第七章心臟起搏器與除顫器

1、 7.1 心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介 7.2 固定型和固定型和R波抑制型心臟起搏器波抑制型心臟起搏器 7.3 心臟起搏器的能源和電極心臟起搏器的能源和電極 7.4 心臟除顫器的一般介紹心臟除顫器的一般介紹 7.5 典型的心臟除顫器典型的心臟除顫器第七章第七章 心臟起搏器與除顫器心臟起搏器與除顫器心臟起搏器心臟起搏器Cardiac Pacemaker 第七章第七章第七章第七章第七章第七章 心臟起搏器與除顫器心臟起搏器與除顫器心臟起搏器與除顫器心臟起搏器與除顫器心臟起搏器與除顫器心臟起搏器與除顫器心臟起搏器心臟起搏器Cardiac Pacemaker 人工心臟起搏人工心臟起搏用外加脈沖代替心臟起

2、搏點的電用外加脈沖代替心臟起搏點的電興奮，刺激心臟搏動的一種治療方法。興奮，刺激心臟搏動的一種治療方法。 是是心律失常心律失常非藥物治療的一種有效治療方法。非藥物治療的一種有效治療方法。 人工心臟起搏器人工心臟起搏器能產(chǎn)生一定形式電脈沖，并將能產(chǎn)生一定形式電脈沖，并將脈沖傳至心臟，使心臟按一定頻率有效收縮的脈沖發(fā)生脈沖傳至心臟，使心臟按一定頻率有效收縮的脈沖發(fā)生器。器。 能替代或補充正常激勵和控制心臟收縮的生理電子系統(tǒng)。能替代或補充正常激勵和控制心臟收縮的生理電子系統(tǒng)。 人工心臟起搏技術(shù)是實現(xiàn)生物機能控制的典型范例。人工心臟起搏技術(shù)是實現(xiàn)生物機能控制的典型范例。第七章第七章第七章第七章第七章第

3、七章 心臟起搏器與除顫器心臟起搏器與除顫器心臟起搏器與除顫器心臟起搏器與除顫器心臟起搏器與除顫器心臟起搏器與除顫器7.1.1 心臟起搏技術(shù)的發(fā)展簡史心臟起搏技術(shù)的發(fā)展簡史 17611846 一種由于嚴(yán)重心律失常以致循環(huán)障礙、腦供血一種由于嚴(yán)重心律失常以致循環(huán)障礙、腦供血 不足引起的危險急癥，稱為阿斯綜合征，或不足引起的危險急癥，稱為阿斯綜合征，或“心源性腦心源性腦 缺氧綜合征缺氧綜合征”。是發(fā)展人工心臟起搏技術(shù)的重要背景。是發(fā)展人工心臟起搏技術(shù)的重要背景。 1791 觀察到肌肉對電刺激有收縮反應(yīng)。觀察到肌肉對電刺激有收縮反應(yīng)。 1819 用直流電刺激死刑者停止搏動的心臟，使之復(fù)跳。用直流電刺激

4、死刑者停止搏動的心臟，使之復(fù)跳。 1858、1862 動物實驗，用電刺激使心臟跳動。動物實驗，用電刺激使心臟跳動。 1930 Hyman 創(chuàng)制發(fā)條脈沖發(fā)生器心臟起搏器，重創(chuàng)制發(fā)條脈沖發(fā)生器心臟起搏器，重7.2kg， 用針穿刺心房通電起搏搶救心臟停搏患者，命名為用針穿刺心房通電起搏搶救心臟停搏患者，命名為心臟心臟 起搏器起搏器臨床臨床43例，救活例，救活14例，但受不公正輿論指責(zé)。例，但受不公正輿論指責(zé)。 7.1 心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介 7.1 7.1 7.1 心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介7.1.1 心臟起搏技術(shù)的發(fā)展簡史心臟起搏技術(shù)

5、的發(fā)展簡史 19471958 刺激竇房結(jié)復(fù)跳；胸壁刺激刺激竇房結(jié)復(fù)跳；胸壁刺激(75150V，2ms 脈沖脈沖) 成功，但痛苦大；心外膜電極起搏；心內(nèi)膜電極起搏。成功，但痛苦大；心外膜電極起搏；心內(nèi)膜電極起搏。 1958 Elmqvist(瑞典瑞典)工程師、工程師、Senning醫(yī)師醫(yī)師 第一臺第一臺埋藏式固定埋藏式固定 頻率起搏器。術(shù)后，頻率起搏器。術(shù)后，20多次排除故障，患者存活多次排除故障，患者存活20余年。余年。 1960 晶體管電路、鋅汞電池起搏器，盛行十余年。晶體管電路、鋅汞電池起搏器，盛行十余年。1971以以 后，鋰電池逐漸代替汞電池。后，鋰電池逐漸代替汞電池。 1963 P波同

