急救医疗设备----心脏起搏器

        人体的血液循环依赖于心脏的节律性搏动，而心脏的搏动则依赖于窦房结。窦房结能 自发、有节律地发放电脉冲，并沿着结间束、房室结、希氏束和左右束支这一固定的激动传导 途径由上向下传遍整个心脏，使心脏各个腔室顺序收缩，完成运送血液的工作。心脏要正常工作，必须窦房结节律发放脉冲并且传导系统结构和功能正常。在某些病理条件下，塞房结 和传导系统发生病变，导致窦房结发放的冲动频率很慢，甚至脉冲发放停止；或者窦房结发 放正常的电脉冲在传导中遇到咀碍，使得传导减慢甚至完全不能传导，造成心跳的节律不规 则，太慢或者时陕时慢．或者不能根据机体运动和代谢的需要进行调整，甚至出现长时间心脏停搏。这样，心脏不能正常地向人体各处输送足够的营养和氧气，患者就会出现乏力、头晕、黑喋、晕厥，严重时将危及生命。 用一定形式的脉冲电流刺激心脏，使有起搏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搏。人工心脏起搏器(artificial pacemaker)替代窦房结发放一定频率的电脉冲，甚至替代一部分传导纤维将电脉冲按一定顺序传递 到心脏的相应部位，刺激心肌收缩，使心肌产生搏动，从而维持正常的血液循环。

        一，基本构造和工作原理
        心脏起搏器是一个以电池为动力，体积小，质量轻，能植人人体内，可产生连续稳定的电脉冲的裟置。通常所说的心脏起搏器是指整个心脏起搏器系统，由起掉脉冲发生器（俗称起 搏器）、起搏电极导线（图9-20）及程控器（图9 -21）组成。其中，脉冲发生器和起搏电极导线植入人体，发放和传导电脉冲。程控器在体外，通过射频与体内起搏脉冲发生器实现发送指令和接收信息功能。

 

        1.起搏脉冲发生器起搏脉冲发生器由钛金属外壳及内部的电路和电弛组成。起搏 电池提供起搏所需的能量（即微小电脉冲）。这种微小的、密封的锂电池通常能工作数年至十年。当电池耗尽时，整个心脏起搏器需要被更换。脉冲发生器电路就像一台微型计算机， 由控制单元、感知单元和脉冲输出单元组成，能持续检测、分析和记录患者的心跳，在需要时发放电脉冲。机壳顶部有环氧聚合树脂浇铸成形的电极连接口，可连接起搏电极导线（图9-22）。

 

        2.起搏电极导线 起搏电极导线是连接至心脏起搏器的一段绝缘导线，是心脏起搏系统的重要组成部分。起搏电极导线主要有两项功能：传输由心脏起搏器发送至心脏的微小 电脉冲，刺激心肌产生兴奋；将心脏的电活动传回心脏起搏器，进行分析处理。起搏电极导线由四个部分组成（周9-23）：
        (l)连接针脚：电极导线插入心脏起搏器连接口的部分。

        (2)电极导线体：将电能从心脏起搏器传至心脏的…段绝缘金属线。

         (3)固定结构：电极导线头附近将电极导线固定于心脏肌肉的结构。

        (4)电极导线头：至少有一个电极导线头位于电极导线的顶端。电极导线头将心脏起搏器传来的电能传至心脏组织，同时将心脏电活动信息传回心脏起搏器。 起搏电极导线兼有起搏刺激和检测的功能，要求具有良好的电性能；起搏电极导线与体 液和组织紧密接触，而且昼夜不停地随心脏一起跳动，导线材料要求耐生物老化，抗腐蚀，与血液、组织生物相容性好。导线的外层绝缘材料选用高纯硅橡胶或医用聚氨酯。为适应人 体运动的弯曲和扭动，以及心脏本身的活动，起搏电极导线非常灵活。常用的起搏电极导线材料有铂、铂一铱合金，埃尔基合金，高纯度的热解碳，近年又有激素缓释起搏导线问世。 由于埋藏式起搏器的使用寿命已达8~12年，在更换起搏器时，一般都不希望同时更换 导管电极，这就要求导线和电极的使用寿命要大大超过起搏器寿命（好是2-3倍）。为此，必须加强导线和电极的研制工作，生产出能具有“终生”使用寿命的电檄。

