1、人工心臟起搏器是治療緩慢性心律失常的最有效辦法，隨著心臟起博器的不 斷發 展完 善，使 越來 越多 的患 者受 益。目 前，起搏 器在 我國的 應用也是越來越廣泛。通過此課件的學習，使學員了解起搏器的發展歷史、基本構造和在使用過程中的注意事項。一、起博器的發展史起搏器最早植入人體是 1958年。設 計第一例起搏器的工程師名叫Elmqvist。最早 植入起 搏器 的醫 生是Ake Senning。植 入起搏 器的 第一例 患者 名叫 ArneLarsson。 Arne Larsson生于 1915年，在1958年時 因患 度 房室 阻 滯，心率極 度緩 慢，這種 患者 如果 不及 時 治療， 8

2、0%以上 會在 一兩 年內 死 掉。 而這 時 Ake Senning 和 Elmqvist 已經 研發出了第一代的植入性的起搏器 。因此在 1958 年 10 月 8 號，為Larsson 植入 了全 球第一 例的心臟 起搏 器 。當 時植 入的 起搏 器是 VOO 的工 作方 式， 極大 的 改善 了 Larsson 的癥狀 。植入人體的首例起博器1974 年，將 Larsson的起 搏器 更換 成 VVI。 1989 年更換了 VVIR（帶有 自動調 節起 搏頻 率的 起搏器）。截 止到1996 年他更換的最后一臺起搏器，他這一生共更換20 臺起搏器。更換最后一個起搏器 5 年之 后，

3、Larsson86 歲時 去世 ，死于 腹腔 的癌 癥。 Larsson 43 歲時得了當時被認為是不治之癥的 度房室阻滯，而其有幸植入了人類第一臺起搏器，又幸運的活了 43 年。正是因為起搏器，使他的緩慢性的心率失常得到了根治。起搏器包括 2 大部分：第一部分是脈沖發生器，可以植入到病人體內，定時 的監 測病 人的 心 率，發 放電 的脈 沖；另外 一部 分是 和它 相連接 的電極導線。電極導線系統是連接脈沖發生器和人體心肌的重要的橋梁。脈沖發生器是起搏器的核心構成部件，在起搏器工作過程中起著極其重要的作用。請問：脈沖發生器都有哪些類型，優缺點各是什么？二、脈沖發生器脈沖發生器絕大部分的重量

4、是電池。目前使用的電池為鋰電池，以前 曾經 用過 汞電 池、鋅 汞電 池、鎳鎘 電池、鋰碘 電池 。最終 隨著電子工業化的進展，人們認識到鋰電池電容量大，電的性能穩定，因此起搏器目前用的都是鋰電池。另外的重要的一部分是電路系統。在一平方厘米的電路系統里，包含著將近 5 千個元器件。因此起搏器是一個很精確的電路系統的集 成。在電 路系 統里，最主 要的 有兩 大 部分 ：一 部分 是用 來感知 病人的心臟的電活動；另外一部分是發放電脈沖，來刺激心臟進行起搏。還有 一部 分是 和電 極 導線 相連 接處，一般 有螺 絲扣 固定，和它 相連 的是電極導線。（一）脈沖發生器的歷史截止現 在，脈沖 發生

5、 器已 經發生 了天 翻地 覆的 變化。第一 ，體積越來越小；第二，電池容量越來越大；第三，電路結構越來越復雜。復雜到可以調出體內電信號很多種的參數，并且能夠進行復雜的運算分析，然后 再自 動的 計算輸 出電 的脈 沖。截 止現 在，已經 發展 到數字 化的起搏 器。（二）脈沖發生器的分類脈沖發生器一般分成單腔起搏器、雙腔起搏器以及三腔起搏器，現在還有四腔起搏器。1. 單腔起搏器所謂單腔起搏器，是指起搏器上只有一個孔，能夠連接一根電極導線。電極導線植入心房或植入心室。植入到心室內，起搏心室；植入心房，起搏心房，根據需要起搏或感知的心腔而定。單 腔的起搏器電極 導線 的頂 端有 兩 個電 極，接