6、步型心室起搏；按需起搏；房室順序起搏；房波同步型心室起搏；按需起搏；房室順序起搏；房 室全能起搏；頻率自適應(yīng)起搏；抗心動過速起搏；埋藏式室全能起搏；頻率自適應(yīng)起搏；抗心動過速起搏；埋藏式 自動復(fù)律除顫器。自動復(fù)律除顫器。 全世界每年約有全世界每年約有30萬萬個起搏器安裝與更換。個起搏器安裝與更換。 7.1 7.1 7.1 心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介7.1.2 人工心臟起搏的作用人工心臟起搏的作用主要用以主要用以治療治療緩慢型心律失常緩慢型心律失常 心律失常是多種病因引起心肌電生理特性改變的一種疾病。心律失常是多種病因引起心肌電生理特性改

7、變的一種疾病。 某些嚴(yán)重心律失常的藥物療效差，如，高度或完全性房室傳某些嚴(yán)重心律失常的藥物療效差，如，高度或完全性房室傳導(dǎo)阻滯、重度病態(tài)竇房結(jié)綜合癥。安裝起搏器則效果顯著。導(dǎo)阻滯、重度病態(tài)竇房結(jié)綜合癥。安裝起搏器則效果顯著。用于某些疾病的用于某些疾病的診斷診斷 例如，心房調(diào)搏輔助診斷可疑冠心病，心房超速起搏法診斷例如，心房調(diào)搏輔助診斷可疑冠心病，心房超速起搏法診斷竇房結(jié)功能不全，預(yù)測完全性房室傳導(dǎo)阻滯患者是否有發(fā)生心腦竇房結(jié)功能不全，預(yù)測完全性房室傳導(dǎo)阻滯患者是否有發(fā)生心腦綜合癥的危險等。綜合癥的危險等。用于用于實驗研究實驗研究心血管生理、病理生理、藥理和臨床應(yīng)用心血管生理、病理生理、藥理和臨

8、床應(yīng)用 7.1 7.1 7.1 心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介7.1.3 心臟起搏的適應(yīng)癥心臟起搏的適應(yīng)癥長期起搏的適應(yīng)癥長期起搏的適應(yīng)癥 房室傳導(dǎo)阻滯房室傳導(dǎo)阻滯 三束支阻滯伴有心腦綜合癥者三束支阻滯伴有心腦綜合癥者 病態(tài)竇房結(jié)綜合癥；心動過緩為主伴有有心腦綜合癥者病態(tài)竇房結(jié)綜合癥；心動過緩為主伴有有心腦綜合癥者臨時性起搏適應(yīng)癥臨時性起搏適應(yīng)癥 心臟病變可望恢復(fù)，緊急情況下保護性應(yīng)用、診斷應(yīng)用。心臟病變可望恢復(fù)，緊急情況下保護性應(yīng)用、診斷應(yīng)用。 短時間使用心臟起搏器，幾小時、幾天至幾星期。短時間使用心臟起搏器，幾小時、幾天至幾星期。 （適

9、應(yīng)癥例，見教科書）（適應(yīng)癥例，見教科書） 7.1 7.1 7.1 心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介7.1.4 心臟起搏器的分類心臟起搏器的分類 按照起搏器與按照起搏器與 病員的關(guān)系分類病員的關(guān)系分類 按照起搏器與按照起搏器與 患者患者P波與波與R波波 的關(guān)系分類的關(guān)系分類 按照起搏器按照起搏器 電極分類電極分類 感應(yīng)式感應(yīng)式經(jīng)皮式經(jīng)皮式(體外攜帶式體外攜帶式)埋藏式埋藏式非同步非同步( (固定固定) )型型同步型同步型單極型單極型雙極型雙極型 7.1 7.1 7.1 心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起

10、搏器簡介7.1.4 心臟起搏的分類心臟起搏的分類 感應(yīng)式感應(yīng)式 脈沖發(fā)生器在體外，起搏電極與接受器植體內(nèi)。脈沖發(fā)生器在體外，起搏電極與接受器植體內(nèi)。體內(nèi)無電源但易受干擾。體內(nèi)無電源但易受干擾。 經(jīng)皮式經(jīng)皮式 起搏器在體外，按需起搏（頻率、幅度、脈寬、起搏器在體外，按需起搏（頻率、幅度、脈寬、感知靈敏度均可調(diào)），攜帶不便，易感染，僅用于臨時搶救。感知靈敏度均可調(diào)），攜帶不便，易感染，僅用于臨時搶救。 埋藏式埋藏式 起搏器埋植與胸部或腹部皮下，得到廣泛使用，起搏器埋植與胸部或腹部皮下，得到廣泛使用，關(guān)鍵是電池壽命問題。關(guān)鍵是電池壽命問題。 非同步非同步(固定固定)型型發(fā)出的起搏脈沖與發(fā)出的起搏脈沖