        3.起搏程控器程控器是用于监测和调整心脏起搏器的一种特殊计算机。在患者住院或随访期间，医生或护士将磁性棒（或程控电极导线）放置于心脏起搏器上方，这样使得程 控仪能够：一方面从患者的心脏起搏器接收信息，从心脏起搏器收集的信息可显示心脏起搏器和心脏是如何工作的，根据这些信息决定是否需要改变治疗方案；另一方面将指令传送至心脏起搏器，当需要改变治疗方案时，医生或护士能够直接将指令通过程控器传送给心脏起 搏器——而无需任何手术。

        二、心脏起搏器分类
        心脏起搏器的目的是恢复适合患者生理需要的心律及心脏输出脉冲。南于心脏病患者 病情复杂多变，患者会有单一的或变化的心律失常，需要有不同的治疗方法。为了适应这种需求，研究人员设计开发了多种多样的心脏起搏器。心脏起搏器种类繁多，常见有以下几种分类：

        （一）按心脏起搏器放置的位置分类
        按心脏起搏器放置的位置分类；可分为体内及体外两种。两者置人心脏导管的位置及 方法均一样．唯独是起搏器置人人体皮下称体内起搏器．而放置于体外者称为体外起搏器。 体外起搏器体积较大，但能随时更换电池及调整起搏频率，若出现快速心律失常，可进行超速抑制。但携带不方便，同时导线人口处易感染，现多用于临时起搏。体内起搏器体积小，携带方便，安全，用于性起搏，但在电池耗尽时需手术切开囊袋更换整个起搏器。

        （二）按起搏电极分类
        l_单极型起搏器阴极从起搏导管或导线经静脉或开胸送至右心房或右心室，阳极（开关电极）置于腹部皮下（当起搏器为体外携带式时）或置于胸部（当应用埋藏式起搏器时 其外壳即是阳极）。

        2.双极型起搏器起搏器的阴极和阳极均与心脏直接接触（固定在心肌上，或阴极与 心内肌接触而阳极在心腔内）。

        （三）按心脏起搏器的性能分类
        1．心房按需( AAI)型电极置于心房。起搏器按规定的周长或频率发放脉冲起博心房，并下传激动心室，以保持心房和心室的顺序收缩。如果有自身的心房搏动，起搏器能感 知自身的P渡，起抑制反应，并重整脉冲发放周期，避免心房节律竞争。

        2.心室按需(VVI)型电极置于心室。起搏器按规定的周长或频率发放脉冲起搏心室，如果有自身的心搏，起搏器能感知自身心搏的QRS波，起抑制反应，并重整脉冲发放周期，避免心律竞争。但这型起搏器只保证心室起搏节律，而不能兼顾保持心房与心室收缩的 同步、顺序、协调，因而是非生理性的。

        3．双腔(DDD)起搏器心房和心室都放置电极。如果自身心率慢于起搏器的低限频率．导致心室传导功能有障碍，则起搏器感知P渡触发心室起搏（呈VDD工作方式）。如果 心房(P)的自身频率过缓，但房室传导功能是好的，则起搏器起搏心房，并下传心室（呈AAI工作方式）。这种双腔起搏器的逻辑，总能保持心房和心室得到同步、顺序、协调的收缩。如果只需采用 VDD工作方式，可用单导线VDD起搏嚣，比放置心房和心室两根导线方便得多。

        4．频率自适应(R)起搏器本型起搏器的起搏频率能根据机体对心排血量（即对需氧 量）的要求而自动调节适应．起搏频率加快，则心排血量相应增加，满足机体生理需要。目前 使用的频率自适应起搏器，多数是体动型的，也有一部分是每分通气量型的。具有频率自适 应的WI起搏器，称为VVIR型；具有频率自适应的AAI起搏器，称为AAIR型；具有频率自适应的DDD起搏器，称为DDDR型。以上心房按需起搏器、双腔起搏器、频率自适应起 搏器都属于生理性起搏器。

        5．程序控制功能起搏器指埋藏在体内的起搏器，可以在体外用程序控制器改变其工作方式及工作参数。埋植起搏器后，可以根据机体的具体情况，规定一套适合的工作方式 和工作参数，使起搏器发挥好的效能，并实现长的使用寿限，有些情况下还可无创陛地排除一些故障，程控功能的扩展，可使起搏器具有储存资料、监测心律、施行电生理检查的功能。

