□ 张纯雨
心脏起搏器最初被用于治疗心率过缓,随着制造技术的日趋成熟,起搏器的应用范围也逐渐扩大,材料革新、科技进步等因素都在推动着这个小小的仪器向着更安全、更迷你、更便捷、更智能的方向发展。目前,心脏起搏器已经广泛应用于治疗心律失常等多种心脏相关疾病。
植入体内的心脏“马达”
心脏起搏器是一种植入体内的电子治疗仪器,通过脉冲发生器发放由电池提供能量的电脉冲,通过电极导线的传导,刺激电极所接触的心肌,使心脏激动和收缩,以治疗某些由于心律失常所致的心脏功能障碍。
传统心脏起搏器是由脉冲发生器和电极导线共同组成的能够植入体内的电子治疗仪器。除了起搏功能,起搏器还具有感知功能。感知功能由连接到心房或心室的电极导线实现,可以检测和识别植入者心脏的电信号。当导线感知到心脏收缩频率低于设定值,起搏器就会刺激心脏。
心脏起搏器的分类方式多种多样。按照电极线植入位置,起搏器可以分为单腔、双腔、三腔和四腔起搏器。单腔起搏器主要有VVI起搏器和AAI起搏器两种。VVI起搏器的电极导线与心脏右心室相连,感知和起搏心脏右心室的活动;AAI起搏器的电极导线与心脏右心耳(右心房)连接,感知和起搏心脏右心房的活动。单腔起搏器功能简单,主要用于永久性房颤、心房静止患者的治疗。双腔起搏器通常是将电极导线与心脏右心耳和右心室连接。适用于病窦综合征、房室传导阻滞、阵发性房颤、肥厚梗阻型心肌病及血管迷走性晕厥(心脏抑制型)患者的治疗。目前,三腔和四腔起搏器在临床中应用较少。
除此之外,按照放置部位,起搏器还可以分为埋藏式起搏器和体外佩戴经皮式起搏器;按照使用时间,可以分为临时起搏器和永久起搏器。
起搏器发展之路
1958年,第一代植入式心脏起搏器在瑞典被成功植入到一位每天受20~30次心脏刺激的男性患者体内,每分钟固定传输70~80次搏动,以维持心脏的正常跳动。该起搏器使用可充电的镍镉电池,通过线圈感应和硅二极管感应完成充电。在随后的几十年里,心脏起搏器的发展一路“高歌猛进”。
20世纪60年代,静脉导联技术发展起来。心脏起搏器和电极导线可以在不开胸和不使用全身麻醉的情况下植入体内。但此时,房、室的感知和起搏并不同步。20世纪70年代起,心脏起搏器采用锂碘电池,使用寿命大大延长。20世纪70年代末期,双腔起搏器问世,心房和心室可以被同时感知和起搏。20世纪80年代初期,类固醇洗脱导线开始逐渐取代传统铅尖端导线,从而降低了炎症反应发生率,起搏器安全性得到提升。
1981年,美国波士顿心脏病专家Paul Zoll发明了一种经皮式起搏器。该起搏器的脉冲宽度达到40ms,且具有较大电极表面积。这种设计减少了起搏器捕获心脏活动所需的电流,也提高了患者的舒适度。微处理器驱动的起搏器出现于20世纪90年代,能够利用多种算法来检测和存储事件,可以根据患者需求进行治疗,并支持修改内部起搏参数,速率反应模式还可以自动调整以适应患者自身的活动水平。21世纪后,双心室起搏器问世并被引入市场,用于治疗心力衰竭。随着科技的进步,心脏起搏器的自动化程度不断提高。目前市面上的心脏起搏器可以通过互联网将数据上传到中央服务器。
目前,全球心脏起搏器市场以美敦力、雅培、波士顿科学等在心脏疾病治疗领域有多年积累的国际巨头为主。
美敦力旗下有7个系列心脏起搏器在售,涵盖永久植入式起搏器、临时体外起搏器等多种类型,还拥有全世界最小的无导线心脏起搏器Micra。
雅培收购圣犹达医疗后,在心脏节律管理领域有着不可小觑的实力。雅培起搏器以体积小为特点。旗下Assurity起搏器可兼容磁共振,使用寿命长达10年,是目前市场上最薄的起搏器之一。
波士顿科学旗下的ACCOLADE系列起搏器,是有最多磁共振可编程选项的全系列起搏器,无核磁扫描时间及适用患者限制,使用寿命长达13年。其术后检测系统可实现全自动仪器和导线检测,便于患者术后随访。
国产起搏器市场方兴未艾
为贯彻落实国务院办公厅《关于进一步深化基本医疗保险支付方式改革的指导意见》要求,重点推行按病种付费,针对不同医疗服务特点,推进医保支付方式分类改革,2018年2月,人力资源和社会保障部发布《医疗保险按病种付费病种推荐目录》,明确列入了经皮冠状动脉内支架植入术、双腔永久起搏器置入术等治疗方式。随着医保报销比例的逐渐提升,植入式起搏器的报销比例已经从50%提升至70%以上,我国植入式起搏器市场增长潜力较大。
国产起搏器的不断涌现也是国内起搏器市场需求巨大的体现。近年来,我国心脏起搏器年植入量连年攀高,增速维持在10%左右。国内心脏起搏器企业主要有乐普医疗、微创、先健科技等。从市场格局看,国内起搏器市场主要由外企主导。
未来,心脏起搏器会不断向着迷你且智能化的方向发展,甚至还会出现生物起搏器、飞秒激光起搏器等前沿科技产品,给患者带来更安全、更舒适、更方便的体验。同时,国产起搏器也将不断打破技术壁垒,实现创新技术突破,逐渐扩大市场占有率,在全球心脏起搏器市场掌握更多话语权。