双腔起搏器心房和心室夺获控制运作的心电图特点

李丹 李则林 劳翼 刘通

随着起搏器植入量的增加以及现代起搏器特殊功能的不断推出,广大心电工作者在分析起搏器动态心电图时经常会遇到现代起搏器特殊功能运作的心电图改变。不同品牌,甚至同一品牌、不同型号的起搏器特殊功能的设计都不尽相同,如果不熟悉该功能的运作方式和心电图表现,那么在分析起搏器心电图时容易将这种起搏器特殊功能运作误认为起搏器故障、心律失常事件[1]。

百多力公司在其E 系列及之后的双腔起搏器中推出了心房自动阈值搜索功能,称为心房夺获控制(atrial capture control,ACC),而将心室自动阈值测试称为心室夺获控制(ventricular capture control,VCC)。

ACC 功能是根据心房超速起搏后自身P 波出现与否来判断心房测试脉冲有没有夺获心房。ACC运作的基本原理:如果心房起搏脉冲发生失夺获后,那么下一次心房起搏之前自身P 波就有机会出现并被起搏器感知,由此可间接判断前次心房起搏发生了失夺获[2]。

1 临床资料

1 例植入百多力公司E 系列双腔起搏器的术后患者,起搏器设置模式DDD,基础起搏频率55 次/min,上限跟踪频率130 次/min。ACC 功能开启,默认测试初始电压3.0 V。

1.1 ACC 运作过程

1.1.1 第一步:确定自主心房率和计算测试时的起搏频率 此患者自主心房率＜基础起搏频率(55 次/min),测试频率在基础起搏频率基础上提高20%,因此其测试频率为66 次/min。

1.1.2 第二步:心房阈值搜索 此患者在确定测试频率66 次/min 之后,以初始电压3.0 V 开始降电压测心房阈值。为了方便识别,把测试过程中所有的同步脉冲心搏用红色字体表示。见图1(扫描OSID码可查阅彩图)。

图1 ACC 阈值搜索过程

(1) 粗降阶段 第一组共7 个心动周期,呈“6+1”规律,即6 个测试脉冲(电压为3.0 V)+1 个同步脉冲(测试脉冲均夺获心房,同步脉冲同测试脉冲3.0 V)。第二组共6 个心动周期,呈“5+1”规律,即5 个测试脉冲(电压为2.4 V)+1 个同步脉冲(测试脉冲夺获心房,同步脉冲同测试脉冲电压2.4 V)。第三组共6 个心动周期,5 个测试脉冲(电压1.8 V)+1 个同步脉冲(电压1.8 V)。第四组共3 个心动周期,呈“2+1”规律,即2 个测试脉冲(电压为1.2 V)+1 个同步脉冲(测试脉冲出现失夺获,同步脉冲电压=测试脉冲电压+0.6 V=1.8 V)。第四组前2 个心动周期测试脉冲失夺获后均出现了自主P 波,提示当前1.2 V 的测试电压低于阈值,于是同步脉冲的电压为测试电压1.2 V+0.6 V=1.8 V,以确保房室同步。每5 个测试脉冲后发放1 个同步脉冲(称为“5+1”现象),如果判断为发生了失夺获,则同步脉冲将提前发放,此时该电压的测试脉冲发放次数可能会少于5 个(此处为3 个)。

(2) 细降阶段 粗降阶段一旦失夺获,就会开始进入细降阶段。起搏器将以粗降阶段失夺获的前组电压进行细降。第一组:“5+1”,即5 个测试脉冲(电压为1.8 V)+1 个同步脉冲(夺获电压为1.8 V+0.5 V=2.3 V);第二组:“5+1”,即5 个测试脉冲(电压为1.7 V)+1 个同步脉冲(夺获电压为1.7 V+0.5 V=2.2 V);第三组:“5+1”,即5 个测试脉冲(电压为1.6 V)+1 个同步脉冲(夺获电压为1.6 V+0.5 V=2.1 V);第四组:“5+1”,即5 个测试脉冲(电压为1.5 V)+1 个同步脉冲(夺获电压为1.5 V+0.5 V=2.0 V);第五组:“5+1”,即5 个测试脉冲(电压为1.4 V)+1 个同步脉冲(夺获电压为1.4 V+0.5 V=1.9 V);第六组:“2+1”,即2 个测试脉冲(电压为1.3 V)+1 个同步脉冲(失夺获电压为1.3 V+0.6 V=1.9 V)。