        6．特殊功能起搏器用于心室同步化治疗( cardiac resynchronization therapy，CRT)。 慢性充血陛心力衰竭患者常合并有房内、房室及心室内传导延迟，这些传导障碍的出现常加 重心力衰竭。心室同步化治疗( CRT)是近年束应用于治疗伴心室内传导障碍的充血性心力衰竭的新方法，它利用起搏技术使同步的左右心室再同步化，其再同步化机制包括以下几方面：增加左心室充盈时间，改善室间隔的异常运动，减少二尖瓣反流。

        三、心脏起搏器的临床应用 心脏起搏器在形式上可分为体外临时起搏型和植入式（或称性或埋藏式）两种，前者供急救性临时起搏，后者供长期性起搏治疗。

        1．长期起搏的适应证

        (l)房室传导阻滞：Ⅲ度或Ⅱ度（莫氏Ⅱ度）房室传导阻滞，无论是南于心动过缓或是由 于严重心律失常而引起心脑综合征（阿一斯综合征）或者伴有心力衰竭者。

        (2)三束支阻滞伴有心脑综合征者。

        (3)病态窦房结综合征（病窦综合征）；心动过缓及过速交替出现并以心动过缓为主伴有心脑综合征者。

        2．临时性起搏适应证临时性起搏是指心脏病变可望恢复，紧急情况下保护性应用或
        诊断应用的短时间使用心脏起搏，一般仅使用几小时、几天到几个星期或诊断及保护性的临 时性应用等。

        (l)急性前壁或下壁心肌梗死，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，伴发心脑综合征者。

        (3)药物中毒伴有心脑综合征发作者。

        (4)心脏手术后出现Ⅳ度房室传导阻滞者。

        (5)电解质紊乱，如商钾m症引起高度房室传导阻滞者。 
        (6)超速驱动起搏应用于诊断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患者。

        3.心脏起搏器的植入对于即将进行起搏器植人手术的患者，手术前医生应与患者讨论在何位置放置心脏起搏器（通常可放置在胸部左侧或右侧，电可以放置在腹部）(图9-24)，并做相应心理辅导。手术前一天的晚上，医生应再次强调术前注意事项以及给予一些 特别的指导。心脏起搏器植人手术通常只需局部麻醉，且患者通常当天就可出院。有时，如果患者需要进行其他手术，如冠状动脉搭桥 术等，就可以在手术时同时植入心脏起搏器。

 

        手术过程一般包含以下几步：①在胸部或腹部切开一个切口，以放人心脏起搏器；

        ②电极导线插入静脉，并被导引至心脏；
        ③电极导线连接至心脏起搏器；

        ④测试心脏 起搏器和电极导线；

        ⑤关闭切口；

        ⑥程控心 脏起搏器，根据患者情况调节起搏参数。 心脏起搏器植人手术之后，医务人员会 监测患者的心脏以确保心脏起搏器工作正 常即可出院。医院将给患者发放一张心脏 起搏器识别卡，作为植入心脏起搏器的证明 材料，此卡片在患者今后进行安检或身体检查时均应提前出示给工作人员。

        （一）心脏起搏器标识码
         北美起搏和电生理学会( NASPE)与英国起搏和电生理组织(BPEC)以表9-3为识别 编码。

一般情况下，位用前三个识别码识别起搏器的起搏腔、感知腔和对感知(P或R波，或 两者)的响应模式。供选择的第四个位置代表两种不同功能之一：程控能力或频率自适应起 搏。P代表一或两种简单的程控功能；M代表多种功能程控，它包括模式、不应期、感知灵敏 度和脉宽。C表明信息传递或通过一个或多个生理学变量的测量进行白适应起搏频率控 制。第五位表示特殊的抗快速性心律失常特点：P代表抗快速性心律失常起搏，S表示心律复转或除颤电休克，D表示双重功能（起搏和休克）。在所有位置里，O指明类属或功能都没 有提供。

        （二）心脏起搏器输出参数
        起搏器的输出参数是指起搏器输出脉冲的性质特征，是起搏器的固有性质。

        1.起搏频率起搏频率即起搏器发放脉冲的频率，心脏起搏频率以多少为好，要视具 体情况选择，一般认为，能维持心排出量大时的心率适宜，大部分患者60~90次／分较为合适，小儿和少年快些。起搏频率可根据患者情况调节。

