起搏器组成和基础知识介绍.ppt

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1、起搏的基本概念Pacing Concepts认识起搏系统的组成部分及它们相应的功能规定基本电学术语的定义描述时间-强度曲线图中振幅和脉宽之间的关系解释感知的重要性讨论电磁干扰源及与这些干扰源相关的病人/临床医生应掌握的指导方针理解在频率适应性起搏中使用传感器的必要性及其类型课程内容第一节 起搏系统的组成与功能正常的心脏传导系统正常的心脏传导系统束支束支房室结房室结窦房结窦房结心室心室心房心房房室结传导冲动使心室收缩窦房结发放脉冲使心房收缩;窦房结不产生冲动窦房结产生间歇的，不规则的冲动窦房结频率适应失调房室结阻滞.异常心脏传导组织可能出现心动过缓治疗方法 药物治疗起搏器不适于长期治疗不适宜药物

2、治疗人工心脏起搏系统的组成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导线人体组织导线脉冲发生器起搏器，电极导线与人体组织结合形成一个起搏器，电极导线与人体组织结合形成一个完整完整完整完整的回路的回路起搏系统 脉冲发生器 电极导线组成：电池、电路、外壳、连接装置、传感器功能：产生并发放电刺激电路电路电池电池1、脉冲发生器2、电极导线功能分类固定方式电极电极2.1起搏电极导线的功能导线导线起搏器心脏起搏起搏感知感知植入方式心内导线或经静脉导线(transvenous leads)心肌导线/心外膜导线(epicardial leads)2.2 导线的类型2.3 导线固定方式被动固定 pas

3、sive fixation叉齿(tines)卡在心脏的肌小梁间（纤维网 trabeculae）主动固定 active fixation螺旋（或螺丝钉 screw-in）延伸到心内膜组织2.3导线固定方式心肌导线和心外膜导线可直接固定于心脏固定装置包括：刺入心外膜方式(“stab-in”or fish hook)拧入心肌方式(screw-in)缝合方式(sutured)3.起搏系统分类传导路径：起搏心腔:单极系统，双极系统单腔系统，双腔系统从顶端电极（阴极）流动刺激心脏通过体液和组织返回到脉冲发生器（阳极）单极起搏系统Unipolar Lead System阴极阴极阳极阳极-+单极起搏系统有一根

4、只有一个单极起搏系统有一根只有一个单极起搏系统有一根只有一个单极起搏系统有一根只有一个电极的导线位于心脏内，在这电极的导线位于心脏内，在这电极的导线位于心脏内，在这电极的导线位于心脏内，在这个系统中，脉冲：个系统中，脉冲：个系统中，脉冲：个系统中，脉冲：阳极阳极通过导线末端的顶端电极流动刺激心脏返回导线顶端近侧的环形电极双极起搏系统(bipolar system)阴极阴极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，位于心脏内，在这个系统中，位于心脏内，在这个系统中，位于心脏内，在这个系统中，脉冲：脉冲：脉冲：脉冲：单极导线

5、unipolar lead单极导线比双极导线的直径小单极导线比双极导线的直径小 (measured in French)单极导线在心电图上的脉冲信单极导线在心电图上的脉冲信号较大号较大z 不易发生过感知不易发生过感知(交叉感知交叉感知)z 可程控为单极可程控为单极z 不易产生肌肉和神经刺激不易产生肌肉和神经刺激双极导线 bipolar lead激素缓释电极激素缓释(steroid eluting)电极减轻了炎症反应，急性期阈值不升高，慢性期阈值较低多孔，镀铂的顶端用于类固醇淘析含类固醇的硅树脂橡胶插头叉齿用于固定导线成熟过程类固醇对刺激阈值的影响脉宽脉宽=0.5 msec036植入时间（周）植

6、入时间（周）织物金属电极织物金属电极平滑金属电极平滑金属电极12345类固醇淘析电极类固醇淘析电极01245789101112伏特单腔系统 Single Chamber 起搏导线植入心房或心室，根据需要起搏或感知的心腔而定植入一根导线单心腔的起搏和感知心房和心室都植入导线双腔系统有两根导线：刺激心脏使它除极(depolarize)感知心脏自身活动(intrinsic activities)对增加的新陈代谢需求作出反应，提供频率适应性起搏(rate responsive)提供由起搏器存储起来的诊断信息小结：绝大多数起搏器具有四个功能：认识起搏系统的组成部分及它们相应的功能规定基本电学术语的定义描

