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心脏起搏器功能的“是与非”

2022-03-30作者:论坛报沐雨综述
非原创 心脏起搏器

作者:诸暨市人民医院 边晨,浙江省人民医院 蔡卫勋


自1958年第一台心脏起搏器植入以来,经历了数十年的发展,尤其是近5~10 年,随着各类电子硬件制造水平、软件算法更新、设计理念突破等飞速进步与发展,起搏器现代功能的推陈出新愈加频繁。

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起搏器现代功能的设计初衷与临床运用,让更多患者获益是肯定的,但是仍有一些起搏器功能在个体化运用中出现了一些不足,需要通过合理的调整才能让患者更好地获益。

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本文通过分析起搏器相关心电图资料,说明起搏器现代功能运作的特殊性,旨在让心电图医生及临床医生认识到起搏器功能合理运用的重要性,现报道如下。

01
临床资料

例1 患者男性,87岁。


临床诊断:房室传导阻滞,起搏器植入术后。


动态心电图(图1)记录可见上图第4 次AV 间期延长100ms后,V 脉冲落在自身顺传的QRS 波群中,形成伪室性融合波,起搏器认定没有出现自身顺传,故而下一次AV 间期恢复至程控值350ms,心室自身优先(ventricular intrinsic preference,VIP)功能失活。


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间隔1min 后(中图)再次延长AV 间期出现自身顺传QRS 波群并被起搏器感知到(VIP 激活),起搏器按照搜索的AV 间期值450ms持续运作,直至下图第4 次自身顺传QRS 波群未被感知,起搏器按照AV间期450 ms 发放V 脉冲,并终止搜索,随后AV 间期恢复至程控值350ms,VIP 功能失活。



例2 患者女性,55 岁。


临床诊断:起搏器植入术后,心悸不适待查。


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动态心电图(图2)可见第4 次AV 间期延长150ms 后出现室房逆传,逆行P 波(箭头处)被起搏器感知后以感知心房、起搏心室(VAT)方式起搏,如此反复,形成起搏器介导性心动过速(pacemaker mediated tachycardia,PMT),持续一定时间后终止。而该VIP 功能设置搜索间期为30s,因此从缩略图中可以发现,VIP 功能每间隔30s 就诱发一阵起搏器介导的心动过速,持续数十次心搏后终止,由此造成患者心悸不适。

例3 患者女性,56 岁。


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临床诊断:房室传导阻滞,起搏器植入术后,阵发性心悸待查。


患者于当日起搏器随访后,15:07:37 时动态心电图(图3)记录到,移除程控设备时,起搏器自动运作自动阈值夺获(auto capture,AC)功能,第3 次PV 间期试图缩短至25ms,此时患者自身心率较快,PP 频率96次/min,如果缩短PV 间期至25ms,那么V 脉冲将在虚线处发放,而实际起搏器上限频率为130 次/min,所以V 脉冲最多能在PV 约80ms 处发放,从而造成起搏器认为这一次不满足AC 运作要求,从而终止运作,PV 间期恢复至程控值。随后起搏器再次试图运作AC,均因为患者自身PP 心率较快,上限频率限制,造成反复出现PV 间期长短交替,直至15:25:51 时,患者自身心率减慢至89 次/min,PV 间期能够缩短至25ms,又在上限频率之下,满足AC 运作,最终完成完整的AC 运作。


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患者的动态心电图(图4)显示AC 在PV 间期25 ms状态下运作,除框内两次心室脉冲起搏后未发放备用脉冲之外,其余心室脉冲均有效夺获心室,却依然间隔100 ms 发放5.0V 高电压备用脉冲。这不符合AC 运作过程中心室夺获时不发放备用脉冲的程序规则,究其原因系心室脉冲夺获心室,形成的QRS 波群未被起搏器识别为有效心室波,从而造成起搏器认为心室失夺获,继而发放备用脉冲。若长期心室波未能有效识别,起搏器反复以高电压发放备用脉冲,原本AC 功能节约电量,延长起搏器寿命的初衷无法体现。

例4 患者男性,72岁。


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临床诊断:房室传导阻滞,起搏器植入术后,阵发性心悸待查。


