日本臨床麻酔学会 vol.32

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れれいちぬの
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1 448 Vol.32 No.3/May 2012 周術期の危険な不整脈診断のポイントと抗不整脈薬の上手な使い方日臨麻会誌 Vol.32 No.3, , 2012 [ 基礎編 ] 心臓ペースメーカーの原理, 適応, モード選択 * 吉村学 * 国沢卓之 [ 要旨 ] ペースメーカーは心臓に接触している電極リードを介して心臓に電気刺激を与える装置である. 近年ペースメーカーの著しい進歩によりペーシングモードの幅が広がり, また房室順次ペーシングや心拍応答機能によりほぼ生理的心拍動を再現しうるに至っている. ペースメーカー植え込み手術は毎年 50,000 例を超えている. 麻酔科医にとって基本的なペースメーカーの理解は必須である. また術中の突然の徐脈発作に対して一時ペーシングを必要とする症例も存在する. ペースメーカーの原理, 構造, 基本的なモードについて言及し, 日本循環器学会から発表されているガイドライン (2011 年改訂版 ) に基づきペースメーカー植え込み適応を概説する. キーワード :ペースメーカー, ペースメーカー植え込みの適応, モード選択 1) 3) Ⅰ 歴史 Hyman artificial pacemaker Zoll Senning Elmqvist 1965 Lemberg demand R 1974 Cordis 図 1 1), 6) Ⅱ ペースメーカーの原理と構造 1. 原理 msec

449 449 図 1 シングルチャンバーペースメーカー ( 左 ) とデュアルチャンバーペースメーカー ( 右

2 図 1 シングルチャンバーペースメーカー ( 左 ) とデュアルチャンバーペースメーカー ( 右 ) 2011 Medtronic, Inc. 図 2 通電時間と刺激閾値の関係 6 図構造 1 5 8

3 450 Vol.32 No.3/May 2012 図 3 心筋電極 2011 Medtronic, Inc. VVI 65/ mm 2 図図 4 Ⅲ ペースメーカーの適応 8) 1. 一時ペーシングの場合 AHA Mobitz 2 3

4 図 4 ペースメーカーの基本構造 7 2 VVI 3 4 rate stimulate sensitivity 3 3 1/3 10) 2. 植え込み型ペースメーカーの場合 ACC/AHA Class Class a Class b Class Class Class 1 表 1

5 452 Vol.32 No.3/May 2012 表 1 房室ブロック 1. 徐脈による明らかな臨床症状を有する第 2 度, 高度または第 3 度房室ブロック 2. 高度または第 3 度房室ブロックで以下のいずれかを伴う場合 (1) 投与不可欠な薬剤によるもの (2) 改善の予測が不可能な術後房室ブロック (3) 房室接合部のカテーテルアブレーション後 (4) 進行性の神経筋疾患に伴う房室ブロック (5) 覚醒時に著明な徐脈や長時間の心室停止を示すもの 1. 症状のない持続性の第 3 度房室ブロック 2. 症状のない第 2 度または高度房室ブロックで, 以下のいずれかを伴う場合 (1) ブロック部位が His 束内または His 束下のもの (2) 徐脈による進行性の心拡大を伴うもの (3) 運動または硫酸アトロピン負荷で伝導が不変もしくは悪化するもの 3. 徐脈によると思われる症状があり, 他に原因のない第 1 度房室ブロックで, ブロック部位が His 束内または His 束下のもの Class Ⅱ b: 1. 至適房室間隔設定により血行動態の改善が期待できる心不全を伴う第 1 度房室ブロック 3 40/ 表 2 His-Purkinje HV 表 2 2 枝および 3 枝ブロック 1. 慢性の 2 枝または 3 枝ブロックがあり, 第 2 度 Mobitz Ⅱ 型, 高度もしくは第 3 度房室ブロックの既往のある場合 2. 慢性の 2 枝または 3 枝ブロックがあり, 投与不可欠な薬剤の使用が房室ブロックを誘発する可能性の高い場合 3. 慢性の 2 枝または 3 枝ブロックと Wenckebach 型第 2 度房室ブロックを認め, 失神発作の原因として高度の房室ブロック発現が疑われる場合 1. 慢性の 2 枝または 3 枝ブロックがあり, 失神発作を伴うが原因が明らかでないもの 2. 慢性の 2 枝または 3 枝ブロックがあり, 器質的心疾患を有し, 電気生理検査により His 束以下での伝導遅延途絶が証明された場合 Class Ⅱ b: 1. 慢性の 2 枝または 3 枝ブロックがあり, 電気生理検査で His 束以下での伝導遅延途絶の所見を認めるが, 器質的心疾患のないもの > 100msec 150/ His His a His His , 表 3

