第二章 心脏起搏器课件

第二章 心脏起搏器 用一定形式的脉冲电流刺激心脏， 使有起博功能障碍或房室传导功能障碍 等疾病的心脏按一定频率应激收缩，这 种方法称为人工心脏起博。心脏起搏器 能产生一定强度和宽度的电脉冲，通过 导线和电极将电脉冲传至心脏、刺激心 肌。心脏起搏系统的基本结构由心脏起 搏器(低频脉冲发生器及其控制电路)、 导线、刺激电极、电源等组成。 人工心脏起搏过程： 脉冲电流心脏（功能障碍、传导障碍）频率 收缩 心脏起搏器功能： 产生电脉冲（一定强度、宽度）导线、电极 心肌。 心脏起搏器结构： 起博器(脉冲发生器、控制电路)、导线、电极、 电源。 第一节 心脏起博器简介 一、人工心脏电起博器的作用 人工心脏电起搏器能治疗一些严重的心律失常。 心脏起搏器不仅在心律失常的治疗和预防中已经 起到了积极作用，而且还可用于某些疾病的诊断 。 二、心脏起博器临床应用的适应症 1长期起搏的适应症 (1)门房室传导阻滞 (2)三束支阻滞伴有心脑综合症者 (3)病态窦房结综合症(病窦综合症) 二、心脏起博器临床应用的适应症 2临时性起博适应症 (1)急性前壁或卜壁心肌梗塞、伴有III度或高度房室传 导阻滞、经药物治疗无效者。 (2)急性心肌炎或心肌病胖发心脑综合症者。 (3)药物中毒伴有心脑综合症发作者。 (4)心脏手术后出现IV度房室传导阻滞者。 (5)电解质紊乱，如高血钾引起高度房室传导阻滞者。 (6)超速驱动起博应用于诊断上以及用于治疗其他治疗 方法已经无效的室性或室上性心动过速者。 (7)在必要时可应用于安置长期心外膜或心肌起搏电极 之前，冠状动脉造影、电击复律手术、重大的外科手 术及其他手术科室的手术中或手术后，作为保护性措 施者。 (8)其他紧急抢救的垂危病人。 起搏器命名的五字母编码法国际心脏病学会制定（如表2.1） 字 母 序 列 12 3 45 表示起搏 器的心脏 位置 表示感知 的心脏位 置 表示反应 模式 程序编码 功能 治疗心动 过速功能 字 母 意 义 V心室 A心房 D双腔 V心室 A心房 D双腔 O无感 知 T触发或 同步输出 I抑制 D双重 O无反应 R逆转 P程序 M多功 能程序编 码 O无程 序 B猝发 N与额定 频率竞争 S频率扫 描 E体外控 制起搏器 三.心脏起搏器的分类及临床应用的起搏器简介 1心脏起博器的分类 (1)按照起博器与病员关系分类： 感应式： 经皮式(体外携带式) 埋藏式： 三、心脏起搏器的分类及临床应用的起搏 器简介 (2)按照起搏器与患者心脏活动发出的P波 与R波的关系分类： 非同步型(固定型)：起搏器发出的起博 脉冲与患者的P波或R波无关。 同步型起搏器：分P波同步起博器和R 波同步起博器 三、心脏起搏器的分类及临床应用的 起搏器简介 (3)按起搏电极分类有两种： 单极型：阴极由起博导管(或导线)经静脉或开胸送至 有心室(或右心房)；阳极(无关电极)置于腹部皮下(当起搏 器为体外携带式时)或置于胸部(当应用埋藏式起博器时其 外壳即是阳极)。 双极型：起博器的阴极与阳极均与心脏直接接触(固 定在心肌上，或阴极与心内膜接触而阳极在心腔内)。 三、心脏起搏器的分类及临床应用的 起搏器简介 2各类起搏器简介 (1)固定型起搏器： (2)R波同步型起搏器： (3)P波同步起搏器： (4)房室顺序型： (5)双灶按需型： (6)程序控制型： 四、心脏起搏器的几个参数 1起搏频率 最大心输出的心率，约 6090次min，小儿快些。可调节。 2起搏脉冲幅度和宽度 幅度电压幅度；宽度脉冲持续时间。 幅度宽度能量心搏所需能量（微焦级）5V(0.5 1)ms 还与电极形状、面积、材料及导管阻抗等有关影响电池寿命 。 3感知灵敏度 同步型起搏器感知的最小R波或P波的幅值 R波同步型=1.52.5mV。（R波=515mV，路径损失剩下2 3mV） P波同步型=0.81mV。 （P波=35mV，路径损失后更小） 合理选取：过低不感知、感知不全；过高误感知、干扰敏感 4反拗期 反拗期（ni）：同步型起搏器对外信号不敏感时间（=不应期） 。 R波型：反拗期=30050ms。防止T波或起搏脉冲后电位的误触发 。 P波型：反拗期=300500ms。防止窦性过速、外界干扰的误触发 第二节 固定型和R波抑制型心脏起搏器 一、一种固定型心脏起搏电路分析 1.多谐振荡器 2.单稳态电路 3.输出电路 多谐振荡器 单稳 射频输出 2.2.1 一种固定型心脏起搏器电路分析 1多谐振荡器 组成：CMOS与非门F1、F2、F3、RC电路环形多谐振荡器 波形：图2.3中VA 调节：T R2C1，可变R2。 