基础起搏心电图解读系列讲座（3）：
心脏起搏系统的构成、起搏器的类型及其表达方式
浙江大学医学院附属邵逸夫医院心电图室 何方田
【摘要】本文介绍了心脏起搏系统的构成、起搏器的类型及其表达方式，通过6个图例介绍了单腔、双腔、三腔起搏器的心电图特征及起搏脉冲振幅高低、极性改变的原因。
【关键词】脉冲发生器；电极导线；起搏器编码；起搏心电图
一、心脏起搏系统的构成
心脏起搏系统由脉冲发生器、电极导线、电极-组织界面及程控仪四部分构成。
1、脉冲发生器
脉冲发生器即通常所说的起搏器，是起搏器的核心部分，包括电子元件、电池和导线连接部分，其外壳由钛合金制成，电池多采用锂-碘电池。
2、 电极导线
电极导线包括电极、含有绝缘层的导线及其连接器。电极分为单极和双极：前者是指顶端仅由一个电极组成，作为阴极，脉冲发生器的外壳作为阳极，由此构成了一个大环路，在体表心电图上形成高尖的起搏脉冲信号（图1）；而后者是指阴极和阳极均在电极导线上，阴极通常位于电极导线的顶端，其后一定距离为阳极，由此构成较小、较短的环路，产生较小的起搏脉冲信号，有时不易辨认（图2）。电极导线将脉冲发生器与心脏连接起来，是起搏系统中的关键元件，具有双向传导功能：①将起搏器发放的电脉冲传递给心脏用于起搏；②接收心脏自身的心电信号传回起搏器以备感知。电极导线分被动固定和主动固定两种固定方式[1]：前者是将电极导线的顶端嵌顿在肌小梁内等心脏解剖结构上，最常用的是翼状电极，其次为凸缘状、螺旋状电极；后者是将电极导线顶端的螺旋旋入心肌组织，常用的是激素缓释电极，其可降低起搏阈值、提高对自身P波和QRS波群的感知灵敏度并延长起搏器的使用寿命。
图1 双腔起搏器（单极起搏）出现高尖的脉冲信号
例1：患者女性，82岁，临床诊断：病窦综合征，植入双腔起搏器6年。设置的起搏器参数：基本起搏周期1 000 ms，频率60～120次/min，A-V间期170 ms。MV1、MV5导联同步记录（图1），显示DDD起搏心律，其起搏周期1.0 s，频率60次/min，A-V间期0.17s；起搏QRS′波群呈类似左束支阻滞图形；可见提前出现形态不一致的宽大畸形QRS-T波群，其前无相关的P（P′）波，偶联间期不等，为双源性室性早搏（R3、R7）；室性早搏后的起搏房性逸搏周期（R3-A间期）为0.83 s，起搏室性逸搏周期（R3-R4间期）为1.0s，表明起搏器未开启频率滞后功能。心电图诊断：①双腔起搏器，以DDD模式起搏，起搏器功能未见异常；②双源性室性早搏。
图2 双腔起搏器（双极起搏）出现低小的脉冲信号
例2：患者男性，70岁，临床诊断：病窦综合征，植入双腔起搏器1年。设置的起搏器参数：基本起搏周期1 000 ms，频率60～120次/min，A-V间期140 ms。MV1、MV5导联同步记录（图2），定准电压5 mm/mV，显示DDD起搏心律，起搏周期1.0 s，频率60次/min，A-V间期0.14 s；起搏脉冲的振幅低小，与双极起搏电极有关；R6、R7为单纯起搏QRS′波群，特别宽大畸形，而R1～R5搏动的QRS波群相对较窄，系心房起搏脉冲夺获心房后经房室交接区下传心室与经A-V间期触发心室起搏两者所形成的不同程度的室性融合波所致。心电图诊断：①双腔起搏器，以DDD模式起搏，起搏器功能未见异常；②同源性室性融合波。
3、电极-组织界面
电极导线植入适当位置后，在该位置周围形成纤维包裹并令其非常稳固，使电极导线变成心脏的一部分。但心房电极在植入早期、三腔起搏时，其植入静脉壁，易发生脱位而出现起搏波形改变或起搏功能异常。
4、程控仪
程控仪用于与起搏器进行“对话”和查询起搏器储存的各项参数。
二、起搏器的类型
根据起搏器所植入的电极导线和所起搏心腔的数目，可将起搏器分为单腔、双腔、三腔及四腔起搏器。
1、单腔起搏器
