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人工心脏起搏器
artificial cardiac pacemaker
一种医用电子仪器,按照规定的程序发放电脉冲,通
过导线及电极刺激心脏,使之搏动,以治疗某些严重的
心律失常,如窦房结功能障碍、房室传导阻滞、阵发性
心动过速等。急症治疗用的临时性起搏装置,多采用导
线经皮联接体外佩带的起搏器。对慢性不易恢复的心律
失常患者需作永久性起搏治疗,都采用埋藏式起搏器,技
术上比较复杂,是本文阐述的重点。
埋藏式心脏起搏器 要求小、轻、薄、寿命长、多
功能。采用低功耗的集成电路块制成发生电脉冲及控制
电脉冲发放规律的电路,用锂电池作电源,一起全密封
于钛合金外壳内。寿命可达10年,电极用铂-铱合金,耐
腐蚀。导线一般用镍合金丝和拧成螺旋状,以柔软坚韧
之硅橡胶或聚胺酯为绝缘鞘,永久性起搏器绝大多数采
用心内膜电极,电极和导线制成导管形式,经静脉插入
右心房及右心室,为与心内膜面附着牢靠,电极顶端制
成伞状、倒刺状或螺旋状。少数采用心外膜-心肌电极,
电极顶端制成螺旋状,从心外膜面拧入心肌内。
常用起搏器的工作方式可用三个字码表示:第1个字
码表示起搏器刺激哪个心腔,A=心房,V=心室,D=心房
和心室双心腔。第 2个字码表示起搏器能感知哪个心腔
的自身激动,A=心房,V=心室,D=心房和心室都能感知,
O=没有感知功能。第三个字码表示起搏器感知心脏自身
激动后用什么方式反应,T=触发反应,I=抑制反应,D(或
T/I)=既有触发反应,又有抑制反应,O=没有反应。
埋藏式心脏起搏器工作方式或性能的类型 常用者
有以下几类。
①固定频率型(或非同步型)心室起搏。起搏器按
规定的频率发放脉冲,刺激心室起搏,没有感知功能,对
心脏的自身激动没有反应。这种工作方式适用于治疗心
室率恒定缓慢的心律失常,以及用于短阵快速刺激。
②心室同步型。又可分为两类:一为R波触发型(VVT),
起搏器按规定的频率发放脉冲刺激心室。如果心室有自
身激动(QRS)发生,起搏器能够感知,这自身激动的QRS
波触发起搏器,使之立即发放一次电脉冲,但此电脉冲恰
好与自身心搏的QRS波同时发生,故心室不能应激。以此
触发的脉冲为起点,起搏器重新安排脉冲发放周期。在
这次脉冲以后规定的时间内(相当于起搏器规定频率的
周期),若无自身心搏发生,则起搏器发放脉冲刺激心室
起搏,以此机制避免起搏器与自身心搏的心律竞争。二
为R波抑制型(VVI),起搏器按规定的频率发放脉冲刺激
心室起搏,如果心室有自身激动发生,起搏器能够感知。
这自身激动的QRS波抑制起搏器,使下一次脉冲不按原来
周期发放,而是从自身激动的 QRS波开始重新安排周期,
在此QRS波后规定的时间内(相当于起搏器规定频率的周
期),若无自身心搏发生,则起搏器发放脉冲,刺激心室
起搏,以此机制避免起搏器与自身心搏的心律竞争。本
型应用最广,习惯上称为心室按需起搏器,适用于各种
类型的心室率缓慢的心律失常。
③心房同步型。原理同心室同步型一样,把电极置
于心房,刺激心房起搏,起搏器又能感知心房的自身波动
(P波),而重新安排脉冲的发放周期。感知心房自身激动
而触发起搏器立刻释放脉冲者称为心房触发型(AAT),感
知心房自身激动而抑制起搏器发放脉冲者称为心房抑制
型 (AAI)。这种起搏方式适用于房室传导功能正常的窦
率过缓患者。
④心房同步心室起搏型 (VAT)。心房和心室都放置
