无导线心脏起搏讲课
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《体外起搏》PPT课件
胸壁起搏
无创性胸壁起搏：电极为板状。阴极放置在V3处， 极板呈圆形，直径为10.5cm；阳性置于左肩胛角 与脊柱之间，极板为长方形，面 积13cm×9.5cm。 起搏脉冲宽度为40ms，起搏 阈值视患者胸壁的厚 薄而定，约40～80mA。 此法操作简单方便；无 需消毒和X线下操作， 且无创伤。适用于心脏停 搏紧急复苏。其缺点 是患者因较强的电刺激而感 不适，并可有胸部 肌肉抽动、呃逆、局部皮肤灼 热性痛感。若起搏阈值不太高时，绝大多数患者 可耐受。
2.自律性低，听命于窦房结或房室结。
体内起搏功能异常
窦房结功能障碍 （病窦）
房室结功能障碍 （房室传导阻滞）
体外心脏起搏
人工心脏起搏的分类
概
念
人工心脏起搏是指用低能量电脉冲暂 时或长期刺激心脏，使之发生激动， 带动心脏跳动，维持心脏的正常收缩 和泵血功能。
心脏起搏是严重缓慢性心律失常的有效治疗方法，同时也是终止或控制顽固 性快速心律失常的有效技术。
调节起搏 电流旋钮
能量选择
充电
AED 功能
放电
除颤档 旋钮指针
4：1按键
调节起搏 频率旋钮
无创体外起搏功能
适应症 药物治疗无效的、血流动力学不稳定的心动过缓。
药物治疗效果不好的、血流动力学不稳定的心动过速。
心脏骤停中的心室静止有时可以使用（虽然最新国际指南中不推荐使 用），但室颤患者是不可使用的。
尽管心房心室连在一起，但不会同时收缩。
心脏的机械活动与心电活动关系
心肌的电活动 心肌的收缩与舒张 心脏的收缩与舒张 心电活动在前，机械活动在后，时间相差0.04S。
心传导系统的组成
❖心 肌
普通心肌 特殊心肌
心房肌 心室肌
无导线心脏起搏器
无导线心脏起搏器于其创立者黛布拉·埃克特( Debra Echt)的研究，她曾是范德堡大学(Vanderbilt University)的药学教授和心脏病学家。
“这个称为无线心脏刺激系统(WiCS)的新装置，其工作原理和一个无线射频识别标签(RFID tag)类似。
接收器本身没有能量源，它通过无线的方式来获得所有的能量和信号，但使用的是超声波而不是无线电波。
”英国剑桥咨询公司(Cambridge Consultants)全球医药技术业务部的负责人安迪·迪斯顿(Andy Diston)说。
该公司已经与EBR 系统公司合作以促进这项技术的商业化进程。
“这个接收器很小，长度约10 毫米，直径约1 毫米。
和米粒儿差不多大小，并且完全是被动式的，从发送器那里获得能量。
”他说。
超声波信号来自植入在肋骨上方胸腔中类似起搏器的盒子。
盒内有一组超声波换能器，它们用于引导和集中声波发向接收器。
接收器接受超声波信号，并将其转化为能调控心脏的电信号。
无线心脏刺激最初是与传统心脏起搏器一起被测试的——这两种装置都被植入心脏——这提供了一种治疗慢性心力衰竭的方法，称为心脏再同步化疗法(cardiac resynchronization therapy, CRT)，该疗法对心脏的两个心室都进行同步。
由于在股主动脉——左心室唯一入口点——中永久性地植入导线是不安全的，因此外科医生通常必须非常费劲地穿过心脏外面的血管才能到达左心室。
无线心脏刺激系统可以在左心室中植入一个超声波接收器，从而避免了上述问题。
斯科杰夫特说，“这是医生首次可以选择心脏再同步化疗法可以在心脏的哪个部位进行，从而可以进行最优化治疗。
”导线的布置是心脏再同步化疗法的一个隐患，英国剑桥帕普沃思医院(Papworth Hospital in Cambridge, U.K.)心脏病专家顾问安德鲁·格雷斯说，“如果可以将起搏器放置在心脏中任何想放的地方，就已经非常不错了。
超声无导线心脏起搏
输送给超声发放器。 ２． 超声发放器 超声发放器放置在胸前某部位（临时）或埋植在
胸部的皮下组织（永久），发放器的一端经导线与超 声发生器相连，另一端做为超声波发送的探头不断 向位于心内的接收器进行近距离的无导线发放，超 声波束穿过患者胸部的超声窗口后，不断向接收器 发送超声波束。
３． 超声接收器 接收器可实时将接收到的超声波束转换成起搏 电脉冲，进而发放给植入部位的心肌。临时起搏用的 接收器装配在临时起搏导管的头部，永久应用时需 要特殊的释放系统，将体积很小的接收器稳定植入 并固定在心脏不同部位，如右房、右室、左室等。其将 收到的超声波束不断转换为起搏电脉冲，再向心肌
