ICD-基本概念02202009课件

ICDBasicsICDBasicConceptsICDs的发展史ICD系统组成ICD 电池,电容器控制电路电极连接端口导线（电极）经静脉或心外膜电极连接头端IS-1和DF-1程控仪ICDs的基本功能关于室颤1842年，Erichsen第一次描述了室颤1850年Hoffa和Ludwig通过强的感应电流（strongfaradiccurrent）技术研究，提到“这些不规律的运动是因为心脏失去了相互关联收缩不再统一”。1887年MacWilliam描述为“一种快速连续的不规则的蠕动收缩的状态”1850第一次描绘出VF的图形ICD进展CarlLudwig(1816-1895)1899第一次应用电流终止了VF但他们的发现被搁置30年ICD进展电击除颤复律心脏电复律术产生于一个偶然事件交流除颤直流除颤CarlLugWig观察到的动物狗室颤过程第一期：波动期，起源于1个早搏，随后有3-6个协调性冲动，累及心室大部；第二期：痉挛不协调期。心脏似乎由进行性变小和相互无关的除极波控制，此时心脏仍能相对强直性但不协调的收缩；第三期：震颤不协调期。可持续3分钟，特点是心肌收缩面积减少；第四期：无张力颤动期。ECG仍能记录到电活动，但已见不到心肌收缩由室早搏触发的室颤一分钟后发展为慢室颤，振幅降低，SCD即将发生关于室颤人心脏：室颤由约10个折返源驱动兔子：1～2个折返源驱动室颤发生绵羊：则有20个折返源猪和犬：室颤由大约50个折返源驱动发生机制；心室内形成许多微小的折返环室颤的螺旋波假说可能机制空间移动ECG临床表现稳定螺旋波单形性时速相似周期的游走螺旋波尖端扭转性室速混乱的游走螺旋波多形性室速螺旋波分离心室颤动室扑和室颤的定义

心室不规则的电活动，导致心室各部分

发生快速、微弱而无效的收缩，或快而不协调的颤动。心室扑动常为心室颤动的前驱，两者均使心室丧失有效收缩，心脏无排血功能，是心脏骤停的一种最常见表现。需要紧急处置，最有效的方法就是电击除颤复律。

室扑频率：150-250bpm，间期较均匀，无等电位线室颤频率：200-500bpm，间期不等室扑和室颤发生的机制心脏结构异常：心肌梗死、心肌肥厚及心肌病变功能性病变：代谢性疾病，药物及毒物，自主神经活动障碍，电解质紊乱心脏电活动异常：预激综合证，LQT，BrugadaVFL/VF常见于冠心病心肌梗死、原发性心肌病、LQT、WPW、酸碱失衡、电解质紊乱、药物和毒物的毒性作用陈旧性心梗疤痕及折返室颤的防治药物治疗：用于防止室颤的发作第一类抗心律失常药物：膜抑制剂第二类抗心律失常药物：β肾上腺素受体阻滞剂第三类抗心律失常药物：延长动作电位间期药物第四类抗心律失常药物：钙通道阻滞剂除颤复律治疗：用于发作时的治疗-体外除颤器，ICD电击除颤

以瞬间高压强电流在短时间内经胸壁或直接作用于心脏，使所有心肌纤维同时除极，包括各类异位心律也同时除极，此后心脏内起搏自律性最高的窦房结重新控制心搏，即心律转为窦性。对于曾经发生过室扑、室颤的幸存病人，以及可能发生室扑、室颤的病人，ICD与抗心律失常药物联合治疗是目前预防心脏猝死的最佳方案电击除颤

电除颤的几个假说-心室肌完全除极假说。1940年Wiggers提出-电痳痹假说，使心肌在数秒钟内失活，1968年Duedel观察到-临界质量假说，大于75%重量的心室肌电除极即可终止室颤。1970年Zipes提出。易损期上限假说。不应期延长假说。同步复极假说。虚拟极化电极假说除颤能量与成功率ICDs的发展史TreatingDiseasewithElectricityTorpedoFish350BCElectropathicDevices19thCenturyPresidentJamesGarfieldAssassinatedin1881LeadbatterynohelpforleadpoisoningEarlyEKGMachinesExternalPacemaker(late1950s)ICDHISTORY

