ペースメーカーの種類と適応｜人工ペースメーカー
看護師のための心電図の解説書『モニター心電図なんて恐くない』より。
[前回の内容]
今回は、ペースメーカーの種類と適応について解説します。
田中喜美夫
田中循環器内科クリニック院長
〈目次〉
ペースメーカーとは何か
原点に立ち返ってみましょう。心筋は電気刺激によって、全体として心臓内腔の容積を減らす収縮という仕事を行います。
正常では、洞結節の信号が心房に波及して、心房を収縮させ、その興奮が房室結節・ヒス束を経て心室を脱分極させ、心室が収縮します。
洞結節が周期的に電位を発生して、心臓の拍動リズムをつくるゆえに、洞結節はペースメーカーといわれているわけです。
この周期的な電位を直接心臓に与えて、人工的に収縮リズムをコントロールするのが、人工ペースメーカー（以下、ペースメーカー）治療です。この心臓に加える電位を刺激といい、この人工的な電気刺激で心臓が調律されることをペーシングといいます。
ペースメーカーの方法
電気刺激を発生する装置、ペースメーカー本体をジェネレーターといいます。このジェネレーターに電線を接続し、先端を心臓に接触させペーシングします。この電線をリードといいます。
ジェネレーターを体外に出して、リードのみが体内～心臓に入っているのが体外式または一時的ペースメーカー、ジェネレーターを皮下に埋め込む場合を植込み型あるいは永久ペースメーカーといいます。それぞれ専用のジェネレーターとリードを使用します。
体外式は、感染などの問題から長期間の留置はできず、一般には１週間が限度です。比較的簡単な手技で、緊急時、永久ペースメーカー植込みまでのつなぎで使用します。
植込み型は、10年以上の電池寿命があり、皮下に留置するため、１～２時間の手術が必要ですが、体内に留置するため日常生活が可能です。
ペーシング部位は
さて、心臓内で“収縮”する部位はどこでしょう。そう、心房と心室です。ですからペーシングできるのは心房と心室です。心房に刺激を与えて心房収縮させるのが心房ペーシング（A pacing）、心室では心室ペーシング（V pacing）といいます。
心房ペーシングは右心房に、心室ペーシングは右心室先端（心尖部）や中隔にリードを留置することが一般的です。
ここでポイント。心房と心室ではどちらが主にポンプ機能を担当しているでしょうか。当然心室ですね。心室が収縮すれば、ポンプ機能は維持されますから、心室ペーシングのほうが重要です。体外式は緊急処置ですから、基本的には心室ペーシングです。
ペースメーカーの機能とは
- 刺激（pacing：Pペーシング）
ジェネレーターが電気刺激を出す機能です。刺激電位が弱すぎれば心筋を脱分極つまり興奮させられません。心臓を興奮させる最小の刺激の強さを閾値といいます。つまり、閾値以下の電位ではペーシングできません。閾値を超えた強さで刺激すれば当然ペーシング可能ですが、強すぎれば電池の消費が速いというデメリットがあります。
- 感知（sensing：Sセンシング）
心臓の自発的興奮があった場合、これをジェネレーターが心筋興奮と認識する機能が感知です。どの程度の波高を感知するかを感度といいます。たとえば感度を５mVに設定すれば、５mV以上の電位を心筋興奮として感知します。
- 抑制（inhibit：Iインヒビット）
たとえば、心拍数60回/分で心室ペーシングを行うとします。60回/分ですから、１秒間に１回心室を刺激します。もし、１秒たたずに心室の自発的興奮が発生して自己QRS波が出現した場合、その興奮を感知して、そこから１秒間刺激を待つという機能が抑制です。
心室の興奮が出現したらペーシングはお休みするというわけです。これは洞結節のリセットと同じで、自己興奮が出れば、その時点で周期をリセットします。
もし、次の１秒の間にさらに自己興奮があればまた感知して抑制します。言い換えれば、設定心拍数が60回/分の場合、自己心拍の周期が１秒未満ならばペースメーカーは作動せず抑制され、１秒を超えて自己心拍がなければペーシングされることになり、60回/分の設定は最低保証心拍数ということになります。
- 同期（trigger：Tトリガー）
心室収縮は心房の収縮からわずかに遅れることで、より効率のよいポンプ機能を発揮します。心房興奮を感知してそこからわずかに遅らせたタイミングで心室をペーシングする機能を同期といいます。より生理的な心臓の動きに近づけるため、心房収縮と心室収縮のタイミングを合わせる（同期させる）わけです。
ペースメーカーの種類はどんなものがあるか
上記の機能の組み合わせでペースメーカーが作動しますが、その種類を表現するためにアルファベット３文字（＋１文字）の“コード”があります。
最初の文字は、刺激（ペーシング）する部位で、A：心房、V：心室、D：（dual）両方のいずれかが入ります。２番目は感知（センシング）する部位でA：心房、V：心室、D：dual両方のいずれかです。３番目は感知した興奮波に対する反応様式で、I：抑制、T：同期、D：（double）両方のいずれかが入ります。
これに、運動時に設定心拍数を上げる機能（Rate response：R）を４文字目に入れることもありますが、原則３文字のアルファベットで４文字目のRはオプションです。この組み合わせをモードといいます。よく使用されるモード別に説明します（図１）
