百多力起搏器的動(dòng)態(tài)奪獲控制和心室奪獲控制

楊亞莉 甘清暉 馮莉 陳顧江 吉亞軍

1 動(dòng)態(tài)奪獲控制(active capture control，ACC)

1.1 ACC相關(guān)參數(shù)及定義

ACC的參數(shù)包括:①最大振幅(電壓):ACC可使用的最大電壓，也是獲取奪獲和不奪獲模板時(shí)所用的最大電壓。②最小振幅(電壓):兩次自動(dòng)閾值搜索之間算法所允許的最小輸出(電壓)設(shè)定。③安全余量:測(cè)量到的起搏閾值和輸出振幅之間的差值。④搜索時(shí)間表和時(shí)間間隔:這個(gè)參數(shù)決定何時(shí)進(jìn)行信號(hào)質(zhì)量檢測(cè)和起搏閾值搜索。⑤錯(cuò)誤余量:不可程控，1.2 V的額外起搏振幅余量，用于ACC檢測(cè)失效及ACC檢測(cè)高閾值時(shí)。⑥動(dòng)態(tài)閾值監(jiān)測(cè):ACC設(shè)定為動(dòng)態(tài)閾值監(jiān)測(cè)時(shí)，僅進(jìn)行信號(hào)質(zhì)量檢測(cè)和閾值搜索，而不進(jìn)行起搏振幅調(diào)整和連續(xù)奪獲確認(rèn)。

1.2 工作原理

ACC的運(yùn)作方式為首先進(jìn)行信號(hào)質(zhì)量檢測(cè)，后進(jìn)行閾值搜索，閾值搜索后自動(dòng)調(diào)整起搏振幅，最后逐跳進(jìn)行連續(xù)奪獲確認(rèn)，如有不奪獲，則以備用脈沖進(jìn)行保護(hù)性起搏。

1.2.1 信號(hào)質(zhì)量檢測(cè) 目的是建立奪獲和不奪獲模板，以備在閾值搜索及連續(xù)奪獲確認(rèn)階段將起搏器記錄的每一個(gè)心室起搏脈沖和其后心室除極波與模板進(jìn)行比對(duì)，以判斷該起搏脈沖是否有效奪獲心室。在進(jìn)行信號(hào)質(zhì)量檢測(cè)時(shí)，單腔起搏器頻率為自主心率＋10次/分(允許最快心率為100次/分)，雙腔起搏器將心房起搏事件后的AV間期(PAV)縮短為50 ms，心房感知事件后的AV間期(SAV)縮短為15 ms，以保證心室奪獲。信號(hào)質(zhì)量檢測(cè)分為兩個(gè)階段(圖1)。

圖1 單腔ACC信號(hào)質(zhì)量檢測(cè)

第一階段:為建立奪獲模板，起搏器以程控的最大起搏電壓發(fā)放5次單個(gè)心室起搏脈沖，確保第1個(gè)起搏脈沖均能有效奪獲心室，該起搏脈沖和極化電位以及其后起搏的心室除極波構(gòu)成有效奪獲的模板。

第二階段:建立失奪獲模板，起搏器以程控的最大起搏電壓發(fā)放5次間隔為100 ms的雙心室起搏脈沖，第1個(gè)起搏脈沖確保有效奪獲心室，則第2個(gè)脈沖落于心室肌絕對(duì)不應(yīng)期而成為無效脈沖，該起搏脈沖和極化電位構(gòu)成不奪獲模板。

在建立奪獲模板過程中，如果由于融合波原因至奪獲失敗，其后100 ms將會(huì)有備用脈沖起搏，并重新啟動(dòng)信號(hào)質(zhì)量檢測(cè)；在信號(hào)分析階段如果出現(xiàn)快于心室起搏頻率的自身心室事件被感知，將會(huì)抑制心室起搏脈沖的發(fā)放但不會(huì)重啟信號(hào)分析(圖2)。

圖2 自身心室感知事件(VS)不影響信號(hào)分析的心搏計(jì)數(shù)

