인공심장박동기
Artificial cardiac pacemaker인공심장박동기 | |
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![]() 자를 가진 St Jude Medical 심장박동기 |
심박조율기(또는 심장의 자연적인 심박조율기와 혼동되지 않도록 하기 위해 인공 심박조율기)는 전극에 의해 전달되는 전기적 자극을 발생시켜 심장 근육실(상부, 아트리움 및/또는 하부, 심실)이 수축하게 하여 혈액을 펌프하는 의료기기다.이를 통해 이 장치는 심장의 전기 전도 시스템의 기능을 대체하거나 조절한다.
심박조율기의 주된 목적은 심장의 자연적인 심박조율기가 충분히 빠르지 않거나 심장의 전기전도계에 막힘이 있기 때문에 적절한 심박율을 유지하는 것이다.현대의 심박조율기는 외부에서 프로그래밍할 수 있으며 심장전문의, 특히 심장전기생리학자가 개별 환자에 대한 최적의 페이싱 모드를 선택할 수 있다.현대의 장치는 수요 심장박동기를 말하며, 심장의 자극은 순환계의 역동적인 요구에 기초한다.[1][2]
제세동기로 불리는 특정 유형의 심장박동기는 심장박동기와 제세동기의 기능을 하나의 이식 가능한 장치에 결합하는데, 이것을 제세동기라고 불러야 하며, 명확성을 위해 제세동기라고 해야 한다.2심실 심박조율기라 불리는 다른 것들은 심장의 하부 챔버인 심실의 동기화를 개선하기 위해 하부 심장 챔버 내에서 서로 다른 위치를 자극하는 여러 개의 전극을 가지고 있다.
페이싱 방법
퍼커시브 페이싱
심실박동(Transthoric facing)이라고도 하는 과토론 페이싱은 닫힌 주먹을 사용하는데, 대개 정맥의 우측 심실 위로 흉골의 왼쪽 하단 가장자리에서 20~30cm 거리에서 타격하여 심실박동을 유도한다(영국 마취 저널은 이것이 심실압의 상승을 위해 반드시 이루어져야 한다고 제안한다).전기적 활동을 유도하기 위해 10–15 mmHg까지).이것은 전기 심박조율기를 환자에게 가져다 줄 때까지 생명을 구하는 수단으로만 사용되는 오래된 절차다.[3]
경피 페이싱
외부 페이싱이라고도 하는 경피적 페이싱(TCP)은 모든 유형의 혈류역학적으로 유의한 서맥의 초기 안정화를 위해 권장된다.시술은 앞/옆쪽 위치 또는 앞/뒤쪽 위치 중 하나로 환자의 가슴에 페이싱 패드를 두 개 배치하여 수행한다.구조자는 페이싱 속도를 선택하고, 상응하는 펄스로 전기 캡처(심전도 상에서 키가 크고 넓은 T파로 넓은 QRS 콤플렉스로 특징지어짐)가 달성될 때까지 페이싱 전류(mA로 측정)를 점진적으로 증가시킨다.심전도에 있는 페이싱 아티팩트와 심한 근육 경련은 이러한 결정을 어렵게 할 수 있다.외부 페이싱은 장기간 의존해서는 안 된다.양치성 페이싱이나 다른 치료법이 적용될 때까지 가교 역할을 하는 응급 시술이다.
후각 페이싱(임시)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c7/Pacemaker_dependent_asystole.jpg/220px-Pacemaker_dependent_asystole.jpg)
수술 절차로 아트리오-심실 블록이 발생할 경우 열린 심장 수술 중에 임시 심낭 페이싱이 사용된다.전극을 심실의 외벽(에피카듐)과 접촉시켜 임시 전이 전극을 삽입할 때까지 만족스러운 심장 출력을 유지한다.
양방향 페이싱(임시)
일시적인 페이싱에 사용될 때 경골 페이싱은 경피 페이싱의 대안이다.심박조율기 와이어는 무균 상태에서 정맥에 삽입된 후 우심방이나 우심실로 전달된다.그러면 페이싱 와이어는 몸 밖의 외부 심박조율기와 연결된다.경정맥 페이싱은 영구적인 심박조율기 배치를 위한 가교로 종종 사용된다.영구적인 심박조율기가 이식될 때까지 또는 더 이상 심박조율기가 필요 없게 될 때까지 제자리에 보관했다가 제거할 수 있다.
영구 전이 페이싱
이식 가능한 심박조율기를 사용한 영구적인 페이싱은 심장의 챔버 또는 챔버 내에 하나 이상의 페이싱 전극을 교차 배치하는 것과 동시에 심박조율기는 쇄골 아래의 피부 내부에 이식된다.전극 리드가 삽입되어 정맥을 따라 심장의 밸브를 통과하여 챔버에 위치할 때까지 적절한 정맥을 절개하여 시술한다.의사가 전극 리드의 통로를 볼 수 있도록 형광 투시법을 통해 절차를 촉진한다.전극의 위치가 만족스러운 것으로 확인된 후, 전극 리드의 반대쪽 끝을 페이스메이커 제너레이터에 연결한다.
