起搏器組成-和基礎(chǔ)知識介紹

認識起搏系統(tǒng)的組成部分及它們相應(yīng)的功能規(guī)定基本電學(xué)術(shù)語的定義描述時間-強度曲線圖中振幅和脈寬之間的關(guān)系解釋感知的重要性討論電磁干擾源及與這些干擾源相關(guān)的病人/臨床醫(yī)生應(yīng)掌握的指導(dǎo)方針理解在頻率適應(yīng)性起搏中使用傳感器的必要性及其類型課程內(nèi)容第一頁，共111頁。第一節(jié)起搏系統(tǒng)的組成與功能第二頁，共111頁。正常的心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)束支房室結(jié)竇房結(jié)心室心房房室結(jié)傳導(dǎo)沖動使心室收縮竇房結(jié)發(fā)放脈沖使心房收縮;第三頁，共111頁。竇房結(jié)不產(chǎn)生沖動竇房結(jié)產(chǎn)生間歇的，不規(guī)則的沖動竇房結(jié)頻率適應(yīng)失調(diào)房室結(jié)阻滯…….異常心臟傳導(dǎo)組織可能出現(xiàn)…第四頁，共111頁。心動過緩治療方法藥物治療起搏器不適于長期治療不適宜藥物治療第五頁，共111頁。人工心臟起搏系統(tǒng)的組成脈沖發(fā)生器電極導(dǎo)線陽極陰極導(dǎo)線人體組織導(dǎo)線脈沖發(fā)生器起搏器，電極導(dǎo)線與人體組織結(jié)合形成一個完整的回路第六頁，共111頁。起搏系統(tǒng)

脈沖發(fā)生器電極導(dǎo)線第七頁，共111頁。組成：電池、電路、外殼、連接裝置、傳感器功能：產(chǎn)生并發(fā)放電刺激電路電池1、脈沖發(fā)生器第八頁，共111頁。2、電極導(dǎo)線功能分類固定方式第九頁，共111頁。電極2.1起搏電極導(dǎo)線的功能導(dǎo)線起搏器心臟起搏起搏感知感知第十頁，共111頁。植入方式心內(nèi)導(dǎo)線或經(jīng)靜脈導(dǎo)線(transvenousleads)心肌導(dǎo)線/心外膜導(dǎo)線(epicardialleads)2.2導(dǎo)線的類型第十一頁，共111頁。2.3導(dǎo)線固定方式被動固定

passivefixation叉齒(tines)卡在心臟的肌小梁間（纖維網(wǎng)trabeculae）主動固定

activefixation螺旋（或螺絲釘screw-in）延伸到心內(nèi)膜組織第十二頁，共111頁。2.3導(dǎo)線固定方式心肌導(dǎo)線和心外膜導(dǎo)線可直接固定于心臟固定裝置包括：刺入心外膜方式(“stab-in”orfishhook)擰入心肌方式(screw-in)縫合方式(sutured)第十三頁，共111頁。3.起搏系統(tǒng)分類傳導(dǎo)路徑：起搏心腔:單極系統(tǒng)，雙極系統(tǒng)單腔系統(tǒng)，雙腔系統(tǒng)第十四頁，共111頁。從頂端電極（陰極）流動刺激心臟通過體液和組織返回到脈沖發(fā)生器（陽極）單極起搏系統(tǒng)UnipolarLeadSystem陰極陽極-+單極起搏系統(tǒng)有一根只有一個電極的導(dǎo)線位于心臟內(nèi)，在這個系統(tǒng)中，脈沖：第十五頁，共111頁。陽極通過導(dǎo)線末端的頂端電極流動刺激心臟返回導(dǎo)線頂端近側(cè)的環(huán)形電極雙極起搏系統(tǒng)(bipolarsystem)陰極有一根有兩個電極的導(dǎo)線

位于心臟內(nèi)，在這個系統(tǒng)中，脈沖：第十六頁，共111頁。單極導(dǎo)線unipolarlead單極導(dǎo)線比雙極導(dǎo)線的直徑小(measuredinFrench)單極導(dǎo)線在心電圖上的脈沖信號較大

不易發(fā)生過感知(交叉感知)