6、 觸心 肌處 有一 個，在 該電 極之 后 1cm 左右的地方有個環狀的電極。這兩個電極就可以采集心腔內的電機動信號，同時發放電的脈沖，叫做雙極的單腔起搏。還有一種情況，沒有后面的環狀電極，只有頂端的電極。起搏要經過脈沖發生器和電極頂端之間形成的一個大的回路。雙極和單極各有利弊 。比如雙極電極導線要涉及到 2 條的電路，所以要比單極的粗一些。電極比較復雜，容易發生斷路、短路等情況。另外 它的 柔軟 度不 如 單極 的好，所以 并發 癥的 發生 也要 高于 單 極。單 極電極導線除了有比較柔軟的優勢之外，也有它的劣勢。一是它比較軟，植入起來不容易到位。另外一點是由于單極起搏器和脈沖發生器之間的大

7、回 路，病 人發 生起 搏器 囊袋 抽搐 的比 例要高 于雙 極起 搏。還 有它 感知到的 電場 是一 個大 的 電場，所以 也容 易發 生一 些干 擾，尤 其在 電的 噪音或者肌肉的噪音下。單腔起搏系統的優點是植入一根導線就可以了，缺點是單心室的導 線不 提供 房室 的 同步，不管 心房 的收 縮狀 態如 何，只 是心 室的 感知和起搏，有可能會發生起搏器綜合征，也叫單腔起搏器綜合征。再者，如果 病人 的房 室傳 導 功能 有障 礙，這 時候 ，單一 心房 起搏 不能 夠提 供心室的 起搏 支持。比如 病人 一直 用的 是單 腔的心 房起 搏，突 然由 于炎 癥或心肌缺血，房室間傳導功能喪失

8、，發生 了 度 房室阻滯，那么心室就會很慢，這時起搏器也只起搏心房，病人也會出危險。2. 雙腔起博器雙腔起搏一般來說既能起搏心室，又能起搏心房。也 有一種特殊的雙腔起搏，可以兩個電極都起搏心房或心室。雙腔起搏系統在心房和心室都有電極導線。因此，根據自身的心房和心室有沒有脈沖，來發放脈沖。單 腔的心房起搏，相當 于給病人安了一個竇房結 ，單腔的心室起搏相當于給病人在心室安了一個抑波點。而雙腔的起搏相當于給病人既安了一個 竇房結也安了一個房室結。當病人自身的房室結不能下傳時，可以通過起搏電極導線沿著起搏器發放的脈沖來下傳心室。如果病人心房的頻率尚可，而房室結功能不良，房室不能下傳，等到一定的 PR

9、 間期，自己的房室結沒有下傳，心室起搏 。如果病人的心房波和心室波都按時發放，那么心房的起搏、心室的起搏都得到了抑制，所以這時只有感知而沒有起搏。如果病人心房、心室的頻率都不夠，房室傳導也不好，這時心房起搏，經過起搏器的房室周期以后心室起搏，這是真正的雙腔起搏。如果植入雙腔起搏器以后，病人的房室結功能恢復了，每一次心房波都經過自身的房室結下傳心室，而心房的頻率不夠、太慢、停搏或者竇房阻滯，表現出來的是單純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，還通過冠狀靜脈送入一個電極能 夠起 搏左 心室，是為 了保 證左 右心 室的同 步起 搏。主 要用 于嚴 重的心衰 的病

10、 人，尤 其是 伴有 單側 束支 阻滯 的病人，左右 心室 明顯 的收 縮不同步，會對心功能產生非常不好的影響。經過雙心室的同步起搏之后，心功能會有明顯的改善。三、電極導線電極導線主要是連接脈沖發生器和心肌的一個橋梁。脈沖發生器的電脈沖一定要依賴于電極導線才能夠傳導到心臟。另一方面，它能夠感知到心臟的電活動，并反饋到脈沖發生器。電極導線，有雙極的和單極的。 雙極導線頂端是陰極，環狀電極是陽極。單極的起搏導線，頂端是陰極，脈沖發生器就變成了陽極。人體的組織包括血液、體液等是陰極和陽極之間傳導路徑的很重要的 一部 分。根據植入途徑可分為心內膜或經靜脈導線和心外膜導線；根據極性可分為單極和雙極；根據

11、固定方式可分為主動固定和被動固定。1. 心內膜導線和心外膜導線下圖中前兩種都是靠后面帶的尾翼來被動的固定在心臟的肌小梁上 面，而 使頂 端面 積緊 貼著 心肌 的組 織。后邊 的一 種是 通過 主動 的用螺旋電極把電極導管固定在了心肌的部位，所以前兩種叫被動固定電極，最后一種叫主動固定電極。經靜脈導線被動固定電極導線是利用叉齒卡在了心肌的肌小梁上邊，把電極導管給它固定住了。被動 固定主動固定的電極導線可以放置到心腔內的任何位置。因為其可以通 過電 極導 管的 尾 端旋 轉，然 后使 主動 固定 的電 極伸 出來，旋到 心肌里。對于極少數心內膜電極不能夠植入的病人，有可能需要開胸，或者是采用電

