起搏器心电图分析

起搏器心电图分析 北京大学航天中心医院 作者:王斌 2005-9-27 13:22:42 点击: 666 次 发评论 起搏心电图是指植入人工心脏起搏器后记录的体表心电图是反映起搏器 的功能和工作状态、诊断其有无故障发生的最基本，也是最重要的手段。 一、基本知识 (一)起搏信号 特征 常用的起搏脉冲宽度为0.4~0.5ms,在纸速为25mm/s的心电图上，起搏器脉冲起搏信号是一个与心电图等电位线(基线)垂直的极短的线状电信号，又称线状波，或钉样标志，在心电图标为“S”信号或“S”波。起搏脉冲振幅(电压)在不同导联上差别很大，同时受起搏电压.电极导线的极性等因素影响，单极、高电压时起搏脉冲幅度高。S信号是识别起搏心电图的重要依据，其频率代表确定起搏频率。 图 1 单极与双极起搏脉冲信号 A,单极心房起搏;B,双极心房起搏 (二)起搏波群 心脏起搏搏动由起搏脉冲信号和其后的心房波(心房起搏)或QRS波(心室起搏)。如果起搏脉冲后无相应的P波或QRS波，则称为无效起搏或未夺获，起搏脉冲后跟随相应的P/ QRS波，说明起搏夺获，或有效起搏。为了便于起搏心电图的记录和分析，通常将自身的心房、心室激动波叫P波和R波，而起搏产生的心房、心室激动则叫A波和V波。 1(心房起搏 心房起搏时，起搏脉冲后紧跟一个心房除极波(A波，也有人称P’波)。有时，P波振幅较低，难以分辨，心房是否有效起搏不能确定。此时如果房室传导功能正常，则可根据起搏脉冲后是否跟随QRS波群来确定(图1)。 高位右心房(右心耳) 高位右心房起搏靠近窦房结，而且肌小梁发达，是最常见的起搏部位，在心电图上的特点为起搏的P’波形态与窦性P波近似，P’波在?、?、aVF导联是直立的，而在aVR导联倒置，V1导联呈正负双向。 低位右心房起搏 比较少用，使用心房主动固定电极导线可放置的部位。其 心电图特点是P’波在?、?、aVF导联倒置，在aVR导联直立。 2(心室起搏 心室起搏时，心电图上起搏脉 冲信号后紧跟着一个QRS-T波群。 起搏的QRS波群宽大畸形(, 0.12s)，T波方向与QRS主波相反。 有时，T波比QRS波群明显，可用 于判断起搏是否夺获心室。起搏的 QRS波群的形态取决于心室起搏的 部位。 (1).右室心尖部起搏 在体表心电图上都产生左束支 阻滞(LBBB)及额面心电轴显著左偏 (LAD)的QRS-T波群，即左束支阻滞 左前分支阻滞，电轴常在-30?, -90?之间(图2)。但胸壁导联的 QRS波群形态有两种:第一种是V5、 V6呈宽阔而向上的波为主;第二种 是V5、V6的宽阔QRS以S波为主。 (2)(右室其它部位起搏如果 植入的导线顶端(远端电极)在右室 流入道(三尖瓣水平)或流出道，则 起搏的QRS虽也呈LBBB型，但额面 心电轴正常甚或右偏。右室流出道 起搏时，心电图II、III、aVF导联 的QRS波形呈单相高幅R波。 (3)(左心室起搏左心室起搏 的QRS形态呈RBBB型，QRS时限通 常大于0.12s，V1呈rsR型，V5呈 RS型。目前，左心室起搏作为双心 室起搏的一部分用于治疗伴左束支 阻滞的充血性心力衰竭。 图2 右室心尖部起搏心电图 (三)融合波 由于植入起搏器的患者常常有自身心律，而自身心律可以与起搏节律发生干 扰，可以产生心脏除极的融合波和假性融合波。 当心肌的一部分被自身节律控制，另一部分被起搏节律所激动时，便形成了融合波，又称真性融合波。这种融合是心肌的两个激动在时间上和空间上的融合，以室性融合波多见(图3)。真性融合波的形态介于自身的QRS波和起搏的QRS波之间，可有多种形态。 当起搏脉冲发放较延迟时，由于电极周围的心肌已经除极，紧接着迟到的起搏脉冲就会落入电极周围心肌组织的有 效不应期内，成为无效起搏，但在心电图上只是起搏信号在时间上与心室已激动产生的QRS波融合，所以称为假性融合。(图3)。 二、常见起搏模式心电图特点 (一)单腔起搏器的心电图特点 1.