话鼓励自己,数量有限的研究经费几次中断,使试验陷入窘境并几乎夭折。资金紧缺他就拿出自己的工资,夜以继日的不辞辛苦大大推进了研究进度。功夫不负有心人,仅用三年,ICD的研究就有了突破性成果。1970年在美国心脏病学(AHA)年会上,他在演讲的同时,放映了动物试验中诱发室颤与ICD终止室颤的电影(图5),但与会代表根本不相信,说狗是他训练出来的。随后,另一位著名的医学科学家Lown也发表文章说:“应用700 V的高压电进行体内电击,如同给人体放植了一颗定时炸弹”。这真是雪上加霜,这些质疑像一盆盆泼来的冷水,使原来有限的投资人因怀疑ICD无广泛市场前景而终结了投资。但志坚而不可催的Mirowski顶住了一切压力,克服了常人难以逾越的困难,在这条为人类造福的征程中,举步艰难地前行。365医学网 转载请注明
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3  十年磨一剑:首例ICD成功植入人体

  随后,又是10年艰苦卓绝的奋斗,他和助手们用矢志不渝的意志与毅力跨过了道道难关,最终完成了美国FDA要求的25只犬3年试验期的要求,最终被批准进入临床试用。

  1980年2月4日,一个伟大的时刻即将到来,一项伟大的发明就要面世。人类历史上首例ICD植入手术正在美国约翰霍普金斯医院进行,一位57岁急性心梗的女患者,因反复室颤、晕厥多次而被成功植入了ICD(图6)。虽然第一代的ICD体积硕大需要植入在腹部、而且结构复杂,需要外科医生开胸后植入(图7),但毕竟这是人类在征服猝死的征程上迈出的具有划时代意义的一大步。此后数以万计的猝死高危患者的生命得以拯救,无数濒临高危的患者在死亡的边缘获得重生。365医学网 转载请注明
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4    妙手生花:猝死高危者如同终生住院

  1960年,医学史上首个冠心病监护(CCU)病房正式推出,因冠心病心梗患者是猝死的高危者,发生急性心梗的病人住进CCU后,立即给予持续的心电监护,一旦医护人员从心电监护仪发现患者发生室速、室颤时,立即给予经胸除颤使患者转危为安。CCU病房的建立,大大降低了心梗患者的死亡率。而患者植入ICD后,各种功能几乎能完全替代CCU病房医护人员的各项工作:1. 持续心电监测: ICD可为患者做持续的心电监测;2. 自动诊断室速、室颤:ICD实时进行着心律的分析与诊断,可在第一时间及时准确地诊断室速、室颤的发生;3. 自动启动治疗:诊断成立后,ICD立即自动启动电刺激终止室速,低能量转复室速,高能量终止室颤等各种有效治疗。

  ICD能按照预先程控和输入的各种诊断与治疗程序进行有效工作,最终使患者脱离险境,猝死得到有效预防。因此,凡植入ICD的患者如同终生享受CCU病房住院患者的医疗待遇,不仅持续心电监测、自动诊断室速、室颤,还能在几秒钟启动和完成抢救治疗,使患者转危为安(图8)。因此,有人生动形象地说,ICD是把CCU的心电监测与治疗延伸到患者家中,治疗仪佩戴在身上,有效地预防猝死。365医学网 转载请注明

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5  曾入低谷:柳暗花明又一村

  科学发展的道路总是曲折不平,ICD的应用也曾陷入过低谷。进入低谷的原因是ICD虽预防了猝死,但发放的高能电除颤却让很多患者陷入“生不如死”的境地。在那个低谷时期,高达70%~80%的ICD患者发生了不同程度的忧郁症,其中20%的情况更为严重:有的甚至自残、自杀、割断ICD电极导线等(图9)。为什么会出现这一情况呢?主要是ICD诊断室速、室颤的标准过于宽松,其理念是宁肯错打一千,也不能漏诊一例。结果宽松的诊断和随后过激的治疗常使病人在意识完全清醒下给予高能量电击。人对疼痛的耐受限度常低于1焦耳,但ICD的放电能量可高达20~30焦耳,使病人痛恶不绝,生不如死。有痛性电除颤治疗使很多病人不愿接受ICD治疗,医生也开始怀疑ICD治疗的合理性,ICD治疗走进了死胡同。365医学网 转载请注明