12、視胸 腔鏡 或者 心 包鏡 來放 入心 外膜 的方式。心外 膜方 式，一種 是擰入的方式，用主動固定的螺絲，采取主動固定的方式；另外 一種就是開胸直視下縫合，縫合在心肌的外膜。心外膜方式2. 單極導線和雙極導線單極導線要比雙極導線的直徑小，而單極導線在心電圖上的脈沖 信號 比較 大，因 為電 場比 較大，單極 導線 是電 極的 頭端 和脈沖 發生器之 間的 一個 大的 電 場。這 些電 線外 邊包 含了 一層 絕緣 層。這 個絕 緣層就保 證了 電極 沒有 短 路。不會 因為 電脈 沖外泄 引起 其他 部位 的電的 激動。雙極導線最大的優勢就是不容易過度感知一些非心臟的信號，如電磁信號、肌電位

13、信號等。但它是由外層導絲和內層導絲兩層組成，而且兩層之間還有絕緣層，所以它的直徑總體來說要比單極電極導線粗一些 。3. 除顫 電極如果植入起搏器的目的，不僅是為了起搏，還有促使高危病人復律的問題，就要 安裝除顫器，這時就要有除顫的電極。除 顫電極比較粗，而且它有一個彈簧圈，這個彈簧圈就是一個比較大的除顫電極。應用除顫電極可以進行高電壓的治療和起搏。對于心動過緩的病人，可以適時的發放電刺激脈沖達到起搏，改善 心動過緩的作用。對于心 動過 速的 病人 ，可以 通過 電極 導線 ，發放 程序 掃描 的刺 激，能 夠幫助終止連續性的心動過速。對于一些不能用抗心動過速起搏來終止的快速的 惡性 的心 律失

14、 常 ，可以 通過 同步 直流 電復 律，或 者是 電除 顫的 方式來達到轉復的目的。四、連接器脈沖發生器和電極導線之間有一個固定的鏈接。現在所有的廠家 都已 經把 它規 范 到了 IS-1 統一 標準。所以不 同廠 家的 起搏 器和 電極導線都可以互換。五、起搏閾值植入起搏器以后，首先要測起搏閾值。閾值是指在心臟不應期之外連續奪獲心臟所需的最小的電刺激。測起 搏閾值時，有兩個指標：一個是脈沖的振幅；另一個是脈沖的寬度，叫脈寬。脈沖的振幅必須足夠大才能保證心室的除極，才能夠提供適當的安全起搏的范圍。脈寬 是指 起搏 脈沖 所 持續 的時 間，一 般以 毫秒 為單 位。脈 寬必 須足 夠的長，使

15、除極能夠傳播到周圍的組織。在測試閾值之后，就要設置輸出的能量，一般是所測閾值的 2 4 倍?，F代 化的 起搏 器已 經有 自動 閾值 管理的 功能，能夠 定時 的測 定起搏的閾值，保證安全起搏的時候以最小的能量輸出，來保證充分起搏。六、電池的使用壽命有以下幾個因素能夠影響起搏器的電池的使用壽命。1. 振幅 和脈 寬設 置。如 果設 定的 起搏 振幅 太高，那么 電池 的壽命就短。另外一個脈寬，脈寬設置的越大，越費電。2. 導線 阻抗 。在一 定的 電極 導線 阻抗 的范 圍內，這個 起搏 器才既省 電， 又安 全。3. 起搏 事件 與自 身事 件的 百分 比 。起搏 事件 占整 體心 臟活 動

16、的百分比是多少。4. 頻率 適應 模式 設為 ON 。把頻 率適 應模 式打 開和 關閉也 會影響到 起搏 器的 使用 壽 命。如 果把 頻率 適應 模式 設為 開，起 搏器 就能 夠根據心 率的 情況 來自 動 調整 它的 心率 水平 。比如 在打 球、運動 、爬山 、激動的時候，需要心跳加快，這時候起搏的頻率也會加快。而 在休息、睡夢中時，需要一個低的起搏頻率，能夠減少癥狀，而且省電。需要強調的是病人安全是最重要的，其次才是延長電池壽命。另外，延長 電池 壽命 的最 佳方 法是 保證 適當的 安全 范圍 的同 時 ，降低 電壓。如 果能 夠使 用自 動閾 值變 壓就 更好。輸出 電壓 值如