영구 심박조율기의 세 가지 기본 유형은 관련 챔버 수와 기본 작동 메커니즘에 따라 분류된다.[4]
- 싱글 챔버 심박조율기.이 유형에서는 심방이나 심실 중 어느 한 곳에 페이싱 리드만 심실의 챔버에 놓인다.[4]
- 이중 챔버 심박조율기.여기, 심장의 두 개의 방에 전선이 놓여 있다.한 리드선은 심방을, 한 리드선은 심실을 두드리며, 다른 리드선은 심실을 두드리게 한다.이 타입은 심장과 심실 사이의 기능을 조정하는데 있어 심장을 보조함으로써 심장의 자연스러운 페이싱과 더 가깝게 닮았다.[4]
- 심실 심박조율기.이 심박조율기는 심장의 세 개의 방에 세 개의 전선이 있다.심방에 하나, 심실 양쪽에 두 개.이식하는 것이 더 복잡하다.[4]
- 속도 반응 속도 조절기이 페이스메이커는 환자의 신체 활동 변화를 감지하고 몸의 신진대사 요구를 충족시키기 위해 페이싱 속도를 자동으로 조절하는 센서를 가지고 있다.[4]
심박조율기 발전기는 동력원, 보통 리튬 배터리, 심장 전극에 의해 감지되는 자연적으로 발생하는 심장 박동의 전기적 발현을 처리하는 감지 증폭기, 심박조율기를 위한 컴퓨터 논리, 그리고 엘에 페이싱 임펄스를 전달하는 출력 회로를 포함하는 밀폐된 장치다.엑트로이드
가장 흔히 발생기는 흉벽의 피하지방 아래, 가슴의 근육과 뼈 위쪽에 위치한다.그러나, 그 배치는 사례에 따라 달라질 수 있다.
심박조율기의 외부 케이스는 신체의 면역체계에 의해 거의 거부당하지 않을 정도로 설계되어 있다.보통 티타늄으로 만들어지는데, 체내에서는 불활성이다.
리드리스 페이싱
납이 없는 심박조율기는 발전기가 심장 내에 위치할 수 있을 만큼 충분히 작기 때문에 리드 페이싱이 필요하지 않은 장치다.[5]페이스메이커 리드는 시간이 지남에 따라 실패할 수 있기 때문에 이러한 요소들을 피하는 페이싱 시스템은 이론적인 이점을 제공한다.납이 없는 심박조율기는 사타구니 절개를 통해 대퇴정맥에 주입된 조련성 카테터를 이용해 심장에 이식할 수 있다.[5]
기본함수
현대의 페이스메이커는 보통 여러 가지 기능을 가지고 있다.가장 기본적인 형태는 심장의 기본적인 전기 리듬을 감시한다.심박조율기 와이어 또는 "리드"가 정상적인 박동 대 박동 시간(가장 일반적으로 1초) 내에 챔버(심방 또는 심실)에서 심장 전기적 활동을 감지하지 못하면 짧은 저전압 펄스로 심방 또는 심실을 자극한다.전기적 활동을 감지하면 자극을 억제할 수 있다.이러한 감지 및 자극적인 활동은 비트 단위로 계속되며 "요구 페이싱"이라고 불린다.이중 챔버 소자의 경우, 상단 챔버가 자발적이거나 자극된 활성화가 있을 때 장치는 허용 가능한 프로그램 가능한 간격으로 심실의 활성화가 있는지 확인하기 위해 카운트다운을 시작한다. 그렇지 않으면 다시 충동이 전달될 것이다.
더 복잡한 형태는 심방과 심실을 모두 감지하거나 자극할 수 있는 능력을 포함한다.
I | II | III | IV | V |
---|---|---|---|---|
페이싱된 챔버 | 감지된 챔버 | 감지에 대한 반응 | 요금 변조 | 다중 사이트 페이싱 |
O = 없음 | O = 없음 | O = 없음 | O = 없음 | O = 없음 |
A = 아트리움 | A = 아트리움 | T = 트리거됨 | R = 속도 변조 | A = 아트리움 |
V = 심실 | V = 심실 | I = 억제됨 | V = 심실 | |
D = 이중(A+V) | D = 이중(A+V) | D = 이중(T+I) | D = 이중(A+V) |
이로부터 기본 심실 "온디맨드" 페이싱 모드는 VVI 또는 연습 VVIR에 대한 자동 속도 조정이다. 이 모드는 심방세동처럼 심방 비트와 동기화가 필요하지 않을 때 적합하다.등가 심방 페이싱 모드는 AAI 또는 AAIR로 심실 전도가 온전할 때 선택하는 모드지만 자연적인 심박조율기는 정맥동 노드 질환(SND) 또는 병든 정맥동 증후군을 신뢰할 수 없다.문제가 심실 블록(AVB)인 경우 심박조율기가 심방 박동을 감지(감지)해야 하며, 이미 발생하지 않은 경우 정상 지연(0.1~0.2초) 후에 심실 박동을 트리거해야 한다. 이는 VDD 모드이며 우측 심방과 심실의 전극이 있는 단일 페이싱 리드(감지)로 달성할 수 있다.속도 및 속도.이러한 모드는 미국에서는 드물지만 라틴 아메리카와 유럽에서는 널리 사용된다.[7][8]DDDR 모드는 심박조율기가 별도의 심방 및 심실 리드를 필요로 하고 더 복잡하여 최적의 결과를 위해 기능을 신중하게 프로그래밍해야 하지만 모든 옵션을 포함하기 때문에 가장 일반적으로 사용된다.
자동 심박조율기는 비병리학적 정상 부비동 리듬으로 되돌아오는 순간 심장의 자연 속도에 의해 과도하게 변형되도록 설계되며, 병리학적 사건이 다시 발생할 때 심장의 전기적 활동에 영향을 미치는 것을 재활성화할 수 있다.[9]"심실 수요 심박조율기"는 넓은 QRS 직전에 ECG에서 좁은 수직 스파이크를 생성한다.P파 직전에 '심리적 수요 페이스메이커'의 스파이크가 나타난다.[10]
그에 비해 트리거된 심박조율기는 심장 조직에서 전기적 활동이 저절로 시작된 직후 활성화된다."심실 유발 심박조율기"는 심실 조직에서 맥박이 생성된 직후에 자극을 생성하며 QRS와 동시 스파이크로 나타난다."심방 유발 심박조율기"는 심방 내 전기적 사건 직후 임펄스가 발생하는 모드다.그것은 p파를 따르는 방전으로 나타나지만 QRS 이전에 일반적으로 확대된다.[11]
심실 페이싱
심장 재동기화 요법(CRT)은 심부전 환자의 약 25~50%에서 발생하는 좌뇌와 우뇌 심실이 동시에 수축하지 않는(심실 이동기화) 심부전 환자에게 사용된다.CRT를 달성하기 위해 좌심실의 중격벽과 측면벽 모두에 속도를 낼 수 있는 2심실 심박조율기(BVP)를 사용한다.좌심실의 양쪽을 서성거림으로써 심박조율기는 심실 수축을 다시 동기화할 수 있다.