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         就在此时,几项循证医学结果呼之而出,其结果表明:1. 97%的室性恶性心律失常是一般室速或快室速,不到3%为室颤;2. 一般或快室速的80%~95%可经ICD无痛性治疗取得成功,使病人在毫无察觉的情况下,室速被终止(即电刺激终止室速,简称ATP治疗)。ATP治疗不仅省电、有效,而且为无痛性治疗;3. ATP治疗可使室速患者减少70%的有痛性电除颤治疗,大大减少了患者的痛苦(图10)。从此,ICD从有痛性治疗进入了无痛性治疗的新时代,障碍被清除,道路被拓宽,ICD进入了又一个快速发展期。

6  皮下ICD:百尺竿头再拔一筹

  传统的ICD系统包括:除颤电脉冲发生器及除颤电极导线,其中脉冲发生器埋在皮下,除颤电极导线经周围静脉植入心腔内。由于电极导线经静脉植入而称静脉ICD。但其长期位于心腔内,植入术又相对复杂,并受到多种因素的影响,故使用多年后容易发生除颤电极导线的感染、断裂等并发症,明显影响ICD的治疗。

  为克服静脉ICD这一重要缺憾,皮下ICD技术应运而生,并在2012年获美国FDA批准用于临床(图11)。皮下ICD是指脉冲发生器及除颤电极导线全部植入在皮肤下面,而不再植入心腔内。这使植入术更简单、更无创,减少了可能发生的合并症。应用结果表明,皮下ICD与静脉ICD除颤治疗的有效率高达90%,只是皮下ICD的除颤阈值更高。365医学网 转载请注明
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  皮下ICD更适合年轻患者植入,且主要针对室颤而不是室速患者。皮下ICD已成为ICD发展史上的又一个里程碑。

7  ICD技术:征服猝死永远的丰碑

  从1980年第一台ICD植入人体,至今临床应用已34年。至今,ICD已从单腔发展到双腔及三腔ICD(即CRT-D),功能上也从第一代发展到第四代ICD,从有痛治疗进入了ICD无痛治疗时代。在2012年,又从传统的静脉ICD发展到皮下ICD。一路走来,ICD已成为人类征服猝死的永远丰碑。

目前,ICD可设定室速、快室速、室颤三个诊断区,主要依靠心率标准、持续时间标准及其他多种鉴别诊断标准,使ICD诊断的敏感性达100%,特异性达93%~95%。

  ICD的分层递增治疗有ATP治疗、低能量转复、高能量除颤以及保护性心室起搏等手段,其治疗总趋势为无痛治疗优先,必要时给予有痛的除颤治疗,治疗的有效率高达90%以上。

  ICD放电治疗中,不适宜放电治疗约占20%~40%,主要为房颤伴快速心室率的误治疗,窦速及室上速的误治疗,以及误感知引起的不适宜治疗。

  大量资料表明,ICD组与非ICD组相比降低了全因死亡率31%~34%,是恶性室性心律失常患者二级预防,以及猝死高危患者一级预防的有效方法,这也是其他治疗手段所不能替代的(图12)。此外,ICD技术还先后派生出:公众体外自动除颤仪(AED)、穿戴式自动除颤仪(WCD)等类似技术,在减少和预防猝死的治疗正发挥着更大作用。365医学网 转载请注明
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  ICD还在发展中,还将为人类的健康与生命贡献出更大的贡献,ICD之父Mirowski也将永远被世界人民所深深铭记和怀念。

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作者简介
郭继鸿
单位:北京大学人民医院
简介:  主任医师、教授、博士生导师。北京大学人民医院心脏中心副主任。北京大学医学部医院管理委员会内科副主
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