患者术前均进行了 １２ 导联心电图检查，心脏超 声检查（评估左室基线功能），以及经胸超声评估了 主动脉瓣和二尖瓣功能，心肌是否存在局部梗死的 瘢痕，并评估声学窗口是否能达到高 １ｃｍ，宽 ２ｃｍ 而
图 １２ ＷｉＣＳ－ 超声左室起搏系统
·148·
图 １３ ＷｉＣＳ－ 超声左室起搏系统示意图
无肋骨遮挡。 二. WiCS-超声左室起搏系统
临床心电学杂志 ２０１４ 年 ０４ 月第 ２３ 卷第 ２ 期
·145·
图 ４ 超声脉冲与电脉冲的起搏心电图 Ａ．传统的心室起搏心电图；Ｂ．超声脉冲转换成电脉冲后的起搏心电图。上面三条为 Ｉ、 Ｖ１、Ｖ６ 导联的同步心电图，下面为主动脉压力图，最后是起搏电脉冲和超声脉冲信号的通道
位于心内的接收器将超声波转化为起搏电脉冲 后的形态见图 ９，此时起搏心室的该接收器位于右室
有升高，但不造成心肌组织的热损伤，在发放比起搏 阈值高出 ３￣４ 倍的能量进行 ２ｈ 的连续超声波发放 时，也未造成局部组织的坏死、出血及其他损伤。
Ｅｃｈｔ 报告的动物体研究结果证实：超声起搏心 脏技术安全可行。
胸部的皮下组织（永久），发放器的一端经导线与超 声发生器相连，另一端做为超声波发送的探头不断 向位于心内的接收器进行近距离的无导线发放，超 声波束穿过患者胸部的超声窗口后，不断向接收器 发送超声波束。
３． 超声接收器 接收器可实时将接收到的超声波束转换成起搏 电脉冲，进而发放给植入部位的心肌。临时起搏用的 接收器装配在临时起搏导管的头部，永久应用时需 要特殊的释放系统，将体积很小的接收器稳定植入 并固定在心脏不同部位，如右房、右室、左室等。其将 收到的超声波束不断转换为起搏电脉冲，再向心肌
患者术前均进行了 １２ 导联心电图检查，心脏超 声检查（评估左室基线功能），以及经胸超声评估了 主动脉瓣和二尖瓣功能，心肌是否存在局部梗死的 瘢痕，并评估声学窗口是否能达到高 １ｃｍ，宽 ２ｃｍ 而
图 １２ ＷｉＣＳ－ 超声左室起搏系统
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图 １３ ＷｉＣＳ－ 超声左室起搏系统示意图
无肋骨遮挡。 二. WiCS-超声左室起搏系统
临床心电学杂志 ２０１４ 年 ０４ 月第 ２３ 卷第 ２ 期
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图 ４ 超声脉冲与电脉冲的起搏心电图 Ａ．传统的心室起搏心电图；Ｂ．超声脉冲转换成电脉冲后的起搏心电图。上面三条为 Ｉ、 Ｖ１、Ｖ６ 导联的同步心电图，下面为主动脉压力图，最后是起搏电脉冲和超声脉冲信号的通道
位于心内的接收器将超声波转化为起搏电脉冲 后的形态见图 ９，此时起搏心室的该接收器位于右室
有升高，但不造成心肌组织的热损伤，在发放比起搏 阈值高出 ３￣４ 倍的能量进行 ２ｈ 的连续超声波发放 时，也未造成局部组织的坏死、出血及其他损伤。
Ｅｃｈｔ 报告的动物体研究结果证实：超声起搏心 脏技术安全可行。
心脏起搏器专题知识讲座专家讲座
磁共振（M R I） 电除颤
电刀
电烙器
短波/微波透热治疗 高/低频治疗仪 放射治疗
心脏起搏器专题知识讲座
第24页
心脏起搏器专题知识讲座
第4页
什么是人工心脏起搏
❖ 人工心脏起搏系指用特定脉冲电流刺激心脏， 使心肌除极，引发心脏收缩和维持泵血功效。
心脏起搏器专题知识讲座
第5页
心脏起搏器结构
❖ 心脏起搏器由发生器、导线和电极组成。电 源供给产生电能，发生器发放起搏脉冲，经 导线传到电极，因为电极与心脏接触而使起 搏脉冲刺激心肌，引发心脏兴奋和收缩。
心脏起搏器
心脏起搏器专题知识讲座
第1页
❖ 起搏器发展史 ❖ 什么是人工心脏起搏 ❖ 心脏起搏器结构 ❖ 心脏起搏适应症 ❖ 心脏起搏器类型 ❖ 暂时心脏起搏器 ❖ 永久心脏起搏器 ❖ 安装心脏起搏器护理
心脏起搏器专题知识讲座
第2页
起搏器发展史
❖ Hyman 在1932年设计制作了一台由发条驱动电脉 冲发生器 。
心脏起搏器专题知识讲座
第6页
心脏起搏器专题知识讲座
第7页
心脏起搏器专题知识讲座
第8页
心脏起搏器专题知识讲座
第9页
心脏起搏器专题知识讲座
第10页
心脏起搏适应症