Battery-PoweredPacemakerReproducedelectriccurrentterminationofVFDoneattherequestofBelltelephonetoaddresselectrocutionoflineworkers(occurringattherateof1000/yr)WilliamKouwenhoven(1886-1975)ICDEvolution

1930s–50s1957closedchestdefibrillatorfromHopkins.FirstemergencyhumandefibrillationICDEvolution:1956Dr.PaulZoll(1911-1999)Zoll,NEJM1956FirsthumantransthoracicdefibrillationICDHISTORY

ExternalDefibrillator-Early1960sMedtronicandZollEarlyDaysofExternalDefibrillationInventoroftheICDMichelMirowski,M.D.1924-1990植入式除颤器第一次获得专利该系统使用心脏导管和SQ片状电极经过右室压力传感器识别FirstWorkingModelElectronics由通用电子原件制作成的除颤器EarlyAICDwithpressuresensorintegratedwithpacingleadECGchannel

RVpressureChannelFirstClinicalModelIntecAIDBShort-livedShockonly250gNonprogrammableRequiredthoracotomyabdominalimplantMarketRelease

CPIVentakModel1500SeriesAICDSystemVentakCardioverterDefibrillatorTheoriginalpatientanddoctors1947第一次人类心脏裸露除颤成功需要开胸手术直视除颤ICD进展ICD进展1947第一次心脏直视除颤

1956第一次人类体外除颤1969第一次进行狗模型的体内除颤测试1970第一次植入式除颤器诞生(895g)1975第一次给狗埋置植入式除颤器(250g)1980第一次人类植入式除颤JohnsHopkins1985ICD正式上市销售(350units)ICD进展ICD技术进展ICD进展过去…需要外科大手术不能程控只有高能量除颤适应证只能是2次SCD幸存者1½year寿命<1,000植入量/年ICD进展…现在经静脉,单一切口局麻,镇静治疗选项可程控单,双腔、三腔寿命长达9年>300,000植入量/年1991不开胸电极系统1995胸部埋置式ICDsystems1997ICD&DDD1998ICD&DR1999ICD&AtrialDefibrillation2001ICD&CRTICD进展ICD进展NumberofWorldwideICDImplantsPerYear

(Ref:CorporateMarketShareDatabase)ICD治疗和应用:1980至今ICD进展ICDSystem

++=TheICDSystemMedtronicproductsshown怎样工作TheICDSystem*AnimationTheICDSystem怎样工作心房和心室缓慢心律失常感知缓慢心律失常起搏心室VT/VF监测抗心动过速起搏电复律电除颤放电电路A>BAX>B向量HVAICD的构成ImplantableCardioverterDefibrillator(ICD)PacemakersOldtoNewDefibrillatorsOldtoNewOldtechnologyNewtechnologyQuadFilteredFeedThru(s)ShieldSubassemblyFlexinterconnectwithintegratedaircoreantenna/patientalertAssemblyReadyCapacitorStackDoubleSidedPWBassembly(Hybrid)DesiccantAssemblyreadyBatteryFTflexMarquisModuleDesign

ccc电池–提供低能量高压放电–按需释放电容器–储存高压以备使用变压器–增压ICD产生高电压产生高电压Voltage

Multiplier

and

TransformerHigh

Voltage

CapacitorHighEnergy

Shocks

(Upto800Volts)BatteryPacingVoltagesForPacingForDefibrillation3.2VoltsICD

CapacitorChargeandDischargefunction.电容器的放电（电容器与导线相连）使充电后的电容器电荷中和失去电荷的过程。电场能→其他形式能

放电电流：正→负.电容器的充电（电容器与电源相连）使两板带上等量异种电荷的过程。电源能量→电场能充电电流：负→正CylindricalCapacitorsvsFlatElectrolyticCapacitorsBatteryConstruction–HighRate7Li+Ag2OV4O11=Li7Ag2V4O11Li/SilverVanadiamoxidecellvoltageresponse电池耗竭ICD3.2V2.6V充电时间从心律失常识别到释放治疗的时间心律失常识别时启动时间与型号及电池电量有关ICD自VF识别成立到电击除颤ICD充电时间和储存能量的关系电池电压下降充电时间延长两者均可提示ElectiveReplacement(ERI)电池与充电时间的关系电池与充电时间的关系典型的ICD电池的电压与充电时间的关系电池与充电时间的关系优化的ICD电池电压与充电时间的关系电池与充电时间的关系MarquisDR/VR-BatteryDischargeCurve充电时间的重要性10秒钟VF充电时间越长,心律失常持续的时间越长1020304050607080901000123456789Time(minutes)每分钟减少成功机会7-10%SCA成功复苏与时间的关系%

