ペースメーカー
最後に見直したもの： 04.07.2025
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心臓ペーシングとは、パルス状の電流を用いて心臓を特定の収縮リズムに強制的に誘導する治療法です。体内のペースメーカー（心臓の収縮を引き起こす電気刺激を生成する特殊な性質を持つ心筋細胞）と伝導系が正常な心臓機能を保証できない場合、このような体外ペースメーカーが必要になります。
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心臓ペーシングの適応
一時的心臓刺激は、心室収縮率が 1 分あたり 40 ～ 45 回未満で、重度の血行動態障害、同時性リズム障害 (心室頻拍発作)、アダムス・ストークス・モルガニ発作、進行性循環不全などを伴う高度房室ブロックに適応されます。
心静止が確立している場合は除細動を行うべきではありません（除細動放電が心筋に及ぼす損傷については既に報告されています）。このような場合、心臓マッサージと人工呼吸を併用しながら、心臓の外部、心内膜、または食道内電気刺激を行う必要があります。薬物療法が全く効果がない場合、これが患者の命を救う唯一の方法となることもあります。
心電図上で P 波が消失した完全な心静止の場合、心臓ペーシングが効果を発揮することはほとんどない (したがって、日常的な方法としては推奨されない)。
心臓ペーシングは、心筋が刺激インパルスに反応できる場合にのみ効果的であることを覚えておくことが重要です。
心臓における電気刺激の発生
人間の心臓には、自動性、興奮性、伝導性、収縮性という機能があります。自動性とは、心臓伝導系が心筋を収縮させる刺激を自律的に生成する能力として理解されています。
第一級自動性中枢は、右心房の大静脈合流部に位置する洞結節です。この結節から発せられるリズムは洞調律と呼ばれ、健康な人すべてに共通しています。
心筋に病理学的変化がある場合、房室結節（2次オートマトン中枢、毎分40～60パルスを発生）が調律の源となることがあります。房室結節が心筋収縮を引き起こすパルスを発生できない場合（またはそこからのパルス伝導が阻害されている場合）、3次オートマトン中枢である心室伝導系（毎分20～50パルスを発生）が活性化されます。
心筋を通じた刺激の伝導
洞結節から、刺激は心房の心筋に広がり、房室結節、ヒス束、そして心室伝導系を通過します。心室内伝導系は、ヒス束右脚、ヒス束左脚の主幹とその2つの枝（前枝と後枝）、そして心室の筋線維に刺激を伝達するプルキンエ線維に分かれています。伝導系の中で最も脆弱な領域は、房室結節、ヒス束右脚、そして左前枝です。洞刺激が心臓の伝導系を通過する際の正常な伝導の乱れは、伝導経路全体にわたって観察されます。
インパルスの伝導障害が発生したレベルに応じて、次のように区別されます。
- 心房内伝導障害（心房内の洞性興奮ブロック）
- 房室伝導障害（房室ブロック）
- 心室内伝導障害（心室内ブロック）。
房室ブロック
房室ブロックは、心房から房室結節、ヒス束とその脚を通って心室へと伝わる興奮伝導の遅延または停止を特徴とします。房室ブロックには、不完全ブロック（I度およびII度）と完全ブロック（III度または完全横断ブロック）があります。房室ブロックは、心筋炎、虚血性心疾患、強心配糖体の過剰摂取などに伴って発症することがよくあります。
第 1 度部分房室ブロックは、PQ 間隔が 0.20 秒以上延長する症状のみが見られ、臨床症状は現れません。
2 度の不完全房室ブロックは、心臓伝導のより顕著な障害を特徴とし、その結果、1 つ以上の心室収縮が失われます。
第二度房室ブロックには3つのタイプがあります。I型（Mobitz I型）では、心電図上でPQ間隔が徐々に延長し、心室性波形の周期的な消失（Wenckebach-Samoylov期）が認められます。
2 番目のタイプ (Mobitz II) では、PQ 間隔の長さが増加することなく、心室複合波の周期的な消失が観察されます。
不完全閉塞が完全閉塞に変わった瞬間に心室細動を起こし突然死を起こすことがあります。
Ⅲ度ブロックでは、心房群の1つが心室に到達せず、心室と心房が互いに独立して収縮します。心室拍数は毎分40～50拍未満になることがあります。完全横断ブロックは無症状の場合もありますが、動悸、めまい、失神、発作（アダムス・ストークス・モルガニ症候群）が懸念されることが多いです。
心筋梗塞患者においては、高度房室ブロックには特別な注意が必要です。完全房室ブロック（Ⅲ度房室ブロック）は患者の5～7％に発生します。
左室後下壁梗塞患者では、その発症は予後良好です。ペースメーカーは房室結節に位置することが最も多く、心電図ではQRS波の拡大は認められず、心拍数は1分間に40回を超えます。閉塞は数日以内に自然に消失します。
完全横断ブロックの患者では、前壁梗塞を伴う場合、予後は著しく不良となります。これは、左室前中隔領域の広範な壊死と、重度の左室不全または心原性ショックを伴うためです。ペースメーカーは房室結節の下部に位置することがよくあります。QRS波は変形・拡張し、心拍数は1分間に40回未満となります。
心臓ペーシングにはどのような種類がありますか?
