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起搏器基本功能
作者:蔡卫勋[1] 
单位:浙江省人民医院[1]  
文章号:W139598  
2019/10/29 23:36:00    
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  自1958年第一台心脏起搏器植入人体以来,从最初的治疗缓慢性心律失常、到现今的治疗梗阻性肥厚型心肌病、血管迷走性晕厥、预防房性快速性心律失常,以及心脏再同步化治疗等。

  自1958年第一台心脏起搏器植入人体以来,从最初的治疗缓慢性心律失常、到现今的治疗梗阻性肥厚型心肌病、血管迷走性晕厥、预防房性快速性心律失常,以及心脏再同步化治疗等。从最初的固定频率脉冲发放起搏器到按需发放房室顺序脉冲起搏器,到现今的减少右心室起搏鼓励自身房室传导等一系列的转变与功能完善,使得起搏器功能、起搏器心电图逐步多样化、复杂化、从而也造成了心电图医生分析起搏器心电图的困惑与无奈,然而起搏器功能再多,起搏器心电图再复杂,也无法脱离最基本的两大功能:起搏器起搏功能与感知功能。


一、起搏器起搏功能

  心脏起搏器植入后,脉冲发生器发放的电脉冲经起搏导线刺激心肌,引起心肌除极,同时引起心脏机械收缩。起搏器的起搏功能至关重要,就目前而言,仍然有较大比例的起搏器植入以治疗缓慢性心律失常为主,因此起搏功能的好坏轻则影响患者生活质量,重则危及患者生命。体表心电图是判断起搏器起搏功能好坏的最基本、最常用也是最简便的方法。


  1.起搏阈值起搏阈值是指能够在心脏不应期外持续有效使心肌除极的最低能量,由电压及脉宽两个参数表示,两者成反比,即脉宽越窄,所需电压越高。电压的调节作用相比脉宽更加显著,但是同样容易造成胸部肌肉及膈肌刺激抽搐,因此适当降低起搏电压的同时增加脉宽,既有效保证起搏,又可避免胸部肌肉刺激和膈肌影响。起搏器电极植入后阈值逐渐升高,1-2周左右达到高峰,可达刚刚植入时的2-5倍,以后逐渐下降,2-3个月左右趋于稳定。当然,起搏阈值受心肌组织特性、电解质、抗心律失常药物、导线类型等诸多因素的影响,因此为了能够保证植入起搏器患者的安全,通常需要将起搏器输出电压为实际测得阈值的2-3倍,一般电压安全范围为2:1,脉宽安全范围为3:1。如实际起搏阈值为1.0V(0.5ms),起搏安全范围设置应为2.0V(0.5ms)或1.0V(1.5ms)。


  2.起搏功能判断


  (1)起搏功能正常

  在应激期内的起搏脉冲信号,可以通过体表心电图或心腔内电图观察是否伴有相应的除极波,可判断起搏器起搏功能正常(图1、2)。当自身心率快于起搏器下限频率时,抑制起搏发放,此时无法判断起搏功能。

 

  (2)起搏功能不良

  在应激期内的起搏脉冲信号,通过体表或心腔内电图观察如无相应的除极波,可判断为起搏功能不良。此外,起搏脉冲信号无输出或者有输出但是无信号等均属于起搏功能不良范畴。起搏不良的原因众多,如起搏阈值升高,起搏电极导线断裂、脱位,起搏器电池耗竭等均可引起起搏功能不良(图3、4)。

 

  图4 单心室起搏器,第三、四个心室起搏脉冲后未见相关QRS波群,表明间歇性心室起搏功能不良;第四、五个心室脉冲前均可见自身QRS波群,并且已脱离前一次心搏的有效不应期,依旧按照VV下限频率发放心室起搏脉冲信号,表明心室感知功能不足。功能不良;第四、五个心室脉冲前均可见自身QRS波群,并且已脱离前一次心搏的有效不应期,依旧按照VV下限频率发放心室起搏脉冲信号,表明心室感知功能不足。