6 表 3 洞機能不全症候群 1. 失神, 痙攣, 眼前暗黒感, めまい, 息切れ, 易疲労感等の症状あるいは心不全があり, それが洞結節機能低下に基づく徐脈, 洞房ブロック, 洞停止あるいは運動時の心拍応答不全によることが確認された場合. それが長期間の必要不可欠な薬剤投与による場合を含む 1. 上記の症状があり, 徐脈や心室停止を認めるが, 両者の関連が明確でない場合 2. 徐脈頻脈症候群で, 頻脈に対して必要不可欠な薬剤により徐脈を来たす場合 Class Ⅱ b: 1. 症状のない洞房ブロックや洞停止表 4 徐脈性心房細動 1. 失神, 痙攣, 眼前暗黒感, めまい, 息切れ, 易疲労感等の症状あるいは心不全があり, それが徐脈や心室停止によるものであることが確認された場合. それが長期間の必要不可欠な薬剤投与による場合を含む 1. 上記の症状があり, 徐脈や心室停止を認めるが, 両者の関連が明確でない場合表 5 過敏性頸動脈洞症候群反射性失神 1. 過敏性頸動脈洞症候群で, 心拍抑制による反復する失神発作を認める場合 2. 反射性失神で, 心電図で心拍抑制が記録され, 反復する失神発作を認める場合 1. 反射性失神で, 反復する失神発作があり,head up tilt 試験により心拍抑制反応が認められる場合 Class Ⅲ: 1. head up tilt 試験により心拍抑制反応が認められない過敏性頸動脈症候群反射性失神表 6 閉塞性肥大型心筋症 1. 有意な流出路圧較差があり, 圧較差に基づく症状により QOL 低下を来たす閉塞性肥大型心筋症で, 他にペースメーカ植込みの適応となる理由を有する場合 ( 薬剤による徐脈を含む ). 1. 有意な圧較差があり, 圧較差に基づく症状により QOL 低下を来たす閉塞性肥大型心筋症で, 症状と圧較差が関連しており, 薬物治療が無効か副作用のため使用不能か, 他の方法が不適当な場合 Class Ⅲ: 1. 圧較差がなく, 徐脈による植込み適応もない場合表 4 40/ 3 表 5 表 6 表 7 1), 19), 20) Ⅳ ペースメーカーのモード選択 1. モード選択 NASPE the North American Society of Pacing and Electrophysiology /BPEG the British Pacing and Electro-