11、與P波或波或R波無關(guān)。波無關(guān)。 同步型同步型 分為分為P波同步起搏器和波同步起搏器和R波同步起搏器。波同步起搏器。 單極型單極型 陰極置于右心室（或右心房），陽極置于胸部陰極置于右心室（或右心房），陽極置于胸部（起搏器外殼）或腹部皮下（體外攜帶式）（起搏器外殼）或腹部皮下（體外攜帶式） 雙極型雙極型 起搏器的陰極與陽極均與心臟直接接觸。起搏器的陰極與陽極均與心臟直接接觸。 7.1 7.1 7.1 心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介7.1.4 心臟起搏的分類心臟起搏的分類 北美起搏和電生理學(xué)會與英國起搏和電生理組北美起搏和電生理學(xué)會與英國起搏和電

12、生理組NBG起搏器編碼起搏器編碼（1987年）年）起搏心腔起搏心腔感知心腔感知心腔感知的反應(yīng)感知的反應(yīng)程控功能，程控功能，頻率自適應(yīng)頻率自適應(yīng)抗快速性心率抗快速性心率失常功能失常功能V =心室心室V 心室心室T觸發(fā)觸發(fā)P =程控頻率程控頻率 和和/或輸出或輸出P抗快速性抗快速性心率失常心率失常A心房心房A心房心房I抑制抑制M多項參數(shù)程控多項參數(shù)程控S電擊電擊D雙腔雙腔D雙腔雙腔DT+IC遙測遙測DP+SO無無O無無R頻率自適應(yīng)頻率自適應(yīng)O=無無O無無注：注： 、 、用于抗過緩用于抗過緩心率失常的起搏心率失常的起搏 廠家常用廠家常用S表示單腔（心房或心室）表示單腔（心房或心室） 7.1 7.1

13、7.1 心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介7.1.4 心臟起搏的分類心臟起搏的分類使用使用NBG起搏器編碼的例：起搏器編碼的例： VVI 心室起搏，心室感知的按需型起搏器心室起搏，心室感知的按需型起搏器 DDDR 心房、心室都具有起搏和感知功能，響應(yīng)方式可心房、心室都具有起搏和感知功能，響應(yīng)方式可以是觸發(fā)式，也可以是按需抑制型，具有頻率自適應(yīng)功能以是觸發(fā)式，也可以是按需抑制型，具有頻率自適應(yīng)功能 7.1 7.1 7.1 心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介7.1.4 心臟起搏的分類心臟起搏的分類

14、1 固定型起搏器固定型起搏器 以固定頻率以固定頻率(非同步非同步)發(fā)放起搏脈沖刺激心室發(fā)放起搏脈沖刺激心室(VOO)或心房或心房(AOO)， 只只發(fā)出固定頻率、幅度的脈發(fā)出固定頻率、幅度的脈沖沖(約約70次次/分分)，不受自主，不受自主心率支配，一旦心臟自主心率支配，一旦心臟自主心律超過起搏頻率，便可心律超過起搏頻率，便可發(fā)生競爭心律（發(fā)生競爭心律（電脈沖落電脈沖落于易激期于易激期），有可能誘發(fā)），有可能誘發(fā)心室纖顫或室性心動過速心室纖顫或室性心動過速而危及病人安全，目前僅而危及病人安全，目前僅臨時用于測試磁鐵頻率或臨時用于測試磁鐵頻率或用于競爭起搏終止某些心用于競爭起搏終止某些心動過速。動過

15、速。 7.1 7.1 7.1 心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介7.1.4 心臟起搏的分類心臟起搏的分類 2 R 波同步型起搏器波同步型起搏器（起搏器發(fā)放脈沖受（起搏器發(fā)放脈沖受R波控制）波控制） (1) R波抑制型波抑制型(按需型，按需型，VVI型型) 單極電極置于心室，兼有起搏與感知功能，常稱為心室按需單極電極置于心室，兼有起搏與感知功能，常稱為心室按需型起搏器。適應(yīng)證廣泛。型起搏器。適應(yīng)證廣泛。 平時以固有頻率發(fā)放脈沖，當(dāng)心臟自搏心率超過起搏器脈沖平時以固有頻率發(fā)放脈沖，當(dāng)心臟自搏心率超過起搏器脈沖頻率，將自動感知并抑制起搏器脈沖發(fā)放。一