细降阶段第六组出现了2 个自主P 波,提示当前1.3 V 的测试电压低于阈值,同步脉冲的电压为测试电压1.3 V+0.6 V=1.9 V,以确保房室同步。此时ACC 细降阶段结束,该患者的心房阈值电压为1.4 V。

1.1.3 第三步:核实测试 如果在细降阶段某一电压值测试过程中出现了2 次自身P 波,则可判定该电压低于起搏阈值,起搏器将以前组电压为阈值进行核实测试。第1 组核实脉冲电压为阈值+0.3 V,预设起搏5 次;第2 组核实脉冲电压为阈值-0.3 V,预设起搏5 次,如果阈值≤0.3 V,则核实脉冲电压为0 V;在核实阶段,同步脉冲电压保持不变,为阈值+0.3 V,脉冲发放规律同阈值搜索阶段:夺获时呈“5+1”规律,失夺获时心动周期数会小于6 个。

核实测试过程:第一组为“5+1”,即5 个测试脉冲(电压为阈值1.4 V+0.3 V=1.7 V)+1 个同步脉冲(电压同测试脉冲1.7 V)。第二组为“3+1”,即3 个测试脉冲(电压为阈值1.4 V-0.3 V=1.1 V)+1 个同步脉冲(电压同测试脉冲1.7 V)。

核实电压第二组出现了2 个自主P 波,提示当前1.1 V 的测试电压低于阈值,判断为发生了失夺获,同步脉冲将提前发放。此时,该电压的测试脉冲发放次数小于6 个,至此ACC 运作结束,测出阈值为1.4 V。

1.1.4 第四步:调整心房输出电压 核实测试通过后,起搏器将根据阈值搜索结果调整心房起搏的输出电压,该电压将成为下次ACC 搜索之前的心房起搏工作电压。该电压值为心房阈值+安全余量,安全余量可在0.3～1.2 V 程控选择,一般默认为1.0 V。ACC 测试后默认最小输出电压为1.0 V。

该患者初始电压为3.0 V,此次ACC 测试后至下次ACC 搜索之前心房起搏工作电压为1.4 V+1.0 V=2.4 V。ACC 结束后间隔4 个心动周期,开始VCC 运作。见图2。

图2 ACC 运作测试电压核实阶段

1.2 VCC 运作过程

百多力E 系列起搏器可定时或在发生失夺获事件后启动自动阈值搜索;自动阈值搜索期间,双腔起搏器将PAV 间期缩短为50 ms,SAV 间期缩短为15 ms,VCC 运作的第一个心电图表现为AV 间期缩短。VCC 运作过程分为以下三个步骤(图3):

图3 VCC 运作过程

1.2.1 第一步:信号分析 信号分析又分为两个阶段,即建立5 个周期的夺获模板和5 个周期失夺获模板。心电图表现为5 个双脉冲+5 个三脉冲现象,也是VCC 运作的第二个心电图表现。

(1) 第一阶段:建立夺获模板(双脉冲现象)起搏器以阈值测试开始电压3.0 V(默认),先发放5个单个心室起搏脉冲,以确保第一个起搏脉冲均能有效夺获心室。该脉冲和极化电位以及其后起搏的心室除极波构成有效夺获的模板。

(2) 第二阶段:建立失夺获模板(三脉冲现象)起搏器以程控的VCC 起始电压发放5 次间隔100 ms的心室双起搏脉冲,第一个起搏脉冲确保有效夺获心室,则第二个脉冲落在心室肌绝对不应期而成为无效脉冲,该起搏脉冲和极化电位构成不夺获模板。

