起搏器程控

岭南心血管病杂志2004年4月第10卷第2期#89#

#专家讲座#

起搏器程控

王方正

程序控制(简称程控:programmability ) 是起搏器不可分割的一项功能, 今天全世界范围内都看不到使用不带程控功能的起搏器, 而且随着起搏工程技术的飞速发展, 起搏器的程控功能越来越多, 越来越复杂, 恰到好处的运用参数, 可使起搏器发挥其最大效益, 病人获得最大疗效。近几年我国起搏器的临床应用发展甚快, 每年超过1万台, 各种新技术的开展几乎与国际同步, 但对植入起搏器后的程控和随诊却是一个薄弱环节, 目前尚做不到凡是开展起搏器的医院都配备有程控仪, 有些单位病人装上起搏器后未程控过1次, 一些可以通过程控解决的问题却轻易被放弃。希望通过这些办班学习, 能掌握程控的基本知识, 对普通和常见的程控参数能了解它的意义。如起搏频率、工作方式、输出能量(振幅和脉宽) 、感知灵敏度、心房不应期, 房室延迟间期(A-VD) 及某些特殊功能, 如:自动模式转换, 自动A-VD 搜索和起搏器介入性心动过速等。

一、程控工具

程控仪是实现程控的必不可少工具, 各个起搏厂家都有自己的程控仪, 只适用于本公司生产的起搏器, 对不同的系列产品可使用共同的程控仪, 但需配不同软件。目前的程控仪功能齐备, 可程控各种参数, 工作原理和操作步骤基本相似, 大致如下:(示教)

1. 装上适用于需程控的起搏器软件, 打开电源开关, 指示灯点亮。

2. 把程控头放于埋植起搏器皮肤上面, 找到合适位置, 指示灯即熄灭

(Medtronic公司最近使用的是控头上面有一排绿色亮灯, 灯亮说明位置合适, 可进行程控) 。

3. 在程控器面版和键盘上标有各种/选择参数0, 根据需要而按击某一键。

4. /询问(Interogate) 0此键比较实用, 可调出起

搏器贮存的各种资料。如工作方式、频率、振幅、脉宽、感知灵敏度、A-VD(起搏和感知) , 心房不应期, 电池状态等。

5. 调整参数后按/程控Program 0键, 确认(Con -firmed) 后即表示修改参数已输入起搏器内。

由于程控项目日趋复杂、技术越来越精, 要求有专门工作人员进行程控, 避免程控不当, 给病人带来损害和危险。

二、常用程控项目

1. 起搏方式(Pacing mode)

起搏方式种类繁多, 以Medtronic 公司Sigma SDR200型为例, 有:DDDR 、DDD 、DDIR 、DDI 、DVIR 、DVI 、DOOR 、DOO 、VDD 、VVIR 、VVI 、VVT 、VOOR 、VOO 、AAIR 、AAI 、AAT 、AOOR 、AOO 、ODOO 、OVO 、OAO 。根据病情的不同需要而选用对病人最有利的起搏方式。

2. 起搏频率(Pacing rate)

起搏频率指起搏器的基础频率或下限频率为最常用的程控参数, 可调范围在30~180bpm/min, 出厂定的数一般是60~70bpm/min, 不同的患者对频率的要求不完全一样, 需要根据实际情况而更改。

(1) 调高起搏频率:其目的是

¹对心功能不全患者, 如果依赖于起搏器, 则适当增加起搏心率对改善心功能和血流动力学有利, 但频率过快可使心排血量下降, 最适合的频率根据心功能测定而定(即Starling 曲线)

º对有异位搏动或异位心律者, 增加起搏频率, 可减少甚至清除异位搏动的产生。

»长Q ) T 综合征, 尤其伴有尖端扭转性室速者, 增加起搏心率可缩短Q-T 间期, 减少心室除极离散度, 消除异位心律。

¼儿童:因生理需要应使用起搏心率增快一些。

(2) 降低起搏频率, 其目的是

¹尽量使用自身心律:有些患者如:慢-快综合

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搏, 阵发性窦房阻滞, 间断发生的高度房室阻滞。平时不依赖于起搏器, 有自主心律, 可调低起搏心率, 尽量让自身心律控制心脏跳动, 可获得良好的生理性起搏和血流动力学, 还可以节约能源, 延长起搏器使用寿命。

