韩志成，李小明

1山西医科大学第二临床医学院，太原030001；2山西医科大学附属心血管病医院 山西省心血管病医院

心脏性猝死(SCD)是心血管疾病的主要死亡原因之一，其起病急、进展快、病死率高，80%的SCD由室性心动过速(室速)/心室颤动(室颤)引起。流行病学调查显示中国SCD年的发生率约为41.8/10万人(0.04%)[1]，按目前13.9亿人口计每年约有58万人发生SCD。经静脉植入型心脏转复除颤器(TV-ICD)系统自20世纪90年代初推出以来，一直是预防SCD的一线治疗手段，并对某些有SCD危险的群体具有成本效益。但TV-ICD也有其自身的风险，包括气胸、心脏穿孔、感染、导线故障等严重并发症，有较高的发病率和病死率。对于先天性心脏病、机械三尖瓣或其他异常情况导致不能放置经静脉导线时，这些患者需要新的治疗方式。2008年7月，用皮下除颤导线取代静脉除颤导线的全皮下植入型心脏转复除颤器(S-ICD)诞生并首次植入人体，并快速应用于临床，这是SCD器械治疗领域的重要里程碑。现就S-ICD的工作系统、安全性、有效性及在遗传性心脏病等方面的研究进展作一综述。

1 S-ICD系统

1.1 系统概述 S-ICD系统最先由美国波士顿科技公司生产，由脉冲发生器和皮下电极导线组成，脉冲发生器目前已发展至第四代，逐步涵盖了房颤监测、抗核磁、联合无导线起搏等功能，体积、重量也较前减小，预计使用寿命达7年以上。皮下电极导线由两端的感知电极及中间的除颤线圈组成。脉冲发生器与感知电极通过两两组合形成三个感知向量，S-ICD可以自动选择最佳感知向量进行心脏节律的识别和分析，从而选择恰当的治疗。

1.2 工作原理 S-ICD以心动过速时的心率为标准设置电击区与条件电击区，心率落入电击区直接启动除颤治疗，落入条件电击区则进行心律失常鉴别，以避免不恰当放电。S-ICD每次电击固定释放80 J的双相波除颤能量，1次除颤失败后会对心动过速进行再确认，然后自动反转极性进行下次除颤，对每次事件可提供最多5次电击治疗。同时，如电击后30 s内心脏停搏≥3.5 s，则激活起搏保护装置，以200 mA双相脉冲波进行50次/min的心脏起搏。

1.3 手术麻醉及植入方法 S-ICD植入于神经支配密集的胸壁区域，手术操作带来的疼痛巨大，因此，以往的植入手术多是在全身麻醉下进行的，这同时也增加了手术风险及术后疼痛管理的难度。Miller等[2]通过躯干截断平面阻滞联合深度镇静的方法简化了麻醉管理、减少了围手术期阿片类药物的使用。传统S-ICD的植入技术多为三切口植入法(剑突切口、上胸骨旁切口、囊袋切口)，但上胸骨旁切口易感染，且植入后可能引起不适。Brouwer等[3]研究发现，二切口(剑突切口、囊袋切口)植入法手术时间较三切口更短、并发症更低，且在前锯肌下植入时具有更好的外观，同时可减少运动摩擦造成的设备损坏，具有类似三切口的安全性和有效性。此外，得益于脉冲发生器的工艺改进，筋膜下植入技术迅速发展，其术后疼痛小且便于定位，未来有望取代肌下植入。

1.4 除颤测试 S-ICD术后常规行65 J能量的除颤测试。但有证据表明，2012～2015年，美国对诱导持续性室速/室颤的除颤转复试验已从82.4%显著减少到71.4%[4]。而除颤效果与系统植入位置及电阻抗相关，植入位置过低、过浅或除颤线圈深度不足都有可能导致除颤失败。一项计算机建模研究表明，植入部位的皮下脂肪组织可增加电阻抗，减小心脏有效除颤电流，导致除颤阈值的升高[5]。PRAETORIAN评分从植入位置及植入部位的脂肪厚度等方面充分评估了患者的除颤阈值，而基于此评分系统进行的前瞻性随机除颤实验有希望产生较好的阳性预测指标[6]。随着除颤测试的减少，手术流程也会进一步改进。

