心臟起搏器培訓(xùn)資料：頻率應(yīng)答功能

1、3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 頻率應(yīng)答功能頻率應(yīng)答功能 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 心血管系統(tǒng)的主要功能 心臟和血管組成機體的循環(huán) 系統(tǒng)。循環(huán)的主要功能是完成 體內(nèi)物質(zhì)的運輸，使新陳代謝 能不斷進行；運輸激素和生物 活性物質(zhì)，實現(xiàn)機體的體液調(diào) 節(jié)；維持內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定； 實現(xiàn)血液的防衛(wèi)功能。 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakke

2、n Education Center, Atlanta 正常心臟對增加生理需求的響應(yīng) 變時性功能 心臟具有改變起搏頻率的能力 心率可在50 180ppm間變動 變力性功能 心臟具有改變收縮力的能力 可使每搏收縮量由平時的70ml增至200ml 變傳導(dǎo)功能 可改變傳導(dǎo)系統(tǒng)的傳導(dǎo)速度 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 運動時，心率對心排量的影響運動時，心率對心排量的影響 CO=HRSV，正常情況下，每搏輸出量（SV）僅能增加50% 的心排量，而HR改變能增加最大至心排量的300%。 房室同步

3、心肌收縮力 心率 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 課程主要內(nèi)容 .變時性功能不全的定義和臨床基礎(chǔ) .頻率響應(yīng)起搏和傳感器 .傳感器功能的程控和應(yīng)用 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 變時性功能不全的定義和臨床基礎(chǔ) 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 心臟變時性功能不全的臨床定義 人

4、體運動時或在各種生理和病理因素的作用下，心率不能隨 著機體代謝需要的增加而增加，并達到一定程度時稱為心臟 變時功能不全。 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 變時性功能不全（CI）的四種表現(xiàn) Lau, CP., Rate Adaptive Cardiac Pacing, 1993 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 運動試驗運動試驗 活動平板運動試驗（北美） 自行車測力計運動試驗（歐洲）

5、其他運動方式：原地步行、原 地下蹲、反復(fù)爬樓 動態(tài)心電圖監(jiān)測動態(tài)心電圖監(jiān)測 全天的平均心律，最小均值及最大心 率，囑檢查期間正常運動，結(jié)合年 齡，性別，運動訓(xùn)練情況進行判斷。 動態(tài)心電圖和一定運動形式結(jié)合動態(tài)心電圖和一定運動形式結(jié)合 心臟變時性功能不全的診斷標(biāo)準(zhǔn)和方法心臟變時性功能不全的診斷標(biāo)準(zhǔn)和方法 24小時總心率70000次 最大心率100次/分 運動時最大心率 80% 最大心率估計值 （最大心率估計值 = 220年齡） 運動時最大心率 120次/分 輕 110次/分 中 100次/分 重 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Educat

6、ion Center, Atlanta 頻率應(yīng)答起搏器通過傳感器感知傳感器感知由于體力活動或精神應(yīng)急所引起的生 理變化，并模仿心臟對人體代謝需要來調(diào)節(jié)起搏頻率并模仿心臟對人體代謝需要來調(diào)節(jié)起搏頻率，從而滿足正常的 生理需要，提高生活質(zhì)量 在美國植入的心臟起搏器中，83%83%的起搏器具有頻率適應(yīng)性功能 治療方法治療方法 頻率適應(yīng)性起搏器頻率適應(yīng)性起搏器 是變時性功能不全患者重要的治療方法是變時性功能不全患者重要的治療方法 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 頻率適應(yīng)性起搏 日?；顒尤粘；顒?

7、頻率適應(yīng)性起搏 固定頻率起搏 正常心率 150150 100100 5050 0 0 睡眠 醒來 坐起 走路 跑步 休息 心率心率 bpm 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 頻率應(yīng)答起搏器適合于哪些病人？ 具備起搏適應(yīng)證并伴變時性功能不全 Chronotropic Incompetence （CI）的患者； 所有起搏器適應(yīng)證患者的后備模式 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 誰更需要頻率

8、適應(yīng)？ 1. 老年人與年輕人？ 2. 婦女與男性？ 3. 欠健壯/活動少與?；顒咏颜?？ 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 按年齡分類的心率分布 0% 5% 10% 15% 20% 25% 90100110120130 心率心率 ( (次次/ /分分) ) 占總心跳占總心跳% % 65 歲歲 (n=33) P=ns P=ns P=ns P=ns P=.05 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlan

9、ta 心率心率( (次次/ /分分) ) 占總心跳占總心跳% % 0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14% 16% 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 男 n=28 女 n=29 0%25%50%75%100% 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14% 16% 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 心率心率 ( (次次/

10、 /分分) ) 占總心跳占總心跳% % 鍛煉鍛煉 n=20 平均平均 n=24 鍛煉少鍛煉少 n=13 0%25% 50%75% 100% 心率儲備心率儲備 體格分類的心率分布 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 頻率適應(yīng)性起搏的正確需要 1. 年長者需要與年輕人同樣高同樣高的心率支持 2. 婦女需要至少至少與男性一樣的心率支持 3. 活動少/欠健壯者需要更積極更積極的心率支持 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Cen

11、ter, Atlanta 頻率應(yīng)答與新陳代謝需求的關(guān)系 “Relationship between heart rate and oxygen kinetics during constant workload exercise” PACE, Oct. 1995, Dr. Neal Kay 氧傳遞 所需氧耗 缺氧區(qū) 休息時，氧耗與傳遞相等；開始運動開始運動時，氧耗呈臺階式臺階式上升與氧傳遞 中存在缺氧現(xiàn)象；心率加快，含氧血泵到全身，需較長時間較長時間達到新平衡。 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atla

