人工心臟起搏器基礎(chǔ)知識概述

人工心臟起搏器基礎(chǔ)知識概述第1頁/共118頁概念人工心臟起搏器是采用微電子技術(shù)，模擬心臟電激動和傳導(dǎo)等電生理功能，用低能量電脈沖暫時或長期刺激心臟，使之發(fā)生激動，帶動心臟跳動第2頁/共118頁發(fā)展方向適應(yīng)證拓寬：緩慢心律失?？焖傩穆墒С３溲孕牧λソ叩?頁/共118頁起搏分類根據(jù)應(yīng)用時間分類：臨時起搏器永久起搏器根據(jù)起搏部位分類:

心內(nèi)膜起搏心外膜起起搏根據(jù)起搏心腔分類:

心房起搏心室起搏根據(jù)起搏方式分類:

生理性起搏非生理性起搏

第4頁/共118頁植入人體的首例起搏器第一臺植入型起搏器第5頁/共118頁第6頁/共118頁第7頁/共118頁第8頁/共118頁起搏器的工作原理第9頁/共118頁心室竇房(SA)結(jié)房室(AV)結(jié)心房心臟電脈沖的產(chǎn)生和傳導(dǎo)第10頁/共118頁竇房結(jié)竇房結(jié)脈沖產(chǎn)生↓脈沖經(jīng)A-V傳導(dǎo)↓房室結(jié)心臟的起搏和傳導(dǎo)異常第11頁/共118頁可植入脈沖發(fā)生器(IPG)電極線起搏器系統(tǒng)的組成第12頁/共118頁脈沖發(fā)生器 電源或電池 控制系統(tǒng)電極或電線 陰極（負(fù)電極） 陽極（正電極）人體組織脈沖發(fā)生器導(dǎo)線陽極陰極心臟起搏系統(tǒng)

起搏器與人體形成一個完整的電路第13頁/共118頁裝有電池，為發(fā)送電脈沖給心臟提供能源裝有控制起搏器工作的電路電路電池脈沖發(fā)生器第14頁/共118頁是絕緣的電線將電脈沖從脈沖發(fā)生器傳到心臟感知心臟去極化電極電極導(dǎo)線第15頁/共118頁陰極與心臟組織接觸的電極當(dāng)電流流過時帶負(fù)電荷陰極第16頁/共118頁陽極心臟組織去極化后接收電脈沖的電極當(dāng)電流流過時帶正電荷陽極第17頁/共118頁傳導(dǎo)路徑人體組織和液體都是陽極和陰極之間傳導(dǎo)路徑的組成部分組織陰極陽極第18頁/共118頁開始于脈沖發(fā)生器通過導(dǎo)線和陰極(-)流動刺激心臟返回到陽極(+)電的傳導(dǎo)脈沖開始*第19頁/共118頁單極和雙極的傳導(dǎo)方式不同陰極陽極-+陽極陰極第20頁/共118頁起搏系統(tǒng)第21頁/共118頁起搏器系統(tǒng)病人導(dǎo)線起搏器程控器導(dǎo)線起搏器第22頁/共118頁

起搏系統(tǒng)第23頁/共118頁脈沖發(fā)生器第24頁/共118頁HistoryofCardiacPacing1819年 Aldini(Italy)電刺激死者停跳的心臟，引起跳動；1929年 Conld電脈沖刺激心臟，可使心臟隨頻率跳動；1932年 Hyman/HymanMachine Artificialpacemaker,7.2Kg由于一次大戰(zhàn)，未用于臨床1952年 Zoll將經(jīng)胸壁起搏應(yīng)用于臨床

