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双相波除颤： 增强疗效降低风险
作者：Michel R.Gold.医学博士
南卡罗莱娜大学心脏及心血管中心医学主任，心脏学部门主管
论题
新技术能扩展治疗方案的选择，但经常也会带来困惑，这时就需要有大量的临床经验及研究的支持以提供更清晰的指南。在将双相电流引进体外除颤时也会出现这一情况。其中一个实例就是人们误解>200焦耳的双相波电击是有损伤性的。事实上，损伤的危险取决于波形的峰值电流而不是使用能量的焦耳数。单相波除颤的心脏损伤从未构成人们的主要忧虑，并且大多数双相波除颤器的优越性表现在同样能量水平（焦耳设定值）时，其释放的电击比单相波电击的峰值电流低得多。与传统的单相波相比，双相波技术在改善电击疗效的同时减少电击诱发心脏损伤的危险。虽然所有的生产厂家都一定会得到国家与国际的医疗审批管理机构的批准，但市售的双相波除颤器之间在其基础技术方面却有所不同，而且在同样的能量水平条件下不同的双相波除颤器的峰值电流也不一样。理解除颤电击的构成成分及其对心肌的影响，不同种波形的差异以及对心肌损伤的研究，将会增强对此项技术的信心并改善除颤治疗的结果。
挑战
成功的除颤要求有足够电流的短时电脉冲迅速发放并通过胸部以终止心律失常。这里指出的挑战是在发放足够强的电流终止纤维性颤动的同时限制电击诱发心脏损伤的危险。在心脏骤停时，必须尽快地发放足够强度的电击，因为除颤每耽搁1分钟，生存率便下降7-10%。此外经受心脏电复律的病人经常患有基础心脏病与同时存在的其他疾病，因而有必要精简除颤抢救步骤，包括镇静的持续时间与电击的次数。在过去的40多年中，以单相波进行体外除颤一向是有效的，而目前双相波技术则在同样能量水平条件下提供了改善电击疗效同时减少电击诱发心脏损伤危险的机会。2，3
除颤电击
传统上，除颤是根据“焦耳”即除颤使用的电能量来进行论述的。但这是有局限性和误导性的，因为能量有几种组成成分，每种成分在除颤时起着特殊的作用。1个焦耳包括发放的电流量，电流流通持续时间及驱动电流通过胸部组织的电压。电流，即电子流，实际上终止心律失常的本质是足够的电流。能量用焦耳为单位计量，用于描述除颤器必须做多少功以产生电流脉冲；而对某些除颤器而言，设定的能量并不表示发放能量的实际量4。除颤器显示的心室除颤或心房电复律的焦耳数并不等同于通过心肌的电流量。更重要的是，没有充分数据证明能量（焦耳）与电击诱发心脏损伤的潜在危险有关。与危险直接相关联的是电流量的大小。美国心脏协会（AHA）与欧洲复苏协会（ERC）建议较好方式是用“电流做为除颤基本衡量因素”的方式来衡量是否给病人发放适宜电击。单相波除颤的最佳电流剂量似乎在30至40安培；对双相波除颤的剂量研究正在进行中1。
由于电流水平在整个电击期间是变化的，因此必须查看电流流通的最大量以准确评估损伤的危险。这一电流流通量通常一波形图阐明，如图1所示。
纵轴显示电流，以安培(Amps)为单位，横轴表示持续时间，以毫秒（msec）为单位。峰值电流是电流水平最高点，因此也是心肌损伤危险机会最大的一点。
波形差异
与单相波除颤器相比，多数双相波除颤器在相同能量设定条件下（图2）发放电流较小。单相波形与双相波形相比，峰值电流之间的差别在40%。虽然电流较少，在同样能量设定条件下双相波发放电击提供的疗效更高2。
一种错误的观念认为，以固定限制焦耳能量的方案进行低能量双相波除颤能提供有效电击并减少危险。然而，较低的焦耳设定并不等于在所有的双相波除颤仪中都有较低的电流；而且限制能量也不等于限制电击诱发的损伤（图3）4。根据其电流流量的最高水平即峰值电流对不同的除颤器电击进行比较，能提供更多的有关信息。据报告，在150焦耳电击心脏骤停患者5时，峰值电流范围为10.2至49.5安培。
对应用双相波技术的一种类型的除颤器的研究表明，1例经胸阻抗平均值为75欧姆的典型病人分别在360焦耳双相波电击与100焦耳单相波电击条件下所接受的峰值电流大体相同（图4）。但并非所有的双相波除颤器都是如此。
一种双相波除颤器进行150焦耳的电击时比另一种双相波除颤器进行200焦耳电击时能发放更大的峰值电流（图5）。在选择除颤器与方案时，必须考虑到单相波与双相波除颤之间以及不同的除颤器之间的这种(峰值电流的)差别。