心臓刺激の方法は以下のように分けられます。
- アプリケーションの性質により:
- 治療的心臓刺激;
- 診断用心臓ペーシング;
- ローカライズによって:
- 外部心臓ペーシング（経皮的）
- 経食道（電極は食道内に配置されます）
- 心筋ペーシング（電極は心臓の壁に配置されます）
- 心内膜（電極は心臓の中にあります）
- イベントの期間別:
- 一時的な心臓ペーシング;
- 永久心臓ペーシング。
電気刺激を行う手順
病状の重症度と血液循環の完全停止の危険性を考慮すると、心臓刺激は通常2段階で実施されます。まず、一時的な措置として外部電気刺激を開始しますが、これは非常に短時間で完了します。その後、血行動態パラメータが安定した後、中心静脈を穿刺し、そこから右心室心尖部に心内膜電極を設置します。
外部心臓ペーシング
一時的体外心臓刺激療法は、緊急時に患者の命を救うことができる比較的簡便な方法です。この療法の実施には、除細動療法と同様に、人工ペースメーカーモジュール（Zoll Mシリーズ、Defigard 5000 Schillerなど）を備えた多機能蘇生システムが使用されます。
外部心臓ペーシングは骨格筋の痛みを伴う収縮を引き起こし、患者に不快感や痛みを引き起こします。
最新の汎用接着式除細動電極は、皮膚との良好な接触を実現することでこれらの悪影響を軽減し、40 ms の矩形パルスを使用すると、高電流密度によって引き起こされる痛みを伴う筋肉の収縮を軽減します。
準備：電極を装着する部位の毛は、カミソリまたはハサミで取り除いてください。患者の皮膚から余分な水分を取り除きます。心電図モニタリング用の電極を装着します（この機能がペースメーカーによって自動的に提供されていない場合）。
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電極の位置
電極の最適な配置は前後配置と考えられており、背側電極（+）を左肩甲骨付近に配置し、前胸部電極（-）を左胸骨下縁付近に配置します。この電極配置は、「心房周性不整脈」がみられる場合によく用いられます。
蘇生中に心臓刺激を行う場合、電極の標準的な位置はより明確になります。電極の1つは鎖骨下の胸骨右縁の胸部前面に、もう1つは前腋窩線に沿った第5肋間腔の高さ（V5-V6誘導における心電図電極の装着部位）に配置します。これは、蘇生処置を中断せず、また電極が蘇生処置の実施を妨げないようにするためです。
心臓ペーシングモード
通常、心臓ペーシングにはデマンド モードと固定レート モードが使用されます。
「固定」モードでは、モジュールはペーシング担当者が設定した電流値と周波数で刺激パルスを出力します。選択された心拍数は一定に保たれ、患者自身の心臓活動の影響を受けません。このモードは、心臓活動が停止している場合に適しています。
オンデマンド モードでは、ペースメーカーの固有心拍数がペースメーカーの設定心拍数を超えるまで、ペースメーカーはパルスを送信しません。
心臓自身の収縮率が刺激率を下回ると、ペースメーカーは刺激パルスを送り始めます。
心筋への適切な刺激を得るために、刺激周波数と刺激電流強度の設定を使用します（通常、工場出荷時の設定はそれぞれ70刺激/分と0mAです）。「電気的捕捉」の達成は、各電気刺激に続いてQRS波の幅が広くなることで示され、これは心室収縮を示します。「機械的捕捉」の存在は、電気的捕捉を背景に触知可能な脈拍が出現することで示されます。電気的捕捉と機械的捕捉の存在が確認された後、捕捉電流（安全限界）より10%多く電流を増加させることが推奨されます。
