起搏器基础资料解读

人工心脏起搏器是治疗缓慢性心律失常的最有效办法，随着心脏起博器的不断发展完善，使越来越多的患者受益。

目前，起搏器在我国的应用也是越来越广泛。

通过此课件的学习，使学员了解起搏器的发展历史、基本构造和在使用过程中的注意事项。

一、起博器的发展史
起搏器最早植入人体是1958 年。

设计第一例起搏器的工程师名叫Elmqvist 。

最早植入起搏器的医生是Ake Senning 。

植入起搏器的第一例患者名叫Arne Larsson 。

Arne Larsson 生于1915 年，在1958 年时因患m度房室阻滞，心率极度缓慢，这种患者如果不及时治疗，80% 以上会在一两年内死掉。

而这时Ake Senning 和Elmqvist 已经研发出了第一代的植入性的起搏器。

因此在1958年10月8号，为Larsson 植入了全球第一例的心脏起搏器。

当时植入的起搏器是V00 的工作方式，极大的改善了Larsson 的症状。

•
植入人体的首例起博器
1974 年，将Larsson 的起搏器更换成VVI 。

1989 年更换了VVIR （带有自动调节起搏频率的起搏器）。

截止到1996年他更换的最后一台起搏器，他这一生共更换20台起搏器。

更换最后一个起搏器5 年之后，Larsson86 岁时去世，死于腹腔的癌症。

Larsson 43 岁时得了当时被认为是不治之症的m度房室阻滞，而其有幸植入了人类第一台起搏器，又幸运的活了43年。

正是因为起搏器，使他的缓慢性的心率失常得到了根治。

起搏器包括2大部分：第一部分是脉冲发生器，可以植入到病人体内，定时的监测病人的心率，发放电的脉冲；另外一部分是和它相连接的电极导线。

电极导线系统是连接脉冲发生器和人体心肌的重要的桥梁。

脉冲发生器是起搏器的核心构成部件，在起搏器工作过程中起着极其重要的作用。

请问：脉冲发生器都有哪些类型，优缺点各是什么？
二、脉冲发生器
脉冲发生器绝大部分的重量是电池。

目前使用的电池为锂电池，以前曾经用过汞电池、锌汞电池、镍镉电池、锂碘电池。

最终随着电子工业化的进展，人们认识到锂电池电容量大，电的性能稳定，因此起搏器目前用的都是锂电池。

另外的重要的一部分是电路系统。

在一平方厘米的电路系统里，包含着将近5千个元器件。

因此起搏器是一个很精确的电路系统的集成。

在电路系统里，最主要的有两大部分：一部分是用来感知病人的心脏的电活动；另外一部分是发放电脉冲，来刺激心脏进行起搏。

还有一部分是和电极导线相连接处，一般有螺丝扣固定，和它相连的是电极导线。

（一）脉冲发生器的历史
截止现在，脉冲发生器已经发生了天翻地覆的变化。

第一，体积越来越小；第二，电池容量越来越大；第三，电路结构越来越复杂。

复杂到可以调出体内电信号很多种的参数，并且能够进行复杂的运算分析，然后再自动的计算输出电的脉冲。

截止现在，已经发展到数字化的起搏器。

（二）脉冲发生器的分类
脉冲发生器一般分成单腔起搏器、双腔起搏器以及三腔起搏器，现在还有四腔起搏器。

1.单腔起搏器
所谓单腔起搏器，是指起搏器上只有一个孔，能够连接一根电极导线。

电极导线植入心房或植入心室。

植入到心室内，起搏心室；植入心房，起搏心房，根据需要起搏或感知的心腔而定。

单腔的起搏器电极导线的顶端有两个电极，接触心肌处有一个，在该电极之后1cm左右的地方有个环状的电极。

这两个电极就可以采集心腔内的电机动信号, 同时发放电的脉冲，叫做双极的单腔起搏。

还有一种情况，没有后面的环状电极，只有顶端的电极。

起搏要经过脉冲发生器和电极顶端之间形成的一个大的回路。

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双极和单极各有利弊。

比如双极电极导线要涉及到2条的电路, 所以要比单极的粗一些。

电极比较复杂，容易发生断路、短路等情况。

另外它的柔软度不如单极的好，所以并发症的发生也要高于单极。

单极电极导线除了有比较柔软的优势之外，也有它的劣势。

一是它比较软，植入起来不容易到位。

另外一点是由于单极起搏器和脉冲发生器之间的大回路，病人发生起搏器囊袋抽搐的比例要高于双极起搏。

还有它感知到的电场是一个大的电场，所以也容易发生一些干扰，尤其在电的噪音或者肌肉的噪音下。

单腔起搏系统的优点是植入一根导线就可以了，缺点是单心室的导线不提供房室的同步，不管心房的收缩状态如何，只是心室的感知和起搏，有可能会发生起搏器综合征，也叫单腔起搏器综合征。