1.2.2 第二步:阈值搜索

(1) 粗降阶段 以VCC 初始电压(默认3.0 V)开始,起搏电压每心搏降低0.6 V,直至出现失夺获。规律:如果测试脉冲夺获心室,下一跳直接下降电压0.6 V,如果测试脉冲失夺获,则用相同电压重复一次,如果重复一次为仍不夺获,以前一次测试电压每搏降0.1 V 递减进入细降阶段;如果重复一次为夺获,那么重复第二次,如果重复第二次为夺获,则继续以每心搏降0.6 V 的规律检测;如果重复第二次仍为失夺获,符合3 个起搏中有2 次不夺获,确认起搏器失夺获,则以前一次测试电压每搏降0.1 V 递减进入细降阶段;如果粗降阶段一直夺获,则只要电压降至0.6 V,开始以0.1 V 递减进入细降阶段。

(2) 细降阶段 以粗降阶段失夺获后前一组电压开始,起搏电压每心搏降低0.1 V,直至出现失夺获。规律:细降阶段测试脉冲电压每档下降0.1 V,夺获与不夺获的规律同粗降阶段,即夺获电压只起搏1 次,不夺获电压最多重复2 次。

该病例以“5+5”建模后,开始进入粗降阶段,从3.0 V 开始每心搏降低0.6 V,在1.2 V 时出现了一次失夺获,重复一次1.2 V,仍为失夺获,符合3 个起搏中有二次不夺获,视为失夺获,起搏器以前一次测试电压(1.8 V)每搏降低0.1 V 递减进入细降阶段;细降阶段从1.8 V 降至1.6 V 时,失夺获1 次,相同电压(1.6 V)重复一次,如重复一次(1.6 V)为夺获,那么重复第二次(1.6 V),重复第二次为不夺获,符合3 个起搏中有二次不夺获,视为失夺获,以起搏器确认失夺获前的一个夺获电压(1.7 V)为阈值。

1.2.3 第三步:电压调整 将阈值+安全余量(默认0.5 V,可以程控)作为下一阶段的工作电压。该病例下一阶段工作电压为阈值(1.7 V)+安全余量(0.5 V)=2.2 V,本次阈值检测完成。

2 讨论

ACC 心电图的特点主要有以下3 个。①AV 间期缩短:ACC 运作时,不管在哪个阶段,心电图均表现为PAV 间期缩短到50 ms,SAV 间期缩短至15 ms。②心房起搏频率加快:ACC 第一阶段自主心房率检测结束后,起搏器心房起搏频率会加快20%进行心房阈值搜索。③心房失夺获现象:ACC 运作过程中,随着心房测试脉冲电压逐渐下降,心房肌会出现失夺获现象,属于ACC 运作过程中正常现象,此时不要误认为是起搏器心房起搏不良。

VCC 心电图的主要特点也有3 个。①AV 间期缩短:VCC 运作时,不管是建模阶段还是阈值搜索阶段,心电图均表现为PAV 间期缩短到50 ms,SAV间期缩短至15 ms。②“5+5”心电现象:VCC 在启动建模阶段时,会先建立5 个夺获模板,然后再建立5 个失夺获模板,心电图表现为5 个短AV 双脉冲(AV 序列)、5 个三脉冲的现象(AVV 序列脉冲)。③心室失夺获现象:VCC 运作过程中,随着心室测试脉冲电压逐渐下降,心室肌会出现失夺获现象,属于VCC 运作过程中正常现象,此时不要误认为是起搏器心室起搏不良。

起搏器心房及心室阈值自动检测程序是目前起搏器常见的特殊功能,了解起搏器全自动阈值管理的功能设计原理、运作时的心电图特点以及相关的参数设置,有助于提高相关起搏心电图诊断的准确率,尽量避免误诊或漏诊[3]。采用24 h 动态心电图进行监测,可显著改善患者的生活质量,提升心律失常检出率,以及心电图异常检出率,加快患者康复速度,具有一定的临床应用价值[4]。对起搏器植入术后患者采用24 h 动态心电图诊断效果显著,值得推广[5]。