2 S-ICD的有效性及安全性

2.1 有效性 S-ICD临床应用时间尚短，缺乏大样本的长期随访研究数据支持，目前对恶性心律失常的鉴别及转复成功率是治疗有效性的主要评价指标。总体而言，多项大规模研究报告显示在植入期间事件准确识别度>90%，应用高达80 J电击能量时，>90%的患者成功地除颤终止了室速/室颤。

其中，START 研究[7]结果表明，S-ICD较TV-ICD在心律失常识别方面占优，尤其在室上性心律失常上优势明显(98.0%vs68.0～76.7%，P<0.001)。前瞻性、非随机、多中心的临床试验器械调查研究(IDE)结果显示，在测试中S-ICD系统检测到899次室速/室颤事件中的897次事件(99.8%)，随访180 d时对诱发室性心律失常事件的识别度>99%，转复成功率为100%，平均随访11个月，21例患者(6.7%)自发室速/室颤事件共38次，其中1次单形性室速事件在第2次放电准备时自行终止，其余均被成功转复[8]。EFFORTLESS研究[9]的中期结果显示，术后30 d时99.5%的患者成功转复诱发的室速或室颤，与术中除颤试验相比，现实生活中治疗时间延长约3 s；而对于多形性室速/室颤事件，成功转复所用时间比单形室速延长约2 s，Kaplan-Meier曲线显示1年和5年的恰当电除颤率分别为5.8%、13.5%，转复成功率为97.4%。Brouwer等[10]纳入了391例EFFORTLESS研究中的S-ICD植入患者和等量SIMPLE研究中的TV-ICD植入患者，两组间基线资料匹配，随访3年后显示两种植入方式治疗上无明显统计学差异(88.6%vs88.6%，P=1.00)。另一项纳入9项临床研究[11]包含7 361例患者的荟萃分析结果显示，S-ICD具有肯定的转复效果，而且不降低生活质量，有缩短住院时间(SMD=0.06；95%CI为0.11～0.00，I2=0)的趋势。纳入1 167例患者(心脏射血分数均小于35%)的UNTOUCHED[12]研究结果显示，除颤试验转复成功率达到99.2%，其中93.5%的患者在≤65 J时即转复成功，为高危患者植入S-ICD提供了重要证据。因此，S-ICD可以被认为是适合用于预防SCD的另一种治疗方法。

2.2 安全性

2.2.1 围手术期及远期并发症 一项纳入3 055例TV-ICD或CRT-D植入患者的研究显示，随访12年时不适当电击率为20%，设备相关感染占6%，导线故障占17%[13]，这些问题推动了S-ICD技术的发展。Chen等[11]的分析结果显示，与TV-ICD相比，S-ICD有着更低的导线相关并发症(OR=0.13；95%CI为0.05～0.33；I2=0)，且总体并发症发生率也较低，在感染率及病死率方面没有明显差异。在EFFORTLESS[9]中期研究结果中，30 d、360 d、3.1年的并发症率分别为4.1%、8.4%、11.7%；3.1年的平均随访中，24例(2.4%)患者发生了需要摘除器械的感染，没有与设备相关的并发症，无电极失效，无S-ICD相关性心内膜炎或菌血症发生。UNTOUCHED研究中，随访30 d并发症发生率为4.2%，主要并发症为术后疼痛[12]。S-ICD植入部位血肿和器械腐蚀较感染等常见并发症少，不同注册中心的血肿发生率始终低于1%[4, 9]。荷兰一项研究显示，在118例患者的6年随访中，7例(5.9%)发生了电极移位[14]。Knops等[15]评估了S-ICD术者学习曲线，结果显示在13次植入操作后，手术趋于稳定，并发症的发生率也随之降低。对于相关并发症问题，正在进行的PRAETORIAN试验有望提供更多的数据支持。

