起搏器心室阈值自动管理的原理和心电图特点

作者:林文华[1] 邸成业[1] 江骥[1] 
单位:泰达国际心血管病医院[1]

   起搏器阈值自动管理是现代起搏器功能的重要标志,它的应用不仅可以避免患者起搏阈值升高时的失夺获、延长起搏器的使用寿命,还可避免高输出引起的交叉感知、减少对心脏周围组织的刺激等。不同厂家起搏器阈值自动管理功能的原理、实现方式、心电学特点并不相同,根据起搏器阈值自动管理的心电学特点可基本确定起搏器的生产厂家,本文结合起搏器的生产厂家、型号、程控参数分析起搏器阈值自动管理功能的原理、实现方式和心电学特点。

心室阈值自动管理

起搏器心室阈值自动管理功能的实现是根据测试脉冲发出后是否有刺激除极波(Evoked Response,ER)来实现的,ER波是测试脉冲发放后刺激心脏产生的除极波,而非心脏自身除极波,测试脉冲发放后是否有ER波被感知即是对心室是否被夺获的判断,圣犹达Victory以前的起搏器可以对ER波感知灵敏度进行程控,而圣犹达Victory、Zephyr起搏器和美敦力、百多力起搏器不可以对ER波感知灵敏度进行程控。

1.1  圣犹达起搏器阈值自动管理

心肌的起搏阈值是不断变化的,它的变化不仅发生在从电极植入后的急性期到慢性期,还受睡眠、饮食、运动、疾病、代谢紊乱、体位、药物等因素的影响,对于起搏器依赖的患者,无夺获可能会导致严重的临床后果。圣尤达公司阈值自动管理功能成为autocapture,1995年,圣尤达公司首次将autocapture功能应用于单腔起搏器Microny,此后的Microny,Regency,Entity,Affinity(M/S 起搏器除外),Verity(M/S 起搏器除外),Integrity,Identity,Victory,Zephyr起搏器均具有autocapture功能。Autocapture功能用于确认每一次起搏刺激的反应,同时根据患者起搏阈值的改变,自动调整输出,使能量消耗最小,不同型号的起搏器对起搏和感知极性配置的要求不同,夺获确认的原理详见起搏器阈值自动管理功能相关的心电学特点一章。为确定autocapture功能是否建议打开,必须使用程控仪进行ER波感知灵敏度测试,在ER波感知灵敏度/autocapture设置测试期间,ER波和极化信号同时被测量,在Victory以前的起搏器,起搏器会给出测得的ER波振幅数值和极化电位数值,且ER波感知灵敏度数值可程控,只有ER波振幅/ER感知灵敏度程控值的比值≥1.8:1和ER感知灵敏度程控值/极化电位的比值≥ 1.7:1时,autocapture功能才建议打开,如果不符合上述条件,autocapture功能不建议打开。有时ER感知灵敏度数值程控不当可能会导致不良后果,为避免出现此种情况,autocapture功能做了进一步的改进,Victory和Zephyr起搏器进行ER感知灵敏度/autocapture设置测试时,不再给出测得的ER波振幅数值和极化电位数值,且ER波感知灵敏度数值也不可程控(图1,2)。

自动测定心室阈值时起搏器在固定脉宽的基础上(0.4ms)测试脉冲电压每两个心跳降低0.25V,直至连续两次失夺获,然后每两次心跳增加0.125V,直至连续两次心跳夺获,最后连续两次夺获时的电压即为电压阈值,输出电压被设置为电压阈值+0.25V(图3)。如果电压降至0V时还未发现失夺获,那么起搏器将转换至“高输出模式”,并在128个周期之后重新启动阈值搜索。Victory以前的起搏器阈值自动管理每8小时进行一次,而Victory、Zephyr起搏器阈值自动管理可以程控为每8小时或24小时进行一次。心室阈值自动管理功能打开时起搏器逐跳对起搏脉冲进行夺获监测,由于ER波检测窗存在初始空白期,如心室初始脉冲发放后自身QRS波也出现,则自身QRS波可落入空白期内不被起搏器感知,起搏器误认为脉冲未夺获心室,备用脉冲将在初始脉冲后100ms处发放,此时心室处于有效不应期,备用脉冲不能夺获心室,这一特殊的心电现象产生的原因是心室ER波检测窗存在初始空白期所致,并不是心室感知、起搏功能障碍。以DDD起搏模式在心房起搏的基础上自动测定心室阈值时,如果测试过程中有位于PVARP之外的P波,起搏器感知此P波后会在其后25ms处发放测试脉冲(Zephyr起搏器自动测定心室阈值时SAV间期还可程控为70ms或100ms)(图4),但如果起搏器感知P波后发放测试脉冲时的心室率高于上限跟踪频率,由于受上限跟踪频率的限制,测试脉冲会被抑制掉,在上限跟踪频率结束时起搏器直接发放备用脉冲并重新启动阈值测试(图5,6)。

