1973年にSchnitzlerが浮遊電極カテーテルを用いたベッドサイドでの一時的な心臓ペーシングを初めて報告し.この技術は海外で急速に普及し.今では病院の蘇生に不可欠な医療技術の一つとなっています。 ペーシングの目的は心拍数の補助だけでなく.より重要なのは正常または正常に近い血行動態の効果.患者の労働能力の回復.QOLの向上.そして何らかの診断や心臓情報の保存機能である。 一時的な心臓ペーシングは.重症不整脈の治療や心肺蘇生の緊急有効手段であり.非心臓手術を受ける心疾患患者が手術麻酔期間を安全・円滑・順調に過ごすための重要な安全対策となり.周術期における適用が徐々に増えてきている。 人工ペースメーカーの歴史は19世紀初頭にさかのぼり.1804年にアルディーニが切断された死体の心臓を直流刺激で蘇生させたのが始まりである。 ハイマンが心停止状態のウサギに電気刺激を与えることに成功し.ペースメーカーと名付けたのは1932年のことであり.ゾールが初めて体外式経胸壁ペーシングを用いたのは1952年のことであった。ラーションは世界初の植え込み型心臓ペースメーカーを植え込まれた。 同年.FurmanとRobinsonは.X線下で右室流出路に初めてカテーテル電極を静脈内留置し.心内膜ペーシング電極の経静脈的移植のパイオニアとなった。 1973年.Schnitzlerがベッドサイドで一時的に心臓ペーシングを行うための浮遊電極カテーテルの使用について初めて報告した。 ペースメーカーの適応は.遅い不整脈から心室頻拍.肥大型閉塞性心筋症.拡張型心筋症.薬剤でコントロール困難なうっ血性心不全.心房細動の治療へと広がっている。 心臓の電気生理学的特性の正常・異常は.心筋がリズミカルに収縮し.拡張する生理的特性に基づいている。 心筋には.興奮性.自己調節性.伝導性.収縮性の4つの生理的特性がある。 最初の3つは.心筋細胞膜の生体電気活動に基づくもので.電気生理学的特性と総称され.心臓の興奮機能を表し.心臓内での興奮の発生と伝播.収縮の引き金となるものである。 人工心臓ペーシングも心臓の電気生理学的性質を利用し.心筋の機械的収縮を引き起こすことを目的としており.人工心臓ペーシングはこれと密接な関係にある。 1.自己調節と心臓ペーシング:心筋が外部刺激のない状態で自動的にリズミカルな興奮を起こす能力。 自動調節の程度は.自動興奮の頻度(拍/分)で測定される。 最も高い自動調節機能を持つのは洞結節で.心臓全体の電気活動を直接制御するインパルスを発し.正常ペーシングポイントと呼ばれる正常な心臓の興奮の起点となる部分である。 洞結節以外のペーシングポイントからインパルスが発せられ.一時的または永続的に心臓を制御する場合.これを異所性リズムと呼ぶ。 2.伝導性・伝導障害:心筋細胞には興奮を伝導する能力がある。 伝導性の程度は.興奮の伝導速度で測られる。 心房内伝導時間は約0.22秒.そのうち心房内伝導は0.06秒.房室接合部では0.1秒である。房室接合部の遅い伝導により心房の興奮と収縮が心室のそれに先行し.心室の充満が容易になるが.同時にそこの遅い伝導により伝導遮断が起こりやすくもなる。 3.興奮性とアンダーシュート:人工ペーシングにおいて.心臓を興奮させることができる最小の刺激値は.心臓のペーシング閾値である。 不活性期には.非同期パルスが心室細動期に落ち.致命的な不整脈を起こすことがある。 ペーシングシステムの種類 ペーシングメーカーは.電源.リード.電極で構成されています。 電源で電気エネルギーを発生させ.発電機からパルスを出し.リードを介して電極に伝え.電極と心臓の接触により心筋を刺激し.興奮・収縮させるものである。 (電極の種類 1.バイポーラとユニポーラ:ペースメーカー回路には2つの電極が必要で.その両方が心臓に接触しているものをバイポーラペーシング.一方の電極が心臓に.もう一方が心臓以外の組織に接触しているものをユニポーラペーシングという。 心内膜.心外膜.心筋電極:静脈から心腔に送り込まれ.心内膜に接触するペーシング電極を心内膜電極.胸腔から留置され.心外膜に接触するペーシング電極を心外膜電極.心壁の心筋に刺さるペーシング電極を心筋電極と呼ぶ。 (ペースメーカーの種類 1987年.NASPE/BPEG(North American Society of Pacing and Electrophysiology/British Cardiac Pacing and Electrophysiology Group)により.ペースメーカーの種類に応じた機能を5文字で表したペースメーカーコードが導入された。 例えば.VVIは心室ペーシング-心室感知-R波抑制ペースメーカーを.DDDは複室ペーシング-複室感知-R波抑制またはP波トリガーペースメーカーを示す。 2.同期式ペースメーカーは第2世代の製品です。 自身の心拍の電気信号を感知し.ペーシングパルスの送出タイミングを患者の心拍数に合わせることで.ペーシングパルスと自身の間で競合が起こらないようにするもの。 同期とはセンシング機能のことで.P波同期(心房拍動のセンシング)とR波同期(心室拍動のセンシング)がある。 ペースメーカーは自身のペーシング信号を感知した後.トリガーとインヒビットの2つの方法で反応する。 トリガー式とは.ペースメーカーが自身の心拍を感知し.直ちにペーシングパルスを供給して心臓の拍動を刺激することである。 抑制型とは.ペースメーカーが自身の心拍を感知し.次に予定されていたパルスをキャンセルして自身の心拍を感知してペーシングサイクルを開始することで.オンデマンド型とも呼ばれるものである。 同期型ペースメーカーは臨床的に広く使用されており.より安全性が高く.(i)P波トリガー型ペースメーカー(AAT).(ii)R波トリガー型ペースメーカー(VVT).(iii)P波抑制型ペースメーカー(AAI).(iv)R波抑制型ペースメーカー(VVI)などがある(Fig.2a)。 VVIはAVB.シックサイナス症候群(SSS)ともに一時的なペーシングに最も広く用いられているが.心房が順次収縮できず.さらには心室-心房逆行性伝達が生じ.10~35%の心拍出量低下とペースメーカー症候群を引き起こしやすいという欠点がある。 3.順次ペースメーカーは.2本の電極リードを右心房(atrium)と右心室心尖(ventricle)に設置し.順次心房心室ペーシングを行うことが多い植込み型ペースメーカーです。 心房収縮に続いて心室収縮が起こるのが特徴で.生理的ペーシングと同様に心房収縮と心室収縮の順序が保たれるため.純粋な心室ペーシングよりも血行動態に優れる。 心房同期型心室ペースメーカー(VAT),心房同期型R波抑制型心室ペースメーカー(VDD),R波抑制型順次房室ペースメーカー(DVI),VDDとDVIを含む房室汎用ペースメーカー(DDD)は,AVBを伴うSSS治療には理想的なペーシング様式であると言える。 4.プログラマブルペースメーカーは.身体の生理的欲求(体動.呼吸数.換気.体温.血液pH等)に応じてペーシング周波数を自動的に変化させる新しいタイプの生理的ペースメーカーである。 周波数応答型ペースメーカーなど。 5.抗頻拍性ペースメーカー 頻拍を感知して適時に停止させる機能を有し.徐脈や洞静止時にはオンデマンドペーシングを行い.難治性頻拍に適する。 現在.頻脈性不整脈の治療にはラジオ波焼灼療法が十分な効果を上げているため.このようなペースメーカーの使用は限定的である。 6.埋込型自動ペーシング除細動器(AIPCD)は.遅いリズムのペーシング.頻脈性不整脈への抵抗.リセット.除細動ができ.広範囲の不整脈に治療効果があり.さらに非侵襲的プログラム制御やデータ記録が可能である。 ペースメーカーの適応 永続的ペーシングの適応は.心内膜に接触する単電極と.大胸筋前部の皮下組織に埋設された無関係な電極を持つペースメーカーである。 リチウム電池を電源とし.6~8年.最長で14~15年使用することが可能です。 1998年に米国心臓病学会(ACC)と米国心臓協会(AHA)は共同で「ペースメーカーと不整脈デバイスの植え込みに関するACC/AHAガイドライン」を作成し.洞房結節機能障害と後天性房室機能障害の永久ペーシングの適応を記述している。 植え込み型ペースメーカーと不整脈デバイスに関するACC/AHAガイドラインでは.洞房結節機能障害と後天性房室ブロックに対する永久ペーシング療法の適応が記載されています。