頻率應(yīng)答功能課件

1、頻率應(yīng)答功能.3Bakken Education Center, Atlanta3Bakken Education Center, Atlanta心血管系統(tǒng)的主要功能 心臟和血管組成機(jī)體的循環(huán)系統(tǒng)。循環(huán)的主要功能是完成體內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)輸，使新陳代謝能不斷進(jìn)行；運(yùn)輸激素和生物活性物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)機(jī)體的體液調(diào)節(jié)；維持內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定；實(shí)現(xiàn)血液的防衛(wèi)功能。.3Bakken Education Center, Atlanta正常心臟對(duì)增加生理需求的響應(yīng) 變時(shí)性功能心臟具有改變起搏頻率的能力心率可在50 180ppm間變動(dòng)變力性功能心臟具有改變收縮力的能力可使每搏收縮量由平時(shí)的70ml增至200ml變傳導(dǎo)功能可改

2、變傳導(dǎo)系統(tǒng)的傳導(dǎo)速度.3Bakken Education Center, Atlanta運(yùn)動(dòng)時(shí)，心率對(duì)心排量的影響CO=HRSV，正常情況下，每搏輸出量（SV）僅能增加50%的心排量，而HR改變能增加最大至心排量的300%。房室同步心肌收縮力心率.3Bakken Education Center, Atlanta課程主要內(nèi)容.變時(shí)性功能不全的定義和臨床基礎(chǔ).頻率響應(yīng)起搏和傳感器.傳感器功能的程控和應(yīng)用.變時(shí)性功能不全的定義和臨床基礎(chǔ).3Bakken Education Center, Atlanta3Bakken Education Center, Atlanta心臟變時(shí)性功能不全的臨床定義人

3、體運(yùn)動(dòng)時(shí)或在各種生理和病理因素的作用下，心率不能隨著機(jī)體代謝需要的增加而增加，并達(dá)到一定程度時(shí)稱為心臟變時(shí)功能不全。.3Bakken Education Center, Atlanta變時(shí)性功能不全（CI）的四種表現(xiàn)Lau, CP., Rate Adaptive Cardiac Pacing, 1993.3Bakken Education Center, Atlanta 運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)活動(dòng)平板運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)（北美）自行車測(cè)力計(jì)運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)（歐洲）其他運(yùn)動(dòng)方式：原地步行、原地下蹲、反復(fù)爬樓 動(dòng)態(tài)心電圖監(jiān)測(cè)全天的平均心律，最小均值及最大心 率，囑檢查期間正常運(yùn)動(dòng)，結(jié)合年 齡，性別，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練情況進(jìn)行判斷。 動(dòng)態(tài)心電

4、圖和一定運(yùn)動(dòng)形式結(jié)合心臟變時(shí)性功能不全的診斷標(biāo)準(zhǔn)和方法 24小時(shí)總心率70000次 最大心率100次/分 運(yùn)動(dòng)時(shí)最大心率 80% 最大心率估計(jì)值 （最大心率估計(jì)值 = 220年齡） 運(yùn)動(dòng)時(shí)最大心率 120次/分 輕 110次/分 中 100次/分 重.3Bakken Education Center, Atlanta 頻率應(yīng)答起搏器通過傳感器感知由于體力活動(dòng)或精神應(yīng)急所引起的生理變化，并模仿心臟對(duì)人體代謝需要來調(diào)節(jié)起搏頻率，從而滿足正常的生理需要，提高生活質(zhì)量 在美國植入的心臟起搏器中，83%的起搏器具有頻率適應(yīng)性功能治療方法 頻率適應(yīng)性起搏器是變時(shí)性功能不全患者重要的治療方法.3Bakken

5、 Education Center, Atlanta頻率適應(yīng)性起搏日常活動(dòng) 頻率適應(yīng)性起搏固定頻率起搏正常心率150100500睡眠醒來坐起走路跑步休息心率 bpm.3Bakken Education Center, Atlanta頻率應(yīng)答起搏器適合于哪些病人？具備起搏適應(yīng)證并伴變時(shí)性功能不全 Chronotropic Incompetence （CI）的患者；所有起搏器適應(yīng)證患者的后備模式.3Bakken Education Center, Atlanta誰更需要頻率適應(yīng)？老年人與年輕人？婦女與男性？欠健壯/活動(dòng)少與常活動(dòng)健壯者？.按年齡分類的心率分布 0%5%10%15%20%25%901

