心脏起搏器的计时周期

.心脏起搏器的计时周期起搏器之所以能够保持正常的工作方式，是因为其内部具有较复杂而完整的控时电路系统，使起搏脉冲在发放之前具有一段时间间隔。因而，起搏器的控时系统犹如一个“控时器”，控制着心房、心室脉冲的发放时机。单腔起搏器的计时周期比较简单，而双腔心脏起搏器的计时周期既是各自独立的又互相制约。计时周期是以ms为单位计算的。起搏器的计时周期很重要，它对了解起搏心电图，判断是否有起搏故障以及了解自身心电活动情况都是不可缺少的。由于双腔起搏器的计时周期几乎涵盖了单腔起搏器的计时周期，因而下面将介绍常见双腔起搏器的计时周期。一、 下限频率间期是起搏器的基础频率周长。心电图上表现为连续的心室刺激脉冲之间的最长时限，或感知心室电信号后至下一次脉冲之间的最长间隔，相当于程控的最低频率。下限频率周期的目的是使起搏器的起搏搏动保持在规定的速率之上,当心脏的自身心率低于规定的低限频率时,起搏器给予起搏。在起搏器的正常运转下,心搏速率不应低于规定的低限频率。但这个参数,不能起限制自身心率的作用,心脏的自身心率完全可以超过起搏器规定的低限频率。可以用心室激动或心房激动作为低限频率周期，但大多数设计是以心室激动为基准。二、 上限频率间期为起搏器高限频率时，心室或心房激动最短时间间期。设置上限频率间期的目的是为了防止起搏器对快速的心房激动触发过快的心室刺激，藉以限制心室起搏频率过快。DDD 起搏器有以下几种频率反应方式1、心室起搏以1：1的反应方式自身心房频率间期快于起搏器的下限频率间期，但低于上限频率间期，同时自身的PR间期长于起搏器设置的AV间期时，心室起搏则以1：1的反应方式，即以VAT的工作方式（感知自身心房P波后触发心室起搏）。此时心室率与自身心房率相一致，即既有房室顺序，又有频率反应性，是理想的起搏方式。此时的频率反应性是依靠正常的窦房结功能，因此，必须有正常的P波。2、起搏器的文氏反应（Wenckenbach response）当自身P波的频率超过起搏器的上限频率，同时PP间期又长于总心房不应期（TARP）时，则出现起搏器的文氏反应现象。即PV间期逐渐延长，最后心室波脱落。若上限频率间期程控为和总心房不应期相等，则不可能出现起搏器的文氏现象或叫做文氏上限频率反应。因此，只有当自身PP间隔长于TARP，而又短于上限频率间期时才能出现起搏器文氏上限反应。起搏器的文氏现象是防止心室起搏频率突然改变的一种方法。3、起搏器的2：1或3：1阻滞当自身P波的频率比出现起搏器文氏现象的频率更快时，也就是当PP间期短于TARP时，可能出现每二个P波中，有一个P波落在心房不应期内而不被感知，因此表现为心室2：1起搏反应方式，此时的起搏频率突然下降一倍。由于频率下降太快，病人可能感心悸等不适。如自身P波频率140bpm, 当出现2：1现象时，心室起搏频率降到70bpm。如果每三个P波中，有二个落在心房不应期中，则表现为心室3：1的心室跟踪形式。4、其它反应方式(1)心室起搏频率回降(fall back)为了减少出现2：1或3：1的心室反应时，起搏频率骤降引起病人心悸等的不适症状，有的起搏器设置了心室频率回降功能。即当P 或P达到或超过高限频率时,起搏器的心室起搏与P 或P波脱钩,其频率自动降至规定的回降频率,实际上这时起搏器呈VVI 的工作方式。待P 或P的频率降到回降频率之下时,起搏器又按照房室跟踪的机制运行。(2 )频率平滑化( ratesmoothing) 此功能同样是为了避免当自身心房频率太快而出现2：1或3：1的心室反应时导致起搏频率骤降。如果开启此功能，当自身心房频率超过上限频率时，心室起搏频率缓慢下降，从而可减少或避免由于起搏频率的骤降而引起的不良反应。原理是设置一个心率平滑控制值,心室跟随起搏周长的逐搏差值不超过规定的控制值。(3)自动模式转换(automatic mode switching) 现代起搏器均有自动模式转换功能，当出现房性快速性心律失常，如房性心动过速、心房颤动或心房扑动时，,起搏器自动转变为VVI 或DDI 工作方式,起搏器对心房激动不起触发跟随反应,而是以低限频率起搏。心房激动频率降低后,起搏器自动恢复DDD 工作方式。三、 房室间期 PR间期是房室时间，成人正常值为0.1200.20s。在双腔起搏器中同样存在房室传导时间，但不叫PR间期，而叫AV间期，二者有等同的生理意义。