1.2.2 閾值搜索 閾值搜索開始后，單腔起搏器頻率為自主心率＋10次/分，雙腔起搏器自動(dòng)將PAV/SAV間期縮短為50/15 ms，以設(shè)置的最大振幅為初始起搏電壓，起搏脈寬固定為0.4 ms，每2跳降低起搏電壓1次，起搏電壓降低幅度呈動(dòng)態(tài)變化，電壓下降幅度為前一電壓的1/8，直至1.0 V，其后，電壓下降幅度固定為0.1 V，直至不奪獲，不奪獲電壓只起搏1次，其前一跳電壓確定為起搏閾值。如果起搏閾值高于1.0 V，起搏器重新以不奪獲前一跳電壓減0.1 V為起搏電壓，電壓下降幅度固定為0.1 V重新測(cè)試，直至不奪獲，以不奪獲前一跳電壓為起搏閾值。出現(xiàn)不奪獲后，起搏器會(huì)在導(dǎo)致不奪獲的起搏脈沖后85～130 ms(多為100 ms)內(nèi)發(fā)放一次備用脈沖，備用脈沖電壓與不奪獲時(shí)起搏脈沖電壓相同，但脈寬變?yōu)? ms。心室備用脈沖會(huì)重整低限頻率間期。

1.2.3 起搏振幅調(diào)整 閾值搜索過程中起搏閾值確定后，起搏器即以目前起搏閾值加上程控的安全余量作為新的起搏工作電壓(例如:起搏閾值為0.9 V，安全余量設(shè)置為0.5 V，則新的工作電壓為1.4 V)，直至下次閾值搜索。單腔起搏器會(huì)繼續(xù)按自主心率＋10次/分的頻率以新的起搏工作電壓起搏2次進(jìn)行奪獲確認(rèn)，然后恢復(fù)基礎(chǔ)起搏頻率；雙腔起搏器則繼續(xù)維持PAV50 ms或SAV15 ms起搏1次進(jìn)行奪獲確認(rèn)，然后恢復(fù)程控的AV間期(圖3、4)。

圖3 雙腔起搏器ACC運(yùn)作實(shí)例

1.2.4 連續(xù)奪獲確認(rèn) 起搏器工作中如果發(fā)現(xiàn)起搏脈沖未能奪獲心室肌，立即在該起搏脈沖后85～130 ms內(nèi)發(fā)放一次備用脈沖，備用脈沖電壓與失奪獲時(shí)起搏脈沖電壓相同，但脈寬變?yōu)? ms(圖5)，備用起搏脈沖將重整下限頻率間期。百多力公司將一次未能有效奪獲心室肌的起搏事件定義為不奪獲(non-capture，NC)，出現(xiàn)不奪獲事件后，起搏器工作仍然沿用原起搏電壓和脈寬；將連續(xù)3次未能有效奪獲心室肌的起搏事件定義為失奪獲(loss of capture，LOC)，如果出現(xiàn)失奪獲，則起搏器立即重新進(jìn)行信號(hào)分析和閾值搜索。

圖4 單腔ACC的起搏閾值調(diào)整

圖5 不奪獲后備用脈沖發(fā)放示意圖

1.2.5 融合波鑒別算法 在起搏器工作期間，如果發(fā)生了不奪獲事件，百多力公司在雙腔起搏器中設(shè)置了融合波鑒別算法(圖6)，以排除由于偽室性融合波導(dǎo)致的起搏器誤判，所以在發(fā)生不奪獲事件后:

第一步:下一次心搏的AV間期將延長(zhǎng)65 ms(圖7)，如果開啟了AV滯后功能則延長(zhǎng)至滯后AV間期值(圖8)，如果AV間期延長(zhǎng)后出現(xiàn)自身心室事件(VS)，則AV間期持續(xù)保持延長(zhǎng)(圖9)，起搏器工作電壓及脈寬保持不變，直至出現(xiàn)心室起搏，AV間期恢復(fù)至程控值。

圖6 融合波排除法示意圖

圖7 雙腔ACC融合波排除法

圖8 雙腔ACC融合波排除法

第二步:如果AV間期延長(zhǎng)后心室起搏仍不奪獲，下一次心搏恢復(fù)PAV/SAV至程控值，如果心室起搏能夠奪獲心室，則維持程控的AV間期(圖10)。

第三步:如恢復(fù)PAV/SAV至程控值心室起搏再不奪獲，起搏器將縮短PAV/SAV至50/15 ms起搏2次；如果在此期間心室起搏均能心室奪獲，AV間期恢復(fù)至程控值，起搏器工作繼續(xù)沿用原起搏電壓和脈寬；如果發(fā)生一次不奪獲，則啟動(dòng)信號(hào)分析和閾值搜索。

如果在連續(xù)的3次心室起搏中發(fā)生2次不奪獲(圖11、12)，也將進(jìn)入融合波排除法第三步，期間自身心室事件不影響連續(xù)心室起搏的計(jì)數(shù)。