6、00110120130心率 (次/分)占總心跳% 65 歲 (n=33)P=nsP=nsP=nsP=nsP=.05 .3Bakken Education Center, Atlanta3Bakken Education Center, Atlanta性別區(qū)分的平均心率分布心率(次/分) 占總心跳% 0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14% 16%30405060708090100110120130140150160 男 n=28 女 n=290%25%50%75%100%.3Bakken Education Center, Atlanta0%2%4%6%8%10%12%14%16%

7、30405060708090100110120130140150心率 (次/分) 占總心跳%鍛煉 n=20平均 n=24鍛煉少 n=130%25%50%75% 100% 心率儲(chǔ)備體格分類的心率分布.3Bakken Education Center, Atlanta頻率適應(yīng)性起搏的正確需要年長(zhǎng)者需要與年輕人同樣高的心率支持婦女需要至少與男性一樣的心率支持活動(dòng)少/欠健壯者需要更積極的心率支持.3Bakken Education Center, Atlanta頻率應(yīng)答與新陳代謝需求的關(guān)系“Relationship between heart rate and oxygen kinetics duri

8、ng constant workload exercise” PACE, Oct. 1995, Dr. Neal Kay氧傳遞所需氧耗缺氧區(qū) 休息時(shí)，氧耗與傳遞相等；開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，氧耗呈臺(tái)階式上升與氧傳遞中存在缺氧現(xiàn)象；心率加快，含氧血泵到全身，需較長(zhǎng)時(shí)間達(dá)到新平衡。.3Bakken Education Center, Atlanta頻率應(yīng)答與新陳代謝需求的關(guān)系研究證明需整合一種反應(yīng)快速的感應(yīng)器與一種相對(duì)反應(yīng)較慢的感應(yīng)器共同運(yùn)作來貼近正常人代謝需要的心率反應(yīng)，包括： 靜息至中度運(yùn)動(dòng)量時(shí)，需快速起搏，以達(dá)到快速增加心率，從而減少缺氧的目的； 在高代謝水平時(shí)，應(yīng)均衡提供與代謝增加相貼近的心率變化，是

9、相對(duì)慢的頻率反應(yīng)“Physiologic demand during submaximal and maximal exercise mayRequire different heart rate responses”PACE, Oct.1995, Dr.Neal Kay.3Bakken Education Center, Atlanta如何區(qū)分中度運(yùn)動(dòng)與劇烈運(yùn)動(dòng)？1、日常活動(dòng)頻率休息時(shí)：6080bpm行走時(shí)：心率加快顯著， 通常會(huì)到90100bpm2、劇烈運(yùn)動(dòng)頻率心率加快，供氧增加至運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度要求，心率100個(gè)人最大心率儲(chǔ)備（220-年齡）.3Bakken Education Center,

10、Atlanta自動(dòng)頻率應(yīng)答功能和體動(dòng)傳感器.3Bakken Education Center, Atlanta起搏器傳感器的基本類型體動(dòng)型非生理性傳感器壓電晶體傳感器加速度傳感器重力加速度傳感器生理性傳感器呼吸頻率每分鐘通氣量QT間期心肌阻抗心肌峰值加速度靜脈血流溫度中央靜脈血氧飽和度右心室收縮壓dP/dt右心室除極dV/dt靜脈血液pH值.Human movement analysishorizontal componentvertical componentFrequency contents: 1-5 Hz.3Bakken Education Center, Atlanta3Bakken

11、 Education Center, Atlanta壓電晶體傳感器 工作原理 . 壓電晶體固定在起搏器外殼內(nèi)側(cè)，能夠檢測(cè)身體運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生 的振動(dòng) . 壓電晶體將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，用以控制起搏頻率.3Bakken Education Center, Atlanta壓電晶體傳感器 優(yōu)點(diǎn)- 反映速度快- 無需特殊電極- 程控簡(jiǎn)便- 安全可靠缺點(diǎn)- 感知到的信號(hào)有時(shí)與工作負(fù)荷無關(guān)- 不能對(duì)生理需求做出正確反 映- 過于靈敏，易受外部環(huán)境影響（振動(dòng)）.3Bakken Education Center, Atlanta壓電晶體傳感器的工作參數(shù)模式(Mode)活動(dòng)閾值(Activity Threshold