1、AV间期的表现形式AV间期随心房起搏（Ap）或心房感知（As）开始，至心室起搏（Vp）或心室感知（Vs）而终止。在双腔起搏器中，由于自身的PR间期、程控的AV间期以及心房、心室感知事件出现的时间不同，因而AV间期可以出现以下四种表现形式：（1）ApVs:心房起搏至心室感知间期。（2）ApVp:心房起搏至心室起搏间期。（3）AsVp:心房感知至心室起搏间期。（4）AsVs:心房感知至心室感知间期。2、AV间期的类型（1）起搏AV间期（PAV）:PAV是所有AV间期中最基本而重要的参数。PAV的时间是由心房脉冲发放后到下传心室或起搏心室的时间，这一时间长于感知AV间期。因为心房脉冲发放后要经过约4060ms的延迟才能激动心房，因此实际的心房激动到心室激动时间要晚于程控AV间期约4060ms，所以在程控AV间期时，PAV要长于感知AV间期4060ms。在病态窦房结综合征植入起搏器的患者中，多数房室结功能尚可，即使房室阻滞者，也有部分患者间断房室传导正常。因此适当延长PAV间期有利于心房激动经房室结传导，这样不仅符合生理要求，减少房颤及心力衰竭的发生率，而且还可以延长起搏器使用寿命。（2）感知AV间期（SAV）：表示感知自身心房P波至心室脉冲发放的时间间期。由于心房激动后其电位上升达一定幅度才能被感知，通常是P波达峰值时才能被感知，而不是P波的起始处。这就存在一个感知延迟过程。因此，临床上在程控起搏器时，感知AV间期必须短于起搏AV间期，这样才能使二者处于同一时距上。如二者时间一样，实际上将导致心室充盈时间的不等同，从而影响心脏排血量。（3）频率适应性AV间期：正常人心脏的房室传导时间，即AV间期随心率的增加而缩短，当心率减慢时，AV间期延长。通常是心率每增加10bpm, PR间期缩短5ms，这一动态变化使房室收缩时间分配更合理，有利于血流动力学。起搏器固定的AV间期不利于心脏排血，因而现代起搏器，如kappa700系列DDDR、DDD及VDD等起搏类型具有频率自适应AV间期功能，即在一定程控范围内的AV间期能根据心率的快慢自动调整，模拟人体生理反应。此外，还能自动搜索AV间期，在适当范围内自动延长起搏AV间期，使更多的心房激动经房室结下传到心室，这不但有利于恢复生理性房室激动顺序，而且延长了起搏器的使用寿命。（4）滞后AV间期：滞后AV间期分为正滞后及负滞后。正滞后的目的是尽可能让心房激动经房室结下传，以减少心室起搏。其搜索原理为在设置的一段时间（如5分钟或256个心室事件）内，如未感知到自身下传的心室事件，起搏器便认为所设置的AV间期太短，因此自动延长AV间期。延长后再搜索，看是否有无自身心律事件，如此反复进行。而负滞后用于特殊人群，如肥厚性梗阻性心肌病患者安装了起搏器以缓解左室流出道梗阻。此时，需要心室完全起搏，其搜索过程与正滞后相反，在一段时间内如发现自身心室事件，起搏器认为设置的AV间期太长，因此自动缩短到一定值。缩短后再搜索，看有无自身心室事件。（5）非生理性AV间期：非生理性AV间期即心室安全起搏（详见下面心室安全起搏）四、心室安全起搏心室安全起搏即非生理性房室时间( non physiological A V delay ,NPAVD),起始于心房脉冲,一般规定为110 毫秒(包括心室空白期在内) ,这段时间内,除了心室空白期以外,心室电路是有感知功能的,称为“交叉感知窗口(crosstalk window) ”,但这时心室电路如果感知到心室自身激动(QRS 波) 或者心外干扰信号(例如肌电) ,则于心房脉冲后110 毫秒处发放心室脉冲。设置非生理性房室时间(110ms) 以及心室触发反应方式的目的是为了保证患者的安全,表现在下列两个方面: (1) 如果感知的是心外干扰信号,它可避免心室电路被心外干扰信号所抑制而不发放心室脉冲的风险，因此叫做心室安全起搏，由于所设置的AV间期比正常的PR间期短，因而又叫做非生理性AV间期。 (2) 如果感知的是心室自身搏动的QRS 波,则触发的心室脉冲发生在自身搏动QRS不应期内,因此不会引起心室激动。五、心室空白期( ventricular blanking period) :这实质上是心室的一段绝对不应期，它开始于心房发放脉冲的同时，持续至心房除极后很短一段时间。心室空白期的时限各厂家的设计不同，一般1060ms，是可程控的。