圣猶達(dá)起搏器的自動(dòng)奪獲功能(一)

楊亞莉 張余斌 吉亞軍 陳顧江

自動(dòng)奪獲(AutoCaptureTM)功能開(kāi)啟后，起搏器具有這些功能：①定期自動(dòng)測(cè)試心室起搏閾值并自動(dòng)設(shè)置心室起搏電壓為起搏閾值加0.3 V。②通過(guò)測(cè)量心室起搏脈沖后的反應(yīng)信號(hào)心臟除極波(evoked response,ER波)來(lái)逐搏確認(rèn)起搏脈沖是否奪獲心肌。③心室起搏脈沖失奪獲后于62 ms內(nèi)發(fā)放備用起搏脈沖，起搏電壓為4.5 V，脈寬0.49 ms。④失奪獲后自動(dòng)奪獲恢復(fù)。⑤起搏閾值發(fā)生變化時(shí)持續(xù)地自動(dòng)調(diào)整起搏電壓。下面就這些功能及其作用詳細(xì)地予以介紹。

1 自動(dòng)奪獲運(yùn)作方式

自動(dòng)奪獲起搏系統(tǒng)功能運(yùn)行包括以下三個(gè)算法，奪獲確認(rèn)、奪獲恢復(fù)及閾值搜索。

1.1奪獲確認(rèn) 逐搏監(jiān)測(cè)起搏脈沖后ER波以確定是否奪獲心肌，并于失奪獲時(shí)發(fā)放心室備用脈沖以保證每搏奪獲。每個(gè)起搏脈沖后起搏器延遲約15 ms后開(kāi)啟一個(gè)47.5 ms的ER波感知窗口，用于感知心室肌對(duì)于起搏脈沖的反應(yīng)信號(hào)(ER波)，如果在此窗口內(nèi)感知到ER波，則確認(rèn)起搏脈沖奪獲心肌(圖1)；如果在此窗口內(nèi)未感知到ER波，則為失奪獲，起搏器于ER波感知窗口結(jié)束時(shí)(距初始起搏脈沖約62 ms)發(fā)放一個(gè)電壓為4.5 V，脈寬為0.49 ms的備用起搏脈沖以確保奪獲(圖2)。

1.2奪獲恢復(fù) 連續(xù)兩次失奪獲后自動(dòng)升高起搏電壓直至確認(rèn)再次奪獲。當(dāng)起搏器確定連續(xù)兩個(gè)初始起搏脈沖失奪獲，進(jìn)入奪獲恢復(fù)算法，心室起搏脈沖電壓將逐搏增加0.3 V，直至奪獲，然后再次發(fā)放同一電壓起搏脈沖，如失奪獲，再次增加起搏電壓；如奪獲，同一電壓連續(xù)兩次心搏奪獲，則完成奪獲恢復(fù)過(guò)程。起搏器立即啟動(dòng)閾值搜索。

如果奪獲恢復(fù)過(guò)程中，起搏脈沖電壓升至3.9 V仍未奪獲心肌，起搏器立即轉(zhuǎn)換至“高輸出模式(High Output Mode)”,起搏脈沖自動(dòng)設(shè)置為電壓4.5 V，脈寬0.49 ms，1 h后，重新啟動(dòng)閾值搜索。

心室起搏脈沖延遲15 ms開(kāi)啟ER波感知窗口，此窗口內(nèi)感知到ER波，則確認(rèn)起搏脈沖奪獲心肌

圖1起搏奪獲示意圖

ER波感知窗口內(nèi)未感知到ER波，起搏脈沖失奪獲，起搏器于ER波感知窗結(jié)束時(shí)發(fā)放電壓為4.5 V，脈寬為0.49 ms的備用起搏脈沖

圖2失奪獲與備用脈沖奪獲示意圖

1.3閾值搜索 閾值搜索過(guò)程包括兩個(gè)過(guò)程，電壓下降階段及電壓上升階段(圖3、4)。①電壓下降階段：閾值搜索開(kāi)始后，起搏刺激脈沖電壓開(kāi)始下降，起始電壓為閾值搜索前的實(shí)際工作電壓[“高輸出模式(High Output Mode)為3.9 V]，

