起搏器基础

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Ⅲ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 VOO 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Ⅲ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。

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，突然由于炎症或心肌缺血，房室间传导功能丧失，发生了Ⅲ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。

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。

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。

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。

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。

因为其可以通过电极导管的尾端旋转，然后使主动固定的电极伸出来，旋到心肌里。

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外膜的方式。

心外膜方式，一种是拧入的方式，用主动固定的螺丝，采取主动固定的方式；另外一种就是开胸直视下缝合，缝合在心肌的外膜。

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。

对于心动过速的病人，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。

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。