动态心电图(图5)可见第1 次AV 间期为程控值200ms,第2 次舒张晚期室性期前收缩出现的同时发放A 脉冲,同时室性期前收缩落入A 脉冲后空白期内,使得起搏器未能感知到室性期前收缩,并按设定AV 间期200ms发放V 脉冲。


心室V 脉冲落入室性期前收缩的绝对不应期,造成V 脉冲不能有效夺获心室,起搏器认为一次失夺获,随后间隔100ms发放备用脉冲,并有效起搏心室,其中QRS形态与其他心室起搏略有差异,系心室内差异传导所致。

巧合的是,备用脉冲起搏心室后出现了室房逆传,并且逆行P 波脱离心室后心房不应期,从而被起搏器感知到,随即进入融合波排除程序,PV 间期在程控值180ms 基础上延长至280ms,以VAT 方式起搏后再次室房逆传,再次VAT 方式起搏,如此反复形成PMT。PMT 过程以上限频率105 次/min 运作,PV 间期较程控值略长。


PMT期间起搏器自动检测功能(一种终止PMT功能)发现VP 间期固定,持续数个心搏后,在箭头处主动缩短PV 间期50ms,来测定VP 间期与前面是否固定且一致(图5灰色矩形框)。如果一致,则起搏器判定PMT 成立,随即主动抑制心室脉冲发放,并且在逆行P波后330ms 发放A 脉冲,从而有效终止PMT。


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患者的动态心电图(图6)可见两次室性期前收缩后均有P 波(向上箭头处)被起搏器认定为“逆传P波”,触发A pace on PVC 功能运作,在“逆传P波”后330ms 处发放A 脉冲,第1 次室性期前收缩后A脉冲有效起搏心房,其后未见自身顺传QRS 波群,AV 间期结束后顺序发放V 脉冲,如此有效预防室性期前收缩后P 波被起搏器跟踪,防止PMT 发生。


但是第2 次室性期前收缩后A 脉冲未能有效起搏心房,AV 间期结束后顺序发放V 脉冲起搏心室,如此造成“逆传P波”至V脉冲间期相对延长,从而引起室房逆传,并被起搏器以VAT跟踪模式起搏,诱发了PMT。倒数第3 次QRS 形态改变系其起搏与室性期前收缩形成的融合波群。

例5 患者男性,73 岁。


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临床诊断:房室传导阻滞,起搏器植入术后。


动态心电图(图7)可见心室起搏管理(managed ventricular pacing,MVP)运作时AAI+ 模式,两次短AV 间期前均可见A脉冲后无相关QRS波群,系二度Ⅰ型房室传导阻滞,顺传的AR 间期460~520ms 不等。其中1 次室性期前收缩也被起搏器认定为前面A脉冲顺传。


本例除频繁出现的二度Ⅰ型房室传导阻滞心室起搏脱落,较长的AR间期引起的血流动力学改变未必能使患者获益。如此,该功能减少右心室起搏带来获益,与较长的AR间期引起的血流动力学改变,两者之间如何达到平衡,使患者最终获益,值得医生思考。

例6 患者女性,45 岁。


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临床诊断:扩张型心肌病,心脏再同步化治疗(cardiac resynchronizationtherapy,CRT)后。


常规心电图(图8)发现窦性心律伴完全性右束支传导阻滞,其中第6、7 次QRS 波群内无心室起搏脉冲,剩余QRS 波群均呈伪室性融合波,双心室起搏(biventricular pacing,BIV)未能得到较好体现。究其原因:2次无心室脉冲系心房感知不足引起,其余伪室性融合波系PV 间期设置过长,造成自身顺传QRS 波群所致。

动态心电图(图9)可见17:14:12时前3次起搏器跟踪心房以VAT方式起搏,第4 次起由于窦性P波频率>110次,窦性顺传QRS 波群在V脉冲发放之前(虚线处),因此V 脉冲被抑制,持续至17:14:40时窦性频率降低到允许V 脉冲以上限频率发放,此时PV 间期(箭头处)大于设定的SAV 间期100 ms。