7 454 Vol.32 No.3/May 2012 表 7 小児および先天性心疾患患者のペースメーカ植込みの適応 1. 症候性徐脈, 心機能不全, 低心拍出を伴う高度もし physiology Group 21 くは完全房室ブロック 2. 年齢に不相応な徐脈に伴う症候性洞機能不全 ( 徐脈の定義は年齢と期待心拍数により異なる ) 3. 術後少なくとも 7 日経っても回復しない高度もしくは完全房室ブロック 4. 幅広い QRS の補充収縮, 心室期外収縮, 心機能不全を伴う先天性完全房室ブロック 5. 乳児の先天性完全房室ブロックで, 心室レートが 55 拍 / 分未満, もしくは先天性心疾患があり心室レートが 70 拍 / 分未満のもの 1. 先天性心疾患に洞機能不全を合併し, 心房内リエントリー頻拍が反復する場合 ( 洞機能不全は抗不整脈薬によるものも含む ) 2. 先天性完全房室ブロックで,1 歳を過ぎても平均心拍数が 50 拍 / 分以下のもの, 基本周期の 2 から 3 倍の心停止を伴うもの, もしくは症候性徐脈を伴うもの 3. 複雑心奇形に伴う洞徐脈で, 安静時心拍数が 40 拍 / 分以下, もしくは 3 秒以上の心停止を伴うもの 4. 先天性心疾患に伴う洞徐脈もしくは房室同期不全により血行動態が悪化するもの 5. 先天性心疾患術後に一過性房室ブロックがあり, 脚ブ Class Ⅱ b: ロックを認め, 原因不明の失神を伴うもの 1. 先天性心疾患術後の一過性完全房室ブロックで 2 枝ブロックを伴うもの 2. 無症状で, 年齢相応の心拍数であり,QRS の延長がなく, 心機能の正常な先天性完全房室ブロック Class Ⅲ: 1. 無症状の先天性心疾患術後の一過性房室ブロックで, 正常房室伝導に戻ったもの 2. 第 1 度房室ブロックを伴う, もしくは伴わない先天性心疾患術後の 2 枝ブロックで, 完全房室ブロックの既往がないもの 3. 無症状の Wenckebach 型第 2 度房室ブロック 4. 無症状の洞徐脈で,RR 間隔が 3 秒未満, かつ最低心拍数が 40 拍 / 分以上のもの chamber paced 2. chamber sensed 3. response to sensing 4. rate response 5. antiarrhythmic function 3 AAI VVI DDD VDD AAI VVI DDD 1 AAI 1 2 VVI VVI VVI AAI 1 DDD 20

8 DDD 1 P R 2 pacemaker mediated tachycardia 4 4 R QT 2. 近年の新しいぺースメーカー機能 1 MPV minimization of pacing in the ventricles 8 MPV AAI DDD PQ QRS AAI 4-2 QRS AAI DDD P QRS AAI ESC 2007 MPV 22 2 AMS automatic mode switching 23 DDD VDI DDI 3. ペーシングモード選択に際し参考にすべき大規模臨 24)~ 32) 床試験表 8 4. 心臓再同期療法 (Cardiac Resynchronization Therapy: 33)~ 36) CRT) について CRT DDD A-V delay V-V delay 12 class NYHA class class 35 QRS 120msec CRT ICD CRT-D