❖ 严重心跳过慢 ❖ 心脏收缩无力 ❖ 心跳骤停 ❖ 以上为通俗对病人宣传教育时说法
心脏起搏器专题知识讲座
第11页
心脏起搏适应症
❖ 病态窦房结综合征（SSS） ❖ 房室传导阻滞（AVB） ❖ 颈动脉窦过敏 ❖ 肥厚性梗阻性心肌病 ❖ 严重收缩功效不全性心力衰竭
心脏起搏器专题知识讲座
第12页
心脏起搏器类型
❖ 按电极类型分类：
无导线心脏起搏讲课共68页文档
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
无导线心脏起搏讲课4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我
无导线心脏起搏讲课
解决办பைடு நூலகம்？
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无导线起搏—类型
• 经体表无线能量传输心脏起搏
– 超声能量传输方式 – 磁能量传输方式
• 微型无导线起搏器 • 生物自发电起搏器 • 全皮下植入式心脏转复除颤器系统( S-ICD)
超声能量传输方式
• 在体表植入超声发射装置( 发射器) • 静脉途径在心脏内植入超声接收装置( 接收
现有起搏系统—问题
• 脉冲发生器
– 病人不适 – 囊袋感染
• 首次植入0.5%的感染率 • 再次植入2-7%的感染率
– 血肿 – 外观（女性、反复更换）
起搏器感染带来临床及经济负担
• 起搏器患者植入后15个月的感染死亡率为36.3%, 是未感染起搏器患者死亡率（ 15.4%）的2倍多
• 起搏器患者感染的平均住院时间 (LOS) 为14.4 天， 相比而言，起搏器患者未发生感染的平均住院时 间为4.8 天
使用超声波作为起搏能量-EBR 系统
发射器 13cc（7.5mm厚） 有线连接 穿透距离46cm
程控仪 无线连接方式
电池 42cc（11.8mm厚）
检测联合植入的右室设备 -任何起搏器，ICD或者CRT
定位电极
EBR系统协同发放起搏脉冲 -自动同步LV first 3ms -每跳自动调整
使用超声波作为起搏能量-EBR 系统
尺寸小
•高效的能量传递 •被动发射，无内部能源 •体积 0.05 cc •总体长度 9 mm •直径 2.6 mm
导引鞘
-前端可以转动的12F动脉 导引鞘管
-可经动脉逆行或者经房 间隔穿刺进入左室
递送导管
-8F中空鞘管，头端有特殊 设计连接植入部分，可以注
入造影剂
心脏起博器护理课件
起博器的种类与选择
介绍不同类型的心脏起博器及其适应 症，帮助患者了解适合自己的起博器 。
健康生活方式指导
规律作息
建议患者保持规律的作息 时间，充足的睡眠对心脏 健康至关重要。
适量运动
鼓励患者进行适量的有氧 运动，如散步、慢跑等， 增强心肺功能。
控制情绪
指导患者学会调节情绪， 避免过度紧张和焦虑对心 脏造成负担。
紧急情况处理指导
起博器故障或异常反应
教导患者识别起博器故障或异常反应的症状，如胸闷、气短等， 并立即就医。
紧急情况应对措施
向患者传授在突发情况下如何应对，如突然昏厥、心律失常等，以 及如何拨打急救电话。
定期复查与调整
指导患者定期接受起博器检查，根据医生建议调整起博器参数或更 换电池，确保起博器正常工作。
肌肉刺激与疼痛处理
肌肉刺激
起博器植入后，可能会对周围肌肉产 生刺激，导致肌肉跳动、痉挛等症状 ，可通过按摩、热敷等缓解。
疼痛
疼痛是常见的术后反应，可采用药物 进行镇痛治疗，同时可进行心理疏导 ，缓解疼痛带来的焦虑和抑郁情绪。
电池耗竭与更换处理
电池耗竭
起博器电池耗竭是必然会发生的情况，医生会根据电池剩余电量和患者病情制定更换计划。
若出现紧急情况，如起 博器植入部位出血、感
染等，应立即就医。
04
心脏起博器相关并发症及处理来自染与炎症处理感染若植入部位出现红肿、疼痛、流脓等症状，应及时就医，遵 医嘱使用抗生素和局部换药，必要时需取出起博器。
炎症
炎症反应是植入起博器常见的并发症，表现为局部红肿、疼 痛等症状，可采用非甾体抗炎药进行治疗。
THANKS
谢谢您的观看
日常生活注意事项
避免剧烈运动
超声无导线左心室心内膜起搏
超声无导线左心室心内膜起搏心脏再同步治疗(CRT)是非药物治疗慢性心力衰竭(心衰)的有效手段，经多项大规模临床研究证实CRT可显著改善心衰症状、提高运动耐量，降低住院率和全因死亡率。