2.2.2 不适当电击 S-ICD除颤系统需跨越更多的心肌，具有类似于体表心电图的跨壁复极过程，易受到T波过感知的影响，因此对其感知及检测算法要求也更高。IDE研究结果表明,随访180 d时99%的患者无与S-ICD相关的并发症，41例(13.1%)患者受到不恰当电除颤，其中16例因室上性心动过速(室上速)落入电击区，25例因T波或QRS波的过感知[8]。Basu-Ray等[16]结果显示,TV-ICD与S-ICD两者总体不恰当治疗相似，其中，TV-ICD的不恰当治疗是由室上速的鉴别引起(10.43%)，S-ICD则因T波过感知(8.99%)。此外，肌电干扰、QRS波群双倍计数和电极移位也与之相关。S-ICD的制造商也试图改进器械技术，通过采用INSIGHTTM算法可以提升心律失常准确识别度，减少不恰当的电击。此外，一种新的S-ICD智能化传感方法(SMART PASS)和术前心电图筛选也被应用于临床，在实施这些措施和取得进一步进展之后，研究报告表明，每年的不适当电击可减少3.5%[14]。因此，虽然S-ICD存在一定范围内的不适当放电，但其影响已经随着多重手段的应用逐渐降低，进一步保障了除颤系统的安全使用。

3 S-ICD适应证

2015年欧洲心脏病学会(ESC)指南指出，符合ICD适应证且无抗心动过速起搏(ATP)、无严重心动过缓起搏或心脏再同步(CRT)治疗要求的患者，S-ICD可作为TV-ICD的替代治疗(Ⅱa类)[17]；随着系统的进一步应用，2017年美国心脏协会(AHA)、美国心脏病学会(ACC)及美国心律协会(HRS)联合发布的指南指出，对于符合ICD植入标准、静脉系统通路异常或存在高感染风险、无需或不打算进行心动过缓起搏、ATP及CRT治疗的患者，推荐使用S-ICD(Ib类)[18]。虽然部分遗传性心脏病[如Brugada综合征、肥厚型心肌病(HCM)、致心律失常性右室心肌病]患者并发单形性室速，ATP有一定治疗效果，但近年来有试验表明S-ICD系统在遗传性疾病的治疗上同样有效。

3.1.1 Brugada综合征(BrS) Brs的心电图表现易受体温、迷走神经兴奋性等因素干扰，这增加了S-ICD的筛选难度。日本进行的一项关于BrS的S-ICD筛查试验显示[19]，与非BrS组相比，BrS组的S-ICD落选率更高(30% VS 8.2%，P=0.003)，这与较低的BMI、较高的T波和QRS波振幅有关。另一项筛查试验[20]表明，在静息状态下45例BrS患者通过了筛查，但进行运动测试后11例被排除。目前报告的筛查试验多是通过手动筛查获得的，因此新的自动筛查方案、新型SMART PASS算法有可能增加其入选率，并降低BrS患者的不适当电击率，但这需要系统评估。此外，多次、长时程、运动负荷下的术前筛查也是必要的。

在一项Meta分析[21]中，植入TV-ICD的Brugada患者的不适当电击率为3.9%/年，但导线故障率却达到了6.3%/年。而一项关于原发性心律失常综合征的S-ICD研究中，平均31个月的随访结果显示，24例Brugada患者共发生了10次室性心律失常事件，均1次转复成功，只有2例患者因心外原因发生了不适当电击[22]。目前来说，S-ICD对BrS的治疗效果是肯定的，虽然存在不适当电击的可能，但相比于TV-ICD是可接受的，因此，随着术前筛查的完善，BrS患者将会获益更多。