9 456 Vol.32 No.3/May 2012 表 8 ペーシングモード選択に際し参考にすべき大規模臨床試験試験開催国, 施設, 年デザイン対象疾患モード比較平均観察期間結果デンマーク < Danish Study > 24), 25) 1994,1997 無作為割付け洞不全症候群 AAI 群 (110 例 ) と VVI 群 (115 例 ) 40 ヵ月と 5.5 年観察項目は心房細動, 血栓塞栓発症率, 心不全, 生存率, 房室ブロック発症率で結果はいずれも AAI 群が VVI 群に比べて優れていた. 房室ブロックは AAI 群で年間 0.6% の発症率であった. 洞不全症候群は AAI を選択すべきである. < CTOPP >(Canadian Trial of カナダ 32 施設, Physiologic Pacing) 26) 2000 無作為割付け, 多施設, ITT 解析心房細動のない症候性徐脈 VVI(1474 例 ) と生理的ペースメーカー (AAI もしくは DDD) (1094 例 ) 3 年脳梗塞, または心血管死の発生率は VVI 群 5.5%, 生理的ペースメーカー群 4.9% で差はなかった. 心房細動発生率は VVI 群 6.6%, 生理的ペースメーカー群 5.3% で有意に少なかった. 生理的ペースメーカーは VVI に比較して心房細動発症を抑制するものの脳梗塞や心血管死による死亡の抑制には効果がなかった. < DAVID >(Dual Chamber and VVI Implantable Defibrillator) 27) 米国 37 施設, 2002 無作為割付け, 単一盲検, 多施設, ITT 解析徐脈, 心房性不整脈のない ICD 埋め込み患者 ( 左室駆出率 40 % 以下 ) 40 拍 / 分の VVI バックアップペーシング群 (256 例 ) と 70 拍 / 分の DDDR ペーシング群 (250 例 ) 8.4 ヵ月死亡までの期間とうっ血性心不全による入院までの期間を観察した. イベントのない 1 年間の死亡率は VVI バックアップペーシング群で 83.9% であったのに対し,DDDR ペーシング群は 73.3% であった. 心不全による入院も VVI バックアップペーシングで良好であった. ICD 植え込み患者において左室駆出率 40% 以下であれば DDDR ペーシングは VVI バックアップペーシングに比べメリットはなく死亡率や心不全による入院を増加させる. < MOST >(Mode Selection Trial in Sinus-Node Dysfunction) 28) 米国 91 施設, 2002 無作為割付け, 多施設, ITT 解析洞不全症候群生理的ペーシング群 (1014 例 ) と VVI 群 (996 例 ) 33 ヵ月一次エンドポイントは全死亡または非致死的脳梗塞, 二次エンドポイントは死亡, 脳梗塞, 心不全による入院のいずれか, 心房細動, ペースメーカー症候群,QOL であった. 結果は一次エンドポイントでは差はなかった. 二次エンドポイントでは生理的ペーシング群で心房細動発症率が有意に少なく, また心不全スコアも良好であった. 生理的ペーシングは VVI に比べ生存率を改善しないが心房細動発症を抑制し心不全症状を軽減する. < PACE >(Pacemaker Selection in the Elderly Trial) 29) 米国 29 施設, 1998 無作為割付け, 二重盲検, 多施設, ITT 解析 65 歳以上の心房細動のない症候性徐脈 VVI 群 (204 例 ) と DDD 群 (203 例 ) 550 日全例で QOL は改善した. 二群間で QOL や心血管事故に差はなかった. しかし VVI 群の 26% がペースメーカー症候群のため DDD ペーシングに変更された. 洞不全症候群で DDD が VVI に比べ QOL と心血管機能を改善した. DDD による QOL の改善は主に洞不全症候群において認められる. < UKPACE >(United Kingdom Pacing and Cardiovascular Events Trial) 30) 英国 46 施設, 2005 無作為割付け, 多施設, ITT 解析 70 歳以上の高度房室ブロック生理的ペーシング群 (1012 例 ) と VVI 群 (1009 例 ) 4.6 年平均年間死亡率は生理的ペーシング群が 7.4%,VVI 群が 7.2% で差は認められなかった. 心房細動, 心不全, 脳梗塞でも差は認めなかった. 高齢者の高度房室ブロックにおいてペーシングモードは死亡や心血管イベントに影響を与えない. < ADOPT >(Atrial Dynamic Overdrive Pacing Trial) 31) 米国多施設, 2003 無作為割付け, 単盲検, 多施設洞不全症候群で DDDR ペーシングしている患者心房細動抑制アルゴリズムを on にした群 (130 例 ) と off にした群 (158 例 ) 6 ヵ月心房細動発生頻度において on 群が off 群より 25% 減少した. 洞不全症候群および心房細動を有する患者において心房細動抑制アルゴリズムによるオーバードライブ心房ペーシングは症候性心房細動持続率を相対的に低下させた. < SAVE PACe Trial >(Search AV Extension and Managed Ventricular Pacing for Promoting Atrioventricular Conduction Trial) 32) 米国, カナダ 72 施設,2007 無作為割付け, 単盲検, 多施設,ITT 解析洞不全症候群 MPV (AAIR DDDR) 群 (530 例 ) と従来 DDDR 群 (535 例 ) 1.7 年死亡率, 心不全による入院までの期間は差がなかった. しかし従来型 DDDR 群に比べ MPV 群は洞不全症候群患者で心室ペーシングを 90% 減少させた. 持続性心房細動発症率の相対リスクを 40% 減少させた. 洞不全症候群患者において不必要な心室ペーシングを抑制することで持続性心房細動発症率を抑えることができる.