CRT 장치에는 적어도 두 개의 리드가 있는데, 하나는 정맥을 자극하기 위해 정맥과 우심방을 지나 우심실로 들어가는 것이고, 또 하나는 정맥과 우심방을 지나 관상동맥동을 통해 삽입되어 좌심실의 후각벽에 속도를 낸다.흔히 정상적인 부비동 리듬의 환자의 경우, 심방 수축과 동기화를 용이하게 하기 위해 우심방에도 납이 있다.따라서 심방 수축과 심실 수축 사이의 타이밍은 물론 좌심실의 중격벽과 측면벽 사이의 타이밍을 조정하여 최적의 심장 기능을 달성할 수 있다.
CRT 장치는 심부전 증상이 있는 환자의 사망률을 줄이고 삶의 질을 향상시키는 것으로 입증되었다. 즉, 35% 이하의 LV 방출 분율과 120ms 이상의 EKG에서 QRS 지속시간이다.[12][13]
심실 페이싱만 CRT-P(페이싱용)라고 한다.부정맥의 위험이 있는 선택된 환자들의 경우, CRT는 이식 가능한 심장박동제거기(ICD)와 결합될 수 있다. CRT-D(제세동용)로 알려진 그러한 장치는 생명을 위협하는 부정맥에 대한 효과적인 보호도 제공한다.[14]
그의 보따리 걸음걸이
심실 리드의 종래의 위치는 우심실 끝이나 정점 부근 또는 RV 아피컬 페이싱(RV apical pacing)에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.그것은 심방세동, 심부전, 심장근육의 약화, 그리고 잠재적으로 기대수명 단축의 위험 증가와 관련이 있다.그의 묶음 페이싱(HBP)은 보다 자연적이거나 완벽하게 자연적인 심실 활성화로 이어지며 강력한 연구와 임상적 관심을 불러일으켰다.HBP는 특수한 납과 배치 기법으로 히스-푸르킨제 섬유망을 직접 자극함으로써 동기화를 일으켜 보다 효과적인 심실활성화를 유발하고 장기적 심장근육질환을 예방한다.경우에 따라 HBP는 번들 분기 블록 패턴을 수정할 수도 있다.[15][16]
기능 향상
박동 조율기 기능의 주요한 한 걸음 자연을 흉내낸rate-responsive 페이스 메이커는 QT간격과 같은 매개 변수를 만들 다양한 입력을 활용해 시도하는 것이었다,arterial-venous 시스템에pO2– pCO2(용존 산소와 이산화 탄소 수준), 육체적 활동으로 가속도계에 의한 결정에 체온, ATPl.ev엘스, 아드레날린 등정적이고 미리 결정된 심박수 또는 간헐적인 제어를 생성하는 대신에, '동적 심장박동 조절기'인 그러한 심박조율기는 실제 호흡 부하와 잠재적으로 예상되는 호흡 부하 모두를 보상할 수 있다.최초의 동적 심장박동기는 1982년 영국 런던 국립 심장병원의 앤서니 리카드에 의해 발명되었다.[17]
역동적인 페이스메이킹 기술은 미래의 인공심장에도 적용될 수 있다.과도기적 조직 용접의 발전은 이 작업과 다른 인공 기관/관절/문제 교체 작업을 지원할 것이다.줄기세포는 과도기적인 조직 용접에 관심이 있을 수 있다.[citation needed]
일단 이식되면 심박조율기의 제어를 개선하기 위해 많은 발전이 이루어졌다.이 중 많은 것들이 마이크로프로세서 제어 페이스메이커로의 전환에 의해 가능해졌다.심실뿐만 아니라 아트리움까지 제어하는 페이스메이커는 흔해졌다.아트리움과 심실을 모두 제어하는 심박조율기를 이중 챔버 심박조율기라 한다.이러한 이중 챔버 모델은 일반적으로 더 비싸지만, 심실의 수축보다 먼저 아트리움의 수축 시간을 맞추면 심장의 펌핑 효율을 향상시키고 울혈성 심부전에 유용할 수 있다.
속도 응답 페이싱은 기기가 환자의 신체 활동을 감지하고 속도 응답 알고리즘을 통해 기본 페이싱 속도를 증가시키거나 감소시킴으로써 적절하게 대응할 수 있도록 한다.
David 실험은[18] 우심실의 불필요한 페이싱이 심부전을 악화시키고 심방세동 발생률을 증가시킬 수 있다는 것을 보여주었다.새로운 이중 챔버 장치는 우심실의 양을 최소한으로 유지시켜 심장 질환의 악화를 방지할 수 있다.
고려 사항.