16、旦自搏心率低于起頻率，將自動感知并抑制起搏器脈沖發(fā)放。一旦自搏心率低于起搏器的固有頻率，即心室電極感知不到自搏心率產(chǎn)生的搏器的固有頻率，即心室電極感知不到自搏心率產(chǎn)生的R波，起波，起搏器將等待預(yù)定的一段時間搏器將等待預(yù)定的一段時間(逸搏間期逸搏間期)后，立即又按固有起搏頻后，立即又按固有起搏頻率發(fā)放脈沖。這種率發(fā)放脈沖。這種按病人需要而工作按病人需要而工作的起搏器應(yīng)用最廣泛。的起搏器應(yīng)用最廣泛。 (2) R波觸發(fā)型波觸發(fā)型(備用型，備用型，VVT型型) 當(dāng)自身心搏當(dāng)自身心搏R波出現(xiàn)時，立即觸發(fā)起搏器發(fā)出一個脈沖，是波出現(xiàn)時，立即觸發(fā)起搏器發(fā)出一個脈沖，是落在不應(yīng)期內(nèi)的無效脈沖。若自身心搏未發(fā)生

17、，則起搏器脈沖起落在不應(yīng)期內(nèi)的無效脈沖。若自身心搏未發(fā)生，則起搏器脈沖起作用作用(備用型備用型)。 有無效脈沖產(chǎn)生，功耗較大，應(yīng)用少。有無效脈沖產(chǎn)生，功耗較大，應(yīng)用少。 7.1 7.1 7.1 心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介7.1.4 心臟起搏的分類心臟起搏的分類 3 P 波同步型起搏器波同步型起搏器（起搏器發(fā)放脈沖受（起搏器發(fā)放脈沖受P波控制）波控制） 心房、心室都放置電極心房、心室都放置電極 心房電極感知心房電極感知P波波(心房激動心房激動) 送起搏器放大并延遲約送起搏器放大并延遲約120ms 觸發(fā)起搏器發(fā)生脈沖觸發(fā)起搏器發(fā)生脈沖 刺激

18、心室刺激心室(心室電極心室電極) 對有房室傳導(dǎo)阻滯患者，相當(dāng)于一條人造房室傳導(dǎo)通路。對有房室傳導(dǎo)阻滯患者，相當(dāng)于一條人造房室傳導(dǎo)通路。不能用于竇房結(jié)綜合癥患者。電路復(fù)雜，使用不方便。不能用于竇房結(jié)綜合癥患者。電路復(fù)雜，使用不方便。 P波抑制型（波抑制型（AAI型）型） 單極電極置于心房，兼有起搏與感知功能，常稱為心房按需單極電極置于心房，兼有起搏與感知功能，常稱為心房按需型起搏器?？杀３址渴翼樞蚴湛s。僅適用于房室傳導(dǎo)功能正常型起搏器?？杀３址渴翼樞蚴湛s。僅適用于房室傳導(dǎo)功能正常的病竇患者。的病竇患者。 7.1 7.1 7.1 心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡

19、介心臟起搏器簡介7.1.4 心臟起搏的分類心臟起搏的分類 4 房室順序型起搏器房室順序型起搏器 心房、心室各放置一個電極心房、心室各放置一個電極 每次先發(fā)放一個心房起搏脈沖每次先發(fā)放一個心房起搏脈沖 經(jīng)適當(dāng)延遲經(jīng)適當(dāng)延遲 再發(fā)放一個心室起搏脈沖再發(fā)放一個心室起搏脈沖(保持房室激動生理順序保持房室激動生理順序) 如有自身心臟活動，其如有自身心臟活動，其QRS波將抑制后一脈沖發(fā)放波將抑制后一脈沖發(fā)放 5 雙灶按需型起搏器雙灶按需型起搏器 兩個相關(guān)脈沖發(fā)生器，按一定時序發(fā)放起搏脈沖，使心房和兩個相關(guān)脈沖發(fā)生器，按一定時序發(fā)放起搏脈沖，使心房和心室的起搏都是按需方式工作。心室的起搏都是按需方式工作。

20、7.1 7.1 7.1 心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介7.1.4 心臟起搏的分類心臟起搏的分類 6 程序控制型起搏器程序控制型起搏器 能夠與體外控制裝置通訊的起搏器。能夠與體外控制裝置通訊的起搏器。 按照患者病理生理需要，由醫(yī)生或患者任意改變起搏參數(shù)和按照患者病理生理需要，由醫(yī)生或患者任意改變起搏參數(shù)和起搏器工作方式。起搏器工作方式。 雙腔雙腔(DDD)起搏器起搏器 心房和心室都放置電極。不同的心率反應(yīng)為不同的起搏方式，心房和心室都放置電極。不同的心率反應(yīng)為不同的起搏方式，總能保持心房和心室得到同步、順序、協(xié)調(diào)的收縮?？偰鼙３中姆亢托氖业玫?/p>

