심박 조율기의 종류

심박수 유지를 위한 의료 기기에는 여러 종류가 있습니다. 모든 기기는 심장의 생리적 기능을 유지하는 주요 기능을 수행합니다. 각 심박 조율기는 고유한 작동 방식을 가지고 있습니다. 심박수에 이상이 발생하면 기기는 근육에 전하를 전달하여 필요한 심박수를 회복시킵니다. 장기가 정상적으로 기능하면 심박 조율기가 이를 조절하지만, 이상이 발생하면 즉시 작동하여 병적인 상태를 교정합니다.

심장 박동 조절기의 주요 유형을 살펴보겠습니다.

• 일시적 - 심박수 교정이 시급할 때(급성 심근경색, 서맥, 빈맥) 사용됩니다. 심장 기능 진단 및 수술 전 단계에 필요합니다.
• 외부 - 다양한 징후에 따라 심장 리듬을 교정하는 데 사용되는 일시적인 장치입니다. 이 장치는 흉부와 심장 돌출부(척추와 왼쪽 견갑골 사이)에 부착되는 체적 전극으로 구성되어 있습니다. 통증 질환 진단 및 예방에 적합합니다.
• 이식형 - 티타늄 또는 기타 신체에 불활성인 합금 외피를 가진 소형 장치입니다. 대흉근 아래 쇄골하 부위에 이식합니다. 수술은 국소 마취 하에 진행되며, 전극은 쇄골하정맥을 통해 심장의 심실로 연결됩니다.
• 단일심실(Single-chamber) - 심실에 전극이 하나만 있는 가장 일반적인 유형의 심박조율기 중 하나입니다. 초기 모델은 특정 심박수에서만 작동했습니다. 하지만 최신 기기는 필요에 따라 심박수를 조절하도록 설계되었습니다.
• 이중심실(Dual-chamber) - 심실과 심방에 두 개의 전극을 삽입하는 방식입니다. 이는 심방의 생리적 동시 수축을 유도합니다. 이 유형의 심박조율기는 단일심실(Single-chamber) 심박조율기에 비해 환자에게 가장 편안한 것으로 간주됩니다.
• 3심실 및 4심실 – 정해진 순서의 심실을 자극합니다. 생리적인 심장 내 혈류역학을 제공하고 심각한 병리에서 심실의 비동기화를 제거합니다.

위에서 설명한 분류 외에도 장치는 기능에 따라 구분됩니다.

• 심장 박동 조절기 - 심장의 리듬을 올바르게 조절합니다.
• 심장 전환기 제세동기는 심장의 리듬을 조절하고, 부정맥 발작을 멈추고, 심실 세동을 발생시킵니다.

기기마다 가격도 다릅니다. 최신 모델일수록 가격이 높아집니다. 다음과 같은 가격대로 구분됩니다.

• 다양한 기능을 갖춘 수입 모델은 보통 3~4개의 챔버로 구성되며 무선으로 작동합니다. 완벽한 라이프스타일을 제공하지만, 에너지 소비 증가로 인해 수명이 짧습니다.
• 가격 대비 품질 면에서 가장 좋은 선택입니다. 대부분 2챔버 ECT와 최신 버전의 1챔버 ECT입니다.
• 구식 모델은 신뢰성과 비교적 저렴한 가격으로 구별됩니다. 하지만 기능, 사용 편의성, 외관이 떨어집니다.

의사와 환자는 최적의 심박조율기를 선택하기 위해 협력합니다. 의사는 의학적 징후뿐만 아니라 환자의 능력과 희망을 고려하여 기기 모델을 선택합니다.

단일 챔버 페이스메이커

기관의 한쪽 방(심실 또는 심방)만 자극하는 활성 전극을 가진 인공 심박조율기를 단일 심박조율기라고 합니다. 이 장치는 매우 간단하며 여러 종류가 있습니다.

• 주파수 적응형 - 신체 활동 중 주파수를 자동으로 높입니다.
• 주파수 적응 없이 - 자극은 일정하게 설정된 주파수에서 수행됩니다.

이 장치의 가장 큰 단점은 심방은 리듬을 유지하는 반면, 심실과 심방의 수축은 일치하지 않을 수 있다는 것입니다. 이로 인해 심실의 혈액이 심방과 혈관으로 흘러들어갑니다. 즉, 이 장치는 심실과 심방의 조화로운 작용을 보장하지 못합니다.

이 장치를 설치하는 주된 목적은 우심실을 자극하는 것입니다.

• 심방세동의 영구적 형태.
• 동염증후군.

이식 시 전극은 좌심실이나 우심실 중 어느 곳에나 설치할 수 있습니다. 그러나 단일 챔버 장치는 현재 사용이 제한적이며, 기능이 확장된 최신 모델이 출시되고 있습니다.