圖中所示為通過(guò)程控儀觸發(fā)的閾值搜索過(guò)程，初始電壓為1.5 V，連續(xù)兩次刺激脈沖均為奪獲，電壓下降0.3 V至1.2 V連續(xù)2次奪獲；0.9 V第一個(gè)刺激脈沖失奪獲，第二個(gè)刺激脈沖奪獲，兩次刺激脈沖狀態(tài)不同，發(fā)放第三次刺激脈沖，奪獲心肌，連續(xù)兩次刺激脈沖奪獲；電壓繼續(xù)下降0.3 V，0.6 V連續(xù)兩次刺激脈沖狀態(tài)相同，確認(rèn)為失奪獲，進(jìn)入電壓上升階段，電壓增加0.3 V，0.9 V失奪獲，電壓再次增加0.3 V，1.2 V連續(xù)兩次刺激脈沖均為奪獲，確定閾值為1.2 V，起搏器設(shè)置當(dāng)時(shí)工作電壓為閾值基礎(chǔ)上增加0.3 V，即 1.5V，連續(xù)兩次刺激脈沖確認(rèn)為奪獲，閾值測(cè)試過(guò)程結(jié)束

圖3圣猶達(dá)Regency 2402L閾值搜索過(guò)程(Regency 2402L型，VVI起搏模式，起搏頻率60 bpm,滯后頻率50 bpm)

C=Capture:奪獲；N=No Capture:失奪獲；B=Back-up Pulse:備用脈沖。1：1.5 V電壓時(shí)出現(xiàn)失奪獲，初始脈沖后62ms發(fā)放備用脈沖(電壓4.5 V，脈寬0.49 ms)。2：1.5 V第二個(gè)脈沖再次失奪獲，備用脈沖發(fā)放，連續(xù)兩次初始脈沖失奪獲，進(jìn)入奪獲恢復(fù)算法。3：電壓增加0.3 V至1.8 V，失奪獲，需要繼續(xù)升高電壓進(jìn)行奪獲恢復(fù)。4：電壓繼續(xù)增加0.3 V至2.1 V，奪獲。5：2.1 V第二次刺激脈沖奪獲，奪獲確認(rèn)；2.1 V連續(xù)兩次奪獲，完成奪獲恢復(fù)，開(kāi)始閾值搜索。6：電壓下降0.3 V至1.8 V，失奪獲，備用脈沖發(fā)放。7：1.8 V電壓再次失奪獲，連續(xù)兩次失奪獲，進(jìn)入電壓上升階段。8：電壓增加0.3 V至2.1 V，奪獲。9：2.1 V第二個(gè)刺激脈沖奪獲，同一電壓連續(xù)兩次奪獲，確定2.1 V為新的閾值。10：起搏器設(shè)置當(dāng)前工作電壓為閾值基礎(chǔ)上增加0.3 V，2.4 V奪獲。11：2.4 V第二個(gè)脈沖完成奪獲確認(rèn)，閾值測(cè)試過(guò)程結(jié)束

圖4起搏閾值突然變化時(shí)AutoCaptureTM起搏系統(tǒng)的反應(yīng)示意圖

每次下降0.3 V，每級(jí)電壓需要連續(xù)兩次脈沖確認(rèn)同一狀態(tài)(奪獲或失奪獲)，如同一電壓兩次脈沖刺激狀態(tài)不同(一次奪獲，一次失奪獲)，則繼續(xù)相同電壓發(fā)放刺激，直至連續(xù)兩次刺激狀態(tài)相同，同一電壓最多發(fā)放6個(gè)脈沖，如6個(gè)脈沖中無(wú)連續(xù)兩個(gè)脈沖電刺激狀態(tài)相同，則電壓繼續(xù)下降，同一電壓出現(xiàn)連續(xù)兩次失奪獲，進(jìn)入電壓上升階段。②電壓上升階段：每次電壓增加0.3 V，如失奪獲，電壓繼續(xù)增加0.3 V，直至出現(xiàn)奪獲，發(fā)放第二個(gè)同樣電壓脈沖確認(rèn)，連續(xù)兩次脈沖均確認(rèn)為奪獲，此電壓即為起搏閾值，起搏器自動(dòng)設(shè)置當(dāng)前工作電壓為起搏閾值基礎(chǔ)上增加0.3 V，連續(xù)兩跳均確認(rèn)奪獲，閾值測(cè)試結(jié)束。