心内膜ペーシング
一時的な心内膜刺激は、中心静脈カテーテルを通して心内膜電極を挿入することで行うことができます。最も技術的に簡便な方法は、特に左鎖骨下静脈からプローブを穿刺挿入する方法です。
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電極設置技術
電極は静脈を通して心臓の右心室に挿入され、心房または心室の心内膜に接触します。最も一般的に用いられるアクセス方法は鎖骨下静脈です。鎖骨下静脈にカテーテルを挿入し、内径3mm、長さ40cmのカテーテルを挿入します。カテーテルが右心室腔に入ったかどうかは、静脈圧の急激な上昇と脈動の出現によって判断されます。一時的な心内膜電極をカテーテルの内腔に挿入し、カテーテルを抜き取ります。刺激は体外ペースメーカーの電極を通して行われます。
正しい位置を確認する
電極の正しい位置は、X 線制御またはテスト刺激中の心電図画像の変化によって確認されます (右心室の心筋の刺激は、左脚ブロックの心電図画像によって示されます)。
心臓ペーシングモード
パルス強度は個別に選択します。まず、心臓収縮を引き起こす最小のパルス強度（すなわち、個々の感度閾値）を選択します。原則として、作動パルス強度は閾値より150～200%高く設定します。最適な位置は、右心室心尖部の小柱筋における電極の遠位部と考えられています。閾値パルス強度は通常0.8～1mAで、作動パルス強度は1.5～2mAを超えません。電極の配置が不適切だと、閾値電流強度が上昇します。この方法は非常に簡単で、適切な機器があれば入院前段階で使用できます。
イベントの期間
電気刺激の持続時間は、不整脈の性質と持続期間によって異なります。心拍リズムが回復した後、再発に備えて電極を2～3日間留置する必要があります。電気刺激の中止後に明らかな循環不全の兆候が現れた場合は、永久ペースメーカーの植え込みを検討する必要があります。
食道内心臓ペーシング
電極は食道を通して心臓活動を最もよく捉えられる位置に挿入されます。この方法は蘇生ではほとんど用いられません。
特定の心調律および伝導障害に対する心臓ペーシング
心停止時だけでなく、心拍数が1分間に50回未満の場合にも心臓刺激が推奨されます。原則として、完全房室ブロック、徐脈、徐脈性不整脈（洞不全症候群、不完全高度房室ブロック）の場合に実施されます。重度の血行動態障害がある場合は、1分間に50～60回でも刺激が必要です。
薬物療法が効果がない場合、発作性頻脈を止めるために心臓刺激療法が用いられます。以下の種類の電気刺激が使用されます。
- 超高頻度心臓ペーシング（1分間に500～1000回のパルスの頻度で超高頻度経食道心臓刺激によって異所性興奮焦点を抑制する）。
- 単一の電気インパルスによるプログラムされた心臓刺激（刺激は単一のインパルスで実行され、その適用時間は R 波と同期しており、この波と電気刺激の間隔は次のインパルスによって頻脈の発作が終了するまで自動的に増加します）。
- 心臓刺激を遅くする（心臓の収縮を伴わない一対の刺激、毎秒のインパルスの適用により、前の自発的興奮後の不応期が長くなり、心室収縮の回数が減ります）。
心筋梗塞患者における心臓ペーシング
心筋梗塞患者における一時的な心臓刺激は、発生する障害の一時的な性質により、独自の特徴を有します。したがって、心臓刺激は患者の心臓の既存の電気活動を考慮して実施する必要があります。心臓が自身のペースメーカー（洞結節）とペースメーカーの両方の影響を受ける状況は避けるべきです。このような状況は、重篤な心拍リズム障害（心室細動まで）の発症につながると考えられています。
