Permanent Epicardial Pacing in Pediatric Patients

小児集団におけるペーシングは通常、洞結節機能障害または房室ブロックによって生じる徐脈から生じる。1 小児の場合、体が小さい、右左シャントによる先天性心臓障害、またはペーシングを必要とする部屋へのアクセスがないために永久心外膜ペーシングがしばしば必要とされる。 心臓手術の既往がある患者では、心外膜に線維化や癒着があり、ペーシング閾値が高くなり、出口ブロックが生じることが多い。

ステロイド心外膜リードや左心房リードなど、最近のリード技術や外科的アプローチの進歩は、小児に使用した場合、初期の感知やペーシングの品質が優れていることを実証している1213。

心臓外科およびペースメーカーのデータベースを完全に検索し、フィラデルフィア小児病院で1983年1月1日から2000年6月30日の間に永久心外膜ペースメーカーの移植を受けたすべての患者を特定した。 大規模な小児コホートを主に評価するため，ペースメーカー植え込み時に21歳だった患者は除外された。 すべての病院記録、手術記録、および1239人の外来ペースメーカー診療所訪問をレトロスペクティブにレビューした。 (これらの患者の一部は、以前の研究で紹介されている14。 これらの記録は、年齢、性別、心奇形、先天性心疾患の有無、心臓外科処置（種類と数）、外科的アプローチ、ペーシングの適応、ペーシングのモード、チャンバー配置、リード固定方法、ステロイドリードの特性、ペースメーカーの合併症、および利用できるすべてのフォローアップ情報についてのデータを抄録した。 外科的アプローチは、患者の基礎となる心臓の解剖学的構造、その場での心臓の位置、以前の手術、および/またはリード挿入時の同時手術に基づくものであった。 心室リードはしばしば横隔膜の心室表面に固定された。 心房リードは右心房または左心房に配置され、ペーシングとセンシングの閾値が最適なほうに配置された。 リードの余剰分は心膜とペースメーカーポケットの中に電極のループを作ることで対処した。

インプラントの測定はペーシングシステムアナライザー(Medtronic 5311)を使用して行われた。 測定値には、0.5ms/5Vにおけるリードのインピーダンス、感知されたP波またはR波(存在する場合)、振幅刺激閾値(組織を一貫して捕らえる固定パルス幅0.5msで供給される最小電圧)、閾値電圧とパルス幅における測定電流が含まれた。

病院の経過

急性ペーシング特性は移植におけるエネルギー閾値 (ET)、インピーダンス、感知として定義した。 入院期間、合併症、抗生物質の投与回数と期間、退院時のペーシングの特徴について、病院のカルテを確認した。

ペースメーカーのフォローアップ

ペーシングとセンシングの閾値は、1ヶ月後、3ヶ月後、およびその後の6ヶ月間隔で評価された。 外来での評価は、バッテリーとリードの測定値をリアルタイムで遠隔測定することで行われた。 センシングとペーシングの閾値は、Medtronic 5300、Pacesetter、Intermedics、またはCPIシステムアナライザーを使用して決定された。 閾値は、捕捉ができなくなるまでパルス幅を減少させることで決定された。 パルス幅自動閾値試験機能を持たない初期のペースメーカーは、閾値の評価に固定パルス幅での電圧降下を使用していた。 閾値は、プログラム可能な最小のパルス幅で、一貫して捕捉が可能であったと考えられている。

ペーシングとセンシングの閾値は、植え込み時、退院時、1ヶ月、6ヶ月、1年、2年、5年、10年、および直近のペースメーカーフォローアップ受診時に比較された。 ペースメーカー治療が紹介先の施設であった患者については、最近の臨床概要、ペースメーカーの尋問、およびリードまたはジェネレーター関連の合併症について電話で問い合わせた。

リードの故障は、以下に基づく交換または廃棄の必要性と定義した。 (1)破断または絶縁破壊、(2)ペーシングまたは感知閾値の上昇、(3)心膜または筋電位刺激。 感染症は、（1）表在性感染症（±血液培養陽性）、（2）発電機の除去を必要とする深在性感染症に別々に分類した。

定義

ETは不応期外に一貫した捕捉をもたらす最小のエネルギー量として定義され、急性および慢性ペーシング閾値間の比較を容易にするために使用された。 ETを計算するために使用される式15は以下の通りである。 ET (μJ)=/.