如果閾值搜索過(guò)程中電壓下降至0仍未出現(xiàn)失奪獲，閾值搜索失敗，起搏器立即轉(zhuǎn)換至“高輸出模式(High Output Mode)”,起搏脈沖自動(dòng)設(shè)置為電壓4.5 V，脈寬0.49 ms，1 h后，重新啟動(dòng)自動(dòng)閾值搜索。

閾值搜索啟動(dòng)條件：①按內(nèi)置時(shí)鐘每8 h自動(dòng)搜索起搏閾值。②起搏器進(jìn)入“高輸出模式”后1 h，啟動(dòng)閾值搜索(起搏電壓從3.9 V開(kāi)始下降)。③奪獲恢復(fù)完成后立即啟動(dòng)閾值搜索。④從脈沖發(fā)生器上移走磁鐵或?qū)⒋盆F反應(yīng)程控為“OFF”。“高輸出模式”時(shí)除外。⑤通過(guò)程控儀進(jìn)行自動(dòng)閾值搜索。⑥開(kāi)啟心室自動(dòng)閾值搜索功能當(dāng)時(shí)。

2 自動(dòng)奪獲對(duì)時(shí)間間期的影響

自動(dòng)奪獲起搏系統(tǒng)工作過(guò)程中，如果出現(xiàn)失奪獲，備用脈沖發(fā)放，起搏器以備用脈沖為基礎(chǔ)重整基礎(chǔ)頻率時(shí)間間期，同時(shí)備用脈沖是否重整基礎(chǔ)頻率間期跟前一個(gè)心搏是VP還是VS有關(guān)，如是VP則備用脈沖重整基礎(chǔ)頻率間期，如是VS則以初始脈沖重整低限頻率間期(圖5)。無(wú)融合波排除算法，如遇自主心律出現(xiàn)，心室感知，以滯后頻率工作，直至出現(xiàn)心室起搏，恢復(fù)至基礎(chǔ)頻率，繼續(xù)原算法。閾值搜索時(shí)起搏頻率保持不變，以基礎(chǔ)頻率進(jìn)行。

患者因病竇綜合征植入圣猶達(dá)Regency 2402L單腔起搏器，VVI起搏模式，基礎(chǔ)頻率60 bpm，滯后頻率50 bpm。圖中可見(jiàn)由于自身下傳QRS波與心室起搏形成心室偽融合波(R3、R7)，起搏器判斷發(fā)生了一次心室失奪獲，間隔62 ms后發(fā)放心室備用起搏。在感知一次自身QRS波(VS)后起搏器以滯后頻率50 bpm工作?？梢钥吹?次心室備用起搏，第一次以備用脈沖重整了下一次的基礎(chǔ)頻率間期，而第二次卻以初始起搏脈沖重整了基礎(chǔ)頻率間期

圖5自動(dòng)奪獲(AutoCaptureTM)起搏系統(tǒng)對(duì)時(shí)間間期的影響

3 自動(dòng)奪獲工作條件

第一，起搏系統(tǒng)需要低極化雙極導(dǎo)線。第二，在自動(dòng)奪獲功能開(kāi)啟之前，需要先進(jìn)行E/R波感知靈敏度測(cè)試，測(cè)試完成后，起搏器會(huì)建議是否開(kāi)啟自動(dòng)奪獲功能。如果起搏導(dǎo)線植入時(shí)頭端位于心肌壞死組織或心肌組織對(duì)于刺激脈沖不能產(chǎn)生符合要求的反應(yīng)(E/R波)，即使起搏導(dǎo)線符合要求，自動(dòng)奪獲功能也無(wú)法開(kāi)啟。