3.1.2 HCM S-ICD对于年轻的HCM患者来说，由于其无需起搏且导线相关并发症低，具有较大的吸引力，但HCM患者左心室质量的增加和不可预测的电基质可能会影响除颤阈值，过高的R波和倒置的T波增加了感知难度，无法进行ATP治疗也限制了S-ICD的应用。

一项纳入99例HCM和773非HCM患者的研究显示，在除颤测试成功率上，两组无统计学差异(98.9%vs98.5%)，随访1年的并发症发生率、不适当电击发生率相似(HCM组主要由于感知不当)，HCM组首次转复均成功终止VT，非HCM组为98%[23]。Maurizi等[24]前瞻性研究了50例HCM患者，在65 J转复试验中，41例(82%)患者发生73次室颤，其中4次自行转复，剩余69次有68次成功转复(98%)，剩余1次在80 J时转复成功，其在65 J转换失败可能与肥胖有关。UNTOUCHED研究[12]也同样证实了转复成功率与BMI相关。部分HCM患者术前筛查心电图导联R波/T波比值过高，增加了S-ICD对高危患者筛查误差，可以通过优化传感算法，以确保高危HCM患者能够从S-ICD植入中获益，并减少不适当电击。此外，HCM患者对ATP的“真实”需求仍是一个争论的问题，且随着疾病发展，心脏结构及心电传导进一步变化，这需要更多的临床验证及长期监测。

3.1.3 致心律失常性右心室心肌病(ARVC) ARVC是一种遗传性心肌病，右心室复极或去极化异常可能导致S-ICD对QRS波重复计数，倒立的高振幅T波也可能导致过感知引起不适当电击，而且运动可导致原本的负向T波转为正向，使得原本有意义的S-ICD模拟向量发生改变。因此，必须优化检测算法，同时单次筛查至少须满足2个有意义的感知向量。

意大利的一项研究[25]结果显示，44例植入S-ICD的ARVC患者中位随访12个月，6例(14%)患者总共成功转复了61次心律失常事件(100%)，其中包括49次(80%)单形性室速和12次(20%)多形性室速/室颤，6例患者发生了8次不适当电击，其中包括4例过感知和4例心外原因导致，且没有患者因为ATP治疗需要而更换系统。目前关于ARVC的S-ICD研究较少，样本量也不大，老年患者多并发纤维瘢痕相关的单形性室速，需进一步进行对ATP治疗的研究；而对于年轻患者，其心肌病变程度轻，钠通道功能障碍导致心室不稳定，易诱发室颤，长远来看，植入S-ICD获益可能更大。

总之，S-ICD适用于需除颤治疗的快速性室性心律失常患者(无需起搏、CRT或ATP)，尤其是无合适的血管通路、感染风险高、有外观要求的年轻患者。对于遗传性心脏病患者，相比于TV-ICD，S-ICD同样安全有效，但重复的运动负荷筛查实验应是强制性的，治疗方式可结合其自身条件合理选择。

4 S-ICD的未来发展趋势

临床研究数据支持S-ICD在检测和终止室性心律失常、预防心脏猝死的有效性和安全性，代表了过去15年来ICD技术的一个重要进步，弥补了TV-ICD在植入过程、并发症等方面的诸多不足。早期研究中出现的较高不适当放电率，目前通过植入前体表心电图筛查、术中双区规划以及检测算法的改进得到了明显改善。虽然在早期的S-ICD中，理想的候选患者相对年轻，并且具有相对较轻的心脏病，但是S-ICD的应用范围正逐渐扩大。与所有新兴技术一样，新领域的探索带来了一些不确定因素和悬而未决的问题，S-ICD仍存在许多发展空间，如核磁兼容技术、无导线起搏、ATP治疗、远程监控、脉冲发生器的规模、电池技术等，仍需要基于大样本长期临床应用研究的验证。