º心绞痛患者:植入起搏器的心绞痛患者使用起搏频率快一些可降低心肌氧耗量, 减轻或防止心绞痛发作。

»减少室房递传:某些植入VVI 起搏器的病人有室房逆传, 感觉不舒服, 减慢起搏心率, 少发生室房逆传, 可减轻患者不适感。

¼了解起搏依赖病人的自身心律:对起搏依赖的病人, 平时均为起搏心律, 难以了解自身心律, 调低起搏心率, 可引出自身心律, 尤其对更换起搏器的病人更为重要, 如病人自身心率很慢, 有症状, 则应在临时起搏器保驾下更换起搏器。

3. 输出幅度(Amplitude)

输出幅度指起搏器的电压或电流强度, 以伏特(V) 表示, 厂定的输出幅度是3~5V, 可调范围015~715V(各厂家略有不同) 。调整输出幅度有以下情况:

(1) 增高输出幅度

¹电极导线微脱位使起搏阈值升高, 导致不起搏或间歇性起搏, 增强输出电压后, 可恢复正常起搏。

º测试起搏阈值和ICD 的紧急备用起搏的均需给予高输出电压, 保证心室夺获。

(2) 降低输出幅度

¹最常用的是因膈肌或胸大肌抽动, 降低输出幅度可解除;

º起搏器植入后3个月, 此时起搏阈值已趋稳定, 如阈值不高, 不必采用厂定的输出电压, 降低输出幅度而又保证有效起搏, 可节省能量消耗, 延长起搏器使用寿命。

»有些病人对高输出起搏刺激感到不适, 降低输出幅度可消除症状。

4. 脉冲宽度(Pulsewidth)

起搏器的输出能量=输出幅度@脉冲宽度, 脉宽也是输出能量的组成部分之一, 是能量的辅助因素, 厂定的脉宽值一般是015ms, 可调范围0103~2ms 。

(1) 脉宽增宽, 用于:

效起搏, 则可调宽脉冲宽度增加输出能量, 解决不能起搏问题。

º起搏器能源消耗到一定程度, 增加输出电压不能保证有效起搏可通过增加脉宽辅助能量消耗, 维持有效起搏, 为择期更换起搏器手术做准备;

»患者不适应高电压输出刺激, 例如对起搏搏动感到不适, 膈肌或胸大肌抽动, 可调低输出电压, 增加脉冲宽度, 同样能有效起搏, 却可减轻不适症状。

(2) 脉宽调窄, 用于:

在输出能源充沛时, 调窄脉宽, 节省能源, 延长起搏器使用寿命, 一般采用此方法较少。

5. 感知灵敏度

感知是起搏器又一重要功能, 与能量输出居同等位置, 当今应用的起搏器均为按需同步型, 必需先感知功能好, 一些新型起搏器和除颤器ICD 均需要良好感知方能发挥其有效治疗作用。感知灵敏度是指起搏器能感知的最低R 波(心室) 或P 波(心房) 幅度(mv), 感知R 波或P 波由电极导线所在位置而定, 导线在心室就感知R 波, 导线在心房就感知P 波, R 波幅度应>5mv, P 波幅度应>215mv , 这是在固定电极导线位置时测定的。导线放置后, 电极和心内膜交界面之间会发生一些组织学上变化, 心内膜电图的电位幅度可下降20%~25%, 这就要求在设置感知灵敏度数值时有下定的安全界限。感知安全界线=实测R 波(或P 波) 值/起搏器感知灵敏度设置值, 实际工作中要求感知安全界限>210。一般SSI 起搏器的厂定感知灵敏度为215mv, 可调节范围心房=012~11mv, 心室110~11mv 。感知灵敏度设置值越大, 起搏器的感知灵敏度就越低, 感知灵敏度设置值越小, 起搏器的感知灵敏度就越高。

(1) 调高感知灵敏度, 用于:

¹安置电极导线时, 测得心内R 波(或P 波) 幅度较小, 找不到更好的固定部位。

º电极导线微脱位, 传输到起搏器的R 波(P 波) 幅度低, 影响感知, 需调高感知灵敏度。

»电一心肌界面损伤, 如, 急性心肌梗死, 心肌病、心肌纤维化等, 心内电图的幅度可能降低, 影响感知, 需调高感知灵敏度。

¼心内激动顺序改变:如室早、室内差异传导、束支阻滞等, 可使心电位幅度降低, 影响感知, 需调高感知灵敏度。

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良影响, 使心电位幅度降低, 影响感知。

(2) 调低感知灵敏度, 用于:

感知过度:感知心内或心外信号, 如:P 波、QRS 波、T 波, 肌电位、电磁波等, 可引起长间歇。

6. 不应期(refractory period)

起搏器在一次感知活动或发放一次电脉冲后的一段时间内, 不再感知任何信号, 也不再发放任何脉冲, 这段时间称为起搏器不应期, 以毫秒(ms) 表示, 一般厂定的不应期为300~350ms, 可调范围为150~500ms.