삽입
심박조율기는 국소마취제를 사용하여 사람이 깨어 있는 동안 진정제를 사용하거나 진정제를 사용하지 않고 피부를 마비시키거나 일반 마취제를 사용하여 잠을 자는 동안 이식될 수 있다.[19]항생제는 보통 감염의 위험을 줄이기 위해 주어진다.[19]페이스메이커는 일반적으로 왼쪽이나 오른쪽 어깨 부위에 가슴 앞쪽에 이식된다.클로로헥시딘 등 소독제로 피부를 청소하기 전에 이식 부위에 털을 자르거나 면도해 피부를 준비한다.쇄골 아래에 절개를 하고 피부 아래에 공간이나 포켓을 만들어 심박조율기 발생기를 수용한다.이 주머니는 보통 흉막 주요 근육 바로 위에 만들어지지만, 어떤 경우에는 그 장치가 근육 바로 아래에 삽입될 수도 있다.[20]납이나 납은 X선 영상촬영(불안경)에 의해 유도된 큰 정맥을 통해 심장으로 공급된다.리드의 끝은 필요한 심박조율기의 유형에 따라 우심실, 우심방 또는 관상동맥동 내에 위치할 수 있다.[19]수술은 일반적으로 30분에서 90분 이내에 완료된다.이식 후 수술 상처가 아물 때까지 깨끗하고 건조하게 유지해야 한다.심박조율기 리드 탈구 위험을 줄이기 위해 처음 몇 주 이내에 어깨가 과도하게 움직이지 않도록 주의해야 한다.[19]
심박조율기 발전기 내의 배터리는 일반적으로 5년에서 10년 정도 지속된다.배터리의 수명이 다하면 보통 새 임플란트보다 간단한 절차로 발전기를 교체한다.교체는 기존 장치를 제거하기 위해 절개를 하고, 기존 장치에서 리드를 분리해 새 발전기에 다시 연결하고, 새 장치를 재삽입한 후 피부를 닫는 작업이 포함된다.[19]
정기적인 심박조율기 검사
심박조율기가 이식되면 주기적으로 점검하여 기기가 제대로 작동하고 작동하는지 확인한다.다음의 의사가 설정한 주파수에 따라 필요한 만큼 수시로 기기를 점검할 수 있다.정기적인 페이스메이커 점검은 일반적으로 6개월마다 수행되지만 환자/기기 상태 및 원격 모니터링 가용성에 따라 달라진다.새로운 심박조율기 모델도 원격으로 조회할 수 있으며, 환자는 지리적 셀룰러 네트워크에 연결된 가정용 송신기를 사용하여 심박조율기 데이터를 전송한다.이 데이터는 장치 제조업체의 웹 포털을 통해 정비사가 액세스할 수 있다.
사내 후속 조치 시 기기를 조회해 진단 테스트를 실시한다.이러한 테스트에는 다음이 포함된다.
- 감지: 내적 심장 활동을 "확인"할 수 있는 장치의 능력(심방 및 심실 탈분열).
- 임피던스:납 무결성 측정을 위한 테스트.임피던스의 큰 증가 및/또는 갑작스런 증가가 납 파단을 나타낼 수 있는 반면, 임피던스의 큰 감소 및/또는 갑작스런 감소는 납 절연에 균열을 나타낼 수 있다.
- 임계값 진폭:납에 연결된 심방 또는 심실의 속도를 조절하기 위해 필요한 최소 에너지 양(일반적으로 100분의 1V 단위)
- 임계값 지속 시간:장치가 리드에 연결된 심방 또는 심실의 속도를 신뢰성 있게 조절하기 위해 사전 설정된 진폭에서 필요한 시간.
- 페이싱 백분율:환자가 장치에 얼마나 의존하는지, 이전 장치 질문 이후 심박조율기가 활발하게 페이싱한 시간의 비율을 규정한다.
- 전류 속도의 예상 배터리 수명:현대의 페이스메이커는 필요할 때만 보조를 맞춘다는 뜻의 '온디맨드(on-demand)'이기 때문에 기기 수명은 얼마나 활용하느냐에 따라 영향을 받는다.장치 수명에 영향을 미치는 다른 요인으로는 배터리에서 더 높은 수준의 전류 방전을 유발하는 프로그래밍된 출력과 알고리즘(특징)이 있다.
- 마지막 후속 조치 이후 저장된 모든 이벤트, 특히 심방세동과 같은 부정맥.이것들은 일반적으로 의사가 설정한 특정 기준에 기초하여 보관되며 환자에게 특정된다.일부 장치는 이벤트 자체뿐만 아니라 이벤트 시작의 심장내 전기그램을 표시할 수 있다.이는 특히 사건의 원인이나 원인을 진단하고 필요한 프로그래밍 변경을 할 때 도움이 된다.
자기장, MRI 및 기타 라이프스타일 문제
환자의 생활방식은 보통 심박조율기를 삽입한 후 크게 변형되지 않는다.풀 컨택 스포츠, 강렬한 자기장을 수반하는 활동 등 현명하지 못한 활동이 몇 가지 있다.
심박조율기 환자는 어떤 종류의 일상적인 행동이 수정될 필요가 있다는 것을 발견할 수 있다.예를 들어, 차량 안전 벨트의 어깨 하니스는 하니스가 페이스메이커 삽입 부지에 걸쳐 있어야 하는 경우 불편할 수 있다.여성은 수술 후 한동안 브래지어 착용이 불가능하고 이후 어깨끈이 넓은 브래지어 착용이 필요할 수 있다.
환자가 어떤 종류의 운동이나 신체 활동을 연습하고 싶다면, 신체 부상이나 심박조율기 리드 손상을 방지하기 위해 특별한 심박조율기 보호 장치를 착용할 수 있다.
강렬한 전자기장을 수반하는 어떤 종류의 활동도 피해야 한다.여기에는 가능한 아크 용접, 특정 유형의 장비 또는 [21]강한 자기장(MRI)을 발생시킬 수 있는 중장비 유지와 같은 활동이 포함된다.
그러나 2011년 2월 FDA는 MRI 사용을 조건으로[23] 라벨을 붙인 Revo MRI SureScan이라는[22] 메드트로닉의 새로운 심박조율기 장치를 승인했다.[24]특정 환자의 자격요건과 스캔 설정 등 사용에 몇 가지 제한이 있다.MRI 조건부 장치는 MRI 촬영 직전과 직후에 다시 프로그래밍해야 한다.가장 흔한 심장 박동 장치 제조업체 5곳 모두(미국 시장의 99% 이상을 차지하고 있음) 현재 FDA가 승인한 MR-조건 심장 박동기를 보유하고 있다.[25]
2008년 미국의 한 연구에 따르면, 휴대용 음악 플레이어 또는 휴대폰과 함께 포함된 헤드폰에 의해 만들어진 자기장이 페이스메이커의 인치 내에 놓였을 때 간섭을 일으킬 수 있다는 것이 밝혀졌다[26].
