《起搏基本概念》PPT课件.ppt
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1、起搏的基本概念起搏的基本概念Pacing Concepts可植入脉冲发生器可植入脉冲发生器(IPG)Implantable pulse generator电极线电极线 Lead wire可植入的起搏器系统可植入的起搏器系统 包含下面几个组成部分:包含下面几个组成部分:z脉冲发生器:电源或电脉冲发生器:电源或电池池z电极或电线电极或电线z阴极(负电极阴极(负电极 cathode)z人体组织人体组织z阳极(正电极阳极(正电极 anode)脉冲发生器脉冲发生器电极电极导线导线阳极阳极阴极阴极起搏器各组成部分与人体起搏器各组成部分与人体组织结合形成一个完整的电路组织结合形成一个完整的电路z装有电池,为
2、给心脏装有电池,为给心脏发送电脉冲提供能源发送电脉冲提供能源z装有控制起搏器工作装有控制起搏器工作的电路的电路电路电路电池电池脉冲发生器:脉冲发生器:z将电脉冲从脉冲发生将电脉冲从脉冲发生器传到心脏器传到心脏z感知心脏除极感知心脏除极电极电极导线是绝缘的电线,它们:导线是绝缘的电线,它们:z心内导线或经静脉导线心内导线或经静脉导线(transvenous leads)z心肌导线心肌导线/心外膜导线心外膜导线(epicardial leads)导线的类型导线的类型经静脉导线有经静脉导线有不同的固定装置不同的固定装置z被动固定被动固定 passive fixation叉齿叉齿(tines)卡在卡在
3、心脏的肌小梁间心脏的肌小梁间(纤维网(纤维网 trabeculae)经静脉导线经静脉导线z主动固定主动固定 active fixation螺旋(或螺丝钉螺旋(或螺丝钉 screw-in)延伸到心)延伸到心内膜组织内膜组织可使导线放置于心可使导线放置于心腔内的任何位置腔内的任何位置心肌导线和心外膜导线心肌导线和心外膜导线z导线可直接用于心脏导线可直接用于心脏固定装置包括:固定装置包括:y刺入心外膜方式刺入心外膜方式(“stab-in”or fish hook)y拧入心肌方式拧入心肌方式(screw-in)y缝合方式缝合方式(sutured)阴极阴极(cathode)z与心脏组织接触的电与心脏组织
4、接触的电极极z当电流流过时带负电当电流流过时带负电荷荷阴极阴极阳极阳极阳极阳极 anodez心脏组织除极后接收心脏组织除极后接收电脉冲的电极电脉冲的电极z当电流流过时带正电当电流流过时带正电荷荷阳极阳极传导路径传导路径z人体组织和体液都是人体组织和体液都是阳极和阴极之间传导阳极和阴极之间传导路径的组成部分路径的组成部分组织组织阴极阴极阳极阳极VIPGR-电极,导线导线和组织阻抗阻抗Lead 导线导线体液体液(回路回路)z开始于脉冲发生器开始于脉冲发生器z通过导线和阴极通过导线和阴极(-)流流动动z刺激心脏刺激心脏z返回到阳极返回到阳极(+)起搏时,脉冲:起搏时,脉冲:脉冲开始脉冲开始*z从顶端
5、电极(阴极)流从顶端电极(阴极)流动动z刺激心脏刺激心脏z通过体液和组织返回到通过体液和组织返回到脉冲发生器(阳极)脉冲发生器(阳极)单极起搏系统单极起搏系统单极起搏系统单极起搏系统Unipolar Lead SystemUnipolar Lead System阴极阴极阳极阳极-+单极起搏系统有一根只有一个电极的导线位于心脏内,在这个系统单极起搏系统有一根只有一个电极的导线位于心脏内,在这个系统单极起搏系统有一根只有一个电极的导线位于心脏内,在这个系统单极起搏系统有一根只有一个电极的导线位于心脏内,在这个系统中,脉冲:中,脉冲:中,脉冲:中,脉冲:阳极阳极z通过导线末端的顶通过导线末端的顶端电
6、极流动端电极流动z刺激心脏刺激心脏z返回导线顶端近侧返回导线顶端近侧的环形电极的环形电极双极起搏系统双极起搏系统双极起搏系统双极起搏系统(bipolar system)(bipolar system)有一根有两个电极的导线有一根有两个电极的导线有一根有两个电极的导线有一根有两个电极的导线位于心脏内,在这个系统中,脉冲:位于心脏内,在这个系统中,脉冲:位于心脏内,在这个系统中,脉冲:位于心脏内,在这个系统中,脉冲:阴极阴极导线阻抗值随下面的因素而变化:导线阻抗值随下面的因素而变化:z绝缘破裂绝缘破裂 insulation breakdown=resistance decreasesz电线断裂电线