統計解析

探索的データ解析は、記述的尺度を用いて実施された。 カテゴリー変数は、標準偏差を用いたパーセンテージで表現した。 連続変数は、項が正規に分布している場合は、標準偏差を伴う平均値で表され、歪んだ変数は中央値（範囲付き）で表わされた。 統計的関連性の強さは、カテゴリー変数に対してχ2検定を用いることで測定した。 細胞数が少ない場合は、Fisher exact 検定を用いた。 連続変数間の差の統計的有意性は、歪んだ分布に対するWilcoxon順位和検定によって評価された。 交絡変数の評価には、ロジスティック回帰またはCox比例ハザードモデルを使用した。 リードの生存率はKaplan Meier分析(STATA 6.0)を用いて、log-rank検定に基づく有意性で評価した。

結果

患者データ

17年間の研究期間に合計123人の患者が、207件の心外膜リード移植について158件の手術を受けた。 リード植え込み時の年齢は1日～21歳（中央値4.1歳）であった。 リード移植時の平均体重は17kg（範囲1.4～87kg）であった。 ペースメーカーの適応は、術後の房室ブロックが50人（40%）、洞結節機能不全が39人（32%）、先天性完全心ブロックが23人（19%）、その他、抗不整脈薬による徐脈などが11人（9%）であった。 先天性心疾患を持つ103人のうち、37人は単心室であった。 残りの66名の先天性心疾患患者には、以下のものが含まれていた。 AV管（14例），大動脈外転位（8例），心室中隔欠損（VSD）（8例），複雑な左室流出路閉塞（7例），ファロー四徴症（6例），VSDを伴う大動脈浮動位（6例）． 二重出口右心室（5例）、ヘテロタクシー症候群および房室管（4例）、肺静脈還流部分異常（2例）、動脈洞（1例）、心筋症（2例）、左冠状動脈異常（1例）および心房中隔欠損（2例）。

ペーシングの特徴

最初に使用されたペーシングモードは、6人の患者でAAI、75人の患者でVVI、42人の患者でDDDであった。 心外膜リード207本のうち，177本は修復的または緩和的心臓手術から離れた時期に138回の手術で植え込まれたものである。 30本のリードは20例の開心術の終了時に植え込まれた。

手術と周術期の経過

心外膜リードは剣状突起下アプローチ（14％、心房4/心室25）、側胸部切開（29％、心房22/心室38）、胸骨切断（57％、心房34/心室84）により留置された。 58人の患者がペースメーカー植え込み後に1.4±1.7日の期間、胸腔チューブを留置していた。 孤立性ペースメーカー植え込み後の平均入院期間は3日（範囲1日～69日）であった。 リード移植後の全患者に平均48時間抗生物質が使用された。 4名の患者が退院前に血液培養が陰性の表在性蜂巣炎を発症し、7日間抗生物質の静注を受けた。 先天性心疾患のある他の2例はジェネレータ植え込み後に発熱し、血液培養が陽性となった。 抗生物質が4週間投与され、菌血症は速やかに治癒し、ペーシングシステムを継続して使用することが可能となった。

心外膜ペースメーカー植え込み後の院内死亡は3例であった。 未熟児、先天性完全心ブロック、および胎児水腫の患者2名は、未熟児肺疾患により二次的に死亡した。

植え込みデータ

心房のETは1.4μJ（0.01～10.6μJ）（ステロイド，1.13μJ，非ステロイド，2.2μJ，P=NS）であった． 植え込み時の心房感応は44本のリード線から得られた（2.9mV）。 心房リードのインピーダンスは335Ω（223Ωから748Ω）であった。 急性心室刺激閾値はステロイドリード（0.9μJ ）と非ステロイドリード（1.1μJ ）で有意差を認めなかった。 急性R波感知は125リードで行われた（11mV）。 心室リードのインピーダンスは403Ω（163Ωから1000Ω）であった。

フォローアップデータ

心外膜ペースメーカー植え込み後に退院した患者120名のうち、9名が転居しフォローアップから外れている。 早期再入院（<30 days）は13人の患者で発生した。 早期再入院の主な適応症は表在性蜂巣炎(7人)であった。 7人全員の血液培養が陰性で、抗生物質の静注に反応し、リード線および/またはジェネレータの除去は必要でなかった。 3例は心膜切開後症候群で再入院した。