单腔按需型起搏器 目前临床上常用的单腔按需型起搏器可分为AAI起搏器(图4B)和VVI起搏器(图4A)。大多数厂家生产的单腔起搏器既可以用于心房，也可以用于心室，又称为SSI起搏器。单腔按需型起搏器除了具有起搏功能外，还有感知功能。AAI/VVI 在感知到心电信号后可以抑制起搏脉冲的发放。 (1)基础起搏间期基础起搏间期是指起搏器以按需模式工作时，连续两个起搏信号之间的时距(图5)。 (2)逸搏间期逸搏间期是指起搏信号与前一个自身心律之间的时距，可通过测量自身QRS波的起始部到下一个相邻的起搏信号之间的时限获得(图5)。 理论上，基础起搏间期应等于逸搏间期。但在实际的起搏心电图上，逸搏间期略长于自动起搏间期，这是因为起搏器的感知并非在 QRS波的起始部。另一个因素是，激动到达感知电极所在部位的心肌需要一定的时间。如，窦性心律伴右束支阻滞或左室起源的搏动时，在心室除极开始后的50ms以上，激动才到达位于右室心尖部的感知电极。这种延迟反映了激动从室间隔左侧面到右室心尖部的传导时间。 (3)频率滞后频率滞后(hysteresis) 是按需心室起搏器感知自身QRS发生抑 制后重新开始发放脉冲的频 率。如果起搏器的逸搏间期 长于自动起搏间期，称为负 性频率滞后，短于起搏间期， 称为正性滞后，等于起搏间 期则无滞后。滞后频率或间 期可程控。起搏器的逸搏间 期,自动起搏间期，滞后间 期(图5)。频率滞后功能可 以使病人充分利用自身的节 律，使病人感觉比较舒服， 同时可节能。 图4不同起搏模式示意图和心电图 (4)不应期又称反拗期，指脉冲发生器在发放一次电脉冲后或在感知一次自身心律的P或R波后，感知放大器关闭，不感知任何心电信号的间期，通常为300,400ms(图5) (5)磁铁频率是指进行磁铁试验时起搏器的起搏频率，一般为80~100ppm。此时的起搏模式为AOO/VOO，起搏电压较高，一般为4.5V左右。 2.非同步单腔起搏器 非同步单腔起搏器包括非同步心房起搏器(AOO)和非同步心室起搏器(VOO)，脉冲发生器以固定频率发放电脉冲，刺激心房或心室激动，但无感知功能，即整个起搏间期都是不应期。目前单纯非同步的永久起搏在临床上已不再应用。 (二)双腔起搏器 目前，临床上使用的双腔起搏器几乎都是DDD起搏器，又称全自动双腔起搏器或万能型起搏器。根据需要，DDD起搏器可以被程控，或者在不同的自身心律情况下自动地以多种起搏模式工作，如VAT、AAI、DVI等(图4)。因此DDD起搏器能够模拟人类窦房结和房室结的功能。 1.双腔起搏器的计时间期 为正确分析双腔起搏器心电图，需要了解双腔起搏器的计时周期。计时间期直接影响起搏器的功能。图6为DDD起搏器的计时间期。 (1)下限频率间期下限频率(lower rate limit，LRL)也称基础起搏频率，是正常起搏情况下起搏器的最慢心房或心室起搏频率。下限频率对应的间期为下限频率间期，由AV间期和VA间期组成。从心室起搏脉冲发放或感知自身的QRS波群到下一个心房起搏脉冲发放间的时限称为心房逸搏间期(atrial escape interval, AEI)，等于下限频率间期,AV间期。 图6DDD起搏器的计时间期 下限频率间期是控制起搏频率的主要机制，通过以下三种方式调整起搏频率。 ?以心室为基准为大多数起搏器所采用。这种以心室起搏(V波)或感知事件(R波)为基准，按照心房逸搏间期释放下一个心房起搏脉冲。 ?以心房为基准为少数起搏器所采用，通过AA间期控制起搏频率。如果在AV间期内感知到自身的QRS波群，则下一个心房起搏脉冲的发放仍依据前一个心房起搏(A波)或感知事件(P波)按AA间期(下限频率间期)。如果在心房逸搏间期内感知到自身的QRS波，则依据QRS波按下限频率间期发放下一次的心房起搏。 ?复合型为心房为基准的改进型，即在AV间期内感知到自身的QRS波是以心房为基准按下限频率间期释放下一个心房起搏脉冲。而在心房逸搏间期内感知 到QRS波群则以QRS波群为起点以心房逸搏间期释放下一个心房起搏脉冲。 (2)上限频率间期上限频率(upper rate limit，URL)是起搏器所容许的最高起搏频率，反映最短的心室起搏间期(上限频率间期)。当感知的心房率超过上限频率时，心室起搏间期受限于上限频率间期，此时就会出现起搏器文氏现象(图7)或2:1现象(图8)，使起搏的心室率始终保持在上限频率水平。 ?双腔起搏器文氏现象当病人的心房率超过DDD起搏器的上限频率而低于2:1阻滞频率时，由于起搏器的起搏频率受上限频率(URLI)的严格限制，所以只能通过逐渐延长PV间期来使起搏频率保持在上限频率水平。PV间期延长的结果是下一个P波距前一个V波越来越近，一旦当某个P波落入前一个V波后PVARP中，就会出现一次心室起搏的脱漏(图7中的空箭头所示)。这种现象与房室结的文氏阻滞相似，故又称为起搏器的文氏现象。起搏器的文氏现象可以防 止起搏频率的骤降。 ?2?1起搏现象:当快速心房率更快时，自身心房周期进一步缩短。当短于心房不应期时，则会出现其中一个P波落在心房不应期中，不触发心室起搏，在心电图上表现为2?1房室跟踪现象(图8)。 (3)房室间期又称AV间期(A-V interval, AVI)、房室延迟或AV延迟(A-V delay, AVD)，相当于心电图的PR间期，它是指一个感知的或起搏的心房事件(心房波)与继之出现的心室起搏或感知事件之间的间期。某些双腔起搏器还具有AV间期的频率适应功能，在感知和起搏的心房事件分别提供不同的AV间期，或随心率的变化而发生动态改变。 4)心房不应期心房不应期(atrial refractory period;ARP)是发生在一 ( 个感知的或起搏的心房事件后的一段时期，在该时期内不发生心房感知。总心房不应期(TARP) =AV间期心室后心房不应期(PVARP)。例如，起搏器的AV间期为150ms，PVARP为300ms，则TARP 为450ms(l50300)。 (5)心室不应期心室不应期(ventricular refractory period，VRP)是指感知或起搏心室事件后的一段时间，在该时间内心室感知器关闭，不发生心室感知。 (6)空白期空白期(blanking period)是指在一个通道(如心房)发放起搏脉冲后，另一个通道(心室)出现一个相应的短暂绝对不应期。在心房起搏脉冲发出后心室起搏通道立即触发一个(心室)空白期，平均持续时间为15~25ms。有些DDD起搏器的空白期可以程控。 (7)交叉感知窗和非生理性AV间期心室空白期在AV间期的最早部分，一般历时短暂，因为心室感知线路在AV间期间期内较早地恢复为可感知是十分重要的，这样，AV间期终止之前感知到自身心室电活动可以及时抑制起搏器的心室起搏脉冲的输出，从而防止竞争心律。 除了自身心室电活动外，其它的电信号也可被心室通道感知而抑制起搏器的心室起搏脉冲输出，尤其是交叉感知。交叉感知(cross talk)是指一个通道内的心电事件被另一个通道感知，如心室的电信号被心房通道感知。对一个起搏器依赖的患者，交叉感知引起的心室输出被抑制将导致心室停搏，这对患者来说是严重的事件。因此，多数双腔起搏器采用一个安全设置模式，在AV间期内的空白期之后设置一个的短时间间期称为“交叉感知窗”(cross talk sensing window)。在此期间起搏器的心室感知线路感知了电信号，由于起搏器本身不能分辨是交叉感知还是自身心室电活动，为了防止交叉感知引起的心室停搏，起搏器在心房脉冲发出后110或120ms处发放一个早的心室起搏脉冲，这个比正常AV间期短的110或120ms称为非生理性AV间期。如果所感知的信号是一个噪声电信号，在非生理性AV间期后会触发心室起搏，防止心室停搏。另一方面，如果在交叉感知窗口内感知到的是自身心室电活动，则起搏器发放心室刺激便会落入自身心室激动后的有效不应期内，刺激信号便不会引起心室除极(防止了竞争)，因此也就不会落入心室复极化期内或易损期内。 图9 DDD起搏器的安全起搏 图中带?