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DDD心脏起搏器(心房、心室双腔起搏)

DDD双腔起搏器具有心房和心室顺序起搏、心房和心室双腔感知、感知P波或(和)R波抑制或触发功能。DDD起搏器能根据自身节律频率和起搏器低限频率的快慢、房窒结下传的PR间期和人工设置的AV间期的长短,可自动转换为ODO、AAI、DVI、DDI、VAT、VDD、VVI及DDD等模式工作。无论起搏模式如何变化,它始终保持良好的房室收缩同步性(VVI模式除外),维持最佳的血流动力学效应。部分双腔起搏器还具有频率回退、频率平滑功能、睡眠频率、频率滞后搜索功能、AV间期滞后搜索功能及AV间期动态变化等。

DDD起搏器的工作模式及转换条件

DDD起搏器能根据自身节律的频率和起搏器低限频率的快慢、经房窒结下传的P-R间期和人工设置的A-V间期的长短,可自动转换为ODO、AAI、DVI、DDI、VAT、VDD、VVI及DDD等模式工作。

  • ODO:当自身心房率>起搏器低限频率、PR间期<程控的AV间期时,出现ODO起搏模式,即起搏器能感知自身心电活动,但不发放起搏脉冲(心房、心室起搏脉冲被抑制)。心电图特征为窦性P波或房性P'波经房窒交接区下传心室,始终未见起搏信号,起搏器备而不用。
  • AAI:当自身心房率<起搏器低限频率、P-R间期<程控的A-V间期时,出现AAI起搏模式。

    DDD起搏器以AAI及DDD模式工作、一度~二度或高度房室传导阻滞(AR间期0.26s)

  • DVI:为房室顺序起搏、心室感知、R波抑制型起搏,多由DDD起搏器在体内根据自身节律的频率及PR间期长短自动转换而来。当自身心房率<起搏器低限频率、PR间期>程控的AV间期时,出现DVI起搏模式;当自身心房率>起搏器低限频率或有波动时,因心房电极无感知功能,则P波不被感知,出现竞争性心律失常,如房性早搏。
  • DDI:为房窒顺序起搏、房窒双腔感知、R波抑制型起搏。具有心室率回退功能,即当心房电极感知过快心房率时,它不即刻触发心室起搏,而是抑制心室脉冲发放;当心室率降到低限频率后才发放心室脉冲使其起搏,这样可避免过快的心房率下传心室。
  • VAT:为心房感知、感知后触发心室起搏。当自身心房率>起搏器低限频率、PR间期>程控AV间期时,出现VAT起搏模式,表现为心房电极感知后经程控的AV间期再触发心窒起搏,保证房室顺序收缩(下图)。若窦房结功能正常,则呈现频率应答;若自身心房率<起搏器低限频率,则由心窒起搏发放脉冲。因心室无感知功能,若有窒性早搏发生,则会出现竞争性心律失常。

    三度房室传导阻滞,植入DDD起搏器1年余。Ⅱ导联显示三度房室传导阻滞、DDD起搏器以VAT或VDD模式工作

  • VDD:为心室起搏、双腔感知,属心房同步心室按需起搏器,是VAT和VVI模式的组合,即当自身心房率>起搏器低限频率时,呈现VAT起搏模式;当自身心房率<起搏器低限频率时,呈现VVI起搏方式,因心室电极具有感知功能,不会因有室性早搏而出现竞争性心律。VDD是治疗窦房结功能正常的三度房室传导阻滞最理想的起搏模式。

    扩张型心肌病患者,植入三腔起搏器2年。显示三腔起搏器、以VDD及DDD(先左后右起搏)模式工作、室性早搏

  • VVI:出现快速性房性心律失常,如阵发性房性心动过速、心房扑动及颤动,起搏器类房室结样的房室传导出现文氏型阻滞或2:1~3:1阻滞不足以将心室率降至高限频率范围以内时,则起搏器关闭类房室结传导功能,以VVI模式及低限频率发放起搏脉冲。

    病窦综合征患者,植入DDD起搏器3年余。V1导联显示心房扑动、DDD起搏器以VVI模式工作(起搏频率64次/mjn)、三度房室传导阻滞

  • DDD:为心房和心室双腔顺序起搏、P波和R波双重感知、感知后触发或抑制双重反应,属全自动型起搏器。当自身心房率<起搏器低限频率、PR间期>程控的AV间期时,出现双腔起搏心电图。它符合生理性起搏要求,除心房扑动、颤动外,一般均可使用DDD起搏器。
  • 同一份心电图中,上述各种起搏模式可同时并存。