        2.起搏脉冲幅度和宽度起搏脉冲的幅度是指起搏器发放脉冲的电压强度；起搏脉冲 宽度是指起搏器发放单个脉冲的持续时间。脉冲的幅度越大，宽度越宽，对心脏刺激作用就 越大，反之若脉冲的幅度越小，宽度越窄，对心肌的刺激作用就小。起搏器发放电脉冲刺激心肌使心脏起搏，从能量的观点上看，起搏脉冲所具有的电能转换成心肌舒张、收缩所需要 的机械能，因此窦房阻滞或房室传导阻滞的患者所发出的P波无法传送到心室，或者窦房 结所应发出的电能根本不能发生，而起搏脉冲便是对上述自身心脏活动的代替。据研究，引起心肌的电能是十分微弱的，仅需几个微焦耳，一般可选取脉冲幅度5V、脉冲宽度0.5～ 1ms为宜。起搏能量还与起搏器使用电极的形状、面积、材料及导管阻抗损耗等有关，如果 对这些因素有所改进，则起搏能量将有所减少，从而可降低起搏脉冲幅度和减少起搏脉冲的宽度，故可减少电源的消耗，延长电池的使用寿命。

        3.感知是敬度同步型起搏器为了实现与自身心律的同步，必须接受R渡或P波的控 制，使起搏器被抑制或被触发。感知灵敏度是指起搏器被抑制或被触发所需小的R波或P波的幅值。

        (l)R渡同步型：一般患者R波幅值在5-15mV，而少数患者可能只有3-5mV，另外，由 于电极导管系统传递路径的损失，后到达起搏器输入端的R渡可能只剩下2-3mV。因此 R波同步型的感知灵敏度应选取1. 5-2. 5mV为宜，以保证对95%以上的患者能够适用。

        (2)P波同步型：一般患者P波仅有3-5mV，经导管传递时衰减一部分，传送到起搏器 的P波就更小了，因此P渡同步型的感知灵敏度选择为0.8-1mV。感知灵敏度要合理选 取，选低了，将不感知（起搏器不被抑制或触发）或感知不全（不能正常同步工作）；如果选取过高，可能导致误感知（即不该抑制时而被抑制，或不该触发时而被误触发）以及干扰敏感等，造成同步起搏器工作异常。

        4.反拗期 对于各种同步型起搏器都具有一段对外界信号不敏感的时间，这个时间相当于心脏心动周期中的不应期，而在起搏器中称为反拗期。 R波同步型的反拗期目前多采用（300士50）ms。其作用主要是防止T波或起搏脉冲“后电位”（起掉电极与心肌接触后彤成巨大的界面电容，可使起搏脉冲波形严重畸变，使脉 冲波形的后沿上升时间明显延长，形成的缓慢上升电位称为“后电位”）的触发，这些误触发 将造成起搏频率减慢或者起搏心律失常。 P波同步型起掉器的反拗期通常选取为300~500ms。其作用为防止窦性过速或外界干扰的误触发。

        5．阻抗 即导线-心肌阻抗，并不是起搏器所同有的输出参数，而是在起搏器被植入人体后，整个心脏起搏器中所存在的参数，以Ω为单位。 决定阻抗大小的主要因素有：导管电极的制作材料、电极的表面积、电极与心内膜表面 的接触紧密程度以及电极与起搏器之间人体各组织的导电特性等。 阻抗值也是安装起搏器时进行电极定位的主要参考指标之一，一般应在50~1000Ω。 在电压不变的情况下，阻抗过高，到达心肌的刺激能量就小，有导致起搏失效的可能；阻抗过 低，则使传输电流加大，加速起搏器的能源消耗。

        6．检测灵敏度检测功能是同步型心脏起搏器的重要功能。起搏器对自身心电信号 检测的能力称为检测灵敏度。起搏器对心电信号具有滤波功能，这使得它只对P波和QRS波较为敏感。起搏器的检测灵敏度在心室一般为2.0-4. 0mV，在心房为0.8-1. 2mV。 检测灵敏度过低则可能出现检测不足，此时起搏器不能检测合适的电信号，因而失去同步功能，导致起搏器心律与自身心律的竞争。检测灵敏度过高则可出现检测过度，此时起搏器对一些不适当的信号如T波、肌电位渡、各种来源的电磁干扰以及起搏器本身脉冲的电 信号均可检测，从而抑制起搏脉冲的发放，造成起搏中断，对患者造成伤害。检测过度是临 床上出现起搏中断常见的原因，确诊的简单方法是用一块磁铁放在起搏器埋植处，使之变 为磁频，此时如出现有效的起搏，即可证实为检测过度。 检测灵敏度也是程控型起搏器的主要程控参数。