12、)斜率(Slope)上限傳感器頻率低限頻率加速度和減速度(Acceleration and Deceleration).3Bakken Education Center, Atlanta壓電晶體傳感器 USERS- Medtronic: Prodigy SR and DR, Thera family, Kappa 400 SR and DR - Saint Jude: Solus, SynchronyII and III, Trilogy SR and DR- Vitatron: Legacy SR and DR, Visa SR and DR Topaz II, Saphir II, Rub

13、y II, Diamond II .3Bakken Education Center, Atlanta加速度傳感器 測(cè)量支撐在彈性元件上的已知質(zhì)量重物的速度變化量重物的位移與其上所作用 的力成正比. Force / Masse = Acceleration主要測(cè)量身體運(yùn)動(dòng)的橫向和前后方向的加速度 ( 步行, 跑步等)根據(jù)所測(cè)量到的加速度值控制起搏頻率 .3Bakken Education Center, Atlanta加速度計(jì)傳感器加速度感知元件加速度檢測(cè)電路運(yùn)算法則加速度感知器指示的心率加速度信號(hào)活動(dòng)計(jì)數(shù)閾值從加速度到傳感器指示的心率.3Bakken Education Center, At

14、lanta加速度計(jì)傳感器 硅 玻璃 金屬電極Axis of sensitivityHybridC1C2硅電容加速度感知元件.3Bakken Education Center, Atlanta加速度計(jì)傳感器起搏器植入后,加速度計(jì)對(duì)身體前后運(yùn)動(dòng)的加速度響應(yīng)硅電容加速度感知元件.3Bakken Education Center, Atlanta加速度計(jì)傳感器0.1110100頻率(Hz)加速度計(jì)響應(yīng)信號(hào)頻率帶加速度檢測(cè)電路.3Bakken Education Center, Atlanta加速度計(jì)感知器活動(dòng)計(jì)數(shù)時(shí)間感知器信號(hào)活動(dòng)閾值水平加速度檢測(cè)電路.3Bakken Education Center

15、, Atlanta加速度計(jì)傳感器壓電晶體傳感器的比較HybridBattery體動(dòng)感知器 (壓電晶體)HybridBattery加速度計(jì)感知器體動(dòng) vs 加速度.3Bakken Education Center, Atlanta加速度計(jì)感知器的程控模式(Mode)活動(dòng)閾值(Activity Threshold)斜率(Slope)上限傳感器頻率低限頻率加速度和減速度(Acceleration and Deceleration).3Bakken Education Center, Atlanta加速度傳感器 優(yōu)點(diǎn)- 反應(yīng)速度快- 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠- 無需特殊電極 - 對(duì)身體以外振動(dòng)不敏感- 所測(cè)量的加

16、速度信號(hào)和病人 的運(yùn)動(dòng)能量成比例 缺點(diǎn)- 非生理性參數(shù)- 特異性差 .3Bakken Education Center, Atlanta加速度傳感器USERS- Biotronik: Dromos SR and DR- Ela Medical: Opus G- Guidant / CPI: Vigor SR and DR- Medtronic: Sigma,Kappa,Enpulse,Adapta series,Advisa,EnRhythm- Saint Jude: Trilogy SR+ and DR+, Regency SR + and Microny SR +.3Bakken Educ

17、ation Center, Atlanta每分鐘通氣量傳感器(MV)每分鐘通氣量：可以通過測(cè)量經(jīng)胸腔的電阻抗的變化，來計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)肺容量的變化來測(cè)量.3Bakken Education Center, Atlanta每分鐘通氣量傳感器的測(cè)試脈沖雙向測(cè)試脈沖，頻率：16Hz測(cè)試脈沖電流+/-1mA測(cè)試脈沖寬度50s3測(cè)試頻率范圍48(次/分）.傳感器功能的程控和應(yīng)用.3Bakken Education Center, Atlanta3Bakken Education Center, AtlantaSIGMA.3Bakken Education Center, Atlanta體動(dòng)頻率應(yīng)答曲線.3

18、Bakken Education Center, Atlanta“Exercise”頻率上升曲線.3Bakken Education Center, Atlanta“Exercise”頻率下降曲線.3Bakken Education Center, Atlanta運(yùn)動(dòng)測(cè)試 Exercise Test.3Bakken Education Center, Atlanta運(yùn)動(dòng)測(cè)試 Exercise Test.3Bakken Education Center, Atlanta頻率應(yīng)答與新陳代謝需求的關(guān)系研究證明需整合一種反應(yīng)快速的感應(yīng)器與一種相對(duì)反應(yīng)較慢的感應(yīng)器共同運(yùn)作來貼近正常人代謝需要的心率反應(yīng)，