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病窦综合征患者,植入DDD起搏器5年余,起搏低限频率60次/min。MV1导联连续记录,显示心房颤动、DDD起搏器以多种模式工作(DDD、VVI、VAT或VDD,安全起搏如下行R6搏动上连续出现2个起搏信号)、伪室性融合波(上行R8、下行R5)、室性融合波(上行R5)、起搏器功能未见异常。

DDD起搏器的基本功能

  • 能分别感知心房、心室自身节律的P波和QRS波群,心房感知更为重要。
  • 心房和心窒均能以设定的低限频率起搏,心窒起搏还存在着高限频率:当自主节律的心房率<高限频率时,心室将以同样频率跟随起搏;若心房率>高限频率,则会出现文氏型阻滞或2:1阻滞等。
  • 类房室结样的房窒传导功能:

    • 经起搏器下传的房室间期称为AV间期,其长短可程控设置,一般设置比自身PR间期略长,尽量让自身节律或心房起搏搏动沿着正常的房窒结下传,以利保护心脏功能和节约电能;
    • 同次记录的AV间期值一般固定,先进的DDD起搏器,其AV间期可有滞后搜索功能而出现动态变化;
    • 当自身心房率>起搏高限频率时,起搏器出现文氏型阻滞或2:1阻滞等使心窒率下降,若心房率异常增高,则起搏器关闭类房窒结传导功能呈现起搏器三度阻滞以保护心窒;
    • 可发生起搏器介导性心动过速。

      显示室性早搏(R1)逆传心房诱发起搏器介导性心动过速伴室房逆传不典型文氏现象或室房逆传双径路

  • 心室安全起搏:在心房脉冲发放后0.10~0.12s处触发心窒脉冲释放。
  • 低限频率:为最低起搏频率,当自身节律的频率低于起搏器低限频率时,起搏器开始发放起搏脉冲。
  • 高限频率:当机体活动时,起搏器能自动增快起搏频率,可达到所设定的高限频率范围内。

DDD起搏器的特殊功能

先进的DDD起搏器设置了各种特殊功能,如频率应答、频率回退、频率平滑功能、睡眠频率、频率滞后搜索功能及AV间期滞后搜索功能和A-V间期动态变化等。

  • 频率应答与频率回退:根据机体的需要,起搏器能模仿窦房结功能自动地增快或减慢起搏频率称为频率应答,分高限频率(运动时发放的最快频率)和低限频率(休息时最慢的起搏频率)。频率回退是指心房率1:1下传心室超过了所设定的高限频率时,起搏器便出现文氏型房室传导阻滞、2:1~3:1房室传导或三度房室传导阻滞,使心室率降至高限频率以下。

    频率应答与频率回退

    ▲ 病窦综合征患者,植入DDD起搏器3年。起搏器基本参数:低限频率60次/min,高限频率100次/min,AV间期0.30s。V1导联显示阵发性心房扑动发作后(F波频率258次/min),DDD起搏器通过频率回退功能将过快的心房率以3:1房室传导方式使心室率降至高限频率以下(濒率回退后心室率86次/min)

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    ▲ 病窦综合征患者,植入DDDR起搏器1年。起搏器基本参数:低限频率55次/min,高限频率120次/min,AV间期0.24s。V1、Ⅱ导联同步记录湿示心房扑动、DDD起搏器以VVI模式工作、三度房室传导阻滞(F波频率214次/min,FV间期长短不一,而QRS波群均由起搏器引发,频率80次/min,表明DDD起搏器关闭类房室结样传导功能,呈三度房室传导阻滞,以VVI模式发放起搏脉冲将心室率降至高限频率以下)。

  • 频率平滑功能、睡眠频率及频率滞后搜索功能:频率平滑功能是指自身节律的频率突然增快或减慢时,DDD起搏器的心室跟踪起搏周期就按前一起搏周期的某一百分率逐渐缩短或延长,但仍保持1:1跟踪,使心室起搏频率处于平稳的变化状态,以减少患者的不适感。