體外試驗及應(yīng)用階段第25頁/共118頁起搏器歷史......1958年10月8日在瑞典的Karolinska醫(yī)院，AkeSenning(心胸外科醫(yī)生)植入了第一臺完全植入式心臟起搏器ArneLarsson和他的第一臺起搏器第26頁/共118頁植入人體的首例起搏器第一臺植入型起搏器第27頁/共118頁脈沖發(fā)生器第28頁/共118頁脈沖發(fā)生器第29頁/共118頁環(huán)氧樹脂不銹鋼鈦金屬脈沖發(fā)生器第30頁/共118頁脈沖發(fā)生器鈦金屬密封更加輕便更加牢固不會引起過敏第31頁/共118頁電極導(dǎo)線第32頁/共118頁SJMinternaluseONLY單極導(dǎo)線起搏器第33頁/共118頁SJMinternaluseONLY雙極導(dǎo)線起搏器第34頁/共118頁導(dǎo)體頂端電極絕緣體連接器桿起搏導(dǎo)線組成部分導(dǎo)體連接器桿絕緣體電極導(dǎo)線裝配第35頁/共118頁導(dǎo)體目的將電脈沖從脈沖發(fā)生器傳到電極將感知的心腔內(nèi)信號返回到脈沖發(fā)生器導(dǎo)體第36頁/共118頁導(dǎo)體--單極結(jié)構(gòu)單極導(dǎo)線1個起搏導(dǎo)體脈沖發(fā)生器外殼（用于感知）第37頁/共118頁導(dǎo)體--結(jié)構(gòu)單極結(jié)構(gòu)第38頁/共118頁導(dǎo)體--單極結(jié)構(gòu)單極導(dǎo)線特征心電圖上的起搏信號較大導(dǎo)線體直徑小導(dǎo)線體不那么僵硬易于發(fā)生過感知可產(chǎn)生肌肉和神經(jīng)刺激第39頁/共118頁導(dǎo)體--雙極結(jié)構(gòu)雙極1個起搏導(dǎo)體1個感知導(dǎo)體第40頁/共118頁導(dǎo)體--結(jié)構(gòu)雙極結(jié)構(gòu)同軸同半徑外絕緣頂端電極線圈無干電極線圈整體絕緣頂端電極線圈無干電極線圈第41頁/共118頁導(dǎo)體--結(jié)構(gòu)雙極結(jié)構(gòu)并行線圈線圈/電纜第42頁/共118頁導(dǎo)體--雙極結(jié)構(gòu)雙極導(dǎo)線特征導(dǎo)線體直徑較大比較僵硬不易發(fā)生過感知可程控為單極不易產(chǎn)生肌肉和神經(jīng)刺激第43頁/共118頁SJMinternaluseONLY單極和雙極感知單極大的感知回路大的起搏釘對干擾更敏感胸肌刺激更易受EMI影響較小的導(dǎo)線直徑雙極小的感知回路小的起搏釘對自身心臟信號更敏感沒有肌電干擾EMI保護(hù)較少的交叉感知第44頁/共118頁連接器目的將導(dǎo)線與脈沖發(fā)生器連接，并提供一個通道以便：將電流從脈沖發(fā)生器傳到導(dǎo)線將感知的心臟信號返回到脈沖發(fā)生器連接器第45頁/共118頁絕緣目的:包住電流防止腐蝕絕緣第46頁/共118頁絕緣--特性絕緣材料的特性抗拉強(qiáng)度伸長抗撕強(qiáng)度磨損壓縮永久變形擠壓（反復(fù)壓縮）蠕變第47頁/共118頁電極目的將刺激傳到心肌層探測（感知）心腔內(nèi)信號頂端電極環(huán)狀電極第48頁/共118頁電極--固定裝置第49頁/共118頁第50頁/共118頁第51頁/共118頁電極--固定裝置被動固定裝置--心內(nèi)膜叉齒型

鰭狀型斜的/彎的第52頁/共118頁電極--固定裝置被動固定運用--心內(nèi)膜有小梁的心室有心耳存在傳統(tǒng)起搏位置第53頁/共118頁電極--固定裝置主動固定裝置--心內(nèi)膜固定的螺旋可伸長/可收回第54頁/共118頁電極--固定裝置主動固定的運用--心內(nèi)平滑心室壁沒有心耳/畸形起搏位置替補(bǔ)

第55頁/共118頁起搏和感知的原理第56頁/共118頁SJMinternaluseONLY心臟起搏的目標(biāo)發(fā)放足夠的能量，持續(xù)除極心肌正確和持續(xù)感知自身活動第57頁/共118頁SJMinternaluseONLY歐姆定律V=IRV=電壓I=電流R=阻抗第58頁/共118頁SJMinternaluseONLY電壓兩點之間能量電勢的差別測量單位=伏特(V)第59頁/共118頁SJMinternaluseONLY電流電子轉(zhuǎn)移或者流動的速度測量單位=毫安培(mA)第60頁/共118頁SJMinternaluseONLY阻抗電流通過一種物質(zhì)時的阻力測量單位=歐姆(Ω)第61頁/共118頁SJMinternaluseONLY輸出參數(shù)脈寬脈沖振幅第62頁/共118頁SJMinternaluseONLY輸出脈寬(ms)脈沖振幅脈沖開始

脈寬脈沖結(jié)束脈沖波形第63頁/共118頁SJMinternaluseONLY首沿尾沿5.0V5.0V4.3V0.6ms0.6ms理論的實際的由于阻抗上升，導(dǎo)致電壓下降輸出脈寬(ms)第64頁/共118頁SJMinternaluseONLY心臟起搏閾值通過一個特定的導(dǎo)線，產(chǎn)生穩(wěn)定心臟除極所需的最小電能可以用電壓、電流、能量或者電荷表示第65頁/共118頁SJMinternaluseONLY心臟感知閾值在電極之間可抑制按需起搏器所需的最小心臟電能測量P波和R波振幅電極看到的心臟信號僅檢測QRS信號的方法影響放大器的不想要的信號第66頁/共118頁起搏器編碼第67頁/共118頁北美起搏電生理協(xié)會（NASPE）與英國起搏電生理協(xié)會（BPEG）用五個字母來表示起搏器的各種功能,稱為NBG代碼第一個字母第二個字母第三個字母第四個字母第五個字母