또한, 미국 심장 협회에 따르면, 일부 가정용 기기는 때때로 단박동을 억제함으로써 간섭을 일으킬 수 있는 원격 잠재력을 가지고 있다.미국에서 사용할 수 있는 휴대폰(3와트 미만)은 펄스 발생기를 손상시키거나 심박조율기의 작동 방식에 영향을 주지 않는 것으로 보인다.[27]
심박조율기를 가지고 있다고 해서 환자가 치과 치료와 같은 시술 전에 항생제를 투여해야 한다는 것을 의미하지는 않는다.[28]환자는 심박조율기가 있다는 사실을 모든 의료진에게 알려야 한다.MRI의 사용은 MRI 조건부 장치가 보편화되기 전에 제작된 심박조율기를 가진 환자 또는 심장 내에 버려진 오래된 페이싱 와이어를 가진 환자가 심박조율기와 더 이상 연결되지 않는 경우에 배제될 수 있다.
심박조율기 끄기
워싱턴 DC에 본부를 둔 전문 기관인 심장 리듬 소사이어티의 패널은 이식된 심장 장치를 비활성화하는 것은 환자나 환자의 결정을 위한 법적 권한을 가진 사람들의 요청을 존중하는 것이 합법적이고 윤리적인 것이라는 것을 발견했다.변호사들은 현재 미국에서 페이스메이커와 관련된 법적 판례가 없지만, 법적 상황은 급유관을 제거하는 것과 비슷하다고 말한다.미국의 한 환자는 생명을 유지하는 심장박동기를 포함하여 치료를 거부하거나 중단할 권리가 있다고 생각된다.의사는 전원을 끄는 것을 거부할 권리가 있지만, HRS 패널로부터 환자를 의사에게 의뢰해야 한다는 권고를 받는다.[29]일부 환자들은 심한 뇌졸중이나 말기 치매로 인한 것과 같이 절망적이고 쇠약해지는 상태가 너무 많은 고통을 유발할 수 있기 때문에 심장기기와 같은 보조적인 방법으로 수명을 연장하는 것을 선호하지 않는다고 믿는다.[30]
개인 정보 보호 및 보안.
무선 통신을 허용하는 페이스메이커로 보안과 프라이버시에 대한 우려가 제기되었다.승인되지 않은 제3자는 연구팀이 입증한 바와 같이 심박조율기에 포함된 환자 기록을 읽거나 장치를 다시 프로그래밍할 수 있다.[31]그 시위는 단거리에서 작동했다; 그들은 장거리 안테나를 개발하려고 시도하지 않았다.개념 증명 활용은 원격으로 접근 가능한 의료용 임플란트에서 더 나은 보안 및 환자 경보 조치가 필요하다는 것을 입증하는 데 도움이 된다.[31]이러한 위협에 대응하여 퍼듀 대학교와 프린스턴 대학교 연구진은 공격자로부터 페이스메이커와 인슐린 펌프와 같은 무선 의료기기를 보호하기 위해 고안된 MedMon이라는 시제품 방화벽 장치를 개발했다.[32]
합병증
심박조율기를 이식하는 수술로 인한 합병증은 드물지만(각각 약 1~3%), 심박조율기가 이식되거나 혈류 내에 있는 감염, 시술 중 사용되는 염료나 마취에 대한 알레르기 반응, 발전기 부위에서 붓거나 멍이 들거나 심장 주변에 출혈, 특히 패티(Pati)가 있는 경우 등이 포함될 수 있다.혈중 희석제, 노약자, 마른 체격 또는 만성 스테로이드 사용 시 복용해야 한다.[34]
이중 챔버 인공 심박조율기의 합병증은 재진입식 심박동맥의 일종인 '공중기 매개 빈맥'(PMT)이다.PMT에서 인공 심박조율기는 회로의 안테로그라드(심실 대 심실) 사지를 형성하고 심실(AV) 노드는 회로의 역행 사지(심실 대 심실)를 형성한다.[35]PMT 치료에는 일반적으로 심박조율기를 재프로그래밍하는 것이 포함된다.[35]
심방세동이나 심방 동요와 같은 초심실 빈맥이 심박조율기에 의해 추적되어 심실 납에서 박동을 만들어 내는 "방심자 추적 빈맥"도 가능한 합병증이다.이것은 종종 새로운 장치가 초심실 빈맥들을 인식하고 비추적 모드로 전환하도록 프로그램되기 때문에 매우 드물어 지고 있다.
때로는 심박조율기에서 심장 근육의 이식 부위에 이르는 작은 직경의 와이어인 납을 제거해야 할 것이다.납 제거의 가장 일반적인 이유는 감염이지만 시간이 지남에 따라 납이 구부러지는 등의 여러 가지 이유로 인해 저하될 수 있다.[36]심박조율기의 프로그래밍을 변경하면 리드 열화를 어느 정도 극복할 수 있다.단, 납이 재사용된 10년 또는 20년 이상 여러 개의 심박조율기 교체가 있는 환자는 납 교체 수술이 필요할 수 있다.
납 교체는 두 가지 방법 중 하나로 수행될 수 있다.현재 리드를 제거하지 않고 새 리드 세트를 삽입하거나(혈류 및 심장 판막 기능에 추가적인 장애를 제공하기 때문에 권장되지 않음) 현재 리드를 제거한 다음 교체품을 삽입하십시오.리드 제거 기술은 간단한 트랙션이 더 복잡한 절차로 충분할 확률을 외과의사가 추정함에 따라 달라진다.리드는 일반적으로 심박조율기에서 쉽게 분리될 수 있으며, 따라서 일반적으로 장치 교체는 장치에 접근하여 리드를 간단히 후크만 떼어내 새 장치에 연결함으로써 교체하는 간단한 수술을 수반한다.심장벽 천공과 같은 가능한 합병증은 환자의 몸에서 납{s}을 제거함으로써 발생한다.