21、同步、順序、協(xié)調(diào)的收縮。 自身心率慢于起搏器低限頻率自身心率慢于起搏器低限頻率房室順序起搏房室順序起搏(DVI) 自身心房自身心房(P)頻率超過起搏器低限頻率（房室傳導(dǎo)功能障礙）頻率超過起搏器低限頻率（房室傳導(dǎo)功能障礙） 感知感知P波觸發(fā)心室起搏波觸發(fā)心室起搏(VDD) 自身心房自身心房(P)頻率過緩（房室傳導(dǎo)功能是好的）頻率過緩（房室傳導(dǎo)功能是好的） 起搏心房，并下傳心室起搏心房，并下傳心室 (AAI) 7.1 7.1 7.1 心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介7.1.4 心臟起搏的分類心臟起搏的分類 頻率自適應(yīng)頻率自適應(yīng)(R)起搏器起搏器

22、起搏器頻率能自動適應(yīng)肌體對心排血量起搏器頻率能自動適應(yīng)肌體對心排血量(需氧量需氧量)的要求。研的要求。研究使用的代謝感受器有究使用的代謝感受器有10余種，體動型、每分鐘通氣量型兩種得余種，體動型、每分鐘通氣量型兩種得到應(yīng)用。到應(yīng)用。 例例： VVIR型（心室按需自適應(yīng)型）型（心室按需自適應(yīng)型） AAIR型（心房按需自適應(yīng)型）型（心房按需自適應(yīng)型） DDDR型（雙腔自適應(yīng)型）型（雙腔自適應(yīng)型） 7.1 7.1 7.1 心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介心臟起搏器簡介7.1.5 心臟起搏的幾個參數(shù)心臟起搏的幾個參數(shù)1 起搏頻率起搏頻率 6090次次/min 能維

23、持心輸出量最大時的心率。能維持心輸出量最大時的心率。2 起搏脈沖幅度和寬度起搏脈沖幅度和寬度 脈沖幅度：脈沖幅度：5V 脈沖寬度：脈沖寬度：0.51ms 起搏能量與電極形狀、面積、材料及導(dǎo)管阻抗損耗等有關(guān)。起搏能量與電極形狀、面積、材料及導(dǎo)管阻抗損耗等有關(guān)。3 感知靈敏度感知靈敏度 R波同步型：波同步型：1.52.5mV P波同步型：波同步型： 0.81mV4 反拗期反拗期 同步型起搏器具有的對外界信號不敏感的時間同步型起搏器具有的對外界信號不敏感的時間(不應(yīng)期不應(yīng)期)。 R波同步型：波同步型：30050ms，防止，防止T波或起搏脈沖后電位。波或起搏脈沖后電位。 P波同步型：波同步型：3005

24、00ms，防止竇性過速或干擾誤觸發(fā)。，防止竇性過速或干擾誤觸發(fā)。 起搏系統(tǒng)的構(gòu)成起搏系統(tǒng)的構(gòu)成（起搏電路、電池、金屬外殼與起搏導(dǎo)管電極）（起搏電路、電池、金屬外殼與起搏導(dǎo)管電極） 一脈沖發(fā)生器（起搏電路）一脈沖發(fā)生器（起搏電路） 將將CMOS ASIC起搏芯片與電阻、電容等元件一起安裝起搏芯片與電阻、電容等元件一起安裝在陶瓷基片上構(gòu)成混合型（在陶瓷基片上構(gòu)成混合型（Hybrid）厚膜集成電路作為起搏）厚膜集成電路作為起搏器主體電路器主體電路。感知心電活動或其他生理反應(yīng)，按需自動調(diào)整感知心電活動或其他生理反應(yīng)，按需自動調(diào)整起搏功能，形成和發(fā)放脈沖。體現(xiàn)了小型化，程控化和多功起搏功能，形成和發(fā)放脈

25、沖。體現(xiàn)了小型化，程控化和多功能化。能化。 二電池二電池 需體積小、容量大、緩慢釋放能量、密封性能好及性能需體積小、容量大、緩慢釋放能量、密封性能好及性能可靠的電池，目前普遍使用鋰碘電池，起搏器使用壽命達可靠的電池，目前普遍使用鋰碘電池，起搏器使用壽命達10年以上。決定起搏器的功能壽命的因素：年以上。決定起搏器的功能壽命的因素：電池容量；電池容量；電電池自放電；池自放電；輸出阻抗；輸出阻抗；電路功效；電路功效；工作的百分率：起工作的百分率：起搏電路的消耗比感知電路大得多；搏電路的消耗比感知電路大得多；輸出程控；輸出程控；持續(xù)的電持續(xù)的電池消耗。池消耗。 7.2 固定型和固定型和R波抑制型心臟起