在这段时间内，起搏器的心室电路无感知功能。设置心室空白期的目的是为了避免心房脉冲被心室电路感知(称为交叉感知)而抑制心室脉冲发放。假若心房脉冲被心室电路感知,则起搏器不但不按照AV 间期释放心室脉冲,而且以这心房脉冲为基准,重整VA 间期。假若在VA 间期内没有心脏自身的激动出现,则在VA 间期终了时释放心房脉冲。这心房脉冲又被心室电路感知,仍然不释放心房脉冲,而且重整VA 间期。这样心室电路连续处于抑制状态,称为起搏器的自我抑制( self inhibition) ,如果心脏没有自身的搏动出现,又得不到心室起搏的支持保护,可能发生严重的不良后果,所以要设置心室空白期,以避免这种自我抑制。在心室空白期内,其它信号(包括心脏自身的信号及外源的干扰信号)也不能被心室电路感知。六、心房不应期心房不应期是心房脉冲发放后或感知P波后，心房感知放大器关闭而不感知任何信号的一段时间。双腔起搏器的心房电路中总的不应期(total at rial ref ractory interval ,TARP) 包括两个成分,其一是房室延迟时间,其二是在心室脉冲后或自身的QRS 波后有心室后心房不应期( post ventricular atrial refractory period PVARP )。PVARP 的目的是不使起搏器的心房电路感知心室脉冲、QRS 波、过早的心房自身激动及逆传的P波等。如果不设置心室后心房不应期,而且心房电路在心室起搏(或QRS 波)后感知了上述这些信号,则将触发释放心室脉冲,使心室连续激动。特别当感知的是QRS逆传的P波时，起搏器和心脏将发生连锁反应,即心房电路感知逆传P波,触发释放心室脉冲起搏心室,心室起搏的激动又逆传入心房,此过程反复连续下去,成为快速的心室起搏心律,称为起搏器介导的环形运动性心动过速( pacemaker mediated circus movement tachycardia , 或pacemaker mediated endless loop tachycardia) ,它是起搏器介导的心动过速(pacemaker mediated tachycardia) 诸种类型中的一种。心室后心房不应期对防止起搏器介导的环形运动性心动过速有很重要的作用。规定适当长度的心室后心房不应期,使逆传P 波落入此不应期,就不至于发生这型心动过速。室性早搏更容易发生逆传P 波,容易引起起搏器介导的环形运动性心动过速,起搏器又设计了一种反应:于感知室性早搏时,心室后心房不应期可自动延长。其目的也是为了更有效地防止起搏器介导的环形运动性心动过速。起搏器判断室性早搏的逻辑是感知到的QRS 波之前没有P 波或A脉冲。七、心室不应期心室电路在心室脉冲发放以后以后或感知自身的QRS波后有一段不应期,在这段时间内心室感知放大器不感知心室脉冲的后电位、T 波、早搏的QRS波等输入信号。而现代起搏器把心室不应期设计为两个部分: (1) 前部分完全不能感知输入信号,是真正的不应期或叫绝对不应期; (2) 后部分可感知心电信号以外的干扰信号，又叫相对不应期或噪声取样期(noise sampling period ,NSP),当感知了干扰信号以后,起搏器自动转为抗干扰频率。抗干扰频率为固定起搏频率，一直持续到干扰消失为止。八、心房逸搏间期 单腔心房起搏器的心房逸搏间期是起搏或感知心房激动后至下一次发放脉冲时的最长时限。此时的心房逸搏间期就是由起搏计时周期所控制的最低心房起搏频率。双腔心脏起搏的心房逸搏间期又称VA间期，即心室起搏后或感知心室信号后与下一次心房脉冲发放之间的间期。下限频率间期减去AV间期即为心室逸搏间期。DDD(VDD)起搏时若在VA间期终了前自身P波被感知，则心房逸搏间期将终止，而重新开始AV间期。九、频率适应性起搏器的计时间期对于双腔频率适应性起搏器（DDDR），其低限起搏间期由频率适应性传感器控制,并设置自适应频率的高限,其它参数与DDD 方式相同。DDDR方式时机体受负荷而需氧量增高时,一方面引致自适应的起搏频率增快,另一方面也可能引致心脏自身搏动的频率增快,两者之间的关系可能发生下列情况:1、自身心房频率增快,超过自适应的起搏频率此种情况见于没有窦房结变时功能不良的患者。根据患者的房室结传导功能又可分为二种情况：（1）房室传导正常：心房激动以1：1的方式下传到心室。起搏器的A、V 脉冲都被抑