起搏治疗的电学基础.ppt

起搏治疗的电学基础,,上海交通大学学院附属仁济医院 心内科 毛家亮,,,,,,,,,心室,窦房 (SA) 结,,,,,,,,,,房室 (AV) 结,,心房,,,,,心脏自身有一个“起搏器系统”,心脏能够产生生物电脉冲，这种生物电脉冲沿特定的传导路径传输这种传导过程使心脏能够有效地泵送血液,,,,,,,,,心室,窦房 (SA) 结,,,,,,,,,,房室 (AV) 结,,心房,,,,,心脏的病变,窦房结产生生物脉冲障碍、生物脉冲传导障碍,,,,,,,,,脉冲发生器：集成电路及电池 电极或电线 阴极（负电极） 阳极（正电极） 人体组织,脉冲发生器,电极,,阳极,,阴极,起搏器各组成部分与人体 组织结合形成一个完整的电路,,,,,,,,,,,开始于脉冲发生器 通过导线和阴极 (-) 流动 刺激心脏 返回到阳极 (+),,,起搏器在心脏中的工作原理,脉冲开始,*,,,,,,,,,,,,,,,,,,,起搏器节律识别,DDD / 60 / 120,,,,,,,,,,,,,,,起搏器节律识别,DDD / 60 / 120,,,,,,,,,,,,,,,起搏器节律识别,DDD / 60 / 120,,,,,,,,,,,,,,,起搏器节律识别,DDD / 60 / 120,,,,,,,,,,,,,,,每种电路都具有下列特征,电压 (voltage - V) 电流 (current - I) 阻抗 (resistance - R),,,,,V,R,I,,e-,,,,,,,,,,,,,,,电压,电压是使电子沿电路前进的推动力 在起搏系统中，电压： 以伏特 volts为单位 以字母 V 表示 由起搏器电池提供 常称作振幅 (amplitude),,V,R,I,,,,,,,,,,,,,,,电流,电子在闭合电路 (close/complete circuit) 中的流动 在起搏系统中，电流： 以 mA（毫安 milli-amperes）为单位 以字母 I 表示 由通过电路的电子的总量决定,,,,,,,,V,R,I,,,,,,,,,,,,,,,阻抗,对电流的阻力 在起搏系统中，阻抗： 以欧姆 ohm为单位 (W ) 以字母 R 表示（W 表示数值） 对电流全部阻力的计量,,,,,,,,V,R,I,,,,,,,,,,,,,,,电压、电流和 阻抗是相互依存的,三个组成部分的相互关系可以比作水从水管中流过 电压代表力，用此力 . . . 使电流（水）流动通过 . . . 水管或导线，其中每个组成部分加起来形成总的阻抗： 管口，代表电极 (lead electrodes) 管子，代表导线的金属丝(conductors),,,,,,,,,,,,,,,电阻和电流,,正常电阻,低的电阻,高的电阻,低电流,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,高电流,,,,,,,,,,,,,,,,,,起搏阈值的定义及意义,如果：起搏电流 = 8 mA， 成熟过程中的阻抗从 300 W 增加一倍 起搏电压要增加多少 ？ V = I R 植入时的阈值电压 = 8 mA x 300 W = 2.4V 电极成熟期需要的电压= 8mA x 600 W = 4.8V 因此在本例中，电极成熟期起搏电压要加倍才能保证夺获心脏。

定义：在心脏不应期之外连续夺获心脏所需的最小的电刺激,夺获,无夺获,,,,,,,,,,,,,,,阻抗变化影响起搏器的 功能和电池的寿命,高阻抗减少电池的电力消耗并延长电池的寿命， 但可能影响起搏功能，甚至无夺获 低阻抗增加电池的电力消耗并缩短电池的寿命 起搏系统阻抗值在 300 至 1,000 W 之间 高阻抗导线的阻抗值大于 1,000 欧姆,,起搏系统阻抗变化的意义,1、导线阻抗： 连接器，导线，传导体 2、身体组织阻抗： 电极头与组织的接触界面和周围纤维化 3、极化阻抗： 与多种因素相关：导线面积，极性，材 料，电流幅度及脉宽等,,,,,,,,,,,,,,,导线阻抗值随下面的因素而变化：,绝缘破裂 = resistance decreases 电线断裂 = no conduction,,,,,,,,,,,,,,,,导线金属丝周围的绝缘 破裂会引起阻抗值下降,绝缘破裂会使电线暴露于体液中，而体液的电阻低，会引起阻抗值下降 电流会通过绝缘破裂口流向体内这样将使电池耗竭 绝缘破裂会引起阻抗值降到 300 W 以下,绝缘破裂,降低电阻,,,,,,,,,,,,,,,,金属丝在绝缘层内断裂 会引起阻抗值上升,金属丝断裂所形成的阻抗值会增加 电流通不过而不能起搏 阻抗值可能超过 3,000 W,导线金属丝断裂,电阻增加,腋静脉穿刺,锁骨下静脉穿刺,,,,,,,,,,,,,,,感知 (sensing),感知是起搏器感知到心脏自身的除极活动 起搏器通过测量阳极和阴极之间的心肌细胞的电位变化来感知心脏除极活动,,,,,,,,,,,,,,,心腔内电图(intracardiac electrogram)记录 从心内膜里面获取的波形,当除极波直接从电极下通过时在心腔内电图上会发生本位曲折 心腔内电图的两个特征是： 信号振幅 斜率 (Slew rate),,,,,,,,,,,,,,,心腔内电图信号反映电压 的变化与时间变化的关系,信号从波峰移到另一个波峰的时间越长： 斜率越小 信号越平坦 斜率越大（mV 数）说明感知越好,电压,时间,倾斜,斜率,电压的变化,,电压变化 的持续时间,,,,,,,,,,,,,,,起搏器必须能够感知 心脏节律并对其作出反应,精确的感知能够使起搏器判断心脏自身是否搏动 起搏器通常设置为只有在心脏不能产生自身搏动时才以起搏脉冲刺激,,,,,,,,,,,,,,灵敏度,,,,,,,振幅 (mV),时间,5.0,2.5,1.25,,,,,,,,,,,,,,,感知不良 .,起搏器不能“看见”自身搏动，因而不能正确反应,未感知出 自身搏动,,预定的起搏发出,,VVI / 60,,,,,,,,,,,,,,,过感知,测出设计的 P 波或 R 波以外的电信号,标记道显示 自身活动,…虽然没有 活动存在,,,,,,,,,,,,,,,,,导线阻抗 振幅和脉宽设置 起搏事件与自身事件的百分比 频率应答反应模式设为 ON,影响电池使用寿命的因素包括：,。