17、 果比 起搏器 電池電壓大的時候，需要電壓放大器，而且會縮短電池的使用壽命。因此，起搏器成功的很重要的目標就是了解電池的電量的情況以及根據病人的具 體的 情況 調整 適 當的 電壓 ，既 省電 ，又安 全?，F在 有了 自動閾 值管理的 起搏 器，會自 動的、定時 的監 測起 搏 閾值 ，然 后根 據測 得的起 搏閾值的 情況，適當 的調 高一 點起 搏電 壓就 可以了，這樣 可以 以很 低的 能量起搏 ，省 電。并且 如果有 一次 起搏 沒有 起 來，就會 立即 自動 的檢測 和識別以及干預處理，能夠保證病人的安全。起搏器出了起搏功能外，另一大功能就是感知，感知在起搏器發揮作用過程中具有不可替

18、代的作用。請問：感知功能障礙都包括哪些？七、感知起搏器除了起搏之外，感知是另外一大功能。感 知分為單極感知和雙極感知。所謂單極感知就指起搏器的頂端和脈沖發生器之間的大的電場的感知，因為電場比較大，所以容易受外界信號的干擾。雙極感知就是頂端電極和環狀電極之間的感知，電場比較小，因此肌電信號、電磁波信號的干擾很難被雙極起搏電極導線感知到。起搏器一定要有良好的起搏功能和精準的感知功能，保證不發生感 知不 良。也就 是說，能夠 感知 到心 房波和 心室 波，不能 錯過、漏過 。另外也保證不發生過感知，不能把心臟以外的事件，如肌電干擾、電磁波，甚至把本身的一些 P 波等都誤認為是 QRS 波。所以起搏器

19、要能夠精準 的判 斷心 臟是 不 是有 搏動，只有 在心 臟沒 有自 身搏 動時，才發 放脈沖刺 激。感知靈敏度的程控非常的重要。如果感知度不合適，就要進行適當的調整。如感知過度，能夠感知到 T 波或者肌電，就要采取一定的措 施。如果 感知 不足，根本 感知 不到 心 房波 心室 波，就會 出 現競 爭性心率，也要采取一定措施。（一）感知過度感知過度的常見原因1. 感知靈敏度程控不適當2. 感知不應期程控短3. 電極絕緣層破裂4. 電極 移位5. 電磁 干擾（二）感知不足感知靈敏度設置的太高，而自身的心電信號又小的時候，就更容易發 生感 知不 足。當 然電 極導 線發 生了 脫位、電極 斷裂

20、、絕 緣層的 破裂等都會引起感知不足。（三）感知靈敏度的調整感知靈敏度可以通過人工測試 P 波、 R 波的振幅，然后通過醫生的手動設置或者起搏器的自動的建議值設置。適宜的感知比的范圍在心房雙極感知大概是 4:1 6:1，心房 單極 感知 是2.8:1 4:1，心室或 者是 雙極 電極 的 感知 是 2.8:14:1 。當然精確的感知取決于心肌的電生理學屬性，取決于電極的特征，其在心臟中的位置以及起搏器的感知放大器。（四）影響感知度的因素有很 多因 素可以 影響 到感 知。如導線 的極 性，是雙極 還是 單極 ；導線的完整性，有沒有絕緣層的破裂；有 沒有電極里的電線的斷裂；有沒有 電磁 干擾 等

21、。起 搏器 有很 多的 開關，參數 的設 置等 都是 要靠單 簧片的開 關來 控制，也就 是說 體外 通過 一個 磁鐵就 能夠 控制，因此 起搏 器怕磁。 磁化 杯、 半導 體 收音 機等 不能 離起 搏器太 近， 至少 要在 20 cm 以外。如果 做電 切，電 凝會 影響 起搏 器的 感 知。另外 做核 磁共 振一定 要慎重，因 為它 會影 響到 起搏 器的 感知。起搏 器的 感知 也取 決于 心肌的 電生理特性、電極的特征以及起搏器的感知放大器。如果電極導線的絕緣層破裂會引起阻抗值的下降。絕緣破裂會使電 線暴 露于 體液 中 ，而體 液的 電阻 低；引起 阻抗 值下 降電 流會通 過絕緣破裂口出，使電池消耗增加；絕緣破裂會引起阻抗值 <300 。金屬絲斷裂會引起阻抗值上升。電子在導絲內傳導形成的阻抗會增加；電極 頂端 釋放 的電 流 會減 小，甚至 無法 激動心