单腔起搏器分为心房单腔起搏器（图3）和心室单腔起搏器（图4）。前者起搏电极大多植入于右心耳，后者起搏电极大多植入于右心室心尖部。
图3 心房起搏器（双极起搏）
例3：患者男性，65岁，临床诊断：病窦综合征，植入心房起搏器1年。设置的起搏器参数：基本起搏周期1 000 ms，频率60次/min。MV1、MV5导联同步记录（图3），显示AAI起搏心律，其起搏周期0.98～1.01s，频率59～61次/min，A-R间期0.23 s；起搏P′波时间0.16 s，呈双峰切迹，两峰距0.07 s；可见提前出现P′-QRS-T波群，其P′-A4间期1.09 s，即起搏房性逸搏周期为1.09 s。心电图诊断：①AAI起搏心律、开启频率负滞后功能、起搏器功能未见异常；②起搏P′波类似二尖瓣型P波，提示不完全性房内传导阻滞；③房性早搏；④A-R间期略延长，可能存在房室传导延缓。
图4 心室起搏器（单极起搏）
例4：患者女性，68岁，临床诊断：病窦综合征，植入心室起搏器2年。设置的起搏器参数：基本起搏周期1 000 ms，频率60次/min。MV1、MV5导联同步记录（图4），显示心室起搏脉冲引发宽大畸形QRS-T波群，其起搏周期1.0 s，频率60次/min，QRS终末部或ST段起始部有逆行P－波重叠，R′-P－间期0.18s；可见提前出现宽大畸形QRS-T波群，与其后心室起搏脉冲的间距为1.25 s。心电图诊断：①VVI起搏心律伴逆传心房、开启频率负滞后功能、起搏器功能未见异常；②室性早搏。
2、双腔起搏器
双腔起搏器的心房起搏电极大多植入于右心耳，心室起搏电极大多植入在右心室心尖部，进行房室顺序起搏（图1和图2）。
3、三腔起搏器
根据植入部位，三腔起搏器可分为：①左心房+右心房+右心室的三腔起搏，用于治疗和预防心
房颤动；②右心房+右心室+左心室的三腔起搏（图5），又称为
心脏再同步起搏（CRT），其左心室电极大多植入于冠状静脉的侧静脉、侧后静脉或心后静脉，用于治疗顽固性
心力衰竭、扩张型心
肌病及肥厚型
心肌病等。
图5 三腔起搏器（CRT）左心室领先起搏时的心电图特征
例5：患者男性，72岁，临床诊断：扩张型心肌病，植入三腔起搏器2年。设置的起搏器参数：基本起搏周期1 000 ms，频率60～120次/min，A-V间期160 ms，心室后心房不应期（PVARP）300ms，心室不应期300 ms。12导联心电图定准电压为5mm/mV（图5），显示Ⅱ、V4～V6导联窦性P波时间0.12 s，呈双峰切迹，两峰距0.07 s，V1导联Ptf值约－0.08 mm.s；其P-P间期0.62 s，频率97次/min，P-V间期0.14 s；除Ⅲ导联外，其余导联QRS波群前均有两根相距0.02 s的心室起搏脉冲（左心室领先起搏），起搏QRS′波群时间0.13s，其形态在Ⅱ、Ⅲ、aVF导联主波向下，胸前导联呈类似右束支阻滞图形，表现为左心室领先起搏的心电图特征。心电图诊断：①窦性心律；②二尖瓣型P波、PtfV1绝对值明显增大，提示左心房肥大或/和左心房负荷过重；③三腔起搏器，以VAT及左心室领先模式起搏，起搏器功能未见异常。
4、四腔起搏器
四腔起搏器为双心房+双心室起搏，用于治疗心力衰竭伴阵发性心房颤动。
三、起搏器的编码及意义
自1958年植入第一台起搏器至今，起搏技术已历经了50余年的发展。为便于交流、识别起搏器的类型和功能，北美心脏起搏与电生理学会（NASPE）和英国起搏电生理学组(BPEG)于1987年制订了起搏器编码[2]（表1），并在2000年进行了重新修订，将原第5位的“抗心动过速”更改为“多部位起搏”[3]（表2）。
根据起搏器编码，可以了解起搏器的类型和功能。例如：AAI为心房起搏、心房感知、感知后反应方式为抑制起搏脉冲发放；VVIR为心室起搏，心室感知，感知后反应方式为抑制起搏脉冲发放、频率应答；DDD为房室顺序起搏、心房与心室双腔感知、感知后反应方式为触发或抑制起搏脉冲发放。在实际工作中，绝大多数情况下仅用前面三位编码，偶尔会加用第四位编码。