可程控為單極不易產(chǎn)生肌肉和神經(jīng)刺激雙極導(dǎo)線bipolarlead第十七頁，共111頁。激素緩釋電極激素緩釋(steroideluting)電極減輕了炎癥反應(yīng)，急性期閾值不升高，慢性期閾值較低多孔，鍍鉑的頂端用于類固醇淘析含類固醇的硅樹脂橡膠插頭叉齒用于固定第十八頁，共111頁。導(dǎo)線成熟過程類固醇對刺激閾值的影響脈寬=0.5msec036植入時間（周）織物金屬電極平滑金屬電極12345類固醇淘析電極01245789101112伏特第十九頁，共111頁。單腔系統(tǒng)SingleChamber起搏導(dǎo)線植入心房或心室，根據(jù)需要起搏或感知的心腔而定植入一根導(dǎo)線單心腔的起搏和感知第二十頁，共111頁。識別起搏節(jié)律AAI/60第二十一頁，共111頁。識別起搏節(jié)律VVI/60第二十二頁，共111頁。心房和心室都植入導(dǎo)線雙腔系統(tǒng)有兩根導(dǎo)線：第二十三頁，共111頁。識別起搏節(jié)律DDD/60/120第二十四頁，共111頁。識別起搏節(jié)律DDD/60/120第二十五頁，共111頁。識別起搏節(jié)律DDD/60/120第二十六頁，共111頁。識別起搏節(jié)律DDD/60/120第二十七頁，共111頁。刺激心臟使它除極(depolarize)感知心臟自身活動(intrinsicactivities)對增加的新陳代謝需求作出反應(yīng)，提供頻率適應(yīng)性起搏(rateresponsive)提供由起搏器存儲起來的診斷信息小結(jié)：絕大多數(shù)起搏器具有四個功能：第二十八頁，共111頁。認識起搏系統(tǒng)的組成部分及它們相應(yīng)的功能規(guī)定基本電學(xué)術(shù)語的定義描述時間-強度曲線圖中振幅和脈寬之間的關(guān)系解釋感知的重要性討論電磁干擾源及與這些干擾源相關(guān)的病人/臨床醫(yī)生應(yīng)掌握的指導(dǎo)方針理解在頻率適應(yīng)性起搏中使用傳感器的必要性及其類型課程內(nèi)容第二十九頁，共111頁。第二節(jié)電學(xué)概念第三十頁，共111頁。電壓(voltage-V)電流(current-I)阻抗(resistance-R)每種電路都

具有下列特征：VRIe-第三十一頁，共111頁。電壓電壓是使電子沿電路前進的推動力在起搏系統(tǒng)中，電壓：以伏特volts為單位以字母V表示由起搏器電池提供常稱作振幅(amplitude)VRI第三十二頁，共111頁。電流電子在閉合電路(close/completecircuit)中的流動在起搏系統(tǒng)中，電流：以mA（毫安milli-amperes）為單位以字母I表示由通過電路的電子的總量決定VRI第三十三頁，共111頁。阻抗對電流的阻力在起搏系統(tǒng)中，阻抗：以歐姆ohm為單位(W)以字母R表示（W表示數(shù)值）對電流全部阻力的計量VRI第三十四頁，共111頁。電壓、電流和

阻抗是相互依存的三個組成部分的相互關(guān)系可以比作水從水管中流過電壓代表力，用此力...使電流（水）流動通過...水管或?qū)Ь€，其中每個組成部分加起來形成總的阻抗：管口，代表電極(leadelectrodes)管子，代表導(dǎo)線的金屬絲(conductors)第三十五頁，共111頁。電壓和電流

龍頭（電壓）變大

（高流量）龍頭（電壓）變小

（低流量）全開半開第三十六頁，共111頁。電阻和電流正常電阻低的電阻高的電阻低電流高電流第三十七頁，共111頁。歐姆定律(Ohm’sLaw)

I和R成反比例-如果V不變，R增大，電流減少。-如果V不變，想電流增加，R要減少，。是起搏的基本原理，它描述了電壓、電流和電阻三者之間的關(guān)系VIRx第三十八頁，共111頁。如果您將電壓減半，電流也跟著減半如果您將電阻減半，電流則加倍如果阻抗增大，電流會變小當(dāng)運用歐姆定律時，

