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起搏心电图: 刺激信号

 比上不足 2014-06-15
    应用人工心脏起搏器治疗的患者,所记录到的心电图与普通心电图有所不同,称为人工心脏起搏心电图或起搏心电图。起搏心电图与普通心电图不同之处在于增加了一个刺激信号。因此,分析起搏心电图的第一步就是辨认和熟悉刺激信号。刺激信号是人工心脏起搏器发放的电刺激脉冲在心电图上的具体反应,表现为一个占时极短、振幅差异较大的电位偏转波,也称为起搏信号、起搏脉冲、电脉冲、脉冲、钉标或针样标记等,它代表了起搏器所释放出的电能。刺激信号的内容包括时间、振幅、形态及方向。 
    (一)刺激信号的时间  刺激信号时间的长短与起搏器发放的脉冲宽度有关,一般埋藏式起搏器的脉冲宽度在0.5ms左右,在常规速度(25mm/s)记录的心电图上,表现为直上直下时间极短的脉冲信号波。 
    经食道起搏心房或心室时,脉冲宽度多采用10ms,而无创性经胸壁心脏起搏时,脉冲宽度则多为40ms左右,记录于心电图上的刺激信号也相应增宽。 
    (二)刺激信号的振幅与形态  刺激信号振幅的高低及形态与下列因素有一定关系。 
    1.正负两极间的距离:刺激信号振幅的高低主要取决于两个起搏电极之间距离的远近。 
    双极起搏时,正极与负极均位于心腔内,两电极间距离较近(一般为1~2cm),所形成的局部电场较小,故刺激信号的振幅也较低,甚至在某些导联上看不清楚而酷似室性或房性逸搏心律(图1,3,4)。 

图1  双极起搏的刺激信号  图中第一个刺激信号(前一S处)后有QRS-T波,为起搏搏动;第二个刺激信号(后一S处)后无QRS-T波,系不起搏,仅刺激信号。刺激信号的幅度较小,“负向过冲”不明显。

    单极起搏时,负极位于心腔内电极导线顶端,而正极位于起搏器外壳上,两电极之间距离较远,形成的电场较大,故刺激信号的振幅亦较高(图2,3,4)。       
    无论单极或双极起搏,如果刺激信号幅度过大,当其回零电位(心电图基线)时,可发生“负向过冲”现象,表现为刺激信号后出现一个与刺激信号的方向相反的电位偏转及占时较长的电位衰减指数曲线,酷似QRS波。较大的“负向过冲”及其后的电位衰减曲线可使随后出现的心房或心室激动波起始部含糊、变形,甚至整个波形被掩盖。

    图2单极起搏的刺激信号  图中第一个刺激信号(前一S处)后有QRS-T波,为起搏搏动,第一个刺激信号与其后的QRS融合,不易分辨;第二个刺激信号(后一S处)后无QRS-T波,系不起搏,仅刺激信号。刺激信号的幅度较大,“负向过冲”明显,其后有电位衰减曲线,酷似QRS波。


图3单极与双极起搏同一导联比较  本图系用程控仪改变极性过程中连续记录,前半部为双极起搏,刺激信号较小;后半部为单极起搏,刺激信号较大。

   

图4 单极与双极起搏12导联刺激信号比较    左图单极起搏,刺激信号较大;右图为双极起搏,输出电量与左图相同,但刺激信号却明显减小 

    2.起搏器释放的电能:代表能量大小的指标为输出电压和脉宽,当电压或脉宽增加时,刺激信号的振幅增大;反之,振幅降低(图5、6)。

图5 不同输出电压对刺激信号振幅的影响  输出脉宽固定在0.5ms状态下改变电压,电压由7.5V逐渐降至5.0V、3.75V、2.5V时,可见刺激信号的幅度也逐渐降低,达3.75V及2.5V时已不起搏,其后无相关QRS,刺激信号不与QRS融合,不受QRS影响,其振幅及形态变化更为清楚。