4 自動(dòng)奪獲的程控

自動(dòng)奪獲有兩個(gè)可程控參數(shù)：V.AutoCapture(心室自動(dòng)奪獲)和 E/R Sensitivity(E/R波靈敏度)。

心室自動(dòng)奪獲程控為“On”時(shí)將會(huì)導(dǎo)致以下參數(shù)改變：①程控儀會(huì)提示需要進(jìn)行E/R波靈敏度測(cè)試。②程控儀將會(huì)在起搏電壓設(shè)置選項(xiàng)顯示為“Auto”。③診斷樣本來(lái)源自動(dòng)程控為閾值。④滯后頻率自動(dòng)程控為10次/分。⑤起搏脈沖脈寬不變。心室自動(dòng)奪獲程控為“Off(關(guān)閉)”時(shí)，起搏脈沖電壓將被設(shè)置為最后一次自動(dòng)測(cè)試閾值的兩倍，但不能低于2.4 V。

E/R波靈敏度設(shè)置主要用于脈沖發(fā)生器確認(rèn)起搏脈沖是否奪獲心肌。參數(shù)數(shù)值可以設(shè)置，但進(jìn)行E/R波靈敏度測(cè)試后，起搏器將會(huì)根據(jù)測(cè)試結(jié)果給出E/R波靈敏度數(shù)值設(shè)置的建議。E/R波靈敏度可以被設(shè)置為“Off”，此時(shí)起搏器會(huì)自動(dòng)將此數(shù)值設(shè)置為4.0 mV。

E/R波靈敏度測(cè)試需要在程控儀上進(jìn)行。E/R波靈敏度測(cè)試需要在VVI(R)模式下進(jìn)行。E/R波靈敏度測(cè)試時(shí)，頻率自動(dòng)調(diào)整為100次/分(不可程控)，過(guò)程如下：①先發(fā)放一組5個(gè)間隔100 ms的雙脈沖，首個(gè)脈沖奪獲心肌，第二個(gè)脈沖位于心肌絕對(duì)不應(yīng)期而失奪獲，用于測(cè)試導(dǎo)線的極化波，間隔1個(gè)心搏后，再次發(fā)放5個(gè)雙脈沖，以確認(rèn)測(cè)試結(jié)果。②發(fā)放數(shù)個(gè)單脈沖，用于測(cè)試E/R波幅度(圖6、7)。③根據(jù)測(cè)試的E/R波幅度確定建議的E/R波靈敏度數(shù)值，并以此靈敏度再次測(cè)試E/R波幅度(5個(gè)有效測(cè)試數(shù)值)。④再次以測(cè)試結(jié)果調(diào)整調(diào)整建議的E/R波靈敏度數(shù)值，并以此靈敏度再次測(cè)試E/R波幅度(5個(gè)有效測(cè)試數(shù)值)。⑤最后根據(jù)測(cè)試結(jié)果給出最終建議的E/R波靈敏度數(shù)值。

5 與其他功能相互影響

自動(dòng)奪獲功能在以下特定狀態(tài)下將暫停工作，當(dāng)該狀態(tài)結(jié)束后，起搏器將啟動(dòng)一次閾值搜索并重新開(kāi)始正常運(yùn)作。①噪音干擾:由于噪音干擾引起不應(yīng)期的擴(kuò)展(噪音反轉(zhuǎn))會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)奪獲起搏系統(tǒng)暫停，起搏器將以電壓4.5 V，脈寬0.49 ms起搏直至噪音結(jié)束。②磁鐵反應(yīng):如果磁鐵反應(yīng)設(shè)置為“On”，脈沖發(fā)生器上放置磁鐵或者程控磁鐵反應(yīng)為“On”，起搏器將暫停自動(dòng)奪獲功能而進(jìn)入磁鐵模式，起搏器以VOO模式，磁鐵頻率起搏，脈沖振幅為4.5 V，脈寬為0.49 ms。