再者，如果病人的房室传导功能有障碍，这时候，单一心房起搏不能够提供心室的起搏支持。

比如病人一直用的是单腔的心房起搏，突然由于炎症或
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'I 肾 * 「: :1 :! i X I ； Lh, I I ・11. iLi .: I J 1 ! ! r ' 心肌缺血，房室间传导功能丧失，发生了 m 度房室阻滞，那么心室就会 很慢，这时起搏器也只起搏心房，病人也会出危险。

2. 双腔起博器
双腔起搏一般来说既能起搏心室，又能起搏心房。

也有一种特殊 的双腔起搏，可以两个电极都起搏心房或心室。

双腔起搏系统在心房和心室都有电极导线。

因此，根据自身的心 房和心室有
没有脉冲，来发放脉冲。

单腔的心房起搏，相当 于给病人安 了一个窦房结，单腔的心室起搏相当于给病人在心室安了 一个抑波点。

而双腔的起搏相当于给病人既安了 一个 窦房结也安了 一个房室结。

当 病人自身的房室结不能下传时，可以通过起搏电极导线沿着起搏器发放 的脉冲来下传心室。

如果病人心房的频率尚可，而房室结功能不良，房室不能下传， 等到一定的
PR 间期，自己的房室结没有下传，心室起搏。

如果病人的心房波和心室波 都按时发放，那么心房的起搏、心室 的起搏都
得到了抑制，所以这时只有感知而没有起搏。

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如果病人心房、心室的频率都不够，房室传导也不好，这时心房 起搏，经过
起搏器的房室周期以后心室起搏，这是真正的双腔起搏。

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如果植入双腔起搏器以后，病人的房室结功能恢复了，每一次心 房波都经过
自身的房室结下传心室，而心房的频率不够、太慢、停搏或 者窦房阻滞，表现出来的是单纯的心房起搏和心室的感知。

3. 三腔起搏
三腔起搏是除了右心室的起搏之外，还通过冠状静脉送入一个电 极能够起搏
左心室，是为 了保证左右心室的同步起搏。

主要用于严重的 心衰的病人，尤其是伴有单侧束支阻滞的病人，左右 心室明显的收缩不 同步，会对心功能产生非常不好的影响。

经过双心室的同步起搏之后， 心功能会有明显的改善。

三、电极导线
电极导线主要是连接脉冲发生器和心肌的一个桥梁。

脉冲发生 器的电脉冲
一定要依赖于电极导线才能够传导到心脏。

另一方面，它能 够感知到心脏的电活动，并反馈到脉冲发生器。

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电极导线，有双极的和单极的。

双极导线顶端是阴极，环状电 极是阳极。

单极的起搏导线，顶端是阴极，脉冲发生器就变成了阳极。

人体的组织包括血液、体液等是阴极和阳极之间传导路径的很重
要的一部分。

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电扱、导幾和组织阻抗
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根据植入途径可分为心内膜或经静脉导线和心外膜导线；根 据极性可分
为单极和双极；根据固定方式可分为主动固定和被动固定。

1. 心内膜导线和心外膜导线
下图中前两种都是靠后面带的尾翼来被动的固定在心脏的肌小 梁上面，而
使顶端面积紧贴着心肌的组织。

后边的一种是通过主动的用 螺旋电极把电极导管固定在了心肌的部位，所以前两种叫被动固定电极, 最后一种叫主动固定电极。

经静脉导线
被动固定电极导线是利用叉齿卡在了心肌的肌小梁上边，把电 极导管给它
固定住了。

被动固定
主动固定的电极导线可以放置到心腔内
的任何位置。

因为其可 然 后使主动固定的电极伸出来，旋到 心肌
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对于极少数心内膜电极不能够植入的病人，有可能需
要开胸，或者是采 用电视胸腔镜或者心包镜来放入心
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以通过电极导管的尾端旋转,
里。

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心外膜方式
2. 单极导线和双极导线
单极导线要比双极导线的直径小，而单极导线在心电图上的 脉冲信号比
较大，因为电场比较大，单极 导线是电极的头端和脉冲发生 器之间的一个大的电场。