您會發(fā)現(xiàn)：第三十九頁，共111頁。歐姆定律可用來求出通過

起搏器電路的電流總量如果： 電壓=5V

阻抗=500W

電流等于多少？

I=V/R I=5V500W=0.010安培(mA) 0.010x1000=10毫安(mA)V=5VR=500I第四十頁，共111頁。在本例中，電壓降為一半

如果： 電壓=2.5V

阻抗=500W

電流=? I=V/R I=2.5V500W=0.005安培

0.005x1000

=5毫安第四十一頁，共111頁。在本例中，阻抗降為一半如果： 電壓=5V

阻抗=250W

電流=? I=V/R I=5V250W=0.020安培

0.020x1000=20毫安第四十二頁，共111頁。例子如果： 起搏電流=8mA

成熟過程中的阻抗從300W增加一倍 起搏電壓要增加多少？

V=IR植入時的閾值電壓=8mAx300W=2.4V電極成熟期需要的電壓=8mAx600W=4.8V

因此在本例中，電極成熟期起搏電壓要加倍才能保證奪獲心臟。第四十三頁，共111頁。阻抗變化影響起搏器的

功能和電池的壽命高阻抗減少電池的電力消耗并延長電池的壽命，但可能影響起搏功能，甚至無奪獲低阻抗增加電池的電力消耗并縮短電池的壽命起搏系統(tǒng)阻抗值在300至1,000W之間高阻抗導(dǎo)線的阻抗值大于1,000歐姆第四十四頁，共111頁。起搏系統(tǒng)阻抗1、導(dǎo)線阻抗：

連接器，導(dǎo)線，傳導(dǎo)體2、身體組織阻抗：

電極頭與組織的接觸界面和周圍纖維化3、極化阻抗：

與多種因素相關(guān)：導(dǎo)線面積，極性，材料，電流幅度及脈寬等第四十五頁，共111頁。導(dǎo)線阻抗值隨下面的因素而變化：絕緣破裂=resistancedecreases電線斷裂=noconduction第四十六頁，共111頁。導(dǎo)線金屬絲周圍的絕緣

破裂會引起阻抗值下降絕緣破裂會使電線暴露于體液中，而體液的電阻低，會引起阻抗值下降電流會通過絕緣破裂口流向體內(nèi)這樣將使電池耗竭絕緣破裂會引起阻抗值降到300W以下絕緣破裂降低電阻低的電阻第四十七頁，共111頁。金屬絲在絕緣護套內(nèi)斷裂

會引起阻抗值上升跨越金屬絲斷裂所形成的阻抗值會增加電流可能會太小而不能起搏電流通不過而不能起搏阻抗值可能超過3,000W導(dǎo)線金屬絲斷裂電阻增加第四十八頁，共111頁。認識起搏系統(tǒng)的組成部分及它們相應(yīng)的功能規(guī)定基本電學(xué)術(shù)語的定義描述時間-強度曲線圖中振幅和脈寬之間的關(guān)系解釋感知的重要性討論電磁干擾源及與這些干擾源相關(guān)的病人/臨床醫(yī)生應(yīng)掌握的指導(dǎo)方針理解在頻率適應(yīng)性起搏中使用傳感器的必要性及其類型課程內(nèi)容第四十九頁，共111頁。第三節(jié)刺激Stimulation第五十頁，共111頁。刺激過程時間（毫秒）1002003004005002相1相3相4相跨膜電位（毫伏）-50050-1000相閾值第五十一頁，共111頁。刺激閾值(stimulationthreshold)心臟不應(yīng)期(refractoryperiod)之外連續(xù)奪獲(captured)心臟所需的最小的能量VVI/60奪獲無奪獲第五十二頁，共111頁。脈沖:振幅Amplitude脈寬PulseWidth兩個用來保證奪獲的設(shè)置：第五十三頁，共111頁。1振幅(Amplitude)-是由起搏器

發(fā)送到心臟的電壓總量振幅反映脈沖的強度或高度：脈沖的振幅必須足夠大使心肌除極（即：奪獲心臟）脈沖的振幅必須足夠大以提供適當(dāng)?shù)钠鸩踩秶谖迨捻?，?11頁。2脈寬(pulsewidth)-是起搏脈沖

