超声洁治对心脏起搏系统影响的体外实验和临床观察

黎美超 阮 宏 顾章愉 王 蔚 张逸群 龚逸明

（1复旦大学附属中山医院口腔科 上海 200032；2嘉贝尔口腔中心 上海 200031；3复旦大学附属中山医院心内科 上海 200032；4波科国际医疗贸易有限公司 上海 200001）

龈上洁治术（supragingival scaling）是用洁治器械去除龈上牙石、菌斑和色素，并磨光牙面，以延迟菌斑和牙石再沉积［1］，是牙周基础治疗的第一步。洁治器械分为手用洁治器和超声波洁牙器两种。超声波洁治术是通过超声波的高频振荡作用去除牙石和菌斑，具有高效、优质和省时省力的特点［2］，是目前临床上广泛采用的一种洁治方法。随着心脏起搏疗法应用的日益广泛，植入各种类型心脏起搏器的患者越来越多。在这些植入起搏器的患者中，因患有慢性牙周疾病需进行龈上洁治术者占有一定的比例。然而，以往的研究认为超声洁治术可能影响起搏器的感知功能而造成干扰，禁用于置有心脏起搏器的患者［3］。鉴于人们对牙周维护的日益重视和超声洁治工作原理的改进，我们认为有必要重新评估超声洁治术对心脏起搏器植入患者的影响。本研究首先进行体外模拟实验，在此基础上进一步开展临床试验，以探讨超声洁治对心脏起搏系统的影响，为心脏起搏器植入患者这一特殊人群的口腔健康维护提供一个便利的途径。

资料和方法

仪器和设备 起搏器为普通治疗缓慢型心律失常的脉冲发生器，分别为美国 Medtronic（KDR701）、Vitatron （T70）和 St Jude（ZephyrTMXL DR5826）及相应的程控仪。内置式压电陶瓷超声洁牙机（瑞士EMS公司，振动频率为25～32 kHz，输出功率10～15W）。

体外实验

心脏起搏器体外联通回路装置 将脉冲发生器与双极心房、心室电极导线联接形成回路，且外接模拟人体的500Ω电阻，置于牙科椅上大约人体心脏的位置，调整心房、心室电极与脉冲发生器的距离为15～20cm（模拟人体内两者之间的距离，图1）。

测试过程 用程控仪将脉冲发生器程控为双极以模拟双极DDDR起搏模型进行测试。将程控探头放置在脉冲发生器上，对超声洁牙机不同状态下起搏系统感知功能及参数变化进行测试。包括：（1）超声洁牙机关闭状态；（2）超声洁牙机工作状态（在回路旁25～30cm处开启超声洁牙机，图2）：高功率（15W）、中功率（12．5W）和低功率（10W）。分别记录在洁牙机不同状态下脉冲发生器的输出波形和起搏系统的参数变化。

图1 体外连接回路Fig 1 A pacemaker loop in vitro

图2 监测超声洁牙机工作状态下的心脏起搏器腔内心电图Fig 2 Monitor the pacemaker intracardiac electrocardiogram when the ultrasonic scaler is running

临床试验

研究对象 2011年12月至2012年5月间，在患者知情同意的前提下，选择来复旦大学附属中山医院心内科起搏器门诊就医的患者11例（男6例，女5例），均为植入永久心脏起搏器且患有慢性牙周炎的患者，年龄51～67岁，平均年龄60．6岁。其中Ⅲ°房室传导阻滞2例，病窦综合征（sick sinus syndrome，SSS）8 例，持续心房颤动（auricular fibrillationAF1例；轻度牙周炎患者3例，中度牙周炎患者6例，重度牙周炎患者2例。患者的临床资料及起搏器类型见表1。

诊断标准 轻度牙周炎：牙龈有炎症和探诊出血，牙周袋≤4mm，附着丧失1～2mm；中度牙周炎：4mm＜牙周袋≤6mm，附着丧失3～4mm，牙齿可能有轻度松动，牙龈有炎症和探诊出血；重度牙周炎：牙周袋＞6 mm，附着丧失≥5mm，牙多有松动［3］。