또한, 가장 간단한 이중 챔버 심박조율기조차도 단일 챔버 자극 모드로 작동할 수 있습니다. 단일 챔버 장치의 가격은 가장 간단한 모델은 약 200달러, 더 최신 모델은 500달러부터 시작합니다.

듀얼 챔버 페이스메이커

주파수 적응형 조절 여부와 관계없이 심장의 양쪽 방을 감지하고 자극하는 장치를 이중 방 심박조율기라고 합니다. 전극 하나는 심방에, 다른 하나는 우심실에 삽입됩니다. 이는 모든 혈액 순환 연결 고리를 자극하여 심장의 원활한 활동과 적절한 혈류를 보장합니다.

이중초점 심장 페이싱에는 다음과 같은 유형이 있습니다.

• 심방실-심내막 전극을 우심방과 우심실에 삽입합니다.
• 이심방 - 전극 하나는 우심방 부속물에 삽입하고, 두 번째 전극은 관상동맥동의 좌심방에 동기화된 전기 자극을 주는 데 필요합니다.

이중심실 장치와 그 이전 모델인 단일심실 장치의 주요 차이점은 심방과 심실의 수축이 동시에 일어날 때 심방과 혈관으로의 혈류가 차단된다는 것입니다. 심박조율기는 심방과 심실의 리듬을 조율하고 조절하여 수축의 자연스러운 리듬을 설정합니다. 먼저 심방, 그다음 심실의 수축이 이루어집니다.

이 장치는 DDDR 또는 DDR 모드로 작동한다는 점도 고려해야 합니다. 즉, 이 장치는 리듬 조절 빈도뿐만 아니라 방실 수축 지연 시간도 변경합니다. ECS는 기관의 전도 기능이 손상되더라도 혈관이 완전히 채워지도록 보장합니다.

듀얼 챔버 페이스메이커의 주요 적응증:

• 분당 맥박수가 40회 미만인 심박수 감소증.
• 모르가니-아담-스토크스 증후군.
• 2도 및 3도 AV 차단.
• 불완전한 봉쇄.
• 경동맥동 증후군.
• 신체 활동 중 심근 수축 기능에 심각한 장애가 발생합니다.
• 심박수가 느려지거나 빨라지는 병리 현상.
• 시간대성 무능력(운동 중 심박수 증가가 충분하지 않고 휴식 시 과도한 수축)

위의 적응증 외에도, 심전도 기록과 같은 추가 기능이 필요할 때 이 장치를 이식할 수 있습니다. 이 장치를 사용하면 최소한의 금기 사항으로 활동적인 라이프스타일을 누릴 수 있습니다. 하지만 추가 기능을 사용하면 ECS 배터리가 빠르게 방전될 수 있다는 점을 고려해야 합니다. 이 장치는 단일 챔버 장치보다 1.5~2배 더 비쌉니다.

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3실 심장 박동 조율기

심장의 세 개의 방을 특정 순서로 자극하는 최신 세대의 심박조율기는 3방 심박조율기입니다. 이 장치는 심장의 방들을 통해 혈액이 생리적으로 흐르도록 합니다.

이 장치는 세 개의 전극으로 구성되어 있으며, 하나는 심방에, 다른 두 개는 좌심실과 우심실에 부착됩니다. 이는 심장 재동기화를 유발하여 심장 전체에 정상적인 혈류를 생성합니다. 이 장치는 단일 및 이중 심실 자극 모드로 작동할 수 있습니다.

사용 지침:

• 심장 활동의 중단(재동기화).
• 심박수 감소 또는 심한 심박수 감소로 인한 심장실의 비동기화.
• 장기 저장량이 고갈되어 딱딱한 동맥 박동 리듬이 발생합니다.

일반적으로 3챔버 장치는 센서와 부분 적응 기능을 갖추고 있습니다. 센서는 호흡수, 신경계 활동, 체온에 대한 정보를 수집합니다. 수신된 데이터를 분석하여 장치의 최적 작동 모드를 선택할 수 있습니다. 장치 가격은 제조업체와 기능에 따라 달라집니다. 이전 세대 ECS와 비교했을 때 3챔버 장치는 가격이 가장 높습니다.

임시 심장 박동기

심박수 이상으로 인한 사망을 예방하는 치료 및 예방 방법 중 하나는 임시 심박조율기를 착용하는 것입니다. 외부 인공 심박조율기는 다음과 같은 경우에 소생술사가 설치합니다.

• 부정맥.
• 완전한 봉쇄.
• 실신과 관련된 느린 심박수.
• 심근경색.
• 심실빈맥은 심박수 감소 및 기타 생명을 위협하는 병리의 배경이 됩니다.