10 手術時の留意点とモード選択について 37, VVI VVI false inhibition VOO VOO spike on T ICD X CRT-D 2006 CRT-D 39, 40 CRT-D CRT CRT DDD DOO DOO DOO 2 36 X dislodge

11 458 Vol.32 No.3/May a c まとめ参考文献 1) 大江透 : 不整脈. 医学書院, 東京,2007, ) Nelson GD:A brief history of cardiac pacing. Tex Heart Inst J 20:12-18, ) 大橋義彦 : ペースメーカの最新動向. 医機学 81: ,2011 4) Hyman AS:Resuscitation of the stopped heart by intracardiac therapy. Ⅱ:experimental use of an artificial pacemaker. Arch Intern Med 50: , ) Zoll PM:Resuscitation of the heart in ventricular standstill by external electric stimulation. N Engl J Med 247: , ) 豊島健 : ペースメーカの原理と構造.LiSA 10: ,2003 7) 杉浦敏文 : ペースメーカーのしくみ.Clin Eng 3: ,1993 8) 上野亮, 加藤貴雄 : 洞不全症候群と心ブロックの治療. ICU と CCU 33:75-82,2009 9) Neumar RW, Otto CW, Link MS, et al.:part 8:adult advanced cardiovascular life support:2010 American Heart Association Guidelines for Cardiopulmonary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care. Circulation 122:S729-S767, ) 戸叶隆司 : 心臓ペースメーカの適応.LiSA 10: , )Gregoratos, G, Abrams J, Epstein AE, et al.:acc/ AHA/NASPE 2002 guideline update for implantation of cardiac pacemakers and antiarrhythmia devices: summary article:a report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines(ACC/AHA/NASPE Committee to Update the 1998 Pacemaker Guidelines). Circulation 106: , ) 日本循環器学会 : 不整脈の非薬物治療ガイドライン (2011 年改訂版 ). 13) 加藤梓, 小板橋俊哉, 加藤崇央ほか : 入室時の完全房室ブロックにより手術を延期し, 後日, ペースメーカ挿入後に人工骨頭置換手術を行った 1 症例. 麻酔 60: , ) 郷原徹, 又吉康俊, 岡英男ほか : 肺動脈カテーテル挿入時に生じた完全房室ブロック. 臨麻 31: , )Gauss A, Hübner C, Radermacher P, et al.:perioperative risk of bradyarrhythmias in patients with asymptomatic chronic bifascicular block or left bundle branch block:does an additional first-degree atrioventricular block make any difference? Anesthesiology 88: , )O Malley S, Ashley EM:Is preoperative pacing for bifascicular and trifascicular heart block necessary? Hosp Med 65:636, ) 堀耕太郎, 舟尾友晴, 田中克明ほか : 術中心停止を来した慢性 3 枝ブロックの 1 症例. 麻酔 59: , ) 村川徳昭, 石原弘規, 松木明知 : 麻酔導入時に出現した重症徐脈に対し緊急ペーシングを行った潜在性洞不全症候群. 麻酔 50:65-68, ) 山蔭道明, 岩崎創史 : 心臓ペースメーカのモード. LiSA 10: , ) 田中茂夫, 笠貫宏編 : ガイドラインに基づいた最新ペースメーカー ICD 植込みと管理. 南江堂, 東京, )Bernstein AD, Daubert JC, Fletcher RD, et al.:the revised NASPE/BPEG generic code for antibradycardia, adaptive-rate, and multisite pacing. North American Society of Pacing and Electrophysiology/British Pacing and Electrophysiology Group. Pacing Clin Electrophysiol 25: , )Vardas PE, Auricchio A, Blanc JJ, et al.:guidelines for cardiac pacing and cardiac resynchronization therapy: The Task Force for Cardiac Pacing and Cardiac Resynchronization Therapy of the European Society of Cardiology. Developed in collaboration with the European Heart Rhythm Association. Eur Heart J 28: , ) 水谷登 : 心臓ペースメーカーの現状と術中管理. 麻酔