遅発性ペースメーカー関連再入院（>30 days）は6人に起こった（表層性蜂巣炎と深部ペースメーカーポケット感染でリードとジェネレーターの除去が必要だった）。 ペースメーカーを装着した患者の後期死亡は5例であった。 2人のFontan患者は、低心拍出量と心室機能障害によるペースメーカー植え込み後、それぞれ7年目と9年目に死亡した。 心房粗動の既知のFontan患者1例は、不整脈と推定され突然死した。 ペースメーカーシステムに関連すると思われる後期死亡が2例あった。 右室二重出口、VSD、PS を有する新生児が Damus-Kaye-Stansel 術後に完全心ブロックを発症した。 10 日後に VVI ペースメーカーが植え込まれた。 自宅で元気に過ごしていたこの子は、5週間後に急死した。 別の新生児は，大動脈転位（レボトランスポジション），VSD，PS，先天性心ブロックを有し，VSD閉鎖，左心室-肺動脈コンジット，ペースメーカー植え込み後7週目に急死した．

平均追跡期間は、すべての心外膜リードが29か月（範囲1～207か月）、ステロイド溶出型リードが19か月（範囲3～61か月）であった。 42本のリードはフォローアップ期間が5年を超えていた。 26人の患者が、元の心外膜リードを使用した発電機交換のために少なくとも1回の再手術を受けた。 心臓の再手術時に選択的にリードを交換した患者は3人であった。

リードのペーシングとセンシングの特徴

1ヵ月後の心房刺激閾値は、ステロイド溶出リードで有意に良好だった(ステロイド 1.7 μJ ; 非ステロイド 4.1 μJ ; P=0.02)． 心房内ETは5年間比較的一定で（1.5μJ）、ステロイド溶出リードと非ステロイド溶出リードの間にそれ以上の有意差はなかった（図1）。 1ヵ月後と2年後の感知P波振幅はそれぞれ2.5±1.8mV（n=17）、3.2±2.5mV（n=17）であった（P=NS）。 ステロイドと非ステロイドのリード間では、どのフォローアップ間隔でも心房の感覚に観察可能な差はなかった。 同様に、心房リードのインピーダンスも、ステロイドリードと非ステロイドリードの間で急性期、慢性期の差は見られなかった（1ヶ月時：339±82Ω、1年時：364±82Ω、2年時：372±87Ω）。 左心房リード（放電時ET , 1.7 μJ ; 2年時ET , 2.3 μJ ）と右心房リード（放電時ET , 1.9 μJ ; 2年時ET , 1.5 μJ ）で刺激閾値に急性・慢性差を認めない（P=NS）．

心室刺激閾値は、急性期フォローアップではステロイド溶出リードで有意に良好だった（1ヶ月時：ステロイド、2.4μJ ; 非ステロイド、6.1 μJ ; P<0.01） と慢性経過観察（2年時：ステロイド, 1.9 μJ ; 非ステロイド, 4.7 μJ ; P<0.01） において、ステロイド溶出リードの方が有意に良好だった（図2）． 固有R波は移植1ヵ月後にステロイド溶出リードで大きくなったが（ステロイド, 8 mV ; 非ステロイド, 4 mV ; P=0.02 ）、慢性差はなかった（2年後, 5.6 mV )。 心室インピーダンスは急性期、慢性期ともに比較的一定であった（1ヵ月後、356±84Ω、1年後、382±94Ω、2年後、389±97Ω）。

リードの生存率

心外膜リードの失敗は、16%（207回の移植のうち34回）の頻度で起こった（表3）。 リードの故障までの平均時間は2.4±2.3年であった。 閾値の上昇がリード故障の最も一般的な原因であった。 ステロイド溶出型リードは2例（2.4％）しかexit blockのため断念せざるを得なかった。 1年、2年、5年の心外膜リードの生存率はそれぞれ96％、90％、74％であった。 心房心外膜リードと心室心外膜リードの間にリードの生存率に差は認められなかった（図3）。 ステロイド溶出型リードの5年生存率は83％であったが、非ステロイド溶出型リードの生存率は73％であった（図4）。 外科的アプローチはリードの不具合と有意な相関があった。 今回の研究期間中（20ヶ月間）、剣状突起下埋込型リード29本のうち1本も失敗しなかった（図5）。 退院時のETs≧3.0μJは早期のリード破損を予測した（相対リスク2.8 、P=0.02）。 心外膜リードをやり直した群と残りの心外膜リードを使用した群との間で、故障率に有意差はなかった。