图6 不同输出脉宽对刺激信号幅度的影响  输出电压固定在5.0V状态下,改变脉宽,脉宽分别给予0.6ms、0.5ms、0.4ms、0.3ms、0.1ms及0.05ms时,可见刺激信号的幅度也逐渐降低,尤其在不起搏的0.4s、0.3ms、0.1ms及0.05ms时刺激信号的变化更为清楚。

    虽然心电图上刺激信号振幅与起搏器的输出电压及脉宽有关,但不完全成正比的。因此,不能单纯依据心电图上刺激信号的振幅来推测起搏器电量的大小。 
    3.心电图机的滤波范围 心电图机的滤波值较大时刺激信号大,相反刺激信号小。滤波值一般置于100HZ,有时为了减小干扰,给予抗干扰,即滤波减小,这将使起搏器的信号被滤掉,特别是双极信号,受影响较大,甚至看不到信号,误认为逸搏心律(图7)。




图7不同滤波条件下刺激信号比较  左图是在100HZ时记录,心房与心室刺激信号均清晰可见,右图是按下抗干扰键(35 HZ)后记录,刺激信号明显减小,几乎不可见。

    (三)刺激信号的方向  刺激信号在各导联上的方向取决于脉冲向量的方向。双极起搏时,负极位于心腔内电极导线的顶端,正极位于距电极顶端1~2cm处的环电极上。在右心室心尖部双极起搏时,其顶端电极为负,位于左下方,而环电极为正,位于右上方,脉冲向量是自负指向正,即指向右上方,投影在Ⅰ、Ⅲ导联轴负侧,因此,刺激信号在这两个导联均应向下(图8)。如电极位于右室流出道,其负极位于左上方,而正极位于右下方,向量指向右下方,投影在Ⅰ导联为向下的波,Ⅲ导联为向上的波,脉冲电轴右偏。


图8  右室心尖双极起搏  图中各导联上的刺激信号均较小,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ导联均向下,提示脉冲向量极度右偏。

    单极起搏时,负极位于心腔内导线顶端,正极(起搏器外壳)可位于右前胸、左前胸或右下腹。当起搏器位于右前胸时,脉冲向量指向右上方,Ⅰ和Ⅲ导联均应出现向下的波(图9);如起搏器埋于左前胸时,脉冲向量指向左上方,Ⅰ导联脉冲向上,而Ⅲ导联应向下(图10);如起搏器置于右下腹部时,脉冲向量就指向右下方,依此类推。根据刺激信号在各导联上的方向,虽然可推测电极的位置,但远不如根据刺激信号后的心房或心室波判断更准确。

图9 起搏器埋于右上胸的单极起搏  左图起搏器(正极)位于右上胸,导管顶端(负极)位于右室心尖部。右图起搏器(正极)也位于右上胸,导管顶端(负极)位于右心耳。两图的刺激信号幅度均较大,刺激信号起始部在Ⅰ、Ⅲ均向下,脉冲向量极度右偏,“负向过冲”明显。

图10 起搏器埋于左上胸的单极起搏  刺激信号幅度较大,起始部在Ⅰ向上、Ⅲ向下,其脉冲向量左偏,“负向过冲”明显。

    (四)起搏有效的标志 心房起搏有效的标志是在刺激信号后紧跟有P波及其相关的QRS-T波(图11);而心室起搏有效的标志则是在刺激信号后紧跟着QRS-T波(图12)。如刺激信号后无相关的P波或QRS-T波,说明起搏无效,即不起搏。 

图11 心房起搏有效  刺激信号规律出现,每个刺激信号后紧跟P波及正常QRS-T波。

    值得注意的是,在双极起搏时刺激信号较小,甚至在某些导联看不出刺激信号,此时应从多个导联观察方可确定。必要时,加大心电图记录增益和(或)关闭抗干扰滤波开关后描记可使信号增大,有利于辩认。相反,在单极起搏时,刺激信号较大,其后的电位衰减曲线很像QRS波群,判断起搏效果有时较困难。此时,应寻找刺激信号较小的导联或根据有无心室复极的T波来区别究竟是心室起搏有效还是不起搏。          (待续)

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