的時間（持續(xù)時間）脈寬以毫秒(ms)為單位脈寬必須足夠長使除極擴播到周圍的組織5V0.5ms0.25ms1.0ms第五十五頁，共111頁。3強度-時間曲線圖

(strengthdurationcurve)強度-時間曲線圖畫出了振幅和脈寬的關(guān)系曲線或曲線以上的值將導(dǎo)致奪獲時間脈寬(ms).501.01.52.0.25刺激閾值（伏）0.51.01.5奪獲基強度時值第五十六頁，共111頁。強度-時間曲線圖的臨床用途程控必須留出適當(dāng)?shù)陌踩秶鸩到y(tǒng)有急性期和慢性期閾值的每日波動奪獲0.51.01.5時間脈寬(ms).501.01.52.0.25刺激閾值（伏）電壓：2：1脈寬：3：1第五十七頁，共111頁。

為什么程控時選擇固定脈寬，改變電壓值？-為什么MDT設(shè)置脈寬出廠值為0.4ms？強度-時間曲線圖的完整理解E=V×I×T第五十八頁，共111頁。病人安全是首要的，第二個

重要目標(biāo)是延長電池的壽命延長電池使用壽命的最佳方法是在保證適當(dāng)安全范圍的同時降低電壓振幅值比起搏器電池的容量大時需要一個電壓增倍器，從而縮短了電池的使用壽命第五十九頁，共111頁。導(dǎo)線阻抗(leadresistance)振幅和脈寬設(shè)置(amplitudeandpulsewidth)起搏事件與自身事件的百分比(pacingandintrinsiceventsratio)頻率適應(yīng)模式設(shè)為ON(shortenlife)影響電池使用壽命的因素包括：第六十頁，共111頁。電極設(shè)計也可能影響刺激閾值導(dǎo)線成熟過程第六十一頁，共111頁。導(dǎo)線成熟過程在導(dǎo)線植入后，電極的周圍形成纖維“包裹”第六十二頁，共111頁。認識起搏系統(tǒng)的組成部分及它們相應(yīng)的功能規(guī)定基本電學(xué)術(shù)語的定義描述時間-強度曲線圖中振幅和脈寬之間的關(guān)系解釋感知的重要性討論電磁干擾源及與這些干擾源相關(guān)的病人/臨床醫(yī)生應(yīng)掌握的指導(dǎo)方針理解在頻率適應(yīng)性起搏中使用傳感器的必要性及其類型課程內(nèi)容第六十三頁，共111頁。第四節(jié)感知Sensing第六十四頁，共111頁。感知(sensing)感知是起搏器感知到心臟自身的除極活動起搏器通過測量陽極和陰極之間的心肌細胞的電位變化來感知心臟除極活動第六十五頁，共111頁。心腔內(nèi)電圖(intracardiacelectrogram)記錄

從心內(nèi)膜里面獲取的波形當(dāng)除極波直接從電極下通過時在心腔內(nèi)電圖上會發(fā)生本位曲折心腔內(nèi)電圖的兩個特征是：信號振幅斜率(Slewrate)第六十六頁，共111頁。心腔內(nèi)電圖信號反映電壓

的變化與時間變化的關(guān)系信號從波峰移到另一個波峰的時間越長：斜率越小信號越平坦斜率越大（mV數(shù)）說明感知越好以每秒的伏特數(shù)度量電壓時間傾斜斜率電壓的變化電壓變化的持續(xù)時間第六十七頁，共111頁。起搏器必須能夠感知

心臟自身節(jié)律并對其作出反應(yīng)精確的感知能夠使起搏器判斷心臟自身是否搏動起搏器通常設(shè)置為只有在心臟不能產(chǎn)生自身搏動時才以起搏脈沖刺激第六十八頁，共111頁。感知靈敏度振幅(mV)時間5.02.51.25第六十九頁，共111頁。5mV2mV1mVAmplitude(mV)Time5.02.51.25感知靈敏度過低，數(shù)值過高第七十頁，共111頁。5mV2mV1mVAmplitude(mV)Time5.02.51.25感知靈敏度過高，數(shù)值過低第七十一頁，共111頁。5mV2mV1mVAmplitude(mV)Time5.02.51.25感知靈敏度正常，數(shù)值合時第七十二頁，共111頁。精確的感知...保證不會發(fā)生的情況--起搏器不會錯過應(yīng)該能夠感知的P波或R波保證不會發(fā)生的情況--起搏器不會將心臟以外的活動誤認為自身心臟事件提供適當(dāng)?shù)钠鸩}沖時間--適當(dāng)感知的事件會重設(shè)起搏器的時間間期順序感知不良過感知第七十三頁，共111頁。感知不良