26、搏器波抑制型心臟起搏器起搏系統(tǒng)的構(gòu)成起搏系統(tǒng)的構(gòu)成（起搏電路、電池、金屬外殼與起搏導(dǎo)管電極）（起搏電路、電池、金屬外殼與起搏導(dǎo)管電極） 三電極導(dǎo)線三電極導(dǎo)線 電極接觸心臟經(jīng)導(dǎo)線與起搏器連接電極接觸心臟經(jīng)導(dǎo)線與起搏器連接。用生物相容性好、韌用生物相容性好、韌性好、抗老化、耐腐蝕的材料制成。電極通常采用愛爾近合金性好、抗老化、耐腐蝕的材料制成。電極通常采用愛爾近合金(Elgiloy) 或用鎳或用鎳鉻鉻鈷鈷鉬合金制成，且含多孔，其優(yōu)點是：鉬合金制成，且含多孔，其優(yōu)點是：纖維組織長入電極空隙可增加固定性。纖維組織長入電極空隙可增加固定性。電極感知的有效面電極感知的有效面積較大。有的電極頂端有激素緩釋放

27、裝置，電極頭的材料以表積較大。有的電極頂端有激素緩釋放裝置，電極頭的材料以表面活化各向同性低溫?zé)峤馓蓟蜚K為優(yōu)。面活化各向同性低溫?zé)峤馓蓟蜚K為優(yōu)。 導(dǎo)線的金屬材料要求電阻率小，強度高，一般用抗折強度導(dǎo)線的金屬材料要求電阻率小，強度高，一般用抗折強度較高的不銹鋼。較高的不銹鋼。 導(dǎo)線絕緣層有高純硅橡膠和醫(yī)用聚氨酯兩種，兩者生物相導(dǎo)線絕緣層有高純硅橡膠和醫(yī)用聚氨酯兩種，兩者生物相容性均好，但前者較粗且脆弱，后者較細(xì)而堅固，但易老化。容性均好，但前者較粗且脆弱，后者較細(xì)而堅固，但易老化。 四起搏器外殼四起搏器外殼 金屬鈦生物相容性好，毫無銹蝕。采用鈦材料拉伸成型，金屬鈦生物相容性好，毫無銹蝕。采用鈦材

28、料拉伸成型，各部以較大圓弧連接，采用激光焊接封裝。各部以較大圓弧連接，采用激光焊接封裝。 7.2 7.2 7.2 固定型和固定型和固定型和固定型和固定型和固定型和R R R波抑制型心臟起搏器波抑制型心臟起搏器波抑制型心臟起搏器波抑制型心臟起搏器波抑制型心臟起搏器波抑制型心臟起搏器ASIC設(shè)計設(shè)計Application Specific Integrated Circuits全定制全定制ASIC芯片（掩膜芯片（掩膜ASIC） 定義芯片上所有晶體管的幾何圖形和工藝規(guī)則，將設(shè)計結(jié)定義芯片上所有晶體管的幾何圖形和工藝規(guī)則，將設(shè)計結(jié)果交由果交由IC廠家掩膜制造完成。優(yōu)點：芯片可獲得最優(yōu)性能，即廠家掩膜制

29、造完成。優(yōu)點：芯片可獲得最優(yōu)性能，即面積利用率高、速度快、功耗低。缺點是：開發(fā)周期長，費用面積利用率高、速度快、功耗低。缺點是：開發(fā)周期長，費用高，只適合大批量產(chǎn)品開發(fā)。高，只適合大批量產(chǎn)品開發(fā)。半定制半定制ASIC芯片芯片 約束性設(shè)計方法：門陣列設(shè)計法和標(biāo)準(zhǔn)單元設(shè)計法，主要約束性設(shè)計方法：門陣列設(shè)計法和標(biāo)準(zhǔn)單元設(shè)計法，主要目的是簡化設(shè)計，以犧牲芯片性能為代價來縮短開發(fā)時間。目的是簡化設(shè)計，以犧牲芯片性能為代價來縮短開發(fā)時間。可編程可編程ASIC芯片（可編程邏輯器件）芯片（可編程邏輯器件） 自七十年代以來，經(jīng)歷了自七十年代以來，經(jīng)歷了PAL、GAL、CPLD、FPGA幾幾個發(fā)展階段，高密度個發(fā)

30、展階段，高密度CPLD/FPGA已達已達200萬門萬門/片，集成度高、片，集成度高、應(yīng)用產(chǎn)方便，特別適合于樣品研制或小批量產(chǎn)品開發(fā)，可以很應(yīng)用產(chǎn)方便，特別適合于樣品研制或小批量產(chǎn)品開發(fā)，可以很容易轉(zhuǎn)由掩膜容易轉(zhuǎn)由掩膜ASIC實現(xiàn)，開發(fā)風(fēng)險低。實現(xiàn)，開發(fā)風(fēng)險低。7.2.1 一種固定型心臟起搏器電路分析一種固定型心臟起搏器電路分析多諧振蕩器多諧振蕩器單穩(wěn)態(tài)電路單穩(wěn)態(tài)電路輸出電路輸出電路R2、C1決定頻率決定頻率 R3決定脈寬決定脈寬 復(fù)合管射隨輸出功率放大、復(fù)合管射隨輸出功率放大、Ri高高 Ro低低 7.2 7.2 7.2 固定型和固定型和固定型和固定型和固定型和固定型和R R R波抑制型心臟起搏