表1 11例患者临床资料Tab 1 The source of 11clinical patients

纳入标准 植入心脏起搏器并患有慢性牙周炎，否认其他系统性疾病的患者。

实验方法 （1）洁治前向患者介绍超声洁治的原理及必要性，消除患者的紧张情绪，并签署知情同意书。洁治前2 h服用广谱抗生素（头孢氨苄缓释片0．25 g）。（2）起搏模式保持术后默认状态［其中8名患者为房室全能型（DDD）模式，3名患者为心室同步R波抑制型（VVI）模式］，基础起搏频率、心房和心室感知灵敏度及频率应答功能均保持患者默认参数不变，所有患者的心房和心室感知极性均程控为单极感知（旨在模拟起搏器最易受外界干扰的状态）。（3）对植入起搏器患者实施超声洁治术，记录洁治前、中和后3个时间段植入起搏器患者的不适反应、体表心电图、腔内心电图和起搏器参数。请心内科及起搏器公司相关技术人员对记录结果进行分析。

结 果

模拟人体起搏系统回路的体外实验 起搏器在洁牙机关闭和工作状态以及不同功率状态下，其感知功能未受到任何干扰。图3显示了Vitatron（T70）起搏器在洁牙机处于不同状态时获得的腔内心电图，均未见任何变化，无过感知现象发生，基线稳定，无杂波。在超声洁牙机的不同工作状态下，起搏器的设置参数同样未见任何变化（表2）。

图3 Vitatron（T70）起搏器在超声洁牙机不同功率状态下的腔内心电图Fig 3 The intracardiac electrocardiogram of Vitatron （T70）pacemaker at different powers

表2 超声洁牙机不同状态下心脏起搏器的参数设置Tab 2 The pacemaker parameter at different powers（Medtronic KDR701）

临床实验 11例植入心脏起搏器患者接受超声洁治时间为15～40min，平均为28min。在洁治前、中、后3个时间段患者均未出现头晕、心悸和恶心等不适反应。

植入心脏起搏器患者在接受超声洁治前、中、后所记录的腔内心电图除了心房起搏（AP）和心室起搏（VP）信号外，未见到心房感知（AS）或心室感知（VS）信号，均无感知不良、过感知、起搏频率改变或失夺获等干扰现象的发生，其中第2例患者在超声洁治过程中出现一次房性早搏，被正常感知。由于肌电位干扰，患者的体表心电图出现基线不稳及杂波的现象（图4）。

图4 第1例患者体表（★）及腔内（▲）心电图Fig 4 The surface electrocardiogram （★）and intracardiac electrocardiogram （▲）of the first patient

另外，在超声洁治过程中，如患者中途吐水，其腔内心电图会有所干扰，但只表现为起搏器程控为单极的时候，程控为双极时则无干扰出现。

所有患者超声洁治前、中、后3个时间段的起搏系统设置参数均未见任何变化。

讨 论

据2005-2007年第3次全国口腔健康流行病学调查报告资料显示，我国国民牙石检出率在12岁的未成年人中为59．0%，35～44岁的中年人为97．3%，65～74岁的老年人为88．7%［4］。为了有效地维护广大患者的牙周健康，牙周洁治术显得尤为重要。超声洁治术是去除口腔牙石和菌斑的一种有效的治疗方法，已经取代传统的手工洁治术成为现代口腔牙齿洁治术的潮流。根据传统观念，口腔临床医师对植入心脏起搏器的患者进行超声洁治持谨慎态度，原因是超声洁牙机产生的电磁辐射可能干扰起搏器的正常起搏功能；而植入起搏器患者对超声洁治同样具有恐惧心理，对口腔健康维护产生了一定的负面影响。

超声洁牙机是由超声波发生器（主机）和换能器（手机）两部分组成。超声波发生器发生振荡，并将功率放大，然后将高频电能转换成超声振动，每秒达2．5～3万次以上，通过换能器工作头的高频振荡清除牙石［1］。根据换能器的不同，超声洁牙机大致分为两类：磁致伸缩式和压电陶瓷式。以往研究认为磁致伸缩式超声洁牙机对心脏起搏器的功能有影响［5］，是由于磁致伸缩式超声洁牙机通过电磁能向机械能的转换而发生高频振荡作用。

