心臓ペースメーカー

心臓ペースメーカー（米GUIDANT社製）

心臓ペースメーカー（しんぞうペースメーカー）は一般的に心臓に対する電気刺激発生装置のことで、バッテリーとICを含む本体部分とリード線から成るシステムの総称。

恒久的な使用を前提とした体内植込み式のものと、一時的な使用を前提とした体外式のものがある。心筋に人工的な刺激を与えることで必要な心収縮を発生させる。

概要

不整脈の中には、洞不全症候群や房室ブロック、心房細動などに代表される徐脈を起こす疾患群がある。これらの不整脈の一部には放置すると心不全を合併したり、致死的な心停止に発展する可能性のある病態が存在する。心臓ペースメーカーは、このような場合に、適切な機能を喪失した本来の心臓の刺激伝導系に代わって心筋を刺激し、必要な心収縮を発生させる治療に使用される医療機器である。

歴史

最初のペースメーカーは、1932年、アメリカの生理学者であるアルバート・ハイマンにより開発された。ハイマンの作ったものは手回しによって発電し、その電気ショックを心臓に送って心筋を動かすものである。ハイマン自身はこの装置に「Artificial pacemaker（人工ペースメーカー）」と名づけた。このペースメーカーという言葉が後に広く使われることとなる。

初期のペースメーカーは、1950年にカナダ人の技術者ジョン・ホップス (John Hopps) によって設計・製作された。これは、使用者にとって大きな苦痛を伴った。1950年代後半の心臓ペースメーカーは大きくかさばり、商用電源を利用しなければならなかった。停電時は装置が停止する危険性があり、患者は生命の危険に晒されるというリスクがあった。また当時のペースメーカーは、一定時間ごとに電気ショックを心筋に流すだけであり、血流や血圧の状況に応じて電流・電圧を制御することが出来なかった。

1958年には、スウェーデンのRune Elmqvistらによって、体内植込み式の心臓ペースメーカーが試作された。しかしこの植込み式のペースメーカーも、動作電源が問題となった。当時ペースメーカーの電源に用いられた水銀電池の電源寿命はこの用途ではおよそ2年であり、2年ごとにペースメーカーの電池を取り替えるため大規模な手術を施さなければならず、患者に大きな負担を強いることになった。

1960年代になると、動作電源の問題を解決するため、電源に、プルトニウムの放射性同位体であるプルトニウム238の原子力電池が用いられるペースメーカーが開発された。 プルトニウム238は崩壊モードがアルファ崩壊のため、ベータ線やガンマ線の放出が少なく放射線の遮蔽が非常に簡単で、それでいて半減期が87.7年と長い。そのため一度プルトニウム電池を用いたペースメーカーを植込めば、半永久的に取り出す必要がないという大きなメリットがあった。 この原子力電池を用いたペースメーカーは、放射性同位体を使うための手続きや国によっては法的な問題もあったが、手術をして電池を取り替える必要がないメリットの方が大きかったために、欧米では数千個もの原子力駆動のペースメーカーが出回った。当時のペースメーカーを2008年現在も使用している人もおり、機械的な故障を除けば、電源面では実働30年以上の耐久性がある。

1970年代初頭になるとリチウム電池の性能が上がり、各種手続きの面倒な原子力電池の代わりにペースメーカーの電源のために使われるようになった。現在のペースメーカーでもリチウム電池だと寿命が長くても10年程度と、生涯取り出す必要のない原子力電池と比べると短命だが、それでも水銀電池よりも長い期間安定した電力が取り出せ、放射性でないために規制も少なく、以降ペースメーカーの電源用として国を問わず広く使われている。

2005年には血液中のグルコースで発電する燃料電池が発表されたため、実用化されれば電池交換は不要になると推測される。

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電磁波による影響

現在広く普及しているペースメーカーは、電池寿命が約8年と長い。また、患者の心臓の状態や重症度に応じ、電気刺激のモードを変更して使用するのが一般的である。モードを変更する場合は専用の装置 (Programmer) を使用し、ペースメーカーへ向けてモード変更の磁場を照射することによって変更を行う方法が一般的である。このモード変更は、ペースメーカーを患者の体内に植込んだままの状態で行うことが可能である。

携帯電話

日本では、公共交通機関や病院等で、携帯電話・PHSがペースメーカーに対して影響を及ぼすとした携帯電話のマナー啓発キャンペーンが大規模に行われている。しかし、携帯電話が原因で心臓ペースメーカー使用者が死亡した事故は、2006年時点で一例も報告されていない。

携帯電話通信方式の世代交代によって干渉のリスクはさらに大きく下がっており、またペースメーカーにも日々干渉防止の改良が施されている。2006年に行われた調査では、800MHz帯の電波を利用した端末の最大干渉距離は3cmである。これは干渉が起こる最大の距離であり、それ以上離れると干渉は起こらなかった。また、いずれも携帯電話端末を遠ざければ正常に回復することが確認された。このため現在一般的に市販されている携帯電話では、余程ペースメーカーに密着させるような形にならない限り、干渉することはない。

また、2010年5月に発表された総務省による調査結果（HSUPA方式の携帯端末を対象）でも、心臓ペースメーカ等への植込み型医療機器への動作の影響を与えないことが確認された。

医療機器による影響

ペースメーカー埋め込み患者に対して、 MRI検査は禁忌である。 また、一部機種でX線 CT検査で設定内容のリセットや、オーバーセンシングが起きる不具合事象が報告されている。該当機種の使用者は検査を受ける際には医師・診療放射線技師に相談することが望ましい。

その他の電子機器

その他にも心臓ペースメーカーに影響を与える可能性が指摘されている電磁波を発生させる機器がいくつかある。以下は総務省や厚生労働省で影響の可能性が指摘され、万引き防止装置、IH調理器、違法無線、全自動麻雀卓等の一部の機器では実際に、ペースメーカー停止による虚血性貧血やペースメーカーのプログラムリセットがされる深刻な影響が出たケースがある。さらに、アーク溶接や、芝刈り機、チェーンソー等のエンジン類など、作業環境で使用される機器は危険性が高く、医師やペースメーカー製造元から使用を禁止されている。

• 電波センサー式自動ドア、電波感知式電動シャッター
• 電子商品監視機器（万引き防止装置）

  書店やレコード店、家電量販店や図書館などに設置

• 電磁調理器

  IHコンロ、IH炊飯器など

• 全自動麻雀卓
• 空港などの金属検知器、
• 非接触ICカード機器、RFID機器

  交通機関、セキュリティシステムなど

• 無線LAN
• 磁気浮上式リニアモーターカー（JR方式）
• 違法CB無線
• 自動車のスマートエントリー - 一部メーカーではサイトに注意表示がある。

関連項目

• 自動体外式除細動器 (AED)
• 植込み型除細動器 (ICD)
• 両心室ペーシング機能付き植込み型除細動器 (CRT-D)
• 電気的除細動
• 脳深部刺激療法
• 心臓
• 人工心臓
• 優先席
• カーボンマイクロコイル (CMC)

外部リンク

• 厚生労働省 医薬品・医療用具等安全性情報185号
• 総務省 電波の医用機器への影響に関する調査結果　2005年8月11日
• 総務省 電波の医療機器等への影響に関する調査結果について 2007年4月24日
• 総務省 電波の医療機器への影響に関する調査結果 2008年5月30日
• 日本不整脈デバイス工業会（旧ペースメーカ協議会）