7、述时间-强度曲线图中振幅和脉宽之间的关系解释感知的重要性讨论电磁干扰源及与这些干扰源相关的病人/临床医生应掌握的指导方针理解在频率适应性起搏中使用传感器的必要性及其类型课程内容第二节 电学概念阻抗变化影响起搏器的功能和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，但可能影响起搏功能，甚至无夺获低阻抗增加电池的电力消耗并缩短电池的寿命起搏系统阻抗值在 300 至 1,000 W 之间高阻抗导线的阻抗值大于 1,000 欧姆导线阻抗值随下面的因素而变化：绝缘破裂=resistance decreases电线断裂=no conduction导线金属丝周围的绝缘破裂会引起阻抗值下降绝缘破裂会使电

8、线暴露于体液中，而体液的电阻低，会引起阻抗值下降电流会通过绝缘破裂口流向体内这样将使电池耗竭绝缘破裂会引起阻抗值降到 300 W 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会引起阻抗值上升跨越金属丝断裂所形成的阻抗值会增加电流可能会太小而不能起搏电流通不过而不能起搏阻抗值可能超过 3,000 W导线金属丝断裂导线金属丝断裂电阻增加电阻增加认识起搏系统的组成部分及它们相应的功能规定基本电学术语的定义描述时间-强度曲线图中振幅和脉宽之间的关系解释感知的重要性讨论电磁干扰源及与这些干扰源相关的病人/临床医生应掌握的指导方针理解在频率适应性起搏中使用传感器的必要性及其类

9、型课程内容第三节 刺激 Stimulation刺激过程时间（毫秒）时间（毫秒）1002003004005002 相相1 相相3 相相4 相相跨膜电位跨膜电位（毫伏）（毫伏）-50050-1000 相相阈值阈值刺激阈值(stimulation threshold)心脏不应期(refractory period)之外连续夺获(captured)心脏所需的最小的能量VVI/60夺获夺获无夺获无夺获脉冲:振幅 Amplitude 脉宽 Pulse Width两个用来保证夺获的设置：1 振幅(Amplitude)-是由起搏器发送到心脏的电压总量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

10、：夺获心脏）脉冲的振幅必须足够大以提供适当的起搏安全范围2 脉宽(pulse width)-是起搏脉冲的时间（持续时间）脉宽以毫秒(ms)为单位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-时间曲线图的临床用途程控必须留出适当的安全范围程控必须留出适当的安全范围起搏系统有急性期和慢性期起搏系统有急性期和慢性期阈值的每日波动阈值的每日波动夺获夺获0.51.01.5时间时间脉宽脉宽(ms).501.01.52.0.25刺激阈值（伏）刺激阈值（伏）电压：电压：2：1脉宽：脉宽：3：1病人安全是首要的，第二个重要目标是延长电池的寿命延长电池使用寿命的最佳方法是在

11、保证适当安全范围的同时降低电压振幅值比起搏器电池的容量大时需要一个电压增倍器，从而缩短了电池的使用寿命导线阻抗(lead resistance)振幅和脉宽设置(amplitude and pulse width)起搏事件与自身事件的百分比(pacing and intrinsic events ratio)频率适应模式设为 ON(shorten life)影响电池使用寿命的因素包括：认识起搏系统的组成部分及它们相应的功能规定基本电学术语的定义描述时间-强度曲线图中振幅和脉宽之间的关系解释感知的重要性讨论电磁干扰源及与这些干扰源相关的病人/临床医生应掌握的指导方针理解在频率适应性起搏中使用传感器

12、的必要性及其类型课程内容第四节 感知 Sensing感知(sensing)感知是起搏器感知到心脏自身的除极活动起搏器通过测量阳极和阴极之间的心肌细胞的电位变化来感知心脏除极活动起搏器必须能够感知心脏自身节律并对其作出反应精确的感知能够使起搏器判断心脏自身是否搏动起搏器通常设置为只有在心脏不能产生自身搏动时才以起搏脉冲刺激感知灵敏度振幅振幅(mV)时间时间5.02.51.255 mV2 mV1mVAmplitude(mV)Time5.02.51.25感知灵敏度过低，数值过高5 mV2 mV1mVAmplitude(mV)Time5.02.51.25感知灵敏度过高，数值过低5 mV2 mV1mVA

13、mplitude(mV)Time5.02.51.25感知灵敏度正常，数值合时精确的感知.保证不会发生 的情况-起搏器不会错过应该能够感知的 P 波或 R 波保证不会发生 的情况-起搏器不会将心脏以外的活动误认为自身心脏事件提供适当的起搏脉冲时间-适当感知的事件会重设起搏器的时间间期顺序感知不良过感知感知不良(under sensing or low sensitivity)起搏器不能“看见”自身搏动，因而不能正确反应未感知出未感知出自身搏动自身搏动预定的起搏发出预定的起搏发出VVI/60过感知(over-sensing or too sensitive)探测到 P 波或 R 波以外的电信号标记