(undersensingorlowsensitivity)

起搏器不能“看見”自身搏動，因而不能正確反應(yīng)未感知出自身搏動預(yù)定的起搏發(fā)出VVI/60第七十四頁，共111頁。過感知(over-sensingortoosensitive)探測到P波或R波以外的電信號標(biāo)記道顯示自身活動…雖然沒有活動存在VVI/60第七十五頁，共111頁。精確的感知要求將誤感知的信號過濾掉感知放大器(amplifier)使用濾波器(filter)，能夠正確地感知P波和R波并拒絕不正確的信號通常不需要感知的信號絕大多數(shù)是：T波遠場事件（由心房通道感知的R波）骨骼肌電位（例如，胸肌電位）第七十六頁，共111頁。精確的感知取決于...心肌的電生理學(xué)屬性電極的特征及其在心臟內(nèi)的位置起搏器的感知放大器第七十七頁，共111頁?？捎绊懜兄囊蛩赜校簩?dǎo)線的極性（單極或雙極）導(dǎo)線的完整性絕緣破裂金屬絲斷裂電磁干擾第七十八頁，共111頁。單極感知能產(chǎn)生大的電位差，因為：陰極和陽極之間的距離比雙極系統(tǒng)的大_第七十九頁，共111頁。雙極感知產(chǎn)生較小的電位差因為極間的距離短心臟以外的電信號如肌電位被感知的可能性很小第八十頁，共111頁。金屬絲斷裂,絕緣破裂可引起感知不良

或過感知當(dāng)內(nèi)外導(dǎo)體連續(xù)接觸時會發(fā)生感知不良自身搏動的信號在感知放大器處被減弱并且振幅不再符合設(shè)定的感知值當(dāng)內(nèi)外導(dǎo)體間歇接觸時會發(fā)生過感知信號被誤認為P波或R波第八十一頁，共111頁。認識起搏系統(tǒng)的組成部分及它們相應(yīng)的功能規(guī)定基本電學(xué)術(shù)語的定義描述時間-強度曲線圖中振幅和脈寬之間的關(guān)系解釋感知的重要性討論電磁干擾源及與這些干擾源相關(guān)的病人/臨床醫(yī)生應(yīng)掌握的指導(dǎo)方針理解在頻率適應(yīng)性起搏中使用傳感器的必要性及其類型課程內(nèi)容第八十二頁，共111頁。第五節(jié)電磁干擾

ElectromagneticInterference(EMI)第八十三頁，共111頁。電磁干擾(EMI)干擾可能由體外干擾源的電磁能量引起影響起搏器的電磁場是射頻波50-60Hz是與起搏器干擾關(guān)系最密切的波醫(yī)院里的電磁干擾，家里或辦公室很少有電磁干擾第八十四頁，共111頁。電磁干擾會產(chǎn)生下面的問題：過感知(oversensing)短暫的模式變化（噪音反轉(zhuǎn)Noisereversion）重置（電重置或PowerOffReset，POR）第八十五頁，共111頁。當(dāng)電磁干擾信號被誤認為

P波或R波時會發(fā)生過感知起搏頻率會由于電磁干擾而改變：如果在雙腔系統(tǒng)中被感知為P波時心室頻率將加快如果在單腔系統(tǒng)感知或被雙腔系統(tǒng)心室導(dǎo)線感知，頻率就降低或受到抑制第八十六頁，共111頁。電磁干擾起搏器感知的“噪音”本應(yīng)起搏第八十七頁，共111頁。噪音反轉(zhuǎn)VPVPSRSRSRSR感知的噪音低限頻率間期VVI/60連續(xù)在噪音取樣期感知將引起以低限頻率或傳感器驅(qū)動的頻率起搏