19、包括： 靜息至中度運(yùn)動(dòng)量時(shí)，需快速起搏，以達(dá)到快速增加心率，從而減少缺氧的目的； 在高代謝水平時(shí)，應(yīng)均衡提供與代謝增加相貼近的心率變化，是相對(duì)慢的頻率反應(yīng)“Physiologic demand during submaximal and maximal exercise mayRequire different heart rate responses”PACE, Oct.1995, Dr.Neal Kay.3Bakken Education Center, Atlanta頻率適應(yīng)的分層處理Kappa系列起搏器將頻率適應(yīng)分為兩段：1、日?；顒?dòng)范圍頻率ADLR (Activity of Dail

20、y Living Rate)2、運(yùn)動(dòng)頻率Exertion Rate.3Bakken Education Center, Atlanta調(diào)整目標(biāo)頻率軌跡.3Bakken Education Center, Atlanta頻率軌跡優(yōu)化目標(biāo)頻率軌跡 (已加入起搏器軟件)基于明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究總的心率分布，57例平均取樣43小時(shí)總的心率百分比心率.3Bakken Education Center, Atlanta頻率軌跡優(yōu)化的范圍和方式.動(dòng)態(tài)優(yōu)化起搏頻率曲線 每月每日目標(biāo)頻率軌跡ADL Range日?；顒?dòng)范圍Exertion Range運(yùn)動(dòng)范圍比較和調(diào)整實(shí)際的頻率軌跡簡(jiǎn)單來看，頻率軌跡優(yōu)化是將病人每月

21、的傳感器頻率軌跡去匹配目標(biāo)頻率軌跡。.3Bakken Education Center, Atlanta3Bakken Education Center, AtlantaEnPulse/Kappa.3Bakken Education Center, AtlantaAdapta直觀.3Bakken Education Center, AtlantaNew activity levelOld activity level移動(dòng)滑鍵表現(xiàn)為反應(yīng)曲線的改變（桔色曲線）并即刻生效(2 weeks in EnPulse)運(yùn)作原理沒有任何改變改變反應(yīng)曲線-直觀.3Bakken Education Center,

22、 Atlanta改變傳感器頻率-直觀 改變參數(shù)表現(xiàn)為反應(yīng)曲線的改變（桔色曲線）并即刻生效 運(yùn)作原理沒有任何改變.3Bakken Education Center, AtlantaKappa 400的雙傳感器組合技術(shù) 體動(dòng)傳感器 壓電晶體Piezo-Electric Crystal啟動(dòng)快速生理性傳感器 每分鐘通氣量傳感器(MV, minute ventilation)測(cè)量潮汐阻抗相對(duì)較慢、均衡成比例.405060708090100110120130心 率體動(dòng)M V雙感知運(yùn) 動(dòng) 組合傳感器前后的頻率應(yīng)答表現(xiàn).3Bakken Education Center, Atlanta3Bakken Educ

23、ation Center, Atlanta Sensor Cross-Checking組合傳感器與分層管理下限頻率LR日常活動(dòng)頻率ADLR上限傳感器頻率Upper Sensor Rate 100%體動(dòng)傳感器的影響100%分鐘通氣量傳感器的影響0%0%.3Bakken Education Center, AtlantaKappa 400雙傳感器的頻率交叉核對(duì)通過體動(dòng)傳感器的信號(hào)來核對(duì)MV Sensor是否有不正確的高于ADLR的起搏頻率；體動(dòng)傳感器的頻率已被限制在ADLR范圍內(nèi)， 因?yàn)?.3Bakken Education Center, AtlantaHR=74bpm,startHR=77bp