(1) 延长不应期, 用于:

¹心房起搏器防止感知QRS 波、T 波、起搏脉冲的后电位;

ºVVI 起搏器防止感知T 波;

»VVT 起搏器防止感知T 波; 而触发导致室速(2) 缩短不应期, 用于:

VVI 起搏器的不应期较长时, 配对间期较短的室性早搏, 可落于起搏器的不应期内, 不被感知, 而按期发出的刺激脉冲可能落在室性早搏的T 波上, 引起室性心律失常(VT/VF) , 导致不良后果。

7. 极性(polarity)

指单极方式与双极方式的调变, 单极的优点是感知好, 脉冲信号清楚, 双极的优点是抗干扰能力强, 具有极性程控的起膊器, 必须用双极导线, 才能选择单极和双极方式, 如果用的是单极导线, 则只能选用单极方式, 如果导线是单的, 起搏器指令是双极方式, 则不能起搏心脏。

三、特殊程控项目

1. 双腔起搏器

双腔起搏器功能复杂, 程控项目多, 常用的有以下几项:

(1) 工作方式或起搏方式:

设计完备的双腔起搏器, 可调度以下多种形式, DDD(R)、DVI (R) 、VDD(R ) 、DDI (R) 、DOO 、VAT 、VVI(R) 、VOO 、VVT 、AAI (R) 、AAT 、AOO 、OOO 等, 根据需要而具体选用哪一项。

(2) 下限频率(lower rate limit)

指起搏器的基础频率, 也称低限频率, 当自身心率低于起搏器规定的下限频率时, 起搏器即给予支持起搏, 目前厂定的下限频率多取用60bpm, 可调范围为30~180bpm 。

¹动(包括自身的QRS 波和起搏的V 波) 为基准, 起搏器的下限频率由心房逸搏间期来保持, 起搏器的心房逸搏间期, 可以是R(自身QRS 波) A(起搏器的A 脉冲) 间期, 也可以是V(起搏器的V 脉冲) A 间期。起搏器的心房逸搏间期等于规定的下限频率周长减去规定的AV 间期。例如:规定的起搏器下限频率为60bpm, 周长即1000ms, 规定的AV 间期为200ms, 则起搏器的心房逸搏间期, 自然是800ms(1000ms~200ms) , 但在心电图上(也就是实际上) 的起搏器下限频率是P(自身的P 波) A(起搏器的A 脉冲) 或AA 间期, 这个间期等于AV 间期(可以是PR 、PV 、AR 、AV) 和VA 间期(可以是RA 、VA) 相加之和, 如果QRS 波是由P 或A 下传的, 则PR 或AR 间期要比规定的AV 间期稍短一点, 使实际上的频率比规定的下限频率稍为快一点。º以心房激动为基准, 心房逸搏间期由PA 或AA 间期规定, 则实际上的下限频率总是规定的下限频率。

(3) 上限频率(Upperrate limit)

指起搏器感知快速心房活动时所能出现的最快心室起搏频率, 所以又称, 最大跟踪频率(Maximum tracking rate) 。厂定的上限频率常为125bpm, 程控范围为80~180bpm 。

设置上限频率的目的是防止过快的心室起搏心率, 以免由于过快的心室起搏心率导致不良的血流动力学反应。应指出的是上限频率限制的是心室起搏频率, 而非心室自身过快的心搏频率(如:室早、室速) , 心室自身心搏的快速节律, 并不能被起搏器设置的上限频率所能限制。

上限频率限制过速心室起搏频率的原理是:当心房的电路感知心房激动(P 、P . AF 、AFL) 触发心室起搏时, 起搏的心室频率受上限频率的周长所控制, VV 或RV 间期不得短于规定的上限频率间期(周长) , 这样, 对过速心房激动时心室起搏频率不会超过规定的上限频率。这种方式的心室跟踪, 心房激动与V 脉冲之间的关系呈文氏周期现象, 心室起搏频率的加快或减慢比较平稳。

用起搏器的心房不应期也可限制心室跟踪反应, 在起搏器心房不应期以外发生的心房激动, 可发生的心室跟踪反应, 在心房不应期以内发生的心房激动, 因不被感知, 故不发生心室跟踪反应。心房激动与心室跟踪之间的关系, 是发生文氏型阻滞或2B 1、3B 1阻滞, 决定于上限频率间期和心房不应期。,