这些电线外边包含了 一层绝缘层。

这个绝缘层 就保证了电极没有短路。

不会因为电脉冲外泄引起其他部位的电的激动。

双极导线最大的优势就是不容易过度感知一些非心脏的信号， 如电磁信
号、肌电位信号等。

但它是由外层导丝和内层导丝两层组成， 而且两层之间还有绝缘层，所以它的直 径总体 来说要比单极电极导线粗
一些。

3. 除颤电极
如果植入起搏器的目的，不仅是为了起搏，还有促使高危病人 复律的问
题，就要安装除颤器，这时就要有除颤的电极。

除颤电极比较 粗，而且它有一个弹簧圈，这个弹簧圈就是一个比较大的除颤电极。

应用除颤电极可以进行高电压的治疗和起搏。

对于心动过缓的 病人，可以
适时的发放电刺激脉冲达到起搏，改善 心动过缓的作用。

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于心动过速的病人，可以通过电极导线，发放程序扫描的刺激，能够帮助终止连续
性的心动过速。

对于一些不能用抗心动过速起搏来终止的快速的恶性的心律失常，
可以通过同步直流电复律，或者是电除颤的方式来达到转复的目的。

四、连接器
脉冲发生器和电极导线之间有一个固定的链接。

现在所有的厂家都已经把它规范到了IS-1统一标准。

所以不同厂家的起搏器和电极导线都可以互换。

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五、起搏阈值
植入起搏器以后，首先要测起搏阈值。

阈值是指在心脏不应期之外连续夺获心脏所需的最小的电刺激。

测起搏阈值时，有两个指标：一个是脉冲的振幅；另一个是脉冲的宽度，叫脉宽。

脉冲的振幅必须足够大才能保证心室的除极，才能够提供适当的安全起搏的范围。

脉宽是指起搏脉冲所持续的时间，一般以毫秒为单位。

脉宽必须足够的长，使除极能够传播到周围的组织。

在测试阈值之后，就要设置输出的能量，一般是所测阈值的2〜4倍。

现代化的起搏器已经有自动阈值管理的功能，能够定时的测定起搏的阈值，保证安全起搏的时候以最小的能量输出，来保证充分起搏。

六、电池的使用寿命
有以下几个因素能够影响起搏器的电池的使用寿命。

1.振幅和脉宽设置。

如果设定的起搏振幅太高，那么电池的寿命就短。

另外一个脉宽，脉宽设置的越大，越费电。

2.导线阻抗。

在一定的电极导线阻抗的范围内，这个起搏器才既省电，又安全。

3.起搏事件与自身事件的百分比。

起搏事件占整体心脏活动的百分比是多少。

4.频率适应模式设为ON。

把频率适应模式打开和关闭也会影响到起搏器的使用寿命。

如果把频率适应模式设为开，起搏器就能够根据心率的情况来自动调整它的心率水平。

比如在打球、运动、爬山、激动的时候，需要心跳加快，这时候起搏的频率也会加快。

而在休息、睡梦中时，需要一个低的起搏频率，能够减少症状，而且省电。

需要强调的是病人安全是最重要的，其次才是延长电池寿命。

另外，延长
电池寿命的最佳方法是保证适当的安全范围的同时，降低电压。

如果能够使用自动阈值变压就更好。

输出电压值如果比起搏器电池电压大的时候，需要电压放大器，而且会缩短电池的使用寿命。

因此，起搏器成功的很重要的目标就是了解电池的电量的情况以及根据病人的具体的情况调整适当的电压，既省电，又安全。

现在有了自动阈值管
理的起搏器，会自动的、定时的监测起搏阈值，然后根据测得的起搏阈值的情况，适当的调高一点起搏电压就可以了，这样可以以很低的能量起搏，省电。

并且如果有一次起搏没有起来，就会立即自动的检测和识别以及干预处理，能够保证病人的安全。

起搏器出了起搏功能外，另一大功能就是感知，感知在起搏器发挥作用过程中具有不可替代的作用。

请问：感知功能障碍
都包括哪些？
七、感知
起搏器除了起搏之外，感知是另外一大功能。

感知分为单极感知和双极感知。

所谓单极感知就指起搏器的顶端和脉冲发生器之间的大的电场的感知，因为电场比较大，所以容易受外界信号的干扰。

双极感知就是顶端电极和环状电极之间的感知，电场比较小， 因此肌电信号、电磁波信号的干扰很难被双极起搏电极导线感知到。

起搏器一定要有良好的起搏功能和精准的感知功能，保证不发 生感知不良。

也就是说，能够感知到心房波和心室波，不能错过、漏过。

另外也保证不 发生过感知，不能把心脏 以外的事件，如肌电干扰、电磁 波，甚至把本身的一些P 波等都误认为是QRS 波。

