植入式心脏起搏器介绍与展望.doc

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1、植入式心脏起搏器心脏起搏器是一种植入于体内的电子治疗仪器，通过脉冲发生器发放由电池提供能量的电脉冲，通过导线电极的传导，刺激电极所接触的心肌，使心脏激动和收缩，从而达到治疗由于某些心律失常所致的心脏功能障碍的目的。下面本人将通过植入式心脏起搏器的演变历史，组成和工作原理，临床应用，不足，以及改进措施，来探讨这个医学仪器。演变历史最初，人工心脏起搏器的电池部分装在身体的外部，导线从体外通过静脉到达心脏。它们只能在医院内短期使用。后来，鲁内·埃尔姆奎斯特在1958年制作了一个放在体内起搏器，锌一汞电池埋在皮下。1960年，瑞典医生奥克·森宁为一位病人植入了这种起搏器。电池一直使用了2---3年才

2、更换。在20世纪80年代，起搏器上增加了微处理器。只有在感觉需要起搏器时，病人才启动它。1995年，首例起搏阈值自动夺获型起搏器问世，这一技术开创了起搏器自动化的新时代。其特点为根据佩带者的实际情况制定起搏器在体内工作的各种参数。起搏器大概经历了四个历程，“固律型起搏器”，“按需型起搏器”，“生理性起搏器”，和“自动化起搏器”。固律型起搏器仅仅是一个脉动信号发生器，以固定的速率向病人心室发到脉动刺激，存在着很大的弊端，及当病人的自主心律恢复时，起搏节律与自主心率产生竞争，造成心率混乱，可能引起室颤。按需型起搏器增加了感知功能，比如VVI型起搏器能够感知病人的自主心率，自主心率良好时起搏器脉冲

3、的发出被抑制，自主心率不良时起搏器脉冲及时发放，解决了固律式起搏器的弊端。生理性起搏器在感知和起搏的功能基础上又增加了各种生理性功能。比如DDD双腔起搏器，不仅可按需对心房和心室进行起搏，还具有房室间的传导作用，也被称为双同步全能起搏器。自动化起搏器具有适应功能，如DDDR起搏器，可随时记录搜集病人的心律情况及起搏器工作情况，并进行分析判断，然后自动调整起搏参数，大大减少随访次数。组成及工作原理人工心脏起搏系统主要包括两部分：起搏单元，体外程控系统和电极导线。起搏系统除了上述起搏功能外，尚具有将心脏自身心电活动回传至脉冲发生器的感知功能。起搏单元主要由电源（亦即电池，现在主要使用锂-碘电池）

4、和电子线路，其中还包括了感知单元，控制单元，输出单元，能产生和输出电脉冲。感知单位元的作用是，有选择地放大来自心脏的R波信号，通过窗口比较器，以推动控制单位元是否控制脉冲发送，并限制T波和其他干扰波的放大，以辨别心脏自身的搏动。放大器的工作状态在“饿电流”状态，以低能减耗，延长起搏器的寿命。对感知电流的要求是：双向感知，对正或负的R波信号都能感知；放大倍数800到1000；频宽10到50Hz；微功耗，因为感知电流需要持续的工作，不可能关闭；电路稳定可靠，具有良好的抗干扰能力。控制单元的主要作用是为起搏器提供稳定的反拗期，并控制输出单元的脉冲是否发放。为了防止心电T波以及起搏脉冲后电位的误触发

5、，以保障起搏节律的稳定，一般起搏器均需要具有反拗期（数百ms），反拗期电路通常是由单稳态电路组成。输出单元是一个脉冲发生器，其作用是产生适当强度的电脉冲，刺激心脏产生有效的动作电位，并最终使心肌收缩和心肌搏动。能产生这样的电位波形的最小电能量称为刺激阀值。刺激电能量的大小取决于脉冲幅度和脉冲宽度。刺激脉冲的幅度和宽度需保证在阀值曲线上方才能有效起搏，脉度常选用0.5ms，幅度通常受制于电池电压（锂-碘电池电压仅为2.8伏，通常只能输出脉动2.5伏），为了保证起搏的安全可靠，有时要求有效脉冲幅度提高到5伏左右，通常需由倍压电路实现。电源用来提供起搏器的工作电源，可由电压监视电路监测电池电量，并

6、作出相应的指示。电源要求能量密度大，开路电压高，内阻高，自放电小，放电平稳，电池耗尽前预兆，体积小，密封性好。体外程控器是借助射频电磁场作为媒介，将表征各种参数的代码指令由体外传送给已植入的起搏器，调节其原有的参数设置，如起搏频率，脉冲幅度，脉冲宽度，灵敏度，反拗期等，以满足不同病人，不同治疗的需求。而起搏器遥测是与起搏器对话，以获得起搏器型号，病人参数等不同信息，同时令起搏器内的测量电路和AD转换器对电压，工作电流，心肌抗阻，病人腔内心电图进行实时测量，获取当前实时参数。电极材料通常用铂-铱合金，要求导电性能良好，阻抗足够小，防腐蚀性好，直径小但头端的表面积大。电极头半径为0.7mm，面积

7、为4到6平方毫米。电极是起搏器与心脏之间的连接纽带，电极还要随心脏的跳动每天至少扭转10万次以上，而且电极还要与血液紧密接触，所以电极具有较强的机械强度，在心脏内容易定位。一般电极接触面积尽量减小，有利于降低起搏阀值。工作原理：心脏起搏器通过发放一定形式的电脉冲，刺激心脏，使之激动和收缩，即模拟正常心脏的冲动形成和传导，以治疗由于某些心律失常所致的心脏功能障碍。心脏起搏器通过不同的起搏方式纠正心率和心律的异常