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上限频率间期短于心房不应期则发生2B 1或3B 1房室阻滞, 举例说明:如起搏器程控的AV 间期为200ms, 心室后心室不应期为250ms, 则总的心房不应期是450ms, 如最大的心室跟踪频率(即上限频率) 被程控为125bpm (480ms) , 则不可能发生文氏反应, 因文氏周期的AV 长度仅30ms(480ms ~450ms) , 因此, 当心房不应期为450ms 时, 上限频率间期不能短于480ms (125bpm) , 否则起搏器对快的心房激动反应将是发生突然的2B 1阻滞, 而不是文氏现象。当上限频率间期为600ms(100bpm ) 时, 起搏器对快的心房激动反应则是文氏现象, 因AV 长度为150ms(600ms~450ms) 是可以发生文氏反应。

(4) 房室间期(Atrioventriunlarinterval:AVI) 是指从起搏的A 波或感知的P 波至触发的心室起搏V 波之间的一段距离, 相当于心电图上的P -R 间期, 起搏的心电图为AV 或PV 间期。厂定的AVI 一般为150~175ms, 程控范围为30~350ms 。

根据对起搏心律的血流动力学研究, AVI 对心输出量有影响, 在一般心率情况下, AVI 150~180ms 最合适, 过长过短对心输出量均不利。对房室传导正常的患者, 调长AVI, 可允许心房激动有更多机会下传心室, 保持正常的心室激动顺序, 比心室起搏要生理一些。对血流动力学也有好的影响, 还可节省能量。调短AVI, 用于肥厚性梗阻型心肌病患者, 可降低流出道压差, 减轻左室流出道梗阻, 改善症状, 晚近开展的双心室起搏治疗充血性心力衰竭, 缩短AVI 可获得良好的血流动力学效果。

AVI 是随着人体的生理改变而变化的, 心率的快、慢, 会使AVI 也随着缩短或延长, 以获得更好的血流动力学效应。Medtronic 公司新近问世的KAP -PA 系列产品有自动的AVI 搜索功能。国内30余家医院对89例患者的多中心研究, 通过自动AVI 搜索3个月随诊, 患者自身房室传导平均增加3414%, 病人从中获得好处。

(5) 心房不应期(atrial refractory Period)

AVI 和心室后心房不应期构成总的心房不应期。心房不应期与上限频率关系密切, 心房不应期越长, 上限频率越低, 如要保持较高的上限频率, 则需把心房不应期适当调短一点, 调长心室后心房不应期可避免感知逆传P 波, 防止发生起搏介入性心动过速。

(6) 心室空白期(ventricularblanking period) DDD 起搏器设计中, 左心房脉冲发放的即刻, 心室感知电路有一段完全不感知任何信号的时间间期, 称作心室空白期, 厂定值一般为20ms, 程控范围20~50ms 。心室空白期目的是避免心房电脉冲被心室电路感知, 发生交叉感知(Crosstalk) 。在心房脉冲输出能量过高, 或心室感知灵敏度过高时容易发生定义感知, 此时心室电路感知了心房脉冲, 不释放V 脉冲, 会导致心脏停顿, 是不安全的, 应调长心室空白期。心室空白期不能调的过长, 否则心室异位搏动不被感知, 而引起心室竞争心律。

2. 自动模式转换(automatic mode switch:AMS)

在DDD(R) 起搏器, 如发生快速房性心律失常(窦速、房速、房扑、房颤) , 由于心房跟踪作用导致快速心室起搏, AMS 能自动转为非心房跟踪的DDI (R)、VVI(R) 模式。心率减慢, 当房性心律失常消失, 又自动转为DDD(R) 工作方式, 保持生理性起搏功能, Medtronic 公司KAPPA 起搏器的工作原理是4/7标准, 当病人发生快心室率房颤时若检测到7个心房激动有4个达到房颤频率诊断标准(通常设定为175bpm , 程控范围120~200bpm) , 即触发模式转换功能, 315s 内即发生作用。

3. 频率骤降反应(Rate Drop Response:RDR)

RDR 是一种特别精细的滞后搜索, 启动这一功能, 当突然发生有咨询的心率下降时, 起搏器便以高频率(110~120次/min) , 特殊的程控问题起搏心房和心室, 在快频率起搏持续间期结束时, 起搏频率逐渐减慢, 回至原来基础心率水平。该功能主要用于神经心源性晕厥的病人。