심박조율기 납의 다른 쪽 끝은 실제로 작은 나사로 심장 근육에 이식되거나 타인이라고 불리는 작은 플라스틱 갈고리로 고정된다.또 1~2년 전부터 납을 이식한 기간이 길어질수록 인체가 이물질을 조직으로 통합하는 경향이 있기 때문에 장치부터 심장근육까지 경로의 여러 곳에서 환자의 몸에 부착할 가능성이 높다.일부 경우, 짧은 시간 동안 삽입된 납의 경우, 제거는 신체에서 납을 당기기 위한 단순한 트랙션을 수반할 수 있다.다른 경우에서 제거는 일반적으로 레이저 또는 절단 장치로 이루어진다. 이 장치는 납 위에 절삭 가장자리가 있는 캐뉼러와 같은 나사산이 있고, 작은 절삭 레이저나 유사한 장치가 있는 유기 부착물을 제거하기 위해 납 아래로 이동한다.
심박조율기 납의 여러 위치에서 발생한 이상이 문헌에 설명되어 있다.페이커 납의 위치와 증상 치료법에 따라 다르다.[37]
트위들러 증후군이라고 불리는 또 다른 가능한 합병증은 환자가 심박조율기를 조작하여 납이 의도된 위치에서 제거되도록 하고 다른 신경의 자극을 유발할 때 발생한다.
심박조율기의 전반적인 기대수명은 매우 우수하며, 대부분 첫 이식[38] 시 기저질환, 심방세동 유무, 나이, 성별에 따라 달라진다.
기타 장치
때때로 심박조율기를 닮은 장치, 이식 가능한 심장박동제거기(ICD)라고 불리는 장치가 이식되기도 한다.이러한 기기는 종종 갑작스러운 심장 마비로 위험에 처한 환자의 치료에 사용된다.ICD는 페이싱, 흉부전증 또는 제세동을 이용하여 많은 종류의 심장박동 장애를 치료할 수 있는 능력을 가지고 있다.일부 ICD 장치는 심실세동과 심실빈맥(VT)을 구별할 수 있으며, VT의 경우 심실이 심실세동까지 진행되기 전에 심박동맥이 끊어지는 것을 시도하기 위해 심장의 속도를 고유 속도보다 빠르게 조절하려고 할 수 있다.이를 빠른 페이싱, 오버드라이브 페이싱 또는 안티타키카드리아 페이싱(ATP)으로 알려져 있다.ATP는 기초 리듬이 심실빈맥일 경우에만 효과가 있으며, 리듬이 심실세동일 경우에만 효과가 없다.
I | II | III | IV |
---|---|---|---|
충격실 | 항타치카르디아 페이싱 챔버 | 빈맥 감지 | 항라디카르디아 페이싱 챔버 |
O = 없음 | O = 없음 | E = 전자그램 | O = 없음 |
A = 아트리움 | A = 아트리움 | H = 혈류역학 | A = 아트리움 |
V = 심실 | V = 심실 | V = 심실 | |
D = 이중(A+V) | D = 이중(A+V) | D = 이중(A+V) |
ICD-S | 충격 기능만 있는 ICD |
ICD-B | 충격뿐만 아니라 서맥 페이싱이 있는 ICD |
ICD-T | 충격과 함께 빈맥(및 브래디카드) 페이싱이 있는 ICD |
역사
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기원
1889년 존 알렉산더 맥윌리엄은 영국 의학저널(BMJ)에서 무증상으로 인간의 심장에 전기적 자극을 가하면 심실수축을 유발하고 분당 60~70박자의 심장박동이 60~70분의 경주에 가해지는 충동에 의해 유발될 수 있다는 그의 실험을 보고했다.[40]
1926년 시드니대학 물리학자 에드거 H. 부스의 지원을 받은 시드니 왕립왕자알프레드병원의 마크 C 리드윌은 강력한 소금 용액에 적신 피부패드에 한 극을 붙이는 휴대용 장치를 고안했고, 다른 극은 "단열된 바늘을 붙이는 것"을 고안했다.그 요점은 적절한 심장실로 추락했다"고 말했다." 페이스메이커 속도는 분당 약 80~120펄스에서 가변적이었으며, 마찬가지로 전압변수도 1.5~120볼트에서 가변적이었다."1928년 시드니 크라운 스트리트 여성병원에서 사산한 신생아를 되살리기 위해 이 기구를 사용했는데, 그의 심장은 "자신의 힘으로 뛰기 위해", "10분 후" 자극이 계속되었다.[41][42]
1932년 미국의 생리학자 알버트 하이먼은 형제의 도움으로 스프링 와운드 핸드 크랭킹 모터로 구동되는 자기 자신의 전기 기계식 기구를 묘사했다.하이먼 자신도 자신의 발명을 '인공 심박조율기'라고 언급했는데, 이 용어는 오늘날까지 계속 사용되고 있다.[43][44]
1930년대 초와 제2차 세계 대전 사이에 행해진 연구 간행물의 명백한 공백은 "죽은 자를 되살려" 자연에 간섭하는 대중의 인식에서 기인할 수 있다.예를 들어, "하이먼은 동료 의사들 사이에서, 그리고 그 당시 신문 보도 때문에, 그의 심장박동기의 인간 내 사용에 관한 데이터를 발표하지 않았다.리드웰은 이 사실을 알고 있었고 인간에 대한 실험을 진행하지 않았는지도 모른다."[42]
경피적
1950년 캐나다 전기 기술자 존 홉스는 토론토 종합병원에서 흉부외과 의사 윌프레드 고든 비글로우와 존 캘러헌의 관찰을 토대로 최초의 외부 심박조율기를 설계하고 만들었다.[45][46]경피적 페이싱(pacing)을 제공하기 위해 진공관 기술을 사용하는 상당한 외부 장치로서, 사용 중인 환자에게 다소 조잡하고 고통스러웠으며, AC 벽 소켓에서 전원을 공급받음으로써 환자의 감전 및 심실세동 유발의 잠재적 위험을 가져왔다.
