心脏起搏器的计时周期

1 8 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 一 下限频率间期下限频率间期 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 二 上限频率间期上限频率间期 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 2 8 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 3 8 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 三 房室间期房室间期 PR 间期是房室时间 成人正常值为 0 120 0 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 Ap Vs 心房起搏至心室感知间期 2 Ap Vp 心房起搏至心室起搏间期 3 As Vp 心房感知至心室起搏间期 4 As Vs 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 PA V 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 40 60ms 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 40 60ms 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 4 8 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 DD DR 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 NPA VD 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 cross talk 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 5 8 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 10 60ms 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 atria l 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 6 8 称为起搏器介导的环形运动性心动过速 pacemaker mediated circus movemen t 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 7 8 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