第八十八頁，共111頁。電磁干擾會導(dǎo)致

起搏參數(shù)的意外重新設(shè)定起搏器將返回到電源重置（POR或“支持”模式）電源重置會表現(xiàn)為模式和頻率改變，與擇期更換指征(ERI–electivereplacementindicator)的現(xiàn)象一樣在某些情況下，重新設(shè)定的參數(shù)可能是永久的第八十九頁，共111頁。新的技術(shù)也會造成新的、不希望的電磁干擾源：蜂窩電話（數(shù)字）DigitalCellularPhones

移動電話要距離起搏器15公分以上移動電話第九十頁，共111頁。電磁干擾源在

醫(yī)院的環(huán)境中最常見干擾起搏器工作的電磁干擾源包括外科手術(shù)/治療設(shè)備如：電烙術(shù)electrocautery經(jīng)胸除顫externaldefibrillator體外沖擊波碎石extracorporeallithotripsy放射性治療radiationtherapy射頻治療經(jīng)皮電針刺激神經(jīng)儀核磁共振MRI第九十一頁，共111頁。不經(jīng)常有電磁干擾源的地方：家、辦公室、購物場所有高壓電輸出的工業(yè)場所有高電能暴露的或有大功率雷達或無線電發(fā)射的運輸系統(tǒng)發(fā)動機或地鐵的制動系統(tǒng)機場雷達飛機發(fā)動機電視和無線電發(fā)射站點第九十二頁，共111頁。電刀是最常見的

起搏器醫(yī)院電磁干擾源后果過感知抑制感知不良（噪音反轉(zhuǎn)）電源重置永久失去起搏器輸出預(yù)防措施將模式重設(shè)為VOO/DOO，或?qū)⒋盆F放到起搏器上策略地放置接地板將電烙脈沖限制在每隔10秒有1秒的脈沖使用雙極電烙鑷子第九十三頁，共111頁。經(jīng)胸除顫后果不適當(dāng)?shù)刂匦略O(shè)置脈沖發(fā)生器(POR)損壞起搏器電路預(yù)防措施將除顫電極板放于心尖和后背部（前后位）并盡可能遠離起搏器和導(dǎo)線第九十四頁，共111頁。核磁共振(MRI)一般不

適用于帶起搏器的病人后果極高的起搏頻率轉(zhuǎn)變?yōu)榈椒峭狡鸩A(yù)防措施將起搏器的輸出調(diào)低至形成持久的無奪獲、ODO或OVO模式第九十五頁，共111頁。碎石沖擊波也能影響起搏器系統(tǒng)雙腔模式的后果：心室起搏被抑制對頻率適應(yīng)性起搏器的后果高起搏頻率壓電晶體損壞預(yù)防措施:將起搏器程控設(shè)為VVI或VOO模式碎石器焦點離起搏器的距離應(yīng)大于6英寸在整個過程中仔細監(jiān)視心臟的活動第九十六頁，共111頁。射線能量會造成永久的損壞某些類型的射線可能對半導(dǎo)體電路造成損壞用于乳腺癌或肺癌治療的電離射線損壞是永久性的并要求更換起搏器第九十七頁，共111頁。治療射線量會造成嚴重的損壞后果：起搏器電路損壞無輸出頻率奔放預(yù)防措施:將起搏器累積吸收的放射線控制在500拉德以下，要求屏蔽在每次射線治療后檢查起搏器的功能是否有變化第九十八頁，共111頁。起搏器防止干擾的措施輸入帶通濾波器絕對數(shù)值反轉(zhuǎn)電路電平檢測器靈敏度調(diào)節(jié)器

起搏器邏輯電路起搏器感知電路放大，濾波處理或拒絕進入的信號第九十九頁，共111頁。認識起搏系統(tǒng)的組成部分及它們相應(yīng)的功能規(guī)定基本電學(xué)術(shù)語的定義描述時間-強度曲線圖中振幅和脈寬之間的關(guān)系解釋感知的重要性討論電磁干擾源及與這些干擾源相關(guān)的病人/臨床醫(yī)生應(yīng)掌握的指導(dǎo)方針理解在頻率適應(yīng)性起搏中使用傳感器的必要性及其類型課程內(nèi)容第一百頁，