31、器波抑制型心臟起搏器波抑制型心臟起搏器波抑制型心臟起搏器波抑制型心臟起搏器波抑制型心臟起搏器 7.2 7.2 7.2 固定型和固定型和固定型和固定型和固定型和固定型和R R R波抑制型心臟起搏器波抑制型心臟起搏器波抑制型心臟起搏器波抑制型心臟起搏器波抑制型心臟起搏器波抑制型心臟起搏器7.2.2 R 波抑制型心臟起搏器的一般結(jié)構(gòu)原理波抑制型心臟起搏器的一般結(jié)構(gòu)原理1 感知放大器感知放大器 選擇性放大選擇性放大R波，辨認(rèn)心臟自身搏動，推動按需功能控制器波，辨認(rèn)心臟自身搏動，推動按需功能控制器 要求：要求：雙向感知、放大雙向感知、放大8001000倍、頻寬倍、頻寬1050Hz、 工作電流工作電流3m

32、A、穩(wěn)定、可靠、抗干擾能力強、穩(wěn)定、可靠、抗干擾能力強2 按需功能控制器按需功能控制器 為起搏器提供穩(wěn)定的反拗期，還可克服為起搏器提供穩(wěn)定的反拗期，還可克服“競爭心律競爭心律”的危險的危險 感知感知R波后，控制器在反拗期內(nèi)抑制脈沖發(fā)放波后，控制器在反拗期內(nèi)抑制脈沖發(fā)放3 脈沖發(fā)生器脈沖發(fā)生器（受控于按需控制電路）（受控于按需控制電路） 要求：要求：頻率頻率30120Hz、脈寬、脈寬1.11.5ms可調(diào)、幅度可調(diào)、可調(diào)、幅度可調(diào)、 易起振、穩(wěn)定、可靠易起振、穩(wěn)定、可靠 7.2 7.2 7.2 固定型和固定型和固定型和固定型和固定型和固定型和R R R波抑制型心臟起搏器波抑制型心臟起搏器波抑制型心

33、臟起搏器波抑制型心臟起搏器波抑制型心臟起搏器波抑制型心臟起搏器7.2.3 QDX2型體外心臟起搏器的電路分析型體外心臟起搏器的電路分析 R波按需抑制型（波按需抑制型（VVI） 1 各單元電路分析各單元電路分析 感知放大器感知放大器 按需功能控制電路按需功能控制電路 脈沖發(fā)生器脈沖發(fā)生器 2 按需功能的實現(xiàn)按需功能的實現(xiàn) 患者的自主心率低于起搏頻率時的情況患者的自主心率低于起搏頻率時的情況 自主心率不齊自主心率不齊 自主心率完全高于起搏頻率的情況自主心率完全高于起搏頻率的情況 感知放大器感知放大器 按需功能控制電路按需功能控制電路 脈沖發(fā)生器脈沖發(fā)生器R波輸入波輸入 微分作用微分作用放大正脈沖放

34、大正脈沖限制限制T波、波、P波波互補型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器互補型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器形成反拗期形成反拗期VT6開關(guān)控制脈沖發(fā)生開關(guān)控制脈沖發(fā)生互補式張弛振蕩器互補式張弛振蕩器鋸齒波電路鋸齒波電路產(chǎn)生起搏脈沖產(chǎn)生起搏脈沖自主心率自主心率 t1 t2 起搏器固有輸出起搏器固有輸出單穩(wěn)輸出單穩(wěn)輸出 t3 反拗期反拗期C7鋸齒波鋸齒波發(fā)放起搏脈沖發(fā)放起搏脈沖起搏后心律起搏后心律QRS波前均有起搏脈沖波前均有起搏脈沖自自主主心心率率低低于于起起搏搏頻頻率率自主心率不齊自主心率不齊 t1 t2 (發(fā)放發(fā)放)自自主主心心率率不不齊齊t1 50Hz，按需功能控制器不工作，起搏器為固定式，按需功能控制器不工作，起搏器為固定式