24、m，1minHR=82bpm，2min胸壁擠壓試驗(yàn)ADLR限制了體動(dòng)傳感器所能驅(qū)動(dòng)的頻率.3Bakken Education Center, Atlanta交叉核對(duì)-合理的呼吸傳感器頻率起搏器通過檢測(cè)體動(dòng)傳感器的輸入信號(hào)，來確認(rèn)，或否認(rèn)每分鐘通氣量傳感器指示的高起搏頻率當(dāng)每分鐘通氣量傳感器MV指示高活動(dòng)頻率而體動(dòng)傳感器指示低活動(dòng)頻率時(shí)傳感器交叉核對(duì)功能會(huì)限制實(shí)際的起搏頻率。例如：哮喘、憤怒、驚恐、發(fā)燒.3Bakken Education Center, Atlanta過度通氣試驗(yàn)靜坐過度通氣8分鐘后心率達(dá)86bpm.3Bakken Education Center, Atlanta合理的傳感器

25、頻率取決于兩個(gè)限制頻率和CAR自動(dòng)交叉核對(duì)頻率Cross Check Rate自動(dòng)高限MV核對(duì)頻率High MV RateCAR：體動(dòng)傳感器指示高或低頻率的衡量標(biāo)準(zhǔn).3Bakken Education Center, Atlanta對(duì)病人和臨床醫(yī)生的好處Kappa 400與其他頻率適應(yīng)性起搏系統(tǒng)比較，有以下的改進(jìn)：對(duì)日常活動(dòng)和運(yùn)動(dòng)范圍的頻率適應(yīng)獨(dú)立程控，為病人在中、重度活動(dòng)時(shí)提供個(gè)性化的頻率適應(yīng);傳感器的自動(dòng)整合消除了瑣碎程控的需要;還使頻率適應(yīng)在活動(dòng)開始時(shí)快速反應(yīng)，對(duì)強(qiáng)度更大的活動(dòng)產(chǎn)生與負(fù)荷成比例的頻率適應(yīng); 傳感器間的交叉核對(duì)，可保證在各種活動(dòng)水平都有恰當(dāng)?shù)念l率適應(yīng)。 .3Bakken E

26、ducation Center, AtlantaKappa 400 植入注意點(diǎn)連接導(dǎo)線與起搏器時(shí)應(yīng)固定所有的鏍絲；必需有一根雙極導(dǎo)線；術(shù)前不要關(guān)閉植入檢測(cè)功能，否則感知器初始化將需手動(dòng)完成；術(shù)后8小時(shí)后（極性確認(rèn)、傳感器初始化完畢）DDDR模式啟動(dòng)；.其它類型傳感器（備用部分）.3Bakken Education Center, Atlanta3Bakken Education Center, Atlanta重力加速度傳感器由密封在容器內(nèi)的水銀滴感知人體運(yùn)動(dòng)加速度的垂直分量傳感器產(chǎn)生 0/1 信號(hào)，并由運(yùn)算電路轉(zhuǎn)換成頻率應(yīng)答起搏脈沖.3Bakken Education Center, Atla

27、nta每分鐘通氣量運(yùn)動(dòng)時(shí)呼吸頻率和潮氣量增加；MV 連續(xù)不斷地監(jiān)測(cè)呼吸頻率和胸廓阻抗 ；胸廓阻抗采用在電極與起搏器外殼間發(fā)放低能量測(cè)試電流而獲得。.3Bakken Education Center, Atlanta每分鐘通氣量USERS- Ela Medical: Opus RM and Chorus RM- Medtronic: Kappa SR and DR one of the Two sensors- Telectronics: Meta III, Meta DDDR, Tempo VR and SR.3Bakken Education Center, AtlantaQT 間期心臟自主

28、神經(jīng)活動(dòng)和兒茶酚胺釋放量在情感和運(yùn)動(dòng)時(shí) 增加QT 間期根據(jù) catecholamine 水平縮短，這是一種生理性的參數(shù)；QT傳感器起搏器根據(jù)一個(gè)心室刺激后至T波結(jié)束時(shí)的間期 控制起搏頻率。USER: Vitatron as second sensor in : Topaz II, Saphir II, Ruby II, Diamond II.3Bakken Education Center, AtlantaQT 間期 優(yōu)點(diǎn)- 能感知不同的生理活動(dòng) (精神 和體力負(fù)荷)- 標(biāo)準(zhǔn)電極- 無需傳感器局限性- 需要一有效心室刺激- 僅適用心室- 程控較復(fù)雜- T 波形態(tài)多變- 許多病例不能使用.3Bakken Education Center, Atlanta右心室除極 檢測(cè)心室起搏后的心室電位偏差量. Cordis 采用此技術(shù)其數(shù)值會(huì)隨起搏頻率增加；與病人負(fù)荷成反