的两个房性早搏均未被感知，因此起搏器仍按自身的间期发放心房起搏脉冲(S)，随后房性早搏经房室结下传激动心室产生QRS波群，其刚好在交叉感知窗口被感知，因而在心房起搏后110ms触发心室起搏(?S)。由于此时正处心室不应期，因此该起搏刺激为无效起搏。 2.双腔起搏器的工作模式 DDD起搏器能起搏心房和心室(D)，也能感知这两个心腔(D)，而感知后的反应方式是抑制或触发起搏刺激(D)。具体地说， 起搏器感知心腔信号后会抑制起搏脉冲的发放，但在下面情况中可以触发(T)心室起搏: ?起搏器感知心房电信号但在AV间期中未感知心室电信号，则起搏器在抑 的同时，还按设定的AV间期触发一个心室起搏脉冲。 制心房起搏脉冲发放(I) ?在交叉感知窗口内若起搏器心室通道感知到自身心室除极信号(或其它电信号)，则起搏器在心房起搏信号后以非生理性AV间期(110ms)触发心室起搏。 根据起搏器在心房、心室的感知和起搏事件的不同，DDD起搏器可以表现为多种工作模式(图6)。图6中，P,感知的心房事件，A,起搏的心房事件，R,感知的心室事件，V,起搏的心室事件，PVC,室性早搏。四个连续事件分别触发AV、AR、PV和PR间期(通称AV间期)。在第1个心房起搏事件后开始AV间期、心房不应期和AA间期(下限频率间期)。AV间期由心室空白期、其后的交叉感知窗和最后的正常感知期(未标出)组成。在最初的绝对空白期内，自身心房和心室活动不被感知。在交叉感知窗口内，心室感知后将以80,120ms的非生理性 期触发心室安全起搏。在房室间期的剩余部分，心室感知会抑制心室起搏。AV间 在本例中，在AV间期(150ms)终止时没有发生感知，因此，心室起搏脉冲发放并夺获心室(V波，即第1个QRS波)。心室起搏脉冲的发放触发心室不应期(VRP)、心室后心房不应期(PVARP)、VA间期(心房逸搏间期)和上限频率间期。当心房逸搏间期终止前没有感知心房电活动，则发出心房起搏脉冲(第2个A波或P’波)，同时开始AV间期。在AV间期结束前自身的R波(第2个QRS波)被感知，从而抑制了心室起搏脉冲的发放。感知R波触发RA间期(相当于VA间期，心房逸搏间期)、心室后心房不应期、心室不应期和上限频率间期。在RA(心房逸搏间期)结束前感知到自身的P波(第3个P波)，从而触发了新的PV间期、心房不应期和AA间期。在PV间期结束前当自身的QRS波(第3个QRS波)再次没有被感知，则发放心室起搏脉冲。在VA间期结束前感知到P波(第4个P波)，在触发的PV间期结束前感知到R波，抑制了心室通道，重新开始VA间期、PVARP、心室不应期和上限频率间期。在VA间期结束前，当感知的心室事件(R)之前无感知的心房事件时(脉冲发生器把它认为是室性早搏)，心房和心室输出均被抑制，并且，心室感知事件(R) 像第4个R波一样启动VA间期、PVARP加上心房不应期延长等间期。注意P波后的房室间期短于心房起搏事件后的房室间期(PV 3(DDD起搏器的自动模式转换 DDD起搏器能够感知自主心房激动，并经AV间期触发心室起搏。当快速房性心律失常发生时，可以触发快的心室率(最高限制为上限频率)，可使心功能受损。为防止快速房性心律失常时发生的快速心室跟踪起搏，现代DDD起搏器设置有起搏器工作模式的自动转换功能(Auto Mode Switching AMS)，使心室起搏由心房跟踪方式转换成非跟踪方式，如VVI或DDI起搏模式。 图10起搏器自动模式转换 A、B为连续记录。箭头所示以后未再出现心室起搏信号， 提示发生模式转换。 当快速房性心律失常发生时，如果感知的心房频率达到或超过起搏器设置的模式转换的心房频率时，起搏器将发生自动模式转换，将工作模式由DDD转换成VVI或DDI模式，此时心房的感知和心室的起搏呈分离状态，心室的起搏频率为下限频率或模式转换后的起搏频率。当快速房性心律失常终止后，心房率降至模式转换所要求的心房频率标准以下时，起搏器自动将VVI或DDI模式转换回原来的DDD起搏模式。