12 ( 増 ):S91-S101, )Andersen HR, Thuesen L, Bagger JP, et al.:prospective randomised trial of atrial versus ventricular pacing in sick-sinus syndrome. Lancet 344: , )Andersen HR, Nielsen JC, Thomsen PE, et al.:longterm follow-up of patients from a randomised trial of atrial versus ventricular pacing for sick-sinus syndrome. Lancet 350: , )Connolly SJ, Kerr CR, Gent M, et al.:effects of physiologic pacing versus ventricular pacing on the risk of stroke and death due to cardiovascular causes. Canadian Trial of Physiologic Pacing Investigators. N Engl J Med 342: , )Wilkoff BL, Cook JR, Epstein AE, et al.:dual-chamber pacing or ventricular backup pacing in patients with an implantable defibrillator:the Dual Chamber and VVI Implantable Defibrillator(DAVID)Trial. JAMA 288: , )Lamas GA, Lee KL, Sweeney MO, et al.:ventricular pacing or dual-chamber pacing for sinus-node dysfunction. N Engl J Med 346: , )Lamas GA, Orav EJ, Stambler BS, et al.:quality of life and clinical outcomes in elderly patients treated with ventricular pacing as compared with dual-chamber pacing. Pacemaker Selection in the Elderly Investigators. N Engl J Med 338: , )Toff WD, Camm AJ, Skehan JD; United Kingdom Pacing and Cardiovascular Events Trial Investigators: Single-chamber versus dual-chamber pacing for highgrade atrioventricular block. N Engl J Med 353: , )Carlson MD, Ip J, Messenger J, et al.:a new pacemaker algorithm for the treatment of atrial fibrillation:results of the Atrial Dynamic Overdrive Pacing Trial(ADOPT). J Am Coll Cardiol 42: , )Sweeney MO, Bank AJ, Nsah E, et al.:minimizing ventricular pacing to reduce atrial fibrillation in sinusnode disease. N Engl J Med 357: , ) 相庭武司, 鎌倉史郎 : ガイドラインに基づいた治療戦略心臓再同期療法 (CRT).Cardiac Practice 22:21-28, ) 奥村謙 :New Topic 循環器内科専門医に求められる知識心臓再同期療法.CIRCULATION Up-to-Date 5: , ) 南口仁, 安部治彦 : 心臓再同期療法の適応と効果はどうなっているのか. 治療 92: , ) 大島正行 : 成人における CRT-D 植込み術の麻酔. LiSA 17: , ) 河野崇, 大下修造 : 心血管疾患ペースメーカ装着. 麻酔 59: , ) 佐藤暢一 : 永久ペースメーカ植込み術後の乳房切除術心機能に応じた設定を.LiSA 18:32-35, ) 滝本佳予, 荒井章臣, 北貴志ほか : 両室ペースメーカ作動中に電気メスによる干渉を考慮しつつ腎摘出術を施行した 1 症例. 麻酔 58:96-99, ) 西雄一, 中谷桂治, 棚田和子ほか :CRT-D を植え込まれた血液透析症例の穿孔性腹膜炎に対する緊急開腹術の麻酔経験. 麻酔 60: ,2011

13 460 Vol.32 No.3/May 2012 The Principle, Indication, and Mode Selection of Cardiac Pacemakers Manabu YOSHIMURA, Takayuki KUNISAWA Department of Anesthesiology and Critical Care Medicine, Asahikawa Medical University Cardiac pacemakers are well-established and highly effective electrotherapeutic devices. Increasingly more patients undergoing surgery will require an implanted cardiac device. Preoperative evaluation should be performed in these patients by anesthesiologists. It is also important to understand the type of implantable device, and programmed settings. Anesthesiologists should be able to effectively cope with bradyarrhythmia occurring spontaneously during surgery. Here we provide an outline of the principle, indication, and mode selection of cardiac pacemakers, and the Guidelines for Non-Pharmacological Therapy of Cardiac Arrhythmias(The Japanese Circulation Society 2011). Key Words : Cardiac pacemaker, Indication of implantable pacemaker, Mode selection The Journal of Japan Society for Clinical Anesthesia Vol.32 No.3, 2012

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PowerPoint プレゼンテーション Clinical Question 2016 年 5 月 2 日 J Hospitalist Network 無症候性脚ブロック東京医療センター総合内科レジデント吉田心慈監修 : 山田康博分野循環器テーマ疫学症例 85 歳男性口腔内潰瘍による食思不振があり入院入院時のルーチン検査として施行した 12 誘導心電図で完全右脚ブロックを認めた 2 年前に当院で施行された心電図では脚ブロックを認めなかった