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除細動とは、異常に速い心拍数（頻脈）やその他の不整脈を、電気や薬物を用いて正常なリズムに戻す医療処置のことです。
同期式電気的除細動は、心周期の特定の瞬間に治療量の電流を心臓に流し、心臓の電気伝導系の活動を回復させる。（除細動は、心周期のランダムな瞬間に治療量の電流を心臓に流すものであり、心室細動および無脈性心室頻拍に伴う心停止に対する最も効果的な蘇生法である。[ 1 ]）薬物除細動（化学的除細動とも呼ばれる）は、電気ショックの代わりに抗不整脈薬を使用する。 [ 2 ]
同期式電気的除細動を行うには、2つの電極パッド（または、従来型の手持ち式「パドル」）を使用します。各パッドは、生理食塩水ベースの導電性ゲルが塗布された金属板で構成されています。パッドは患者の胸部に貼るか、1つを胸部に、もう1つを背中に貼ります。これらはケーブルで、心電図表示画面と除細動器の電気機能を兼ね備えた装置に接続されます。同期機能（手動操作または自動操作）により、除細動器は、心電図のQRS波のR波に対応する心周期の最適なタイミングで、パッドを介して、あらかじめ定義されたミリ秒数にわたって選択された量の電流による除細動ショックを供給します。
R波に合わせてショックを与えることで、心周期の脆弱期（または相対不応期）にショックが加えられることを防ぎ、心室細動の誘発を回避できます。患者が意識のある場合は、鎮静剤を用いて処置をより容易にするために様々な薬剤が用いられることがよくあります。しかし、患者の血行動態が不安定な場合や意識不明の場合は、不整脈が確認され次第、直ちにショックが与えられます。選択的処置として同期式電気的除細動を行う場合は、洞調律が回復するまで薬物療法と併用してショックを与えることができます。処置後は、洞調律が安定していることを確認するために患者をモニタリングします。
同期式電気的除細動は、心房細動や心房粗動を含む、血行動態が不安定な上室性（または狭QRS）頻拍の治療に用いられます。また、脈拍が触知できる場合、心室頻拍を含む広QRS頻拍の緊急治療にも用いられます。無脈性心室頻拍および心室細動は、除細動と呼ばれる非同期式電気ショックで治療されます。洞性頻脈には電気療法は不適切であり、洞性頻脈は常に鑑別診断に含めるべきです。
さまざまな抗不整脈薬を使用して、心臓を正常な洞調律に戻すことができます。[ 3 ]薬物による除細動は、発症間もない心房細動の患者にとって特に良い選択肢です。電気的除細動後に正常なリズムを維持するのに効果的な薬は、薬物による除細動にも使用できます。アミオダロン、ジルチアゼム、ベラパミル、メトプロロールなどの薬は、心拍数を下げ、患者を安定させ、除細動が成功する可能性を高めるために、電気的除細動の前に頻繁に投与されます。薬物による除細動に最も効果的な薬剤にはさまざまなクラスがあります。
クラスI薬剤はナトリウム（Na）チャネル遮断薬（Na+チャネルを遮断することで伝導を遅くする）であり、a、b、cの3つのサブクラスに分類されます。クラスIaは心室の0相脱分極を遅くし、絶対不応期を長くします。プロカインアミド、キニジン、ジソピラミドはクラスIa薬剤です。クラスIb薬剤は3相再分極を長くします。これにはリドカイン、メキシレチン、フェニトインが含まれます。クラスIcは心室の0相脱分極を大幅に遅くします（ただし、1aとは異なり不応期には影響しません）。 フレカイニド、モリシジン、プロパフェノンはクラスIc薬剤です。
クラスII薬剤は、洞房結節および房室結節の脱分極を阻害し、心拍数を低下させるベータ遮断薬です。また、心臓の酸素需要を減少させ、心臓リモデリングを予防することもできます。ベータ遮断薬はすべて同じではありません。心臓選択性（ベータ1受容体のみに作用）のものもあれば、非選択性（ベータ1受容体とベータ2受容体の両方に作用）のものもあります。ベータ1受容体を標的とするベータ遮断薬は、ベータ1が心拍数を増加させる役割を担っているため、心拍数を低下させる作用があるため、心臓選択性と呼ばれます。
クラスIII抗不整脈薬（外向きカリウム電流を遮断することで再分極を延長する）：アミオダロンとソタロールは有効なクラスIII抗不整脈薬です。イブチリドもクラスIII抗不整脈薬ですが、作用機序が異なります（遅効性ナトリウムチャネルを介したナトリウム流入を促進する）。発症間もない心房細動および心房粗動の急性期除細動に有効であることが示されています。
クラスIV薬はカルシウム（Ca）チャネル遮断薬です。これらの薬は、洞房結節（SAノード）と房室結節（AVノード）の活動電位を阻害することによって作用します。
患者の状態が安定している場合、マクロリエントリー性上室性頻拍の患者において、洞調律の回復にアデノシンが用いられることがある。アデノシンは、房室結節を介した伝導を一時的に停止させ、結節およびマクロリエントリー経路を通る循環運動を遮断することで、洞調律を回復させる。