35、2 按需功能控制器按需功能控制器 3 脈沖發(fā)生器和輸出脈沖倍壓電路脈沖發(fā)生器和輸出脈沖倍壓電路 4 最高起搏頻率限制電路最高起搏頻率限制電路 5 能量補償電路和去顫保護電路能量補償電路和去顫保護電路 感知放大器感知放大器 單穩(wěn)單穩(wěn)(按需控制按需控制)去顫保護去顫保護 抗干擾轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)抗干擾轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò) 單穩(wěn)單穩(wěn)tu 脈沖發(fā)生器脈沖發(fā)生器 脈沖倍壓電路脈沖倍壓電路 控制門、鋸齒波、振蕩器控制門、鋸齒波、振蕩器 能量補償電路能量補償電路 最高起搏頻率限制最高起搏頻率限制 輸出脈沖輸出脈沖感知感知R波波微分，成為雙向波微分，成為雙向波只放大正極性脈沖只放大正極性脈沖經(jīng)抗干擾轉(zhuǎn)換后經(jīng)抗干擾轉(zhuǎn)換后單穩(wěn)（按需功

36、能控制）單穩(wěn)（按需功能控制）最高起搏頻率限制最高起搏頻率限制7.3.1 心臟起搏器的能源心臟起搏器的能源 1 鋅汞電池鋅汞電池 2 鋰電池鋰電池 鋰碘電池（主要使用）鋰碘電池（主要使用） 鋰亞硫酰氯電池鋰亞硫酰氯電池 鋰鉻酸銀電池鋰鉻酸銀電池 鋰碘化鉛電池鋰碘化鉛電池 3 核素電池核素電池 4 “生物燃料生物燃料”電池電池 7.3 心臟起搏器的能源和電極心臟起搏器的能源和電極 7.3 7.3 7.3 心臟起搏器的能源和電極心臟起搏器的能源和電極心臟起搏器的能源和電極心臟起搏器的能源和電極心臟起搏器的能源和電極心臟起搏器的能源和電極7.3.2 心臟起搏器的電極心臟起搏器的電極1 導(dǎo)線（起搏導(dǎo)管）

37、和電極的作用導(dǎo)線（起搏導(dǎo)管）和電極的作用 2 電極類型電極類型 按安置和用途分：按安置和用途分： 心內(nèi)膜電極心內(nèi)膜電極 心外膜電極心外膜電極 心肌電極心肌電極 按心內(nèi)膜使用的電極分：按心內(nèi)膜使用的電極分： 單極心內(nèi)膜電極單極心內(nèi)膜電極 雙極心內(nèi)膜電極雙極心內(nèi)膜電極 3 電極的結(jié)構(gòu)及現(xiàn)狀電極的結(jié)構(gòu)及現(xiàn)狀 7.4.1 心臟除顫器的作用心臟除顫器的作用電擊除顫電擊除顫(電復(fù)律術(shù)電復(fù)律術(shù))用較強的脈沖電流消除心律失用較強的脈沖電流消除心律失常，使之恢復(fù)竇性心律的方法。常，使之恢復(fù)竇性心律的方法。除顫器除顫器 Defibrillator用于心臟電擊除顫的設(shè)備。用于心臟電擊除顫的設(shè)備。電擊復(fù)律作用于心臟的

38、是一次瞬時高能脈沖：電擊復(fù)律作用于心臟的是一次瞬時高能脈沖： 持續(xù)時間：持續(xù)時間：410ms 電能：電能：40400Ws(J) 嚴(yán)重快速心律失常嚴(yán)重快速心律失常(心房撲動、心房纖顫、室性心動過速心房撲動、心房纖顫、室性心動過速)，造成血液動力障礙。采用除顫器消除心律紊亂、恢復(fù)心律正常，造成血液動力障礙。采用除顫器消除心律紊亂、恢復(fù)心律正常，使患者得到搶救和治療。使患者得到搶救和治療。電擊復(fù)律電擊復(fù)律 時間短暫、安全性高、療效確切、隨時可采用時間短暫、安全性高、療效確切、隨時可采用 7.4 心臟除顫器的一般介紹心臟除顫器的一般介紹7.4.2 心臟除顫器的一般原理心臟除顫器的一般原理 一般方法：一

39、般方法：RLC阻尼放電阻尼放電 心臟急救設(shè)備：心臟急救設(shè)備：心臟起搏器、心臟除顫器心臟起搏器、心臟除顫器 監(jiān)視器、記錄儀監(jiān)視器、記錄儀7.4.3 心臟除顫器的類型心臟除顫器的類型 按是否與按是否與R波同步分：波同步分：非同步型除顫器非同步型除顫器 同步型除顫器同步型除顫器 按電極放置位置分：按電極放置位置分：體內(nèi)除顫器體內(nèi)除顫器 體外除顫器體外除顫器 7.4 7.4 7.4 心臟除顫器的一般介紹心臟除顫器的一般介紹心臟除顫器的一般介紹心臟除顫器的一般介紹心臟除顫器的一般介紹心臟除顫器的一般介紹 7.4 7.4 7.4 心臟除顫器的一般介紹心臟除顫器的一般介紹心臟除顫器的一般介紹心臟除顫器的一般介紹心臟除顫器的一般介紹心臟除顫