- VVIモード
心室でペーシング、心室の自己心拍（自己QRS波）を感知、自己心拍を感知した場合は、その時点からペースメーカーの設定周期はペーシングしない（抑制する）というモードです。右心室だけに留置する１本のリード（このリードで刺激・感知兼用）ですみます。
洞不全で、房室伝導が正常な場合は、理論的には心房ペーシングだけで有効ですからAAIモードでもよいのですが、洞不全は後に房室ブロックを合併することがあるため、最近では心房ペーシングのみのAAIモードはほとんど選択されません。
- VDDモード
心室でペーシング、２文字目はDで心房の自己興奮（P波）、心室の自己興奮（QRS波）のいずれも感知可能です。３文字目もDですから、心室の自己心拍については抑制（I）し、心房波を感知して、わずかにタイミングを遅らせて心室をペーシングする機能（T：同期）の両方の機能をもっています。
VDD専用リードでは、先端が右心室心尖部にあり、刺激・感知を行い、同じリードの心房に接触する部分で心房波を感知するので、２か所で感知可能で、リードが１本ですみます。ただし、心房接触部位は不安定でペーシングはできません。
- DDDモード
心房と心室でペーシング可能、両方で感知可能、抑制・同期いずれも可能です。心房・心室に１本ずつ計２本のリードが必要になります。
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リードが心房、心室に１本ずつ留置してあれば、DDD、VDD、VVIいずれのモードも切り替え可能です。また、VDD専用リード（１本で心房は感知のみ、先端は心室で感知・刺激）なら、VDDをVVIモードに切り替え可能ですが、DDDにはできません。VVI専用リードは、VVI以外は選択できません。
どんな場合にどんなペースメーカーを入れるか
徐脈による症状（脳虚血症状：めまいや失神、心拍出量低下症状：心不全）があれば、原則的にはペースメーカーの適応です。
薬剤、急性心筋梗塞、心筋炎など回復の可能性のあるものは、体外式（一時的）ペースメーカーの留置だけで徐脈の改善とともに不要になります。
体外式は、よりシンプルに心室だけにペーシングするので、鎖骨下静脈、頸動脈または大腿静脈から１本のリードを挿入しVVIモードを選択します。
徐脈の回復が望めない場合、または一過性でも再発する危険がある場合は、永久ペースメーカー植込み（pacemaker implantation：PMI）を行います。心室は必ずペーシングが必要でアルファベットの１文字目はVまたはDになります。心房機能を温存したい場合は、心房ペーシング機能、心房と心室の同期機能をもつモード（VDD、DDD）を選択します。
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混乱しているでしょうから、日本列島新聞でたとえて、頭の中を整理しましょうね。
ペースメーカーが必要な場合は、要するに新聞が心室本州に届かず、情報（信号）が滞っている場合です。
原因は２つしかありません。
- ①洞結節宗谷岬から新聞が発行されない、または間隔が長い（洞機能不全）。
- ②心房北海道と心室本州のつなぎ役である房室結節ゲートオジさん－ヒストンネルの通過能力の不良（房室伝導障害：高度房室ブロック・完全房室ブロック）。
いずれも、下位からの命令（補充調律）が出ないと情報発信はストップしてしまいます。国内の発行所ではどうにもならんということで、新聞発行を外国に委託する方法が人工ペースメーカーです。
心房北海道で周期的に新聞を出して、心房北海道内に配達する（心房を興奮させる：P波をつくる）のが心房ペーシング。心室本州で新聞を発行し配達する（心室を興奮させる：QRS波をつくる）のが心室ペーシングです。
ある程度の部数を出さないと、新聞が行き渡りません。全員に配達できる最低の部数（刺激の強さ）を閾値といいます。
発行周期を設定して、その周期内に心臓が自発的に新聞を発行すれば、その時点で感知（センシング）して、外部新聞は休み、周期をリセットします。これが抑制（インヒビット）。次の周期までに内部からの新聞発行がなければ外部からの発行で配達します。
心房北海道と心室本州の新聞配達のタイミングにうまく時間差をつけて、コラボさせる調整機能が同期（トリガー）です。具体的には、心房北海道の配達を感知して、設定時間分遅らせて、心室本州で新聞を発行・配達します。
心房北海道の自発発行の評価（感知）、なかった場合の発行所（刺激）両方を行うためには、心房北海道に専属のルート（心房リード）が必要です。
同様に、心室本州の自発発行の感知と、刺激も心室専属の心室リードが必要です。特殊な人材としては、心房は評価（感知）だけ、心室は刺激と感知が可能なVDDリードという外部スタッフがいます。この外部スタッフの連携の仕方をモードといいます。
[次回]
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本記事は株式会社サイオ出版の提供により掲載しています。
［出典］ 『新訂版 モニター心電図なんて恐くない』 （著者）田中喜美夫／2014年3月刊行／ サイオ出版
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