1、起搏器基礎起搏器發展史脈沖發生器電極導線連接器起搏閾值感知電池壽命電池干擾起搏器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 Arne Larsson 。 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， 80% 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

2、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， 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。 脈沖發生器 脈沖發生器絕大部分的

3、重量是電池。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。 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.

4、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。 脈沖發生器的分類 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

5、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，發生了度房室阻滯，那么心室就會很慢，這時起

6、搏器也只起搏心房，病人也會出危險。 脈沖發生器的分類 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。 脈沖發生器的分類 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 間期，自

7、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。 脈沖發生器的分類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。 電極導線 植入途徑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

8、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

9、種就是開胸直視下縫合，縫合在心肌的外膜。 連接器與起搏閾值四、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

10、所測閾值的 24 倍。現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。 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

11、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。現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，

12、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。 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

13、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。 感 知（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

14、生感知不足。當然電極導線發生了脫位、電極斷裂、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 4:16:1 ，心房單極感知是 2.8:14:1 ，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。 影響感知度的因素與電磁干擾 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。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 3000。 阻抗一