Success*Non-linear

ICD的自动化功能SenseDetectTherapyPaceICD感知原理图带通滤波器FrequencySpectrumICD感知原理图带通滤波器心电信号频谱分布图感知Truevs.IntegratedBipolarRangeof‘eyeball’isdeterminedbypolarityTrueBipolarSensingTip-to-ringSmallersurfaceareaMore“localized”sensingIntegratedBipolarSensingTip-to-coilLargersurfaceareaBroadersensingarea双极方法测到的心腔内电图

室波基本呈单向正波形态单极方法测到的心腔内电图

室波基本呈双向波形态心腔内电信号EGM近场感知心电图形对比SINUSRHYTHMVTEGM信号源=Tip-to-Ring与Tip-to-Coil相近

心腔内电信号EGMEGM远场感知设置CantoHVX*CantoHVBCantoVringVtiptoHVBCantoHVX*HVBtoHVX*CantoHVBCantoVringCantoAringVtiptoHVBAtiptoVringHVBtoHVX**HVXselectionrequiresSVCCoil远场感知HVXHVBCan心腔内电信号EGM远场感知心电图形对比EGM信号源=图形相差大SINUSRHYTHMVT感知心腔内心电信号EGMAsignalfrominsidetheheartvs.surfaceICD感知到的心电信号无导线心电图体表心电图(LeadII)VtiptoVringCantoSVCICD感知原理图感知灵敏度AllowssensingoffineVFwavesPreventssensingofT-waves,cross-chamberevents,andpacingartifacts

自动调整感知灵敏度自动调整*inMedtronicdevices自动调整感知灵敏度（时间常数200ms)自动调整感知灵敏度（时间常数450ms)感知灵敏度自动调整功能DecayConstant*inMedtronicdevices心律失常检测功能确认心律失常两个最重要的参数:频率持续时间确认心律失常的其它参数心电信号波形：宽度，特征值Wavelet,EGMwidth发作方式：加速性（突发，渐增）Onset,Stability房室心电信号的相关性PRlogic检测功能检测分区的确定检测功能检测分区Canyouidentifythedetectzones?Nametherate&durationforeach检测功能检测分区*Medtronicprogrammingscreenshown检测功能UsedfordetectionofVT连续计数器DetectionNon-Sustained:Durationnotmet/NoDetectionSustained:Durationmet/DetectionOccurs持续性检测,用于VT的识别DetectionNID=12/16概率计数器，用于VF的识别ICDTherapiesICDTherapyLowPower(PacingTherapies)HighPower(ShockTherapies)ICDTherapiesTachyarrhythmiaTherapyCardioversion(CV)Anti-TachycardiaPacing(ATP)DefibrillationShockLowPowerBradyarrhythmiaTherapyPacingModesLowPowerHighPowerHighPowerICDTherapiesNottoscaleATPCardioversion/DefibrillationEnergyComparisonICDTherapyVTFVTVFBenefitsofTieredTherapyAnti-TachycardiaPacingTypes:BurstAseriesofpacingpulsesdeliveredatequalintervalsIntervaldecrementpersequenceRampAseriesofpacingpulsesdeliveredateverdecreasingintervalsAddsapulsepersequenceBurst+andRamp+LikeBurstandRampwithadditionalprogrammabilitybetweenpulsesAnti-TachycardiaPacingBurstandRampComparisonProgrammedValues:

NumberofS1Pulses=4 NumberofSequences=4 R-S1%=91% Decrement*=10ms*DecrementbetweensequencesProgrammedValues:

NumberofS1Pulses=4 NumberofSequences=4 R-S1%=91% Decrement*=10ms*Decrementbetweenpulses*AddsapulsepersequenceATPTherapytoVTCardioversionDeliversshockonanR-waveAbortsifsynchronizationcannotbeobtainedduetoarrhythmiaterminationATPfailed,thenCVdeliveredDefibrillationAhigh-energycommittedshockDeliverson2ndnon-refractoryR-waveorattime-outTypicallyusedforthetreatmentofVF检测VF成立直接电击除颤双向除颤电击波V2fPW1PW2V1iViVfV1fV2iV1f=V2iPW1=PW2Tilt=50%不