但仍有34%的心衰患者对CRT无反应[1]，同时部分患者因左心室导线植入存在困难而无法行CRT。
超声无导线左心室心内膜起搏系统(wireless cardiac stimulation system in left ventricle，WiCS-LV，EBR Systems A)是CRT左心室起搏的新技术，该技术采用特殊递送系统，将无导线左心室心内膜电极植于左心室心内膜，再经过体表通过超声能量传输方式给予心脏起搏，该技术不受冠状静脉窦解剖结构等的影响，可相对自由地选择左心室内膜起搏位点，最大程度改善血流动力学，给心衰治疗带来了新的选择。
一、传统左心室导线心脏再同步治疗心衰现状心衰是冠心病、心肌病、高血压、心脏瓣膜病等多种心血管疾病发展的终末阶段。
据统计，全球目前心衰人数已超过2 300万[2]，且保持着持续增长的趋势。
CRT是目前心衰的一项重要的治疗手段，可显著改善患者心功能、提高生活质量，降低住院率和全因死亡率[3]。
然而即使符合适应证的患者中依然存在34%对CRT无反应[1]。
左心室电极导线位置是影响CRT疗效的一个重要因素。
理想的左心室电极导线位置的选择应实现个体化，需植入在左心室激动最晚的区域。
然而，在实际植入过程中，因受冠状静脉窦解剖结构、左心室电极的固定的稳定性与起搏阈值及心肌瘢痕组织的范围与位置的影响，植入的起搏位置常常受到较多限制。
此外，较低的膈神经刺激阈值亦可导致患者的不耐受，从而影响植入位置的选择[4]。
左心室4极导线较普通左心室导线容易固定，且可一定程度避免膈神经刺激，更易寻找合适起搏阈值的刺激位点，但4极导线植入时的并发症高达2%～3%[5]，且对理想起搏靶点的选择依然受冠状静脉窦解剖结构的限制。
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• Intended for patients that have a Class I or II indication for a single-chamber ventricular pacemaker
– Contraindicated in patients with current implanted devices which:
历史
植入首例起搏器患者 Arne Larsson
历史
植入人体的首例起搏器
主要内容
• 现有起搏系统 • 无导线起搏系统
– 概述 – 植入技术
• 相关研究 • 未来展望
现有起搏系统
• 组成
– 脉冲发生器 – 起搏电极导线
也正是起搏器并发症的主要来源
现有起搏系统—问题
• 电极导线
– 气胸（1.6-2.6%） – 导线断裂（<1%） – 脱位（2-4%） – 心脏穿孔（<1%） – 导线路径中的静脉血栓（1-3%） – 三尖瓣返流 – 慢性电极失效（5年内5-7%）
• 手柄4个功能
– – – – 操控头端转向 锚定/解除 旋转机器 释放固定
Nanostim™ 无导线起搏器的取出系统
新型微型无导线起搏器植入方法
股静脉穿刺
长导丝放置上腔静脉
扩张鞘管沿着导丝放入右心房位置
沿着扩张鞘管放入起搏器递送系统
通过外置手柄处 的偏转系统，控 制偏转导管
起搏系统放置到位 后，使用外置程控 仪器测试参数 拖拉鞘管尾端双 股线确定起搏器 固定牢靠，剪短 双股线其中一根 抽出递送系统 植入完成
8cm
磁感应
使用电磁感应作为起搏能量
利 用 电 生 理 导 管 递 送 接 收 线 圈 发 射 线 圈 产 生 电 磁 场
通过植入皮下金属线圈将电磁能量转换为交变电流，经整流和电容整形成为 近似方波的心脏起搏脉冲，在0.5mT的磁场强度下经过约3cm胸壁的能量传输 后，由右室心尖螺旋电极转化产生0.6-1mv、脉宽0.4ms的起搏脉冲电流，稳 定夺获起搏心脏。
相比而言，起搏器患者未发生感染的平均住院时
间为边际成本为
$16,852 到$24,459
11
怎么办？
需要一个全新的起搏系统，可以提供可靠的起搏感 知；同时，解决现在起搏系统所带来的挑战
最小化感染、气胸、脱位以及其他和导线及囊袋相关的 风险
与此同时，这个起搏系统还应该具备以下功能
