ペースメーカーの設定とモード

心臓のリズムを維持する医療機器は、不活性医療用チタン合金で作られた複雑な装置です。心臓の働きを制御する一種のミニコンピューターです。

ペースメーカーの設定、すなわち心臓を刺激するための最適なモードの選択は、植え込みの適応に応じて異なります。プログラミングは植え込み時に行われます。ペースメーカーの設定は、心臓専門医による定期的な診察のたびにさらに確認されます。必要に応じて、医師はデバイスの機能モードを変更します。

ペースメーカーモード

心臓のリズムを維持する医療機器にはいくつかの種類があります。

• 単腔 – 心室または心房の刺激。
• 二腔 – 心室と心房を刺激します。
• 三腔療法 - 両心室と右心房を刺激します。
• 四腔 – 臓器のすべての腔に影響を与えます。

ワイヤレス人工心拍駆動装置や除細動器も存在します。これらはすべて異なる刺激モードで動作し、心筋の正常な機能を確保します。

1974年、ECSの機能を表す特別なコード体系が開発されました。その後、このコードは装置の動作モードを示すためにも使用されるようになり、3～5文字で構成されました。

1. 最初のシンボルは刺激のための心室です。

• A - 心房。
• V – 心室。
• D – 心房と心室に影響を及ぼす二腔系。

2. 2番目の記号は、ECS（デバイス感度機能）によって分析されるチャンバーを示します。デバイスに「O」の文字が付いている場合、インプラントはこのモードでは機能しないことを示します。
3. 3 番目のシンボルは、ペースメーカーの自発的な心室活動に対する反応です。

• I – 抑制、つまり、衝動の発生は特定のイベントによって抑制されます。
• T – イベントへの応答としてパルス生成がトリガーされます。
• D – 心室活動はデバイスのインパルスを抑制し、心房活動は心室刺激を開始します。
• O – イベントに応答しません。つまり、ペースメーカーは固定周波数の非同期刺激モードで動作します。

4. 4番目の文字は周波数適応です。これが答えです。Rは、刺激周波数を身体の生理的ニーズに合わせて適応させる機能を持つメカニズムに使用されます。一部のペースメーカーには、身体活動と呼吸を監視するセンサーが搭載されています。
5. 5番目のシンボルは心筋の多焦点刺激です。

• O – デバイスにこの機能が存在しません。
• A、V、D – 2 番目の心房または心室電極の存在。

最も一般的なインプラント手術モードを考えてみましょう。

• VVI – 単心室デマンドペーシング。
• VVIR – レート適応によるオンデマンドの単心室ペーシング。
• AAI – 単腔心房オンデマンドペーシング。
• AAIR – レート適応によるオンデマンドの単心房ペーシング。
• DDD – 二腔房室生体制御刺激。
• DDDR – レート適応による二腔房室生体制御刺激。

適切な刺激モードの選択は、デバイス設置の適応によって異なります。身体活動が少なく、ペースメーカーを常時作動させる必要がない場合は、VVIモードを選択します。VVIとVVIRは慢性心房細動の診断に用いられます。DDDとDDDRは、房室ブロックや左室機能不全に最適です。

Dddペースメーカーモード

DDDモードで動作するペースメーカーは、二腔房室生体制御刺激を示します。つまり、ペースメーカーは完全に自動化されており、周波数適応機能を備えています。

DDD療法の適応症：

• AVブロック。
• 洞性徐脈。
• 洞結節を停止します。
• 洞房ブロック。
• ペースメーカー症候群。
• 円運動機構を伴う頻脈。
• 心房性または心室性の期外収縮。

装置の電極は心房と心室に配置されています。そのため、持続性不整脈がない限り、あらゆる伝導障害が効果的に補正されます。持続性心房細動または心房粗動、および緩徐な逆行性心房細動の場合は、このモードは設定されません。

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Vviペースメーカーモード

人工ペースメーカーがVVIモードで動作する場合、これはオンデマンド単腔心室刺激であることを示します。この機能セットは主に単腔ペースメーカーに特有のものですが、他の最新のペースメーカーモデルもVVIモードで動作できます。

VVIの適応症:

• 持続性心房細動。
• 脳病理または運動機能障害のある患者におけるIIおよびIII度のAVブロック。
• 徐脈発作。

VVIは、自発的な脱分極が検出され、その頻度がプログラムされた頻度を超えると作動を開始します。自発的な心室活動がない場合、インプラントは「オンデマンド」モードになります。