정맥 접근이 원활하지 않고, 출혈성 소인 및 항응고제 치료를 받는 경우에는 일시적인 심장 리듬 자극을 시행하지 않습니다.

이 장치는 구급차나 중환자실에 설치됩니다. 임시 심박조율기를 삽입하는 동안 의사는 말초 정맥에 카테터를 삽입하여 심폐소생술 모니터링을 위한 환경을 조성합니다. 전극은 내경정맥 또는 쇄골하정맥을 통해 삽입됩니다.

환자의 상태가 정상으로 돌아오면 신체에 대한 종합적인 검사를 실시하고, 필요한 경우 영구적인 심장 박동 조절기를 이식합니다.

심장 박동기 제세동기

심실세동을 감지하고 제거하는 기능을 갖춘 ECS는 이식형 심장 박동 조율기(ICD)입니다.

ICD 사용에 대한 주요 지표:

• 생명을 위협하는 부정맥.
• 심장의 전기 시스템을 손상시키는 심장마비.
• 갑작스러운 심장마비 병력과 재발 위험.
• 선천적 심장 결함.
• 긴 QT 증후군.
• 브루가다 증후군.

이 장치는 생명을 구합니다. 전기 펄스 치료 없이 심실세동이 발생하면 5%의 경우 사망에 이르기 때문입니다. 즉, 이 장치는 심장이 멈췄을 때 심장을 다시 뛰게 하고 심박수를 정상화합니다.

심장 박동 조절기 제세동기의 작동 원리

제세동기 기능을 갖춘 인공 심박조율기의 작동 원리는 심장 수축을 모니터링하고 필요한 경우 정상화한다는 것입니다. 심박조율기에는 전극이 달린 전선이 심실에 삽입되어 있습니다. 이 장치는 심박수를 추적할 수 있는 전기 신호를 생성합니다.

부정맥이 감지되면 저에너지 방전이 발생하여 장기 기능이 정상화됩니다. 리듬이 회복되고 기기는 모니터링 모드로 작동합니다. 고에너지 자극은 통증을 유발할 수 있습니다.

외부 심장 박동기

사망을 예방하기 위해 고안된 외부 장치는 체외형 심박조율기입니다. 이 장치는 심장이 뛰는 것을 멈추거나 심박수가 생명을 위협할 정도로 느려질 때 설치됩니다.

이 장치는 일시적인 막힘, 심장 리듬과 전도의 일시적인 장애를 동반한 급성 심근경색, 약물 과다 복용 시에 필요합니다.

체외 심박조율기는 고저항 체적 전극을 사용합니다. 이 전극은 흉벽의 전후방에 부착됩니다. 이 장치는 20~40ms에서 최대 200mA까지 지속되는 고진폭 펄스를 생성합니다. 이 심장 자극 시술은 심내막 자극에 비해 상당히 고통스럽지만, 감염 합병증, 혈전증 및 출혈, 기흉 또는 심장 천공을 예방할 수 있습니다.

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무선 심장 박동기

2016년, 미국 식품의약국(FDA)은 세계 최초의 무선 심박조율기인 마이크라(Micra)의 양산을 승인했습니다. 메드트로닉(Medtronic)이 개발한 이 기기는 심장 질환 환자 관리에 있어 획기적인 발전을 이루었습니다.

인공 심박수 조절 장치를 사용하면 심장 박동 장애를 제어할 수 있습니다. 이 장치는 추가 전선 없이 심장에 직접 삽입됩니다. 이식은 대퇴 동맥을 통해 심장의 우심실에 이루어집니다. Micra 설치 수술은 약 30분 정도 소요되며, 수술 없이 배터리를 교체할 수 있습니다.

장치 설치에 대한 표시:

• 심방세동.
• 심방세동.
• 심박수 감소-빈맥 증후군.

이 장치는 환자에게 절대적으로 안전하지만 그럼에도 불구하고 합병증의 위험이 있습니다. 즉, 심장 박동 조절기 위치 변경, 심장 마비, 하지의 심부 정맥 혈전증, 폐색전증 등이 발생할 수 있습니다. 이러한 합병증은 환자의 7%에서 발생했으며 추가 치료를 위해 입원이 필요했습니다.

이 장치의 모든 장점에도 불구하고, 설치에는 금기 사항이 있습니다. 무선 심박 조율기는 장치 작동에 영향을 줄 수 있는 다른 장치가 체내에 있는 경우 이식할 수 없습니다. 환자의 혈관이 7.8mm 가이드 카터를 수용할 수 없는 경우에는 장치를 설치하지 않습니다. 금기 사항으로는 비만, 헤파린 항응고제에 대한 개인적인 불내성, 장치 본체의 재질 등이 있습니다.