7、断裂 broken lead=no conduction导线金属丝周围的绝缘导线金属丝周围的绝缘破裂会引起阻抗值下降破裂会引起阻抗值下降z绝缘破裂会使电线暴露于体液绝缘破裂会使电线暴露于体液中,而体液的电阻低,会引中,而体液的电阻低,会引起阻抗值下降起阻抗值下降z电流会通过绝缘破裂口流向体电流会通过绝缘破裂口流向体内这样将使电池耗竭内这样将使电池耗竭z绝缘破裂会引起阻抗值降到绝缘破裂会引起阻抗值降到 300 W W 以下以下绝缘破裂绝缘破裂降低电阻降低电阻低的电阻低的电阻金属丝在绝缘护套内断裂金属丝在绝缘护套内断裂金属丝在绝缘护套内断裂金属丝在绝缘护套内断裂会引起阻抗值上升会引起阻抗值上升会引
8、起阻抗值上升会引起阻抗值上升z跨越金属丝断裂所形跨越金属丝断裂所形成的阻抗值会增加成的阻抗值会增加z电流可能会太小而不电流可能会太小而不起搏起搏z电流通不过而不起搏电流通不过而不起搏z阻抗值可能超过阻抗值可能超过 3,000 W W导线金属丝断裂导线金属丝断裂电阻增加电阻增加阻抗变化影响起搏器的阻抗变化影响起搏器的功能和电池的寿命功能和电池的寿命z高阻抗减少电池的电力消耗并延长电池的寿命,高阻抗减少电池的电力消耗并延长电池的寿命,但可能影响起博功能,甚至无夺获但可能影响起博功能,甚至无夺获z低阻抗增加电池的电力消耗并缩短电池的寿命低阻抗增加电池的电力消耗并缩短电池的寿命z起博系统阻抗值在起博系
9、统阻抗值在 300 至至 1,000 W W 之间之间高阻抗导线的阻抗值大于高阻抗导线的阻抗值大于 1,000 欧姆欧姆单极导线和双极导线单极导线和双极导线单极导线单极导线 unipolar leadz单极导线比双极导线单极导线比双极导线的直径小的直径小(measured in French)z单极导线在心电图上单极导线在心电图上的脉冲信号较大的脉冲信号较大Five wires per bundle for redundancy双极导线双极导线z双极导线不易过度感双极导线不易过度感知非心脏信号(肌电知非心脏信号(肌电位和电磁干扰)位和电磁干扰)z起搏器的某些特殊功起搏器的某些特殊功能起作用的需
10、要能起作用的需要(DAO,抗房颤功能抗房颤功能)同轴导线设计同轴导线设计导线绝缘可以是导线绝缘可以是硅树脂或聚亚安酯硅树脂或聚亚安酯聚乙安酯聚乙安酯 polyurethane 绝缘导线的优点绝缘导线的优点z生物相容生物相容 bio-compatiblez抗撕强度大抗撕强度大 anti-tearz摩擦系数小摩擦系数小 low coefficient of frictionz导线直径较小导线直径较小 smaller diameter起搏器简史起搏器简史单腔和双腔单腔和双腔起搏系统起搏系统单腔系统单腔系统 Single Chamber z起搏导线植入心房起搏导线植入心房或或心室,根据需要起搏心室,根
11、据需要起搏或感知的心腔而定或感知的心腔而定识别起搏节律识别起搏节律AAI/60识别起搏节律识别起搏节律 VVI/60缺点缺点缺点缺点优点优点优点优点单腔起搏系统的优点和缺点单腔起搏系统的优点和缺点z植入一根导线植入一根导线z单心室单心室(ventricle)导导线不提供房室线不提供房室(atrium)同步同步z如果房室传导功能有障如果房室传导功能有障碍,单心房导线不提供碍,单心房导线不提供心室支持心室支持z在心房和心室都植在心房和心室都植入导线入导线双腔系统有两根导线:双腔系统有两根导线:识别起搏节律识别起搏节律DDD/60/120识别起搏节律识别起搏节律DDD/60/120识别起搏节律识别起