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本例由于上限频率限制,并且自身顺传功能良好,PR 间期较短,导致BIV 比例降低。

02
讨论

2.1 VIP 功能

该功能是为鼓励自身心室活动,减少不必要的右心室起搏而设计的一个程序。


其运作方式为:

(1 )VIP 功能激活:在搜索周期内搜索到1次自身的房室传导或搜索周期外连续3 个房室传导(AR/PR);

(2)VIP 功能失活:连续心室起搏的数目等于程控的搜索周期数,AV 随机间期恢复至程控值。VIP 功能搜索周期可以是1 或2 或3 次,默认1次。

搜索步长50ms、75ms…150ms、160ms…200ms,默认100ms。搜索时间间隔30s、1min、3min、5min、10min、30min,默认1min。简而言之,起搏器在一定时间间隔后主动延长固定个数、固定间期的AV 间期来观察自身顺传心室情况(图1)。


众所周知,前周期固定,AV 间期或者PV 间期的突然延长,与心脏电生理中的房室结双径路前传“跳跃现象”非常相似,尤其是默认值100ms 的延长,几乎等同于前传双径路现象。一旦该房室结存在较好的室房逆传功能,只要逆传至心房部位时心房也脱离不应期,就可以形成逆行P 波,逆行P 波如果被起搏器感知,将以心室跟踪方式(VAT 方式)起搏心室,如此反复就会导致PMT(图2)。


2.2 AC 功能

该功能是最早的自动化心室阈值测试程序,其主要对心室阈值进行测定并调整,并且以略高于起搏阈值的能量进行心室起搏,在确保安全的前提下,达到省电、延长起搏器使用寿命的目的。

目前常见的AC 功能运作程序包括(图10):(1 )夺获确认;(2 )融合波排除;(3 )失夺获恢复;(4)阈值搜索。


心电图主要特点包括:

(1 )心室脉冲失夺获后间隔100ms 发放5.0V(早期为4.5V)高能量备用脉冲以确保有效夺获心室;

(2)夺获确认后,进入融合波排除步骤时AV 间期较原程控AV 间期延长100ms。VVIR 及DDIR 模式时,无融合波排除AV 间期。VIP 功能激活状态运作时,融合波排除的AV 间期延长也将不存在,而是直接回至程控的AV 间期。

(3)失夺获恢复:AV 间期恢复至程控值、起搏电压增加0.25V;随后缩短AV/PV 间期至50/25ms,以相同电压发放V 脉冲,确保两次夺获心室后,进入下一步骤。(4)阈值搜索:AV/PV 间期缩短至50/25ms,初始心室脉冲失夺获后间隔100ms 发放备用脉冲,夺获时不发放备用脉冲。


正常情况下,AC 功能逐搏检测心室夺获与否,一旦检测到心室失夺获就会出现上述心电图特征。此外,AC 功能按照时间设定可以是每8、12 或24h搜索1 次,或者在移除程控设备时,磁铁放置5s 后移除时,运作该功能,此时仅可见阈值搜索过程,而没有前面3 个步骤(图11)。


该功能设计初衷是节约电量,延长起搏器使用寿命,但是要能够合理运作取决于较多的因素,如心室感知良好、起搏功能良好、无室房逆传、上限频率限制等,而患者个体差异较大,对某些患者开启这个功能可能会适得其反。比如备用脉冲延长100ms发放,排除融合波AV 间期延长100ms 等环节均与VIP功能AV 间期延长所造成的后果类似(图3)。


比如心室感知不足时反复发放备用脉冲不但不能省电,反而更加费电(图4)。比如上限频率限制时出现类似期前收缩二联律的情形(图5)。


2.3 室性期前收缩反应(PVC 选项-A pace onPVC) 

该功能是为预防室性期前收缩室房逆传引起起搏器感知而发生的PMT。其运作方式为:在起搏器定义的室性期前收缩后主动延长心室后心房不应期(PVARP)至480ms(前150ms为空白期,后330ms为警觉期),在330ms 的警觉期内如果发现有心房事件,就被起搏器认定为“逆传P 波”,那么在这个“逆传P 波”之后330ms(前120ms 为空白期,后210ms为警觉期)起搏器将发放心房脉冲。如果210ms警觉期内有心房事件,那么起搏器将以VAT方式运作;没有则以AV顺序起搏完成PVC选项运作。