    频率平滑功能、睡眠频率及频率滞后搜索功能

    ▲ 病窦综合征患者,植入DDD起搏器1年。起搏器基本参数:低限频率55次/min,高限频率100次/min,AV间期0.24s。MV5导联连续记录,显示窦性心动过缓、房性早搏、短阵性房性心动过速、DDD起搏器以AAI模式工作、开启频率平滑功能(短阵性房性心动过速89~138次/min终止后,心房起搏脉冲由55次/min增快至71次/min,使心室率处于平稳的变化状态)。睡眠频率是指夜间起搏频率较白天明显减慢,以节约电能。频率滞后搜索功能是指在数次起搏之后,起搏周期自动延长,给予自身节律恢复跳动的机会。

  • AV间期滞后搜索功能:分为正滞后搜索(程控的AV间期值十程控的正滞后值)、负滞后搜索(程控的AV间期值一程控的正滞后值)。前者若在AV间期内感知到1个自身心窒事件(不感知室性早搏),AV间期将自动延长1次;若未感知到自身心室事件,搜索功能在每隔5min或每隔256次心搏后按设定的滞后值自动延长AV间期1次,然后恢复到原来程控的AV间期,周而复始。后者若在AV间期内感知到1个自身心窒事件,AV间期将自动缩短并持续维持5min或255次心搏,在第256次起搏周期恢复到程控的AV间期;若未感知到自身心窒事件,搜索功能在每隔5min或每隔256次心搏后按设定的滞后值自动缩短AV间期1次,然后恢复到原来程控的AV间期,周而复始。

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    ▲ 病窦综合征患者,DDD起搏器安装术后1年。起搏器基本参数:低限频率60次/mm,高限频率125次/min,AV间期0.15~0.30s。MV5导联显示DDD起搏器以AAI、DDD模式工作,开启频率滞后搜索功能和AV间期负滞后搜索功能(第1个搏动虽然是双腔起搏,但心室以伪融合波形式出现;第2、3个搏动为AAI起搏,其AR间期0.25s,提示存在一度房室传导阻滞;第4~7个搏动为DDD起搏,其中第4个搏动的起搏频率突然减慢至52次/min,AV间期缩短至0.15s,提示系起搏器开启频率滞后搜索功能和AV间期负滞后搜索功能所致)。

DDD起搏器设置的各种不应期

为了调节自身心电活动和人工起搏器之间的相互作用,调控起搏器的各种功能,特地设计了各种不应期和计时周期。

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▲ DDD起搏器工作模式及各种不应期和计时周期(第1个QRS波群为AAI起搏,第2个QRS波群为ODO模式,第3个QRS波群为VAT或VDD起搏,第4个QRS波群为DDD起搏)。

  • 心房不应期(ARP):指在发放1次起搏脉冲后或感知1次自身P波后的一段时间内,起搏器关闭感知线路不感知任何心电信号,这段时间称为心房不应期,通常为0.30~0.50s,它包含了AV间期和心窒后心房不应期,主要是为了防止感知起搏器脉冲本身、自身QRS波群及起搏器介导性心动过速。
  • 心室后心房不应期(PVARP):指心室起搏或感知自身QRS波群后一段时间内,心房感知电极不感知任何心电信号,这段时间称为心室后心房不应期,可程控调节,主要是为了防止起搏器介导性心动过速。
  • 心室不应期(VRP):指在发放1次起搏脉冲后或感知1次自身QRS波群后的一段时间内,起搏器关闭感知线路不感知任何心电信号,这段时间称为心窒不应期,通常为0.30s左右,主要是为了防止感知起搏器脉冲本身、起搏的极化电位及T波等。
  • 心室空白期(VBP):指紧跟一个通道(心房或心室通道)发放脉冲后,对侧通道出现短暂性不反应,约0.15~0.25s,主要是为了防止心室电极交叉感知到心房心电信号而引起心室脉冲输出被抑制导致心室停搏。
  • 心室安全起搏:在心房脉冲发放后0.10~0.12s处触发心室脉冲释放,防止心窒电极交叉感知到非QRS波群等其他电信号后被抑制而引起心窒停搏,称为心室安全起搏。其心电图特征是在时距0.10~0.12s出现连续两次的起搏信号,第1个为心房起搏信号,第2个为心室安全起搏信号。如感知的信号确实是交叉感知,则第2个发生得早的起搏脉冲便能起搏心室,从而防止心室停搏;如感知的信号是自身QRS波群,则第2个发生得早的起搏脉冲落人自身QRS波群或紧随其后,但不会引起心窒除极,也不会落人心室的易颤期内,故称为安全起搏。