單腔起搏器，當(dāng)連續(xù)3次心室不奪獲時(shí)將立即啟動(dòng)信號(hào)質(zhì)量檢測(cè)和閾值搜索。如果連續(xù)3次心室起搏中發(fā)生2次不奪獲，且滿足不奪獲-奪獲-不奪獲規(guī)律 ，起搏器將以不奪獲期間平均心室率＋10次/分的頻率連續(xù)發(fā)放4個(gè)心室超速起搏進(jìn)行奪獲確認(rèn)。

如果4個(gè)超速起搏均能奪獲心室，則恢復(fù)基礎(chǔ)起搏頻率及連續(xù)奪獲確認(rèn)狀態(tài)(圖13)，如果4次測(cè)試中發(fā)生1次不奪獲致備用脈沖發(fā)放則立即進(jìn)入信號(hào)質(zhì)量檢測(cè)和閾值搜索。

圖9 開啟AV掃描滯后功能下的融合波排除法

圖10 AV重復(fù)滯后和AV掃描滯后主動(dòng)搜索時(shí)的融合波排除法運(yùn)作

圖11 雙腔ACC融合波排除法

圖12 雙腔ACC融合波排除法

圖13 單腔起搏器的超速奪獲確認(rèn)

連續(xù)2次不奪獲不會(huì)啟動(dòng)超速起搏確認(rèn)(圖14)。在判斷心室起搏奪獲或不奪獲事件及超速起搏確認(rèn)期間，自身事件(VS)不影響奪獲判斷心搏計(jì)數(shù)。在建立奪獲模板期間如發(fā)生1次不奪獲致備用起搏發(fā)放，信號(hào)分析將重啟；而自身事件不影響計(jì)數(shù)(圖15)。

2 心室奪獲控制 (ventricular capture control，VCC)

在百多力全新E(Evia，Estella，Effecta)系列起搏器中，將心室自動(dòng)閾值測(cè)試稱為Ventricular Capture Control(VCC)即心室奪獲控制，在具體的算法上與ACC略有不同，也便于與心房奪獲控制相區(qū)別。

在整個(gè)運(yùn)作流程上與ACC一致，包括首先進(jìn)行信號(hào)質(zhì)量檢測(cè)，后進(jìn)行閾值搜索，閾值搜索后自動(dòng)調(diào)整起搏振幅，最后逐跳進(jìn)行連續(xù)奪獲確認(rèn)，如有不奪獲，則以備用脈沖進(jìn)行保護(hù)性起搏。圖16～20。主要不同點(diǎn)有:①VCC運(yùn)作的最大限制心率改為110 ppm。②閾值搜索時(shí)的電壓變化分為粗降階段和細(xì)降階段，先粗降階段電壓以每0.6 V遞減，一旦失奪獲，即以失奪獲前一電壓開始細(xì)降階段以每0.1 V遞減；奪獲電壓只起搏一次，不奪獲電壓最多重復(fù)2次(圖16)。雙腔VCC閾值搜索結(jié)束時(shí)沒有起搏電壓調(diào)整后的短

AV間期下的奪獲確認(rèn)；直接回復(fù)程控AV間期(圖19、20))，而單腔VCC直接回到基礎(chǔ)起搏頻率。然后進(jìn)入連續(xù)奪獲確認(rèn)狀態(tài)(圖21)。③心室備用脈沖不重整下限頻率間期(圖17)。④3個(gè)心室起搏中，如有2個(gè)不奪獲，則視為不奪獲事件，進(jìn)入融合波排除法第3階段，縮短PAV/SAV間期至50/15 ms進(jìn)行奪獲確認(rèn)(圖17、18)。

圖14 單腔起搏器連續(xù)2次不奪獲不啟動(dòng)超速奪獲確認(rèn)

圖15 單腔ACC因失奪獲事件啟動(dòng)信號(hào)分析和閾值搜索

圖16 心室奪獲控制閾值搜索示意圖

圖17 心室偽融合及ER波感知不良觸發(fā)雙腔VCC融合波排除法運(yùn)作

圖18 AV滯后下雙腔VCC融合波排除法運(yùn)作

圖19 失奪獲事件啟動(dòng)雙腔VCC閾值搜索實(shí)例

圖20 雙腔VCC閾值搜索細(xì)降階段失奪獲實(shí)例

圖21 單腔VCC閾值搜索實(shí)例