例3：患者男、62岁，缺血性心肌病，EF值19％， 因冠脉三支病变已放置支架。2007年因左束支阻滞、 QRS 波时限 160ms 及心衰加重而植入 CRT-D 。经冠状静 脉的左室起搏导线放植在左室侧壁，但临床症状未获 改善，因二尖瓣明显反流而做了二尖瓣夹的治疗，二 尖瓣反流明显减少，因对 CRT 治疗无反应，本次将超 声左室起搏电极植于心尖侧壁，超声发放器放置在左 侧第 7 肋间的接收器上方。植入后发放器工作有效而 稳定，起搏阈值 1.0V ，脉宽 0.5ms 。图 5-1-18 显示， 左室起搏电极距发生器仅 5~6cm ，两者之间有小的弯 度与夹角。 6 月随访中，均呈稳定的双室同步起搏， QRS波时限140ms，左室缩小，EF值增加，心功能逐渐 改善，植入3月时心功能3级，6月时心功能改善为2~3 级。
无导线起搏系统如何实现
使用电磁感应作为起搏能量
发射组件-皮下植入
在线圈中产生一个快速变化的磁场
接收组件-心内膜植入
利用线圈切割磁感线产生的电能来夺获心肌 8mm
Leadless pacing using induction technology : impact of pulse shape and geometric factorson pacing efficiency ；Europace (2013) 15, 453-459doi:10.1093/europace/eus308
微型无导线起搏器
•经静脉推送系统进入右室心尖部 •预期寿命9-13年
-心室100%起搏时寿命为9年
-心室50%起搏时寿命为13年
Nanostim™使得无导线心脏起搏成为可能
Nanostim™ VVIR 起搏器通过股静脉进入到右心室。
• 高效节能 – 大容量电池 – 无需导线 – 低功率的通讯传导 – 双重固定: 单匝螺旋(x 2 拉力 强度) 加上有棱角的尼龙缝线 – 通过影像确保螺旋旋出的圈 数 – 基于导管的植入和取出系统
• would interfere with the placement of the Micra device • are providing active cardiac therapy
• Volume: <1 cc (Adapta pacemaker ~10cc)
Pre-IDE I120696 Confidential
微型无导线起搏器
• St. Jude: Leadless Pacamaker(LCP)——Nanostim™ • Medtronic: Percutaneous Leadless Pacemaker(PLP)
•LCP •Nanostim
•PLP •Medtronic
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Micra VVIR Pacemaker
定位电极 EBR系统协同发放起搏脉冲 -自动同步LV first 3ms -每跳自动调整
使用超声波作为起搏能量-EBR 系统
例1：患者男、69岁，缺血性心肌病，药物治疗 后心功能NYHA 3级， EF值25％，QRS波呈左束支阻滞 图形，时限240ms，此前植入的 ICD做一级预防治疗。 因评估ICD 寿命还有 3 年，又因各参数稳定故未更换 ICD。本次因严重心衰拟将ICD升级为CRT-D。植入术 中，将超声左室起搏电极植入在左室后侧壁，起搏 阈值 1.0V，脉宽 0.5ms ，超声发放器植入在左胸第 5 肋间，经心电图及 Holter 证实其功能稳定、持续性 双室同步起搏（图5-1-16）。第6月随访时，仍为双 室同步起搏，起搏的 QRS 波时限 150ms ，心功能与 EF 值均明显改善。
组织锚定结构长度3.6 mm •五个爪状结构 •0.9 mm2 氧化铱阴极头端 •钛合金外壳 •纤维网状编制的表明易于 组织生长包裹 尺寸小 •高效的能量传递 •被动发射，无内部能源 •体积 0.05 cc •总体长度 9 mm •直径 2.6 mm
导引鞘 -前端可以转动的12F动脉 导引鞘管 -可经动脉逆行或者经房 间隔穿刺进入左室
最小化感染、气胸、脱位以及其他和导线及囊袋相关的 风险
没有起搏器电极、无需起搏器囊袋 与此同时，这个起搏系统还应该具备以下功能 的全新的起搏系统
改善患者的依从性和舒适度 兼容MRI* 机器取出更安全且易操作
•* MRI conditional status of the Nanostim device not yet determined
现有起搏系统—问题