  (3)假性起搏功能不良

  由各种原因导致的落在绝对不应期的起搏脉冲信号,无论起搏电压强度如何,均无法有效起搏心肌,使得起搏脉冲失夺获,酷似起搏功能不良,应定义为假性起搏功能不良或功能性起搏功能不良。此类现象在心电图上并不少见,可由感知不良、某些特殊起搏功能等引起。(图5)

 

二.起搏器感知功能

  起搏器感知功能是指起搏器识别自身心电信号(P波和/或QRS波),并作出正确反应,才可与自身心律密切配合,避免出现竞争节律,并发挥良好的作用。而实际上,起搏器的正常感知功能仅针对心腔内起搏器感知电极所感知的电信号作出相应的反应,而非心电图上的P波或QRS波群。


  1.感知功能的影响因素

  心腔内电图中反应电信号幅度变化速率的指标称为斜率,心腔内电信号的振幅(电压)和斜率是影响感知功能发挥的重要因素。此外,感知灵敏度是另外一个影响感知功能的重要指标。起搏电极所在的位置心肌除极波的振幅、斜率决定了感知灵敏度的数值设定。任何超过程控的感知灵敏度的电信号都会被起搏器认为是心脏的自身电活动,而任何低于灵敏度数值的电信号都不会被感知电极感知到(图6灵敏度示意图)。

 

  起搏器电极感知到的心腔内电图与体表心电图可明显不同,心腔内电图反应的是起搏电极周围的局部电活动。心腔内信号的斜率在心内电图中间部分时最大,对应体表心电图P波或QRS波的中间甚至偏后部分,因此在自身P波或QRS波上可出现起搏脉冲的发放(伪融合波),并不能说明是起搏电极感知故障(图7)。


  2.感知功能的判断


  (1)感知功能正常

  只有在自身P波或QRS波出现时,才能判断起搏器的感知功能是否正常(图8、9)。单腔起搏器全部为起搏心律时,双腔起搏器全部房室顺序起搏时,均无法判断起搏器感知功能(图10)。

 

  (2)感知功能不足

  感知功能不足是指在正常起搏器感知期内无法感知到自身心房P波或者心室QRS波群,并且按照固有的心房或者心室起搏节律发放脉冲信号,引起不适当的起搏,可与自身心律发生竞争,部分可引起心律失常。其发生原因有很多,如起搏器感知灵敏度设置不当、起搏器电池耗竭、起搏器电极导线故障、心内自身信号振幅低下、抗心律失常药物影响等(图4、5)。


  (3)感知功能过度

  感知功能过度是指在起搏器感知到除自身心电信号之外的电信号,从而抑制起搏功能或触发心室起搏,导致起搏器频率变化。在体表心电图上能够判断的感知过度,如肌电⼲扰信号、电磁信号以及部分自身心电信号被对侧起搏通道感知等。其发生原因同样在众多,如起搏器感知灵敏度设置过高(过多的感知电信号)、起搏器电池耗竭、起搏器电极导线故障、起搏器感知电极单极设置、电磁⼲扰等均可引起不同程度的感知过度现象。另外,有部分感知过度有时在体表心电图上无法得到明确的诊断,必须通过心内电图才能够明确。(图11、12)

 

  起搏器良好的感知与起搏功能是其正常工作,确保患者安全的基础,也是起搏器各类特殊功能正常运作的前提条件。另外,起搏器感知与起搏功能的判断在常规心电图及动态心电图上仍有不足,必须结合起搏器程控设备才能明确诊断,因此在诊断起搏器感知与起搏功能不良时,务必需格外谨慎,避免引起不必要的麻烦。

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作者简介
蔡卫勋
单位:浙江省人民医院
简介:  主管技师,浙江省人民医院心电功能科主任   中国医药生物技术协会心电学技术分会无创心脏电生理委
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