考察

心外膜ペーシングは，小児，右左シャントが残存している患者，経静脈的にアクセスできない部屋を持つ患者ではしばしば必要となるが，ほとんどの子供は心内膜または心外膜システムのいずれかを持つことが可能である。 心内膜ペーシングは心外膜リードの植え込みよりも大がかりな手術は必要ないが、血管閉塞、房室弁の完全性、体格の成長によるリードの収容限界についての懸念がある。111617 しかし、これらのリスクは、従来の心外膜リードの高い急性および慢性刺激閾値、早すぎるバッテリー消耗とその後の手術の必要性によって、小児では一般に上回った58。 小児の心外膜リードを評価した先行研究は、患者数が少ないか、ヨウ化リチウム電池とステロイド溶出型リードの両方が導入される以前のシリーズであった8122021。

従来の心外膜リードによる過剰なペーシング閾値と高い出口ブロックの発生率は、おそらく心臓手術後の心外膜線維化、瘢痕形成、心膜癒着の組み合わせから生じている。 従来の非ステロイド心外膜リードは、植え込み閾値が0.5msで0.9Vを超えると、exit blockの45％のリスクとなる。5 リード送達システムにデキサメタゾンを追加すると、炎症反応と繊維性カプセルの形成が減少する2223。 ステロイド溶出型リード82本の本シリーズにおいて、我々は、以前に発表された小規模の心外膜シリーズと同程度の低いExit Blockの発生率（2.4%）を報告した24

心房内ETは、ステロイドおよび非ステロイド溶出型リードともに移植時から5年のフォローアップまで安定した値であった。 心房内圧の唯一の有意な低下は、ステロイド溶出性リードでは植え込み後1ヶ月に起こった。 これは、植え込み後1週間で心房パルス幅閾値の有意な減少を報告したJohnsらの研究12と同様であり、その後はほとんど変化していない。 心房用リードとは対照的に、非ステロイド心室刺激閾値は、急性期および2年後のフォローアップでステロイド溶出性リードより有意に悪かった。 ステロイド溶出リードと非ステロイド溶出リードの間に5年後のフォローアップで有意差がないのは、ペーシング閾値が非常に高いリードが除去され、より低いETリードに置き換えられたという、何らかの選択バイアスを反映していると思われる。 心室用ステロイド溶出リードのペーシング閾値に関する経時的な相対的一貫性は、以前に発表された小規模シリーズと同様である2425

心室用リードと比較してステロイド溶出リードの心房ペーシング閾値に長期の有意な改善が見られなかったことは、やや興味深いことである。 このコホートの患者のほとんどは、構造的な心臓病を患っており、多くの心臓手術を受けていた。 これらの患者の心房は、デキサメタゾンの単純な追加では克服できない重大な “瘢痕化 “をしている可能性がある。

ステロイドリードが日常的に使われるようになる前は、心外膜リードの5年生存率は40%から70%であった。920 ステロイド心内膜リードではリードの生存率が向上するかもしれないが、ステロイド心外膜リードと心内膜リードの長期比較は実施されていない。 本研究のユニークな点は、剣状突起下リードでリードの故障がゼロであったことである。 胸腔切開を避けることにより、呼吸や腕の動きによって心外膜リードにかかる日々の牽引を最小限に抑えることができる。 しかし、一般に剣状突起下からの心房リードの植え込みはより困難であり、そのためには通常、胸骨または胸郭の限定切開が必要である。 退院時のETが3.0μJ以上であれば、リードの故障が予測されるという観察は、術中のリードの評価が日常的に行われていなかった初期の経験を反映している。

複雑な心奇形の外科的修復がより若い年齢で行われているため、ペースメーカーを必要とする小児の割合が増加していることが予想されます。 ペースメーカー植え込みの主な目標は、安全にペーシングでき、組織を適切に感知できる最小限のETを達成することである。 本研究では、17年以上にわたって植え込まれた心外膜リードの大規模コホートにおいて、許容可能なペーシングとセンシングの閾値と低いリード故障率が報告された。 ステロイドリード、特に心室リードは、バッテリーの消耗とその後の手術の可能性を著しく減少させた。 ペースメーカーを必要とするほとんどの小児は、生涯にわたってペースメーカーを必要とする。 小児循環器医として、我々は特定のリード/ジェネレータの直接的な結果だけでなく、生涯にわたってペーシングを行うための最良の方法を考えるべきである（より重要なことである）。 体重15kg以上のほとんどの子供には心内膜リードを埋め込むことは技術的に可能ですが、子供が大きくなり、胸部/頭蓋静脈がより発達したときに心外膜リードを使用することは、より慎重なアプローチであり、長期にわたる血管や弁の損傷を最小限に抑えることができるかもしれません

先天性心疾患における房室ペーシング。