电极,起搏器感知心房激动(P波),于延迟0.12~0.20s
后触发脉冲释放,刺激心室起搏。适用于心房节律正常
的房室传导阻滞患者。
⑤心房同步心室按需型 (VDD)。起搏器对心房和心
室的激动都能感知,感知心房的自身激动(P波)后,触
发脉冲释放,刺激心室起搏,其间延迟约0.12~0.20s。
如果在这段时间内,心室有自身激动(下传的QRS波或心
室异位搏动),则起搏器于释放刺激心室的脉冲以前,先
感知心室的激动,此心室激动抑制起搏器释放刺激心室
的脉冲。
⑥房室顺序心室按需型 (DVI)。心房和心室分别放
置电极,每次激动,起搏器发出一对脉冲,分别刺激心
房和心室,两者之间有0.12~0.20s延迟时间,保持房室
收缩的生理顺序。起搏器能感知心室的自身激动而抑制
脉冲释放。若自身心律的 R-R间隔短于起搏器的心房逸
搏间期,起搏器不发放任何脉冲。若自身心律的R-R间隔
长于起搏器的心房逸搏周期,起搏器首先发放脉冲刺激
心房,若起搏的心房激动能下传心室(即P-R间期短于起
搏器的A-V延迟时间),则此下传的QRS波抑制起搏器发
放刺激心室的脉冲。若心脏的房室传导时间长于起搏器
的A-V延迟时间,则起搏器释放刺激心室的脉冲,成为房
室顺序起搏。这种起搏器适用于房率过缓伴有房室传导
阻滞的患者。
⑦房室全能型 (DDD)。对心房和心室都能刺激,对
心房和心室的自身激动都能感知。感知心房自身激动后,
触发刺激心室的脉冲,其间有0.12~0.20s延迟时间。感
知心室自身激动后抑制释放刺激心房及心室的脉冲。如
果在 QRS波后规定的时间内(起搏器的最低频率限度)
没有心脏自身的激动,则起搏器释放刺激心房的脉冲,如
果在起搏的心房激动后规定的A-V间期内没有QRS波,则
起搏器释放刺激心室的脉冲。故DDD型实际上包括了VDD
型和DVI型两种工作方式,是治疗病态窦房结综合征合并
房室传导阻滞比较理想的起搏方式。
以上各种心房同步型和房室顺序型起搏方式都属于
生理性起搏,由于它保持心房和心室的收缩顺序,其血
液动力学效果比单纯心室起搏为优越。
⑧抗快速性心律失常的起搏器。用以治疗以折返激
动为机制的反复性心动过速。起搏器感知心动过速后,
释放脉冲,以非同步连续刺激、期前刺激、短阵快速刺
激、扫描刺激等方式,终止心动过速。主要适用于阵发
性室上性心动过速,亦可用于经过严格选择的阵发性室
性心动过速。
⑨具有程序控制功能的起搏器。起搏器内具有微处
理器,埋入体内后,由体外的程序控制器发出电磁信号,
调变起搏器的工作方式及工作参数、频率、刺激强度、
脉冲宽度、感知灵敏度、不应期、房室延迟时间、起搏
工作方式等。这样起搏器根据患者的具体情况,施以最
适工作方式及工作参数。
由于起搏器的种类增多,上述用三个字码表示其工
作方式已嫌不足,现提出用五个字码表示。前三个字码
表示方法同前,第四个字码表示程序控制的性能,P=有
单项程控性能,M=有多项程控性能,O=无程控和频率自
适应性能。R=有频率自适应功能,第五个字码表示抗快
速性心律失常的工作方式R=起搏,S=电击,D=起搏+电击,
O=无抗心律失常功能。
此外,还在研究利用身体其他信号反映生理要求,控
制起搏器释放脉冲的频率,这种起搏器称为频率自适应
起搏器。现已有多种型号产品用于临床。
安装人工心脏起搏器后可能发生某些并发症,所以 在临床应用中应严格掌握使用适应症。
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