2单稳态电路 组成：与非门F5、F6积分型单稳态 输入：VB， 输出：VC。 作用：决定脉冲宽度。 调节：TU R3C2，可变R3， 3输出电路 组成：VTl、VT2复合管，射极输出电路， 作用：电流，输出电阻。 C隔直、DW稳压管，限幅。 输出：一定幅度(DW决定)的负脉冲。VD。 二、R波抑制型心脏起搏器的一般结构原理 二、R波抑制型心脏起搏器的一般结构原理 1感知放大器 作用：选择R波放大，限制T波及干扰波，辨认心脏自身搏动。 要求：正、负感知（双向感知）；放大倍数=8001000； 频宽=1050Hz（3dB带宽）；电流3mA（微功耗）； 电路稳定、可靠，抗干扰强。 2按需功能控制器 作用：提供稳定的反拗期，抑制脉冲，克服“竞争心律”。 反拗期后无R波（R-R间期过长）时，发出起搏脉冲。 3脉冲发生器 作用：产生矩形电脉冲， 要求：频率=30120次min，脉宽 =1.11.5ms； 易起振，稳定，可靠， 可调：频率、脉宽、幅度。 图2.5 QDX-2型按需体外起搏器电路图 感知放大器单稳态触发器脉冲发生器 充电 放电 三、QDX-2型体外按需起搏器的电路分 析 属于R波抑制型，电路结构如图2.5。 1各单元电路分析 (1) 感知放大器 组成：VTl、VT2放大，VT3射极输出器。 输入：心导管电极来的心电或输出反馈。 目的：检测R波（或）或输出脉冲。 元件：C10耦合；VD2C5放电管； R1+RPl衰减，可调感知灵敏度； C1+R2+R4微分；C1还限制T、P波； VD1抑制负向输出； C4+R7微分。 特性：放大并输出正向信号；为减功耗， VTlVT3工作点近截止区； 高频截止fT 50Hz； 波形：如图 2.6所示 图2.6 输入波及微分后波形 三、QDX-2型体外按需起搏器的电路分析 (2)按需功能控制电路 组成：VT4、VT5互补型单稳态触发器 过程：稳态：VT4、VT5截止VT4e0VT6截止 暂态：正脉冲到VT4、VT5饱和* VT4eVT6饱和 C5充电，电流（定时，反拗期） VT4、VT5截止VT4eVT6截止 C5放电（通过VD2、Rl0） * 注： VT4、VT5 、C5构成正反馈 三、QDX-2型体外按需起搏器的电路分析 (3)脉冲发生器 组成：VT7、VT8、VT9等 VT7、VT8构成正反馈回路，互补式张弛振荡器 过程：当VT6截止： E对C7充电（经R12、R13等）VT7、VT8饱和VT8e输出高 C7放电（经R13、VT7、VT8）VT7、VT8截止VT8e输出低 （经VT6） VT6饱和VT4eVT4、VT5饱和VT3 eVT1、VT2放大 C5充电，电流（定时，反拗期 ） VT6截止VT4eVT4、VT5截止 三、QDX-2型体外按需起搏器的电路分 析 2按需功能的实现 (1)患者的自主心率低于起搏频率时的情况 ： (2)自主心律不齐: (3)自主心率先全高于起博频率时的情况： 2.2.4 AMQ-4型按需起搏器的电路分析 AMQ-4型起搏器：程序控制型、埋藏式 （要求：可靠，电池寿命长，体积小，无毒无害） 特点：性能完善，电路可靠，功耗极微。 结构：感知放大器、按需功能控制器、脉冲发生器， 去颤保护、抗干扰转换、能量补偿、频率限制等。 功耗：抑制状态时，工作电流仅有4A； 在500负载下，当起搏频率为70次/min、 脉宽0.5ms、幅度5V时，工作电流17mA。 如用3V电池，理论寿命可达20年。 电路：如图2.10、图2.11。 2.2.4 AMQ-4型按需起搏器的电路分析 1感知放大器和抗干扰转换网络 抗干扰转换器 感知放大器 按需功能控制器 微分型单稳态 2.2.4 AMQ-4型按需起搏器的电路分析 最高起搏频率限制 脉冲发生器 输出脉冲倍压 输出 第三节 心脏起搏器的能源和电极 心脏起搏器使用的电源和电极是人工心脏 起搏系统中的一部分，对能源和电极有特 殊要求，因此在介绍起搏器时，有必要简 单地介绍它们。 一、心脏起搏器的能源 1锌汞电池 2锂电池 (1)锂碘电池： (2)锂亚硫酰氯电池： (3)锂铬铅酸银电池： (4)锂碘化铅电池： 3核素电池 4“生物燃料”电池(生物能源) 二、心脏起搏器的电极介绍 1导线(又称为起搏导管)和电极作用 导线和电极是起搏系统中的无源部分， 是人体心脏与起搏器联系的重要环节，将 起搏器发放的起搏脉冲传到心脏，同时又 将心脏