• 脉冲发生器
– 病人不适 – 囊袋感染
• 首次植入0.5%的感染率 • 再次植入2-7%的感染率
– 血肿 – 外观（女性、反复更换）
起搏器感染带来临床及经济负担
• 起搏器患者植入后15个月的感染死亡率为36.3%,
是未感染起搏器患者死亡率（ 15.4%）的2倍多
• 起搏器患者感染的平均住院时间 (LOS) 为14.4 天，
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主要内容
• 现有起搏系统 • 无导线起搏系统
– 概述 – 植入技术
• 相关研究 • 未来展望
解决办法？
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无导线起搏—类型
• 经体表无线能量传输心脏起搏
– 超声能量传输方式 – 磁能量传输方式
• 微型无导线起搏器 • 生物自发电起搏器 • 全皮下植入式心脏转复除颤器系统( S-ICD)
超声能量传输方式
主要内容
• 现有起搏系统 • 无导线起搏系统
– 概述 – 植入技术
• 相关研究 • 未来展望
Nanostim™ 无导线起搏器的递送系统
• 递送导管
– 柔软、灵活、导管头端可转 向的设计最小化并发症 – 固定功能 – 整合的保护套 – 18 F
• Delivery catheter •deflecta ble segment
缺点：虽然稳定夺获心脏，但无法解决能量传输中的太大能量损耗问题
Wieneke et al. PACE 2009;32:177-83
生物自发电起搏器研究
• 酶生物发电技术 。2005年Yuhashi 等用人工酶 Ser415Cys/GDH( 葡萄糖脱氧酶) 作为阳极与 BOD( 胆红素氧化酶) 阴极组成酶燃料电池，通过 分解血液中的葡萄糖，从而使电子在电池两极之 间移动产生电流 • 纳米发电技术。纳米材料氧化锌发电线，用人工 组织黏合剂固定在大鼠搏动的心脏表面，随着心 脏的搏动，纳米发电线被拉伸缩短和弯曲(形变) ， 获得电流 • 生物学自发电技术研究尚处于生物材料学研究阶 段，离临床应用还有相当距离
递送导管 -8F中空鞘管，头端有特殊 设计连接植入部分，可以注 入造影剂 -电极预置于头端，通过尾 端操纵杆释放
使用超声波作为起搏能量-EBR 系统
发射器 13cc（7.5mm厚） 有线连接 穿透距离46cm 程控仪 无线连接方式
电池 42cc（11.8mm厚） 检测联合植入的右室设备 -任何起搏器，ICD或者CRT
• 在体表植入超声发射装置( 发射器) • 静脉途径在心脏内植入超声接收装置( 接收 器) • 接收器可以接收发射器透过胸壁发送的超 声能量并转换为电能量( 即脉冲电流)进行心 脏起搏
使用超声波作为起搏能量-EBR 系统
超声波 脉冲发生器 穿透胸壁 无导线电传导 电刺激脉冲信号0-3V
使用超声波作为起搏能量-EBR 系统
起搏器进展：
无导线心脏起搏
历史
自1958年第一台永久全埋藏式起搏器植 入人体后，起搏器技术不断发展、提高，起 搏器的临床应用范围及适应证也在不断地拓 宽。现代起搏器已成为心脏病学诊断与治疗 越来越重要的技术。
– Contraindicated in patients with current implanted devices which:
历史
植入首例起搏器患者 Arne Larsson
历史
植入人体的首例起搏器
主要内容
• 现有起搏系统 • 无导线起搏系统
– 概述 – 植入技术
• 相关研究 • 未来展望
现有起搏系统
• 组成
– 脉冲发生器 – 起搏电极导线
也正是起搏器并发症的主要来源
现有起搏系统—问题
• 电极导线
– 气胸（1.6-2.6%） – 导线断裂（<1%） – 脱位（2-4%） – 心脏穿孔（<1%） – 导线路径中的静脉血栓（1-3%） – 三尖瓣返流 – 慢性电极失效（5年内5-7%）
• 手柄4个功能
– – – – 操控头端转向 锚定/解除 旋转机器 释放固定
Nanostim™ 无导线起搏器的取出系统
新型微型无导线起搏器植入方法
股静脉穿刺
长导丝放置上腔静脉
扩张鞘管沿着导丝放入右心房位置
沿着扩张鞘管放入起搏器递送系统
通过外置手柄处 的偏转系统，控 制偏转导管