Paul Zoll을 포함한 많은 혁신자들은 큰 충전식 배터리를 전원 공급 장치로 사용하여 1952년부터 작지만 여전히 부피가 큰 경피용 페이싱 장치를 만들었다.[47]
1957년 윌리엄 L.웨이리치는 미네소타 대학에서 행해진 연구 결과를 발표했다.이러한 연구는 심근 전극의 사용을 통해 완전한 심장 블록을 가진 동물 실험 대상자의 심박수, 심박출량 및 평균 대동맥 압력의 회복을 입증했다.[48]
1958년 콜롬비아 의사 알베르토 베자라노 라베르데와 콜롬비아 전기 기술자 호르헤 레이놀즈 폼보는 홉스와 졸의 것과 유사한 외부 심박조율기를 만들었는데 무게가 45kg이고 12V 자동차 납산 배터리로 구동되지만 심장에 부착된 전극에 연결됐다.이 기구는 70세의 제라르도 플로레스 신부를 지탱하는 데 성공적으로 사용되었다.[49]
실리콘 트랜지스터의 개발과 1956년 최초의 상업적 가용성은 실질적인 심장 박동 조절의 빠른 발전을 이끈 중추적인 사건이었다.
웨어러블
1958년 미네소타주 미니애폴리스의 엔지니어 얼 바켄은 C환자를 위한 최초의 웨어러블 외장 심박조율기를 생산했다. 월튼 릴레헤이이 트랜지스터화된 심박조율기는 작은 플라스틱 박스에 들어있으며, 페이싱 심박수와 출력 전압을 조절할 수 있는 제어장치를 가지고 있었고, 심장 심근 표면에 부착된 전극에서 종단하기 위해 환자의 피부를 통과하는 전극 리드에 연결되었다.
1960년대 영국 버밍엄에 있는 루카스 엔지니어링은 퀸 엘리자베스 병원의 에이브럼스씨로부터 전기기계 제품의 트랜지스터 교체용 시제품을 제작해 달라는 요청을 받았다.그 팀은 루카스 그룹 연구 센터의 엔지니어인 Roger Nolan이 이끌었다.로저 놀란은 최초의 차단 오실레이터와 트랜지스터 동력 페이스메이커를 설계하고 만들었다.이 심박조율기는 벨트에 착용했고 충전식 밀폐 배터리로 작동했다.이것은 사용자들이 좀 더 정상적인 삶을 살 수 있게 해주었다.
루카스 심박조율기기를 가장 일찍 접수한 환자 중 한 명은 남아프리카의 심장외과 의사 알프 구닝과 크리스티아안 바르나드의 학생이었던 구닝[50][51] 교수가 1964년 옥스포드 래드클리프 의무실에서 수술을 받은 30대 초반의 여성이었다.이번 개척 수술은 옥스포드 래드클리프 의무실의 심장 컨설턴트 피터 슬레이트와 런던 세인트조지 병원의 심장 연구팀의 지도 아래 진행됐다.슬레이트는 후에 옥스퍼드 대학의 심혈관계 의학 교수가 되었다.[52][53]
이식 가능
The first clinical implantation into a human of a fully implantable pacemaker was in 1958 at the Karolinska Institute in Solna, Sweden, using a pacemaker designed by inventor Rune Elmqvist and surgeon Åke Senning (in collaboration with Elema-Schönander AB, later Siemens-Elema AB), connected to electrodes attached to the myocardium of the heart by t개흉술그 장치는 3시간 후에 고장이 났다.그리고 나서 이틀 동안 지속된 두 번째 장치가 이식되었다.세계 최초의 이식 가능한 심박조율기 환자인 Arne Larsson은 일생 동안 26개의 심박조율기를 계속해서 받았다.그는 2001년 86세의 나이로 의사뿐만 아니라 발명가보다 더 오래 살았다.[54]
1959년 세이모어 푸르만과 존 슈데델에 의해 임시 전이 페이싱이 처음 입증되었는데, 이때 카테터 전극이 환자의 바질 정맥을 통해 삽입되었다.[55]
1960년 2월, 스웨덴의 엘름크비스트 디자인의 개선된 버전이 카스무 1 병원의 우루과이 몬테비데오에 오레스테스 피앙드라, 로베르토 루비오에 의해 이식되었다.그 장치는 9개월 후 환자가 다른 질병으로 죽을 때까지 지속되었다.스웨덴에서 초기 설계한 장치는 외부에서 유도 코일에 의해 충전된 충전식 배터리를 사용했다.그것은 미국에서 이식된 최초의 심박조율기였다.
엔지니어 Wilson Greatbatch가 만든 이식 가능한 심박조율기는 광범위한 동물실험을 거쳐 1960년 4월부터 인간에게 사용되기 시작했다.Greatbatch 혁신은 에너지원으로 일차 전지(머큐리 배터리)를 사용하는 초기 스웨덴 장치로부터 다양했다.첫번째 환자는 18개월을 더 살았다.
이식된 심박조율기와 함께 처음으로 양방향 페이싱이 사용된 것은 1962-63년 미국의 파소넷,[56][57][58] 스웨덴의[59][60] 라거그렌, 프랑스의[61] 장 자크 웰티였다.경정맥(transvenous or pervenous) 절차에는 우측 심실의 삼베쿨레 안에 들어갈 때까지 투시 진단 안내에 따라 카테터 전극 리드를 삽입하는 정맥 절개가 포함되었다.이 방법은 1960년대 중반까지 선택의 방법이 되는 것이었다.