程控仪检测起搏器时，起搏标记通道显示AP（心房起搏）、VP（心室起搏）、AS（心房感知）、VS（心室感知）模式。但不同厂家生产的起搏器，有些起搏标记不同，例如：美敦力起搏器自动模式转换标记为MS，而圣犹达起搏器自动模式转换则标记为AMS。
四、起搏脉冲振幅高低、极性改变的原因
起搏脉冲振幅的高低取决于起搏电极的类型、电极间距、起搏输出能量和记录的导联。单极起搏、输出能量较高，均使脉冲信号高大，而双极起搏、输出能量较低，则使脉冲信号低小。起搏脉冲通常在Ⅱ导联最为清楚。常规心电图、24h动态心电图在同一导联上，起搏脉冲的形态、振幅及与极性会发生改变，这与脉宽持续时间短暂，数字化记录仪采样频率太低，丢失了起搏信号较陡的部分和开始下移的过渡部分的信息有关[4]，不能误认为起搏器功能不良（图6）。
图6 心房起搏脉冲的形态、振幅和极性发生间歇性改变
例6：患者男性，57岁，临床诊断：病窦综合征，植入心房起搏器3年。设置的起搏器参数：基本起搏周期1 100 ms，频率55次/min。MV5导联（图6）未见窦性P波，心房起搏脉冲后跟随相应的P′-QRS-T波群，其脉冲的形态、振幅和极性发生间歇性改变；起搏周期1.10 s，频率55次/min，P′-R间期0.18 s。心电图诊断：AAI起搏心律，心房起搏功能正常，其感知功能未能评价。
五、起搏器的起搏方式
根据起搏电极所在心肌组织的部位、心腔位置及起搏时间、起搏模式、起搏功能等可有以下6种起搏方式。
（1）根据起搏电极安置于心壁的层次：分为心内膜起搏、心肌内起搏、心外膜起搏及冠状静脉的侧静脉或心后静脉起搏4种。其中心内膜起搏临床上最常用，用于永久性起搏；心外膜起搏大多用于心脏直视手术时或术后临时起搏；心肌内起搏则用于少数患者因电极在心内膜不易固定或起搏效果不佳或急危症患者需要紧急临时起搏或静脉细小的婴幼儿；冠状静脉的侧静脉或心后静脉起搏则常用于心脏同步化治疗（CRT）或单纯的左心室起搏。
（2）根据起搏电极所在的心腔位置：分为单腔起搏、双腔起搏、三腔起搏及四腔起搏4种，以双腔起搏最为常用。
（3）根据起搏电极顶端的电极组成：分为单极起搏和双极起搏2种，后者较前者更容易感知自身心电信号，且极少感知杂波、肌电位或其他干扰波。
（4）根据起搏时间的长、短：分为临时起搏和永久性起搏2种，以后者最为常见。
（5）根据起搏模式对心脏生理功能的影响：分为非生理性起搏（如VVI起搏）、半仿生理性起搏（如AAI起搏）和仿生理性起搏（如AAIR、DDD起搏）3种。仿生理性起搏是指起搏器具有频率应答功能和符合房室顺序起搏，能使患者获得最佳的血流动力学之效果；若在此基础上，应用双心室同步起搏，即三腔起搏器来达到左、右心室再同步收缩，则称为心脏再同步治疗（CRT），常用于扩张型心肌病、肥厚型心肌病及顽固性心力衰竭等患者。
（6）根据起搏器功能：分为抗心动过缓型起搏器、频率适应性起搏器、抗心动过速型起搏器及植入型心律转复除颤器（ICD）4种。由于射频消融术的发展，单纯抗心动过速型起搏器现已很少单独使用。
参考文献
[1] 郭继鸿，王斌. 人工心脏起搏技术[M]. 沈阳：辽宁科学技术出版社，2008:41.
[2] 郭继鸿，王斌. 人工心脏起搏技术[M]. 沈阳：辽宁科学技术出版社，2008:51.
[3] 郭继鸿，张玲珍，李学斌主译（美国 Tom Kenny编著）. 心脏起搏器基础教程[M]. 天津：天津科技翻译出版公司，2009:30.
[4] 何方田. 起搏心电图学[M]. 杭州：浙江大学出版社， 2012:21.
发表于 2015-7-14 14:00
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