起搏系统放置到位 后，使用外置程控 仪器测试参数 拖拉鞘管尾端双 股线确定起搏器 固定牢靠，剪短 双股线其中一根 抽出递送系统 植入完成
8cm
磁感应
使用电磁感应作为起搏能量
利 用 电 生 理 导 管 递 送 接 收 线 圈 发 射 线 圈 产 生 电 磁 场
通过植入皮下金属线圈将电磁能量转换为交变电流，经整流和电容整形成为 近似方波的心脏起搏脉冲，在0.5mT的磁场强度下经过约3cm胸壁的能量传输 后，由右室心尖螺旋电极转化产生0.6-1mv、脉宽0.4ms的起搏脉冲电流，稳 定夺获起搏心脏。
相比而言，起搏器患者未发生感染的平均住院时
间为边际成本为
$16,852 到$24,459
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怎么办？
需要一个全新的起搏系统，可以提供可靠的起搏感 知；同时，解决现在起搏系统所带来的挑战
最小化感染、气胸、脱位以及其他和导线及囊袋相关的 风险
与此同时，这个起搏系统还应该具备以下功能
例3：患者男、62岁，缺血性心肌病，EF值19％， 因冠脉三支病变已放置支架。2007年因左束支阻滞、 QRS 波时限 160ms 及心衰加重而植入 CRT-D 。经冠状静 脉的左室起搏导线放植在左室侧壁，但临床症状未获 改善，因二尖瓣明显反流而做了二尖瓣夹的治疗，二 尖瓣反流明显减少，因对 CRT 治疗无反应，本次将超 声左室起搏电极植于心尖侧壁，超声发放器放置在左 侧第 7 肋间的接收器上方。植入后发放器工作有效而 稳定，起搏阈值 1.0V ，脉宽 0.5ms 。图 5-1-18 显示， 左室起搏电极距发生器仅 5~6cm ，两者之间有小的弯 度与夹角。 6 月随访中，均呈稳定的双室同步起搏， QRS波时限140ms，左室缩小，EF值增加，心功能逐渐 改善，植入3月时心功能3级，6月时心功能改善为2~3 级。
无导线起搏系统如何实现
使用电磁感应作为起搏能量
发射组件-皮下植入
在线圈中产生一个快速变化的磁场
接收组件-心内膜植入
利用线圈切割磁感线产生的电能来夺获心肌 8mm
Leadless pacing using induction technology : impact of pulse shape and geometric factorson pacing efficiency ；Europace (2013) 15, 453-459doi:10.1093/europace/eus308
微型无导线起搏器
•经静脉推送系统进入右室心尖部 •预期寿命9-13年
-心室100%起搏时寿命为9年
-心室50%起搏时寿命为13年
Nanostim™使得无导线心脏起搏成为可能
Nanostim™ VVIR 起搏器通过股静脉进入到右心室。
• 高效节能 – 大容量电池 – 无需导线 – 低功率的通讯传导 – 双重固定: 单匝螺旋(x 2 拉力 强度) 加上有棱角的尼龙缝线 – 通过影像确保螺旋旋出的圈 数 – 基于导管的植入和取出系统
• would interfere with the placement of the Micra device • are providing active cardiac therapy
• Volume: <1 cc (Adapta pacemaker ~10cc)
Pre-IDE I120696 Confidential
微型无导线起搏器
• St. Jude: Leadless Pacamaker(LCP)——Nanostim™ • Medtronic: Percutaneous Leadless Pacemaker(PLP)
•LCP •Nanostim
•PLP •Medtronic
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Micra VVIR Pacemaker
定位电极 EBR系统协同发放起搏脉冲 -自动同步LV first 3ms -每跳自动调整
使用超声波作为起搏能量-EBR 系统
例1：患者男、69岁，缺血性心肌病，药物治疗 后心功能NYHA 3级， EF值25％，QRS波呈左束支阻滞 图形，时限240ms，此前植入的 ICD做一级预防治疗。 因评估ICD 寿命还有 3 年，又因各参数稳定故未更换 ICD。本次因严重心衰拟将ICD升级为CRT-D。植入术 中，将超声左室起搏电极植入在左室后侧壁，起搏 阈值 1.0V，脉宽 0.5ms ，超声发放器植入在左胸第 5 肋间，经心电图及 Holter 证实其功能稳定、持续性 双室同步起搏（图5-1-16）。第6月随访时，仍为双 室同步起搏，起搏的 QRS 波时限 150ms ，心功能与 EF 值均明显改善。