心筋梗塞患者における心臓ペーシングは、以下の場合に適応されます。
- アダムス・ストークス・モルガニ攻撃;
- 重度の、特に進行性の循環不全。
- 他のリズム障害（心室頻拍の発作）を伴う房室ブロック。
- 心臓の心室の収縮回数は1分間に40～45回未満です。
一時的な心内膜電気刺激の持続時間は、不整脈の持続時間によって異なります。通常、急性心筋梗塞における房室伝導障害は一時的なものです。急性期に生じたブロックは、ほとんどの場合、自然に、または薬物治療の影響下で消失します。まれに、房室伝導が回復しないこともあります。
ペースメーカーをオフにした後に循環不全やその他の心臓のポンプ機能の障害の兆候が現れた場合は、永久ペースメーカーの植え込みを検討する必要があります。
ペーシングが一時的なものである場合は、定期的にペーシングを中止して、患者自身の心臓のリズムを評価することが推奨されます。
通常、電極は、リズムが正常に戻った後（存在する障害によって異なります）、最初の挿入部位に 3 ～ 5 日間（最大 2 週間）留置されます。
心臓ペーシングと薬物療法
心臓刺激療法は、ほとんどの場合、心臓にほぼあらゆる周波数を素早く「印加」できるため、緊急患者の治療において薬物療法よりも大きな利点があります。迅速に開始し、必要に応じて直ちに停止することができます。
心臓刺激は薬物療法に何ら支障をきたすことはありません。むしろ、電気刺激を併用することで、抗不整脈薬などの薬剤の使用による房室ブロックの悪化を心配する必要はありません。
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植込み型除細動器
植込み型除細動器は、生命を脅かす心室性不整脈の患者の突然死を防ぐ最も効果的な手段です。
これらの装置は、パルスジェネレータ（電源、コンデンサ、電子回路、メモリを含む）と心臓に接触する電極システムの2つの主要部分で構成されています。これらの電極は、心拍リズムを継続的にモニタリングすることで頻脈性不整脈の診断、除細動および電気除細動を行うほか、一部のモデルでは頻脈性不整脈を停止し、徐脈性不整脈を加速するための頻脈性心房細動（ECS）を頻繁に実施します。
これらの装置は経静脈的に挿入されます。皮膚の下に作られたトンネルを通して、発電機に電極が送られます。発電機は、皮膚の下、または上腹部の筋肉の下、あるいはサイズが許せば左の大胸筋の下に作られたポケットに埋め込まれます。
患者に植込み型除細動器が装着されていても、心肺蘇生の妨げにはなりません。
機械的心臓ペーシング
循環停止の臨床症状を引き起こす重度の徐脈の場合、胸部を叩打することによる心筋の機械的刺激が適応となります。この方法は、心房活動を維持しながら心室停止を起こした患者に最も効果的です。
機械的心臓刺激（フィストペーシング）は、胸骨左側の前胸部を軽く叩打することによって行われます。タッピングは約10cmの高さから行い、意識のある患者であれば問題なく耐えられるはずです。最初の叩打で心電図上にQRS波が出現しない場合は、心室収縮の心電図所見の出現に注目しながら、叩打点を変更する必要があります。「機械的捕捉」を行う際に心室収縮の明らかな所見がある場合は、心室の収縮活動が維持される最小限の力まで叩打力を弱める必要があります。
機械的ペーシングは電気的ペーシングよりも効果が低い。心拍リズムが得られない場合は、直ちに胸骨圧迫と人工呼吸を開始する必要がある。
通常、機械的刺激法は、心臓刺激用の機器の配送および準備中に使用されます。