起搏腔感知腔

反應(yīng)方式

可程控性抗快速型心率失常功能O=無

O=無

O=無

O=無

O=無

A=心房A=心房

T=觸發(fā)P=簡單程控P=抗心動過速起搏

V=心室

V=心室

I=抑制M=多程控功能S=電轉(zhuǎn)復(fù)D=(心房+心室)D=(心房+心室)D=(觸發(fā)+抑制)C=遙測通訊D=(抗心動過速起搏+電轉(zhuǎn)復(fù))

R=頻率應(yīng)答

第68頁/共118頁NBG起搏器代碼AOOAAIAATVOOVVIVVT第69頁/共118頁NBG起搏器代碼VOO**=感應(yīng)=起搏第70頁/共118頁VVI*NBG起搏器代碼I*=感應(yīng)=起搏第71頁/共118頁VVTT*NBG起搏器代碼*=感應(yīng)=起搏第72頁/共118頁AOO*NBG起搏器代碼*=感應(yīng)=起搏第73頁/共118頁*AAIINBG起搏器代碼*=感應(yīng)=起搏第74頁/共118頁*AATTNBG起搏器代碼*=感應(yīng)=起搏第75頁/共118頁VDDDOODDIDDDNBG起搏器代碼第76頁/共118頁VDDTI*=感應(yīng)=起搏*NBG起搏器代碼第77頁/共118頁*DOO*=感知=起搏*NBG起搏器代碼第78頁/共118頁*DDI*=感應(yīng)=起搏NBG起搏器代碼I*I第79頁/共118頁*DDD*=感應(yīng)=起搏NBG起搏器代碼I*T/I第80頁/共118頁AAIRVVIRNBG起搏器代碼第81頁/共118頁NBG起搏器代碼AAIR第82頁/共118頁VVIRNBG起搏器代碼第83頁/共118頁VVI模式優(yōu)點提供心室起搏支持相對易于植入和評估費用相對低缺點A-V同步喪失第84頁/共118頁A-V同步病人會受益嗎?能夠?qū)崿F(xiàn)嗎?第85頁/共118頁A-V同步能夠?qū)崿F(xiàn)嗎?保持A-V同步需要：活動的心房不能經(jīng)常發(fā)生房性 過速心律失常第86頁/共118頁A-V傳導(dǎo)不合適的慢或者不合適的變量適當(dāng)?shù)男姆克俾释暾?阻滯AAI DDDVDDDDD模式選擇起搏不適用第87頁/共118頁VVIR伴隨A-V阻滯的房性纖顫第88頁/共118頁DDD模式植入后適合轉(zhuǎn)換可以類似于AAI,VDD會在不同的心房速率和A-V傳導(dǎo)時

努力保持A-V同步第89頁/共118頁AAI/DDD第90頁/共118頁SJMinternaluseONLYVVI*NBG起搏器代碼I*=感知=起搏第91頁/共118頁SJMinternaluseONLY*AAIINBG起搏器代碼*=感知=起搏第92頁/共118頁SJMinternaluseONLYVDDTI*=感知=起搏*NBG起搏器代碼第93頁/共118頁SJMinternaluseONLY*DDI*=感知=起搏NBG起搏器代碼I*I第94頁/共118頁SJMinternaluseONLY*DDD*=感知=起搏NBG起搏器代碼I*T/I第95頁/共118頁SJMinternaluseONLYNBG起搏器代碼AAIR第96頁/共118頁SJMinternaluseONLYVVIRNBG起搏器代碼第97頁/共118頁SJMinternaluseONLY選擇起搏器模式AV同步的需要患者潛在的心臟條件第98頁/共118頁SJMinternaluseONLYVVI模式優(yōu)點提供心室起搏支持植入和評估相對容易費用相對較低缺點AV同步喪失第99頁/共118頁SJMinternaluseONLYDDD模式植入后不斷變化可能很像AAI、VDD在不同的心房率和AV傳導(dǎo)情況下，努力保持AV同步第100頁/共118頁SJMinternaluseONLYDDDR保持AV同步當(dāng)跟蹤心房信號時當(dāng)基于傳感器頻率時兩個或更多的基于新陳代謝需要的傳感器第101頁/共118頁永久起搏器植入技術(shù)第102頁/共118頁心臟起搏器的構(gòu)成脈沖發(fā)生器電路/電池電極導(dǎo)線陰極/人體組織陽極第103頁/共118頁手術(shù)過程靜脈入路置放電極導(dǎo)線從鎖骨下靜脈/腋靜脈/頭靜脈穿刺插入導(dǎo)管將電極送入心腔被動或主動固定電極測試電極性能制作起搏器囊袋皮下植入起搏器將電極接上起搏器縫合第104頁/共118頁靜脈選擇目前：鎖骨下靜脈穿刺優(yōu)點：1.比較容易操作

2.血管內(nèi)徑大，可插入多根電極缺點：1.手術(shù)時有