1.2  美敦力起搏器阈值自动管理

美敦力起搏器阈值自动管理称为Capture Management,自动测定心室阈值过程分为3个部分:①支持周期,即测试开始时检测到的起搏或自身心律,每3个一组,支持周期的设置是为测试脉冲的发放做准备。②测试脉冲,在每一组支持周期之后,单腔起搏器测心室阈值时测试脉冲的频率比支持周期时快15次/分或间期缩短150ms,双腔起搏器测心室阈值时房室间期比支持周期时短125ms(支持周期为心房起搏时),或短110ms(支持周期为窦性心律时),以保证测试脉冲起搏心室,减少融合波;单腔起搏器测心室阈值时测试频率的加快是测试脉冲提前发放造成的,双腔起搏器测心室阈值时AV间期的缩短是心房脉冲延迟发放造成的(支持周期为心房起搏时),或测试脉冲提前发放(支持周期为窦性心律时)造成的,从而保证测心室阈值时RR间期相等,但这会产生支持周期为心房起搏时PP间期延长的现象。③备用脉冲,无论测试脉冲是否夺获心室,在测试脉冲后110ms处起搏器会以原程控电压、1.0ms脉宽发放一备用脉冲,以确保夺获,而圣犹达起搏器自动测心室阈值时只有在测试脉冲未夺获心室时才发放备用脉冲(图3,7)。

1.3  百多力起搏器阈值自动管理

百多力起搏器阈值自动管理称为动态阈值监测(Active Threshold Monitoring ,ATM)。心室ATM可以分为2部分:信号质量检测和阈值搜索:信号质量检测可分为2个阶段,2个阶段时PAV/SAV间期缩短为50ms/15ms,第一阶段先发放5个最大振幅的单个心室起搏脉冲,确保每一个脉冲均夺获心室,建立夺获模板;第二阶段发放5个最大振幅的双起搏脉冲(双脉冲之间的间隔为100ms),基于第2个无效脉冲,最大的人工起搏极化信号被确定,建立失夺获模板(图8)。信号质量检测完成后开始阈值搜索,阈值搜索时脉宽固定为0.4ms,电压从最大动态夺获控制(Active Capture Control,ACC)电压开始递减,每两个心跳降低一次(测试电压在1.0 V 以上,递减步长为前一次振幅的1/8,测试电压在1.0 V 以下,递减步长为0.1V),当测试脉冲失夺获心室时,备用脉冲以当前测试电压、1.0ms脉宽在测试脉冲后130ms处发放,失夺获前一档的电压值即为电压阈值,电压阈值确定后,输出为电压阈值+安全余量(默认为0.5V),但输出不能低于程控的最小ACC电压(图9,10)。在其后的起搏过程中,起搏器对心室进行逐跳监测,出现1个失夺获事件时备用脉冲在初始脉冲后130ms处以当前电压、1.0 ms脉宽发放,然后以当前的起搏电压继续起搏;如连续出现3个失夺获事件,起搏电压被设定为最大ACC电压,并开始一个新的阈值搜索过程。

结语

不同厂家起搏器阈值自动管理功能的原理、实现方式、心电学特点不同,根据起搏器阈值自动管理的心电学特点可基本确定起搏器的生产厂家,起搏器阈值自动管理功能打开时有时可产生特殊的心电现象,这些特殊的心电现象有时不是起搏器功能障碍,而是起搏器心室阈值自动管理功能存在ER波感知空白期所致。


    2014/8/19 18:28:09     访问数:2682
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