该功能的本意是预防PMT,但是“逆行P 波”之后330ms 发放的A 脉冲能否起搏心房就变得尤为关键。如果“逆行P波”的心房不应期>330ms,A 脉冲将无法起搏心房;如果本身存在心房起搏不良,也将无法起搏心房。一旦两种假设情况出现,那么就出现“逆行P 波”到随后AV 顺序起搏的V 脉冲之间间期过长,相当于1 次“跳跃现象”,可造成本应预防PMT 发生,却导致了PMT 发生的结局(图6)。


2.4 MVP 

该功能是为增加自身房室传导,减少不必要右心室起搏,同时保证心室起搏安全。其运作方式:功能性AAI(R)模式起搏的同时监测房室传导,在发生房室传导阻滞时可转化为DDD(R)模式起搏。


MVP 主要包括:

(1 )AAIR-DDDR 的模式转换:连续4 个AA 间期中有2 个无自身感知心室事件(VS),则起搏模式由AAIR转换至DDDR。

(2)DDDR-AAIR 的模式转换:在转变的DDDR 模式下,每隔1min、2min、4min、8min…16h 临时性应用单次AAIR 模式去检测AA 间期中有无VS 事件。如果有VS 事件,则立即由DDDR 转换为AAIR 模式;如果没有VS 事件,则维持DDDR 模式,并继续按照时间间隔搜索。


MVP功能开启时,可以显著减少右心室起搏比例,这是该功能设计初衷及优势,但是由于该程序认定任何在两次AA 间期之间的VS 事件都是自身顺传,由此带来的过长的AR(PR)间期问题不容忽视。


过长的AR(PR)间期会导致二尖瓣提前不完全关闭造成心室舒张末期二尖瓣反流,影响血流动力学;此外过长的AR 间期容易引起室房逆传,诱发PMT。


起搏器合理的AV 间期可降低心房压力,增加二尖瓣血流及左心室充盈时间,协调房室电- 机械活动同步性。


2.5 CRT-BIV 

CRT-BIV 已广泛应用于终末期心力衰竭以及扩张型心肌病等患者,其改善心力衰竭患者功能,有效降低病死率等得到肯定,其中CRT-BIV 理想比例是100%(或98%),将能够获得较好的CRT 有反应或超反应,但仍然有30%~45%的患者无反应,常见问题有:QRS 时间和形态、缺血性心肌病、右心功能不全、肾功能不全、左心室电极植入位置、药物治疗和起搏器参数设置等。


实际CRT患者动态心电图记录中发现,存在较多的BIV 不足,甚至低于90%。有研究表明,CRT无应答患者中导致BIV 比例<90%的原因: 快速型心房颤动占比超过50%,室性期前收缩占比将近10%。


笔者发现另有一部分导致BIV 比例降低的原因是AV 间期设置不当,心房感知功能低下造成自身顺传(图8),或者上限频率设置不合理(图9)。


起搏器技术发展迅速,现代化功能更新换代频繁,越来越多的应用于临床,任何功能的设计初衷必然是期望能够给患者带来福音,品类繁多的功能到底有没有让起搏器植入的患者获益是一个值得深思的问题。


尤其当下重植入、轻随访的大环境下,很多功能实际运用过程中非但不能让患者受益,反而使患者出现各类不适。其中需要关注的是各类AV 间期延长的房室传导搜索功能,或者能够引起AV 间期相对延长的功能,都需要格外注意患者可能存在的室房逆传,避免诱发PMT 可能。心室阈值测试相关的功能在实际运用中需要关注是否真正保证安全,并且是否真正延长起搏器使用寿命。


CRT 起搏器相关的功能完全与自身心房、心室感知关系密切,因此需要特别优化CRT 起搏器的自身心搏感知功能。此外,起搏器现代化功能运用于患者时,需要注意个体化调整,尤其不应忽视基本的起搏器感知与起搏功能。


来源:朱晓晓心电资讯

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