组织锚定结构长度3.6 mm •五个爪状结构 •0.9 mm2 氧化铱阴极头端 •钛合金外壳 •纤维网状编制的表明易于 组织生长包裹 尺寸小 •高效的能量传递 •被动发射，无内部能源 •体积 0.05 cc •总体长度 9 mm •直径 2.6 mm
导引鞘 -前端可以转动的12F动脉 导引鞘管 -可经动脉逆行或者经房 间隔穿刺进入左室
最小化感染、气胸、脱位以及其他和导线及囊袋相关的 风险
没有起搏器电极、无需起搏器囊袋 与此同时，这个起搏系统还应该具备以下功能 的全新的起搏系统
改善患者的依从性和舒适度 兼容MRI* 机器取出更安全且易操作
•* MRI conditional status of the Nanostim device not yet determined
现有起搏系统—问题
• 脉冲发生器
– 病人不适 – 囊袋感染
• 首次植入0.5%的感染率 • 再次植入2-7%的感染率
– 血肿 – 外观（女性、反复更换）
起搏器感染带来临床及经济负担
• 起搏器患者植入后15个月的感染死亡率为36.3%,
是未感染起搏器患者死亡率（ 15.4%）的2倍多
• 起搏器患者感染的平均住院时间 (LOS) 为14.4 天，
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主要内容
• 现有起搏系统 • 无导线起搏系统
– 概述 – 植入技术
• 相关研究 • 未来展望
解决办法？
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无导线起搏—类型
• 经体表无线能量传输心脏起搏
– 超声能量传输方式 – 磁能量传输方式
• 微型无导线起搏器 • 生物自发电起搏器 • 全皮下植入式心脏转复除颤器系统( S-ICD)
超声能量传输方式
主要内容
• 现有起搏系统 • 无导线起搏系统
– 概述 – 植入技术
• 相关研究 • 未来展望
Nanostim™ 无导线起搏器的递送系统
• 递送导管
– 柔软、灵活、导管头端可转 向的设计最小化并发症 – 固定功能 – 整合的保护套 – 18 F
• Delivery catheter •deflecta ble segment
缺点：虽然稳定夺获心脏，但无法解决能量传输中的太大能量损耗问题
Wieneke et al. PACE 2009;32:177-83
生物自发电起搏器研究
• 酶生物发电技术 。2005年Yuhashi 等用人工酶 Ser415Cys/GDH( 葡萄糖脱氧酶) 作为阳极与 BOD( 胆红素氧化酶) 阴极组成酶燃料电池，通过 分解血液中的葡萄糖，从而使电子在电池两极之 间移动产生电流 • 纳米发电技术。纳米材料氧化锌发电线，用人工 组织黏合剂固定在大鼠搏动的心脏表面，随着心 脏的搏动，纳米发电线被拉伸缩短和弯曲(形变) ， 获得电流 • 生物学自发电技术研究尚处于生物材料学研究阶 段，离临床应用还有相当距离
递送导管 -8F中空鞘管，头端有特殊 设计连接植入部分，可以注 入造影剂 -电极预置于头端，通过尾 端操纵杆释放
使用超声波作为起搏能量-EBR 系统
发射器 13cc（7.5mm厚） 有线连接 穿透距离46cm 程控仪 无线连接方式
电池 42cc（11.8mm厚） 检测联合植入的右室设备 -任何起搏器，ICD或者CRT
• 在体表植入超声发射装置( 发射器) • 静脉途径在心脏内植入超声接收装置( 接收 器) • 接收器可以接收发射器透过胸壁发送的超 声能量并转换为电能量( 即脉冲电流)进行心 脏起搏
使用超声波作为起搏能量-EBR 系统
超声波 脉冲发生器 穿透胸壁 无导线电传导 电刺激脉冲信号0-3V
使用超声波作为起搏能量-EBR 系统
起搏器进展：
无导线心脏起搏
历史
自1958年第一台永久全埋藏式起搏器植 入人体后，起搏器技术不断发展、提高，起 搏器的临床应用范围及适应证也在不断地拓 宽。现代起搏器已成为心脏病学诊断与治疗 越来越重要的技术。