DDD起搏器功能异常

心房或(和)心室起搏功能异常:心电图特征为间歇性或持续性心房起搏信号或心室起搏信号后未跟随P'波或R'波,起搏频率下降或不稳定(需排除感知过强因索)。

扩张型心肌病患者,植入DDD起搏器1年。Ⅱ导联显示DDD起搏器以AAI及DDD模式工作、AR间期0.26s(提示一度房室传导阻滞)、间歇性心房起搏功能不良(提示心房电极半脱位)、T波改变

感知功能异常:包括感知不良和感知过度,前者指起搏器不能感知自身P波或(和)QRS波群,呈固定型起搏,出现竞争性心律失常,甚至引起致命性心律失常;后者指起搏器对不应该感知到的信号发生感知,如电磁信号、静电磁场、肌电信号、T波、后电位及交叉感知(心房电极感知心室信号、或心室电极感知心房信号),出现起搏周期延长、暂停起搏,严重时可引起晕厥。调整感知灵敏度,可使起搏器恢复正常的感知功能。

病窦综合征患者,植入DDD起搏器1年余。MV5导联显示窦性心动过缓、DDD起搏心律伴不同程度的室性融合波、心房起搏功能及感知功能障碍、提示心房电极脱位(后被临床证实)

关注心房扑动、颤动时DDD起搏心电图

安装DDD起搏器后,若患者出现阵发性或持续性心房扑动或颤动时,F波、f波振幅的高低、频率的快慢及下传心窒等因素可使DDD起搏器自动转换为ODO、VAT、VDD、VVI、AAI、DDD等起搏模式,加上起搏器设置高限频率、低限频率、频率平滑、睡眠频率、频率滞后搜索、安全起搏及AV间期滞后搜索等功能,导致心室起搏频率变化多端且极不规则,给分析和判断起搏器功能状况带来困难,需要特别仔细分析。

关注心房扑动、颤动时DDD起搏心电图

▲ 病窦综合征患者,DDD起搏器安装术后3年。起搏器基本参数:低限频率55次/min,高限频率120次/min,AV间期0.26s。上、中、下三行系MV1导联不同时间记录,显示DDD起搏器开启多种模式转换功能、频率平滑和回退功能(上行显示阵发性心房扑动发作,其频率287~333次/min,房室呈2:1传导,终止后出现AAI起搏,频率增快至73次/min,显示起搏器具有频率平滑功能;中行为不纯性心房扑动,呈DDD、VAT或VDD起搏模式,并出现窒性融合波,如R6;下行为心房颤动,DDD起搏器关闭类房室结样传导功能,以VVI模式发放起搏脉冲,频率47~55次/min,频率慢至低限频率以下可能与起搏器开启滞后功能有关,R6搏动上可见安全起搏信号,R7搏动为室性融合波)。

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▲ 扩张型心肌病患者,植入DDD起搏器8个月。起搏器基本参数:低限频率55次/min,高限频率120次/min,AV间期0.24s。V5导联显示心房颤动时DDD起搏器开启多种模式转换功能(起搏QRS波群的频率快慢不一,55~120次/min,呈VVI、VAT、VDD起搏模式)、电张力调整性T波改变。

DDD起搏器心室起搏频率改变的常见原因

  • 低限频率<心室起搏频率≤高限频率:

    • 频率应答;
    • 频率回退功能引起起搏器文氏型阻滞;
    • 房性早搏或短阵性房性心动过速触发心窒起搏,需特别注意前一搏动T波上有无P'波重叠;
    • 室性早搏逆传心房触发心室起搏或起搏器介导性心动过速,需注意前一搏动T波附近有无P-波出现;
    • 频率平滑功能;
    • 频率滞后搜索功能;
    • 安全起搏;
    • AV间期滞后搜索功能引起心室起搏频率改变;
    • 开启正滞后功能。
  • 心室起搏频率>高限频率:多见于起搏器电能耗竭或元器件失灵引起的频率奔放现象。
  • 心室起搏频率<低限频率:

    • 开启负滞后功能,多较低限频率低5~10次/min;
    • 开启睡眠频率功能;
    • 感知功能过强;
    • 起搏器电能耗竭。

警惕起搏器介导性心动过速

DDD起搏器具有类房窒结样传导功能,有机会发生起搏器介导性心动过速,其发生条件、心电图特征请参见本章第一节。

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