所以起搏器要能够 精准的判断心脏是不是有搏动，只有 在心脏没有自身搏动时，才发 放脉 冲刺激。

感知灵敏度的程控非常的重要。

如果感知度不合适，就要进行 适当的调整。

如感知过度，能够感知到T 波或者肌电，就要采取一定 的措施。

如果感知不足，根本感知不到心房波心室波，就会出现竞争性 心率，也要采取一定措施。

（一）感知过度
感知过度的常见原因
感知灵敏度程控不适当
感知不应期程控短
电极绝缘层破裂
电极移位
电磁干扰
（二 ）感知不足
感知灵敏度设置的太高，而自身的心电信号又小的时候，就更容 易发生感知不足。

当然电极导线发生了脱位、电极 断裂、绝缘层的破裂 等都会引起感知不足。

（三） 感知灵敏度的调整 感知灵敏度可以通过人工测试P 波、R
医生的手动设置或者起搏器的自动的建议值设置。

在心房
双极感知大概是4:1〜6:1
,心房 单极感知是2.8:1
室或者是双极 电极的感知是2.8:1〜4:1
0 当然精确的感知 取决于心肌的电生理学属性，取决于电极的特 征，其在心脏中的位置以及起搏器的感知放大器。

（四） 影响感知度的因素
有很多因素可以影响到感知。

如导线的极性，是双极还是单极； 导线的完整性，有没有绝缘层的破裂；有没有电极里的电线的断裂；有 没有电磁干扰等。

起搏器有很多的开关，参数的设置等都是要靠单簧片 的开关来控制，也就是说体外通过一个磁铁就能够控制，因此起搏器怕 磁。

磁化杯、半导体收音机等不能离起搏器1. 2. 3. 4.
5. 波的振幅，然后通过 适宜的感知比的范围 4:1 ,心 \\\hM
太近，至少要在20 cm以外。

如果做电切，电凝会影响起搏器的感知。

另外做核磁共振一定要慎重，因为它会影响到起搏器的感知。

起搏器的感知也取决于心肌的电生理特性、电极的特征以及起搏器的感知放大器。

如果电极导线的绝缘层破裂会引起阻抗值的下降。

绝缘破裂会使电线暴露于体液中，而体液的电阻低；弓I起阻抗值下降电流会通过绝缘破裂口出，使电池消耗增加；绝缘破裂会引起阻抗值＜300 Q。

金属丝断裂会引起阻抗值上升。

电子在导丝内传导形成的阻抗会增加；电极顶端释放的电流会减小，甚至无法激动心脏；阻抗值可能＞3000 Q。

阻抗一般来说应该在300〜1000 Q左右。

阻抗过低会增加电池的电力消耗并且缩短电池的寿命；阻抗过高会影响到起博的功能，也会影响到电池的寿命。

八、电磁干扰
由体外干扰源的电磁能量引起，50〜60Hz是与起搏器干扰关系最密切的波，家里或办公室很少有电磁干扰但医院有很多环境下都有电磁干扰。

如电烙术、经胸的除颤、体外碎石、放射性的治疗、射频消融治疗、以及经皮电针刺激神经仪、核磁共振等这些都会干扰到起搏器的感知。

电磁干扰会使起搏器发生过感知，甚至短暂的模式变化，如噪音反转，或者是电池的重置等。

读书的好处
1、行万里路，读万卷书
2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。

3、读书破万卷，下笔如有神
4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。

一一达尔文
5、少壮不努力，老大徒悲伤。

6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。

一一颜真卿
7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。

8、读书要三到：心到、眼到、口到
20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干 培根
9、玉不琢、不成器，人不学、不知义
10、一日无书，百事荒废。

一一陈寿 11、书是人类进步的阶梯。

12、一日不读口生，一日不写手生
15、读一本好书，就如同和一个高尚的人在交谈 一一歌德
17、学习永远不晚。

一一高尔基
18、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。

13、我扑在书上，就像饥饿的人扑在面包上。

-- 咼尔基 14、书到用时方恨少、事非经过不知难。

--- 陆游
16、读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。

--- 笛卡儿 19、学而不思则惘，思而不学则殆 ――孔子
——刘向。