人工心脏起搏器由一个脉冲发生器和与之相连的金属导线组成，能按需要发放一定能量的脉冲电流刺激心脏，使心脏产生有节律的收缩。由于心脏起搏器是一种精细的电子设备，其工作性能可受强磁场或异常电流的干扰而影响正常功能。起搏系统受外界强磁场干扰后可能会出现以下3种情况［6］：（1）临时性干扰，表现为磁铁频率。只要离开受影响的区域，模式和参数等会自动转回正常。（2）电重置，一旦发生电重置，即便离开受影响的环境，也不会自动转回原来的正常参数，需要通过程控才能恢复。（3）起搏系统损坏（包括起搏器奔放等）［7］，具有不可逆性，其起搏参数的表现不能确定，根据损坏部件的不同而异。

目前，国内外对超声洁牙机是否影响心脏起搏器功能的说法各异。Simon等［8］和 Dodinot等［9］的体外实验认为超声洁牙机不干扰心脏起搏器功能，而 Roedig等［10］和 Adams等［11］通过实验却发现了与之相反的结果。杨宝珠等［12］对29例植入心脏起搏器的患者进行超声洁治并同时进行心电图监测，认为超声洁治对起搏器的起搏功能及患者的起搏心电图皆无影响。在国内，临床上大多采用压电陶瓷式超声洁牙机，工作原理是通过电能向机械能直接转换，不存在可能影响起搏功能的电磁场；另外，由于起搏器制造技术的进步，也存在其本身抗电磁干扰的可能性。

鉴于以上认知，本研究的体外实验部分首次通过模拟人体洁治时的位置状态，在体外进行超声洁治对心脏起搏器的干扰试验。考虑到超声洁牙机在不同工作状态可能对起搏器造成不同的影响，我们分别在洁牙机工作和关闭状态以及不同功率下监测了起搏器的腔内心电图，结果证实在不同工作状态下，超声洁牙机对心脏起搏系统无任何不良影响。

临床试验结果同样发现植入心脏起搏器的患者在洁治前、中、后3个时间段均未发现任何感知不良、过感知、起搏频率改变或失夺获等干扰现象，腔内心电图和起搏器设置参数也无明显变化。体表心电图出现杂波是由于洁治过程中患者的体表肌电位变化所致；而腔内心电图所出现的干扰现象与患者在洁治过程中的吐水动作有一定的关联，与超声洁牙机的工作无直接的相关性。该结果可能与本研究采用的单极感知回路有关，单极的感知回路为起搏器机壳位置到心内膜电极头端，感知环较大，约15～20cm，容易受患者体位变化等外界因素干扰；而双极的感知回路为心内膜电极头端到电极阳极环，仅1cm左右，不易受外界干扰。在试验中，我们发现如将心脏起搏器程控为双极，要求患者重复进行吐水动作，腔内心电图的干扰现象消失。

需要注意的是，牙结石及其表面有大量细菌，尽管超声洁治创伤小，但难免损伤牙龈，可能引起短暂的菌血症。如果细菌停留于起搏器的导管，则可能引发导管炎。因此，超声洁治前患者需服用一定剂量的抗生素以预防导管炎的发生。

本研究结果初步证明压电陶瓷式超声洁牙机对植入心脏起搏器患者进行超声洁治具有一定的可操作性及安全性。随着人们对牙周维护的日益重视，彻底消除口腔临床工作者和患者的顾虑，解除对心脏起搏器植入患者超声洁治的禁忌，还需要更全面的系统性研究。

［1］ 孟焕新，吴亚菲，李德懿，等．牙周病学［M］．北京：人民卫生出版社，2008：213－216．

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［12］ 杨宝珠，陈素华，张闻莉，等．植入心脏起搏器患者口腔治疗前后心电监测对比研究［J］．中华老年口腔医学杂志，2004，2（3）：40－42．