Regency 2402L起搏器ER波感知測(cè)試，設(shè)置ER波感知靈敏度為4.0 mV，測(cè)得平均ER波幅度為8.95mV，滿足開(kāi)啟自動(dòng)奪獲(AutoCapture)條件

圖6ER波測(cè)試成功

Regency 2400L起搏器，分別以6.0、4.0、2.5、1.6 mV的感知靈敏度均為測(cè)到ER波，判斷ER波幅度<1.6 mV，不符合開(kāi)啟自動(dòng)奪獲(AutoCapture)條件，無(wú)法開(kāi)啟自動(dòng)奪獲(AutoCapture)功能

圖7ER波測(cè)試失敗

從脈沖發(fā)生器上移走磁鐵或程控設(shè)置磁鐵反應(yīng)為“Off”時(shí)，起搏器將以4.5 V脈沖的一半(即2.25 V)啟動(dòng)一次閾值搜索并恢復(fù)原有的程控參數(shù)。③當(dāng)心室自動(dòng)奪獲程控開(kāi)啟，應(yīng)用Vario功能測(cè)試閾值時(shí)，自動(dòng)奪獲起搏系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)判斷起搏閾值，如果出現(xiàn)失奪獲，立即終止閾值測(cè)試過(guò)程，失奪獲脈沖前一次脈沖電壓判斷為起搏閾值(圖8)。當(dāng)心室自動(dòng)奪獲程控關(guān)閉時(shí)，應(yīng)用Vario功能測(cè)試閾值時(shí)需根據(jù)心電圖表現(xiàn)，人工判斷起搏閾值(圖9)。

開(kāi)啟心室自動(dòng)奪獲，應(yīng)用Vario功能測(cè)試閾值時(shí)，電壓由4.5V逐搏下降0.3V，起搏器自動(dòng)判斷每搏是否奪獲，圖中0.9V時(shí)出現(xiàn)失奪獲，起搏器立即終止閾值測(cè)試過(guò)程，前一個(gè)心搏的電壓(1.2V)認(rèn)定為起搏閾值

圖8開(kāi)啟心室自動(dòng)奪獲時(shí)應(yīng)用Vario功能測(cè)試閾值

未開(kāi)啟心室自動(dòng)奪獲，應(yīng)用Vario功能測(cè)試閾值時(shí)，未人工終止測(cè)試過(guò)程情況下，電壓由4.5 V逐搏下降0.3 V，直至0 V，然后根據(jù)心電圖表現(xiàn)人工判斷心室起搏閾值

圖9未開(kāi)啟心室自動(dòng)奪獲時(shí)應(yīng)用Vario功能測(cè)試閾值

6 自動(dòng)奪獲的診斷數(shù)據(jù)

當(dāng)心室自動(dòng)奪獲程控為開(kāi)啟時(shí)，脈沖發(fā)生器會(huì)自動(dòng)程控為診斷數(shù)據(jù)記錄取樣內(nèi)容為起搏閾值，起搏器會(huì)在當(dāng)前取樣率的間期內(nèi)自動(dòng)記錄起搏閾值，取樣率設(shè)置可以從每2 s至每24 h一次，起搏器最多可以記錄256個(gè)閾值樣本，記錄的數(shù)據(jù)可以通過(guò)程控儀進(jìn)入診斷數(shù)據(jù)界面進(jìn)行瀏覽。

存貯數(shù)據(jù)達(dá)到上限，如果取樣方式設(shè)置為“Freeze”,起搏器會(huì)停止繼續(xù)記錄樣本數(shù)據(jù)；如果取樣方式設(shè)置為“Continuous”，起搏器會(huì)繼續(xù)記錄樣本數(shù)據(jù)并覆蓋最早的數(shù)據(jù)。

診斷數(shù)據(jù)同時(shí)會(huì)記錄：上一次數(shù)據(jù)清除日期。

因起搏脈沖失奪獲而啟動(dòng)閾值搜索次數(shù)(最大為4095次)，不包括按程控的時(shí)間間隔啟動(dòng)的閾值搜索、應(yīng)用程控儀啟動(dòng)的閾值搜索和(放置)磁鐵啟動(dòng)的閾值搜索。