12、搏节律DDD/60/120识别起搏节律识别起搏节律DDD/60/120z刺激心脏使它除极刺激心脏使它除极(depolarize)z感知心脏自身活动感知心脏自身活动(intrinsic activities)z对增加的新陈代谢需求作出反应,提供频率适对增加的新陈代谢需求作出反应,提供频率适应性起搏应性起搏(rate responsive)z提供由起搏器存储起来的诊断信息提供由起搏器存储起来的诊断信息绝大多数起搏器具有四个功能:绝大多数起搏器具有四个功能:刺激刺激 Stimulation刺激过程刺激过程时间(毫秒)时间(毫秒)1002003004005002 相相1 相相3 相相4 相相跨膜电位跨
13、膜电位(毫伏)(毫伏)-50050-1000 相相阈值阈值刺激阈值刺激阈值(stimulation threshold)z在心脏不应期在心脏不应期(refractory period)之外连续夺获之外连续夺获(captured)心脏所需的最小的电刺激心脏所需的最小的电刺激VVI/60夺获夺获无夺获无夺获脉冲脉冲:z振幅振幅 Amplitude z脉宽脉宽 Pulse Width两个用来保证夺获的设置:两个用来保证夺获的设置:振幅是由起搏器振幅是由起搏器发送到心脏的电压总量发送到心脏的电压总量z振幅反映脉冲的强度或高度振幅反映脉冲的强度或高度:脉冲的振幅必须足够大使心肌除极(即:夺脉冲的振幅必须
14、足够大使心肌除极(即:夺获心脏)获心脏)脉冲的振幅必须足够大以提供适当的起搏安脉冲的振幅必须足够大以提供适当的起搏安全范围全范围脉宽脉宽(pulse width)是起搏脉冲是起搏脉冲的时间(持续时间)的时间(持续时间)z脉宽以毫秒脉宽以毫秒(ms)为单位为单位z脉宽必须足够长使除极扩播到周围的组织脉宽必须足够长使除极扩播到周围的组织5 V0.5 ms0.25 ms1.0 ms强度强度-时间曲线图时间曲线图(strength duration curve)z强度强度-时间曲线图画出了时间曲线图画出了振幅和脉宽的关系振幅和脉宽的关系曲线或曲线以上的值曲线或曲线以上的值将导致夺获将导致夺获时间时间脉
15、宽脉宽(ms).501.01.52.0.25刺激阈值(伏)刺激阈值(伏)夺获夺获强度强度-时间曲线图的临床用途时间曲线图的临床用途z必须留出适当的安全必须留出适当的安全范围,因为:范围,因为:起搏系统有急性起搏系统有急性期和慢性期期和慢性期阈值的每日波动阈值的每日波动夺获夺获时间时间脉宽脉宽(ms).50.25刺激阈值(伏)刺激阈值(伏)病人安全是首要的,第二个病人安全是首要的,第二个病人安全是首要的,第二个病人安全是首要的,第二个重要目标是延长电池的寿命重要目标是延长电池的寿命重要目标是延长电池的寿命重要目标是延长电池的寿命z延长电池使用寿命的最佳方法是在保证适当安延长电池使用寿命的最佳方法
16、是在保证适当安全范围的同时降低电压全范围的同时降低电压最佳化电池寿命最佳化电池寿命z起搏所耗能量:起搏所耗能量:E=PW x VE=PW x V2 2/R/RPW=PW=脉宽脉宽脉宽脉宽V=V=输出电压输出电压输出电压输出电压R=R=阻抗阻抗阻抗阻抗z因为因为 V对对所耗能量影响最大,所耗能量影响最大,要避免高电压要避免高电压-短脉宽,短脉宽,而尽可能程控输出电压至而尽可能程控输出电压至 2.5 Vz常规使用二倍电压常规使用二倍电压阈值阈值作安全范围作安全范围z导线阻抗导线阻抗(lead resistance)z振幅和脉宽设置振幅和脉宽设置(amplitude and pulse width)
17、z起搏事件与自身事件的百分比起搏事件与自身事件的百分比(pacing and intrinsic events ratio)z频率适应模式设为频率适应模式设为 ON(shorten life)z起搏器诊断功能所需电量消耗起搏器诊断功能所需电量消耗影响电池使用寿命的因素包括:影响电池使用寿命的因素包括:电极设计也可能影响刺激阈值电极设计也可能影响刺激阈值z导线成熟过程导线成熟过程导线成熟过程导线成熟过程z在导线植入后,电极的周围形成纤维在导线植入后,电极的周围形成纤维“包裹包裹”在本例中在本例中如果:如果:起搏电流起搏电流=8 mA 成熟以后的阻抗从成熟以后的阻抗从 300 W W 增加一倍增加
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