心房性不整脈から洞調律への回復を目的とした除細動は、ほとんどの場合、予定された処置です。心臓専門医に加え、麻酔科医も通常関与し、除細動療法中の患者の快適性を確保します。また、登録看護師、医師助手、その他の医療従事者が処置中に立ち会うことも有益です。
処置を開始する前に、患者の胸部と背部を電極の配置のために準備します。皮膚には、パッドの接着を妨げる可能性のある油性物質（ローションなど）や毛髪が付着していないようにします。[ 4 ]これが完了したら、医療チームはパッドを転がすようにして患者に貼り付け、空気のポケットがないことを確認します（パッドの配置の詳細については下記を参照）。次に、麻酔科チームは、処置中の患者の快適さと健忘を確保するために、全身麻酔（プロポフォールなど）を投与します。オピオイド鎮痛薬（フェンタニルなど）はプロポフォールと併用できますが、麻酔科は無呼吸などの副作用と利点を比較検討する必要があります。[ 5 ]次に、心拍転換中に自傷行為を防ぐために、バイトブロックと四肢拘束具を使用します。これらの薬剤が投与されたら、眉間反射または睫毛反射を使用して患者の意識レベルを判定することができます。
パッドは、患者の心拍数とリズムを解釈し、適切なタイミングで電気ショックを与えることができる機械に接続されています。機械は、リズムストリップのR波と同期（「同期」）する必要があります。まれではありますが、機械が意図せず高振幅のT波と同期してしまうことがあるため、機械がR波に適切に同期していることを確認することが重要です。[ 6 ]脈拍が存在する緊急性の低い不整脈（心房粗動、心房細動など）から洞調律を回復するために除細動を使用する場合、患者のリズムの解釈が不可欠です。ただし、患者が脈拍のない心室頻拍（v-tach）または心室細動（v-fib）であることが確認された場合は、パッドを接続するとすぐに電気ショックが与えられます。この用途では、電気的除細動はより正確には除細動と呼ばれます。[ 6 ]
経食道心エコー検査（TEE）は、左心耳（LAA）内の血栓の有無を評価するためによく用いられます。この画像診断法では、超音波プローブを食道に挿入し、心臓の構造、特に不整脈時に血栓が形成されやすい左心耳の詳細な画像を取得します。TEEによって血栓の有無を確認することで、事前に長期にわたる抗凝固療法を行うことなく、より安全な即時除細動が可能になります。
機械が患者の心拍リズムと同期したら、機械を充電する必要があります。患者に必要なエネルギー量（ジュール「J」で測定）を決定するために、多くの要因が考慮されます。経験則として、最近発症した心房性不整脈は、持続性心房性不整脈に比べて必要なエネルギーが少なくなります。心臓専門医が患者が除細動に反応しにくい可能性があると疑う場合は、より高いエネルギーが使用されることがあります。機械が同期され充電されたら、患者に電気ショックを与えることができます。[ 7 ]
電気的除細動後、心臓専門医は洞調律が回復したかどうかを判断します。洞調律を確認するには、各QRS波の前に明瞭なP波が見られる必要があります。また、各RR間隔は均等に保たれている必要があります。洞調律が回復した場合は、パッドを外し、患者から他の医療機器（例：バイトブロック、拘束具など）を取り外します。その後まもなく患者は意識を取り戻します（プロポフォールの効果は通常3～8分しか持続しません）。ただし、不整脈が持続する場合は、機器をより高いエネルギーレベルまで再充電し、除細動を再度試みる場合があります。2回目の除細動の間隔は60秒空けることが推奨されますが、この時間は患者や医療従事者の状態に応じて調整される場合があります。
心臓不整脈の電気的除細動におけるパッドの配置は、前後方向または前側方方向のいずれかになります。前後方向の配置では、一方のパッドを胸部に、もう一方のパッドを背中部に置きます。前側方方向の配置では、一方のパッドを胸部に、もう一方のパッドを左腋窩中央線に沿って置きます。適切なパッドの配置を選択することは、電気的除細動の成功を評価する上で重要な要素となります。例えば、心房性不整脈を回復させようとする場合、パッド間のベクトルが主に心房を通るため、前後方向のパッド配置が一般的に用いられます。無脈性心室頻拍や心室細動を回復させようとする場合、患者の背中に電極を貼る時間や力が足りない可能性があるため、前側方方向のパッド配置が用いられることがあります。
前方のパッドは右鎖骨の下方に配置し、同時に右第4肋間腔の高さで垂直に中心を合わせる必要があります。後方のパッドは脊椎の左側のすぐ外側に配置し、T7の高さで垂直に中心を合わせる必要があります。[ 11 ] [ 12 ]肩甲骨の下角はT7の高さの基準として使用できます。
前方のパッドは右鎖骨の下方に配置し、同時に右第4肋間腔の高さで垂直に中央に位置するようにします。外側のパッドは左腋窩中央線に沿って左第5肋間腔の高さに配置します。[ 11 ] [ 12 ]左乳頭は左第4肋間腔の高さの基準として使用できます。ここから、1肋間下方に移動し、腋窩中央線に向かって外側に移動することで、腋窩中央の第5肋間腔を特定します。