14、道显示标记道显示 自身活动自身活动 虽然没有虽然没有活动存在活动存在 VVI/60可影响感知的因素有：导线的极性（单极或双极）导线的完整性绝缘破裂金属丝断裂电磁干扰单极感知能产生大的电位差，因为：阴极和阳极之间的距离比双极系统的大_双极感知产生较小的电位差因为极间的距离短心脏以外的电信号如肌电位被感知的可能性很小金属丝断裂,绝缘破裂可引起感知不良或过感知当内外导体连续接触时会发生感知不良自身搏动的信号在感知放大器处被减弱并且振幅不再符合设定的感知值当内外导体间歇接触时会发生过感知信号被误认为 P 波或 R 波认识起搏系统的组成部分及它们相应的功能规定基本电学术语的定义描述时间-强度曲线图中振幅

15、和脉宽之间的关系解释感知的重要性讨论电磁干扰源及与这些干扰源相关的病人/临床医生应掌握的指导方针理解在频率适应性起搏中使用传感器的必要性及其类型课程内容第五节 电磁干扰 Electromagnetic Interference(EMI)电磁干扰(EMI)干扰可能由体外干扰源的电磁能量引起影响起搏器的电磁场是射频波50-60 Hz 是与起搏器干扰关系最密切的波医院里的电磁干扰，家里或办公室很少有电磁干扰电磁干扰会产生下面的问题：过感知(over sensing)短暂的模式变化（噪音反转 Noise reversion）重置（电重置或 Power Off Reset，POR）新的技术也会造成新的、

16、不希望的电磁干扰源：蜂窝电话（数字）Digital Cellular Phones 移动电话要距离起搏器15公分以上移移动电话动电话电刀是最常见的起搏器医院电磁干扰源后果过感知抑制感知不良（噪音反转）电源重置永久失去起搏器输出预防措施将模式重设为 VOO/DOO，或将磁铁放到起搏器上 策略地放置接地板将电烙脉冲限制在每隔 10 秒有 1 秒的脉冲使用双极电烙镊子核磁共振(MRI)一般不适用于带起搏器的病人后果极高的起搏频率转变为到非同步起搏预防措施将起搏器的输出调低至形成持久的无夺获、ODO 或 OVO 模式认识起搏系统的组成部分及它们相应的功能规定基本电学术语的定义描述时间-强度曲线图中振幅

17、和脉宽之间的关系解释感知的重要性讨论电磁干扰源及与这些干扰源相关的病人/临床医生应掌握的指导方针理解在频率适应性起搏中使用传感器的必要性及其类型课程内容第六节 频率适应性起搏 Rate Responsive Pacing频率自适应频率适应性（也称频率调节 rate adaptive）起搏器当窦房结不能提供适当的频率时，给病人提供改变心率的能力。频率适应性起搏适用于：患变时性功能不良的病人（在活动时心率不能达到适当的水平或满足其他新陈代谢的要求）患慢性心房颤动并且心室率缓慢的病人频率适应性起搏心输出量(cardiac output CO)由心脏跳动量(stroke volume SV)和心率(h

18、eart rate HR)联合决定SV x HR=CO心输出量的变化取决于 HR 和 SV 对新陈代谢要求作出反应的能力频率适应性起搏心脏每搏排血量的储备可使心输出量增加达 50%心率储量能适应新陈代谢的要求将总的心输出量增加到三倍频率适应性起搏当氧合血液需求增加时，起搏器保证心率加快以提供更多的心输出量调节心率以适应活动调节心率以适应活动正常心率正常心率频率适应性起搏频率适应性起搏固定频率起搏固定频率起搏每日活动每日活动有许多频率适应传感器市场上最受欢迎的传感器有：体动传感器(body motion)，检测身体活动并根据活动的程度增加频率每分钟通气量传感器(minute ventilatio

19、n)，通过经胸阻抗读数测量呼吸频率和潮气量的变化加速计(accelerometer)频率适应性起搏体动传感器用一个压电晶体(piezoelectric)检测运动引起的机械信号晶体将机械信号变成电信号，电信号又接着加快起搏器的频率压电压电晶体晶体频率适应性起搏每分钟通气量(MV)是单位时间内进入肺的空气量MV 有两个组成部分：潮气量(tidal volume)-一个呼吸周期内吸入肺的空气量呼吸频率(respiratory rate)-每分钟呼吸的次数频率适应性起搏每分钟通气量可以通过测量经胸腔的电阻抗的变化来计算一段时间内肺容量的变化来测量起搏系统组成与功能电学的概念刺激阈值感知电磁干扰(EMI)频率适应性起搏起搏基本概念模块总结休息休息！休息！休息！