心脏损伤的危险 极高的电流水平能损伤“心脏细胞”6。应用单相波的研究报告，有数据表明超过400焦耳能量水平对狗造成损伤7。证实电击诱发损伤的动物试验一般应用的电击的电流水平显著大于任何临床使用的单相波或双相波除颤器的治疗范围6。有关损伤的揭露来自应用单相波电击发放于经胸阻抗较低的小动物的研究，但这在临床上不能代表对人类的双相波电击。对于阻抗低的小动物而言，电流必然导致在其机体上的相对过量。然而对人类的身材与阻抗范围而言，这种电流量导致人体损伤的结论是过于夸大。不幸的是，这一点并不总是被人们认识到，因为多数研究者根据除颤器的能量设定（焦耳）而不是根据实际释放于动物的电流量来报告其研究结果。生物标志物（肌钙蛋白T与肌钙蛋白I，即TnT与TnI）与心电图改变一直被用于检测房颤（AF）择期心脏复律时除颤电流的损伤证据。这种有控制的环境条件排除了心脏骤停时所遇到的复合因素的影响，例如来自心肺复苏胸部按压，急性缺血与心肌梗死时可能出现的损伤。
在对房颤/房扑病人进行择期直流电心脏复律的研究中尚未见到心肌损伤，所应用的单相波电击的峰值电流大于相应的强度递增的双相波电击（100焦耳，200焦耳，300焦耳与360焦耳）8。在38例单相波房颤心脏复律的研究中，仅3例有TnI水平轻微升高，并且没有1例出现临床事件或提示心肌梗死的心电图证据9。在双相波体外除颤可应用于临床之前，电生理试验室向顽固性房颤病人挑战，偶尔曾使用2台单相波除颤器发放720焦耳的电击10，11。虽然双相波电击更为有效，在某些病人群中可能需要>200焦耳的电击以终止房性或室性心律失常12，13。
反复进行无效电击不仅延误成功的除颤，而且可能比单独一次有效电击带来更多14损伤的危险。TnI肌钙蛋白升高见于双相波可植入心脏复律除颤器反复电击时15。虽然目前AHA与ERC指南没有提供体外除颤或心脏复律的明确设定论，但他们指出“选择适宜的电流可减少反复电击的次数并减少心肌损伤”1。这表明递增能量>200焦耳的方案是必要的，这样能够导致减少电击次数并更迅速终止心律失常。
复苏后的心功能障碍
人们认识到，复苏后的病人——既使那些没有经受除颤电击的病人，表现出心功能的改变16。已经注意到的改变有：短暂的心电图变化如ST段改变，心脏血清酶水平升高，超声心动图可见心室收缩改变，心率变异如心动过缓，及/或体循环低血压。研究表明，作为基础病因的心肌缺血、心肌损伤，延长时间的心肺复苏，以及血管收缩药物都是造成心肌顿抑与复苏后病人各种症状的因素8，16，17。一项近期试验研究中15例白鼠接受2-20焦耳的双相波电击后确实都存活下来，并且显示心功能障碍与所发放的能量呈反比关系。虽然这一结果用于预警在双相波电击>200焦耳时可能的损伤，然而，对于体重450-550克白鼠，这一电流剂量相当用于一般成人的2000-3200焦耳18。
儿童双相波除颤
治疗儿童病人时心脏损伤的可能性始终引起特别关注。单相波电击的儿科剂量指
1南一直是2-4焦耳/公斤。在儿童进行除颤试验受到限制，因此需要使用猪模型进行研究。50焦耳的双相波电击成功地复苏了体重范围在3.5公斤（人类新生儿平均体重）至25公斤（8岁儿童平均体重）的动物19。虽然以14焦耳/公斤的剂量多次电击后（或平均累积剂量46焦耳/公斤）发现心功能障碍，研究的结论是，较大剂量的电击总量并没有给心肌功能造成不利影响19。如同儿科病人一样大小的小猪接受剂量达360焦耳的电击（90焦耳/公斤），总的累积能量7455±531.75
20焦耳后，据报告对心肌功能造成小的短暂改变。
总结
在植入式除颤器中使用超过10年的双相波波形在体外除颤中的应用相对较新。虽然双相波电击疗效提高，某些病人仍需要>200焦耳的能量进行除颤以终止房性或室性心率失常。没有临床的证据表明这种较高能量设置的双相波电击会引起心脏损伤。虽然最终的指南与方案尚未确立，与传统的单相波除颤相比，这一技术在改善电击有效性的同时降低了电击诱发心脏损伤的危险。
参考书目
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