ペースメーカーのリズム

心拍リズムは、洞結節で発生する刺激に完全に依存しています。洞結節は、心拍リズムと伝導系の主要な駆動源です。通常、洞結節は1分間に60～100回の刺激を生成し、等間隔で収縮します。

個々の収縮間隔に乱れが生じると、収縮期（収縮）の短縮、または拡張期（弛緩）の減少につながります。心拍リズムの刺激プロセスは、内分泌系と自律神経系のホルモンによって制御されています。

先天性または特定の疾患に起因する可能性のある重篤な心拍リズムの乱れを解消するため、患者はECS（心室中隔欠損症）を設置する手術を受けます。ペースメーカーのリズムは心臓の生理的機能を維持し、様々な機能不全を予防します。収縮頻度は、デバイスのモード設定によって、原則として健康な人の正常範囲内に設定されます。

ペースメーカーの電池

人工心臓ペースメーカーは、様々な機能を備えた複雑な装置です。その主な役割は、正常な心臓機能を維持することです。ペースメーカーの動作時間は、主に電源に依存します。ペースメーカーのバッテリーは小型ながらも大容量の蓄電池で、3～10年間持続します。

ほとんどのデバイスはリチウムイオン電池で動作します。最新のモデルの中には、チタン、白金、またはチオリン酸リチウムをベースにした固体電解質を電源として使用しているものもあります。電池は、健康と生命に安全な材料で作られています。

バッテリーが故障した場合は、デバイス全体を交換します。また、ペースメーカーを植え込む前に、バッテリーの欠陥検査を実施します。これにより、デバイスの早期交換、つまり再手術の必要性が軽減されます。

ペースメーカーの電池交換

ペースメーカーの電池交換にかかる時間は、人工ペースメーカーのモデル、機能、設定されている刺激モードによって異なります。

平均寿命は5～10年ですが、患者自身の心拍リズムを維持し、ペースメーカーを定期的にオンにすれば、10～13年間中断することなく動作させることができます。

電池が切れた場合、古いペースメーカーを取り外し、新しいペースメーカーを取り付ける手術が行われます。手術では、ケースのみ、またはケースと電極を交換する場合があります。

ペースメーカーを充電するにはどうすればいいですか?

人工心拍ドライバーは一種のミニコンピューターです。頑丈なケース、電極、そしてもちろんバッテリーで構成されています。デバイスの寿命は電源の容量に依存します。

• ペースメーカーは鎖骨付近の皮膚の下に埋め込まれ、ワイヤーで心筋に接続されます。すでに埋め込まれているペースメーカーにコードを接続して充電することはできません。
• 小型サイズと最適な動作モードにより、デバイスは 5 ～ 10 年間中断することなく動作できます。
• 電池残量が少なくなっているという信号は、設定された刺激モードに違反しています。電池交換は、デバイスのケースを取り外し、新しいケースを縫い付ける作業と同時に行われます。

つまり、今日ではペースメーカーをワイヤレスで充電することはできません。しかし、1960年代には、放射性同位元素であるプルトニウムを電源とするモデルがいくつか開発されました。プルトニウムの半減期は約87年です。

このような電池を用いたペースメーカーの製造構想は、すぐに断念されました。これは、プルトニウムの毒性の高さと、患者の死後に機器を摘出する必要があり、同位元素のさらなる廃棄という問題が伴うためです。永久電池が存在しないもう一つの明白な理由は、電極と本体自体の摩耗です。

ペースメーカーの故障

人工ペースメーカーの故障は、ほとんどの場合、脈拍の認識や臓器腔への刺激に関連します。ペースメーカーの機能不全は、以下の原因で発生します。

• バッテリーの消耗。
• 装置電極の変位。
• 電極の完全性の違反。
• 電極の端の周囲に繊維状の変化が見られます。
• 電極による心筋穿孔。
• 刺激閾値が高い。
• 外部要因の影響: 電磁放射線、磁気放射線、機械的外傷。

ペースメーカーの問題は、捕捉されない脈波アーチファクト、または重度の徐脈を伴う脈波アーチファクトなしの状態で検出されます。刺激周波数の変化と同期機能の障害が観察されます。ペースメーカーの不応期が延長する可能性があります。

ペースメーカーの正常な動作を回復させるには、ペースメーカーの状態を総合的に診断し、再プログラミングを行います。場合によっては、ペースメーカーを新しいものに交換することもあります。