흉부외과 의사 리온 에이브럼스와 의료 엔지니어 레이 라이트우드가 1960년 버밍엄 대학에서 환자 제어 가변 속도 심장박동기를 최초로 개발해 이식했다.첫 임플란트는 1960년 3월에 이루어졌으며, 그 다음 달에 두 번 더 임플란트를 했다.이 세 명의 환자들은 회복이 잘되어 높은 삶의 질로 돌아왔다.1966년까지 56명의 환자가 임플란트 수술을 받았고, 한 명은 더 오래 생존했다.5+1/2년.[62][63]
리튬배터리
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이전의 이식 가능한 장치들은 모두 주로 수은 배터리의 그것이었던 가용한 일차 전지 기술의 비신뢰성과 짧은 수명에 시달렸다.1960년대 후반 미국의 ARCO를 비롯한 여러 회사가 동위원소 동력 페이스메이커를 개발했지만, 1971년 윌슨 그레이트바치에 의해 요오드화수소 전지 배터리가 개발되면서 이러한 발전이 추월되었다.리튬-다이오드 또는 리튬 양극 전지는 미래 페이스메이커 설계의 표준이 되었다.
초기 장치의 신뢰성에 대한 추가적인 장애는 전자 회로에 영향을 미치는 에폭시 수지 캡슐화를 통해 체액에서 수증기가 확산되는 것이었다.이러한 현상은 1969년 오스트레일리아의 텔렉트로닉스에 이어 1972년 미니애폴리스의 Cardiac Peasmakers Inc.에 의해 밀폐된 금속 케이스에 심박조율기 발전기를 내장함으로써 극복되었다.이 기술은 1970년대 중반까지 티타늄을 엔싱 금속으로 사용한 것이 표준이 되었다.
1974년 7월 9일, 마누엘 A.미국 미네소타 주 세인트폴에 위치한 Cardiac Peackmaker, Inc.(가디언트)의 설립자인 빌라파냐와 앤서니 아드두찌는 리튬 양극과 리튬-기후 전해질 고체 상태 배터리로 세계 최초의 심장박동기를 제조했다.리튬이온화 또는 리튬 양극전지는 심박조율기의 수명을 1년에서 11년으로 늘렸고 미래 심박조율기 설계의 표준이 됐다.그들은 1971년부터 수명이 긴 새로운 리튬 배터리를 탑재한 이식 가능한 심장 박동기를 설계하고 시험하기 시작했다.1973년 6월 CPI 심박조율기를 받은 최초의 심장질환자가 수술에서 나왔다.[64][65]
심장내부
2013년에 여러 회사가 침습적 수술이 아닌 다리 카테터를 통해 삽입할 수 있는 장치를 발표했다.이 장치들은 대략 알약의 크기와 모양인데, 전통적인 심장박동기의 크기보다 훨씬 작다.일단 이식되면, 그 장치의 주름은 근육에 닿아 심장박동을 안정시킨다.엔지니어들과 과학자들은 현재 이런 종류의 장치를 연구하고 있다.[66]2014년 11월, 알래스카 페어뱅크스의 환자 빌 파이크는 포틀랜드 오레곤 주의 프로비던스 세인트 빈센트 병원에서 메드트로닉 마이크로 페이스메이커를 받았다.D. 랜돌프 존스는 EP 의사였다.2014년에도 세인트.Jude Medical Inc.는 Nanostim의 납 없는 페이싱 기술을 평가하는 이 회사의 리드리스 페이스메이커 관찰 연구에 첫 등록을 발표했다.나노심박동기는 2013년에 CE 마크를 받았다.승인 후 임플란트는 유럽에서 발생했다.[67]유럽 연구진은 최근 6건의 천공을 통해 두 명의 환자가 사망했다는 보고가 있은 후 중단되었다.조사 후 St Jude Medical은 연구를 다시 시작했다.[68]그러나 미국에서는 이 치료법이 여전히 FDA의 승인을 받지 못하고 있다.[69]St Jude Nanostim과 Medtronic Micra는 단지 단일 챔버 페이스메이커에 불과하지만, 심실 블록이 있는 환자들을 위한 리드 없는 이중 챔버 페이싱이 추가 개발로 가능해질 것으로 기대된다.[70]
재사용 가능한 심박조율기
매년 전세계 수천 명의 심장박동기가 장례식장 직원들에 의해 제거된다.그들은 폭발을 피하기 위해 화장될 시체에서 사후에 제거되어야 한다.그것은 장의사가 수행할 수 있는 상당히 간단한 절차다.배터리 수명이 상당하는 페이스메이커는 잠재적으로 저소득 및 중산층 국가(LMIC)의 사람들에게 생명을 구할 수 있는 장치다.[71]미국의 비정부기구인 의학연구소는 선진 심혈관 기술에 대한 부적절한 접근이 심혈관 질환 질병과 LMICs 사망의 주요 원인 중 하나라고 보고했다.1970년대 이후 전 세계의 여러 연구에서 페이스메이커 재사용의 안전성과 효능이 보고되었다.2016년[update] 현재 안전한 심박조율기 및 ICD 재사용을 위한 광범위하게 허용되는 표준은 개발되지 않았으며 의료기기 재사용을 광범위하게 채택하는 데 법적, 규제적 장벽이 계속 존재한다.[72]
제조자
삽입 가능한 심박조율기의 현재 및 이전 제조업체
- 비오트로닉 (독일)
- 보스턴 사이언티픽(미국)
- Cardiac Peasmaker Inc.; Guidant(미국)(현재 보스턴 사이언티픽 소유)
- 중매딕스(미국)
- 르푸 메디컬 (중국)
- 메디코 (이탈리아)
- 메드트로닉(미국)
- 소린그룹(이탈리아) (Cyberonics와 합병해 리바노바를 결성, 2018년 리바노바는 심장박동 관리 사업부를 마이크로포트에 1억9000만[73] 달러에 매각했다.)
- 세인트 주드 메디컬 (현재 애벗 연구소 소유)
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참고 항목
참조
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