12、nta 頻率應(yīng)答與新陳代謝需求的關(guān)系 研究證明需整合一種反應(yīng)快速的感應(yīng)器與一種相對反應(yīng)較慢的感應(yīng)器 共同運作來貼近正常人代謝需要的心率反應(yīng)，包括： 靜息至中度運動量時，需快速起搏，以達到快速增加心率，從而減少靜息至中度運動量時，需快速起搏，以達到快速增加心率，從而減少 缺氧的目的；缺氧的目的； 在高代謝水平時，應(yīng)均衡提供與代謝增加相貼近的心率變化，是相對在高代謝水平時，應(yīng)均衡提供與代謝增加相貼近的心率變化，是相對 慢的頻率反應(yīng)慢的頻率反應(yīng) “Physiologic demand during submaximal and maximal exercise may Require differe

13、nt heart rate responses”PACE, Oct.1995, Dr.Neal Kay 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 如何區(qū)分中度運動與劇烈運動？ 1、日?；顒宇l率 休息時：6080bpm 行走時：心率加快顯著， 通常會到90100bpm 2、劇烈運動頻率 心率加快，供氧增加至運動 強度要求，心率100個人最 大心率儲備（220-年齡） 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlan

14、ta 自動頻率應(yīng)答功能和體動傳感器 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 起搏器傳感器的基本類型 體動型非生理性 傳感器 壓電晶體傳感器 加速度傳感器 重力加速度傳感 器 生理性傳感器 呼吸頻率 每分鐘通氣量 QT間期 心肌阻抗 心肌峰值加速度 靜脈血流溫度 中央靜脈血氧飽 和度 右心室收縮壓 dP/dt 右心室除極 dV/dt 靜脈血液pH值 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta horiz

15、ontal component vertical component Frequency contents: 1-5 Hz 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 壓電晶體傳感器 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 壓電晶體傳感器 優(yōu)點 - 反映速度快 - 無需特殊電極 - 程控簡便 - 安全可靠 缺點 - 感知到的信號有時與工作負(fù)荷無關(guān) - 不能對生理需求做出正確反 映 - 過于靈敏，易受外

16、部環(huán)境影響（振 動） 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 壓電晶體傳感器的工作參數(shù) 模式(Mode) 活動閾值(Activity Threshold) 斜率(Slope) 上限傳感器頻率 低限頻率 加速度和減速度(Acceleration and Deceleration) 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 壓電晶體傳感器 USERS - Medtronic: Prodigy SR an

17、d DR, Thera family, Sigma Kappa 400 SR and DR - Saint Jude: Solus, SynchronyII and III, Trilogy SR and DR - Vitatron: Legacy SR and DR, Visa SR and DR Topaz II, Saphir II, Ruby II, Diamond II 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 加速度傳感器 測量支撐在彈性元件上的已知質(zhì)量重物的速度變化量 重物的位移與其

18、上所作用 的力成正比. Force / Masse = Acceleration 主要測量身體運動的橫向和前后方向的加速度 ( 步行, 跑步等) 根據(jù)所測量到的加速度值控制起搏頻率 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 加速度計傳感器 加速度加速度 感知元件感知元件 加速度加速度 檢測電路檢測電路 運算法則運算法則 加速度加速度 感知器感知器 指示的指示的 心率心率 加速度信號活動計數(shù) 閾值閾值 從加速度到傳感器指示的心率 3 Bakken Education Center, Atlanta

19、3 Bakken Education Center, Atlanta 加速度計傳感器 硅硅 玻璃玻璃 金屬電極金屬電極 Axis of sensitivity Hybrid C1 C2 硅電容加速度感知元件 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 加速度計傳感器 起搏器植入后起搏器植入后,加速度計加速度計 對身體前后運動的加速對身體前后運動的加速 度響應(yīng)度響應(yīng) 硅電容加速度感知元件 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Cen

20、ter, Atlanta 加速度計傳感器 0.1110 100 頻率頻率 (Hz) 加速度計響應(yīng)加速度計響應(yīng) 信號頻率帶信號頻率帶 加速度檢測電路 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 加速度計感知器 活動計數(shù) 時間 感知器 信號 活動閾值水平 加速度檢測電路 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 加速度計傳感器壓電晶體傳感器的比較 Hybrid Battery 體動感知器體動感知器 (壓電晶

21、體壓電晶體) Hybrid Battery 加速度計感知器加速度計感知器 體動 vs 加速度 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 加速度計感知器的程控 模式(Mode) 活動閾值(Activity Threshold) 斜率(Slope) 上限傳感器頻率 低限頻率 加速度和減速度(Acceleration and Deceleration) 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 加速度傳感器

22、 優(yōu)點 - 反應(yīng)速度快 - 結(jié)構(gòu)簡單可靠 - 無需特殊電極 - 對身體以外振動不敏感 - 所測量的加速度信號和病人 的運動能量成比例 缺點 - 非生理性參數(shù) - 特異性差 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 加速度傳感器 USERS - Biotronik: Dromos SR and DR - Ela Medical: Opus G - Guidant / CPI: Vigor SR and DR - Medtronic: Kappa SR and DR one of the Two se

23、nsors - Saint Jude: Trilogy SR+ and DR+, Regency SR + and Microny SR + 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 每分鐘通氣量傳感器(MV) 每分鐘通氣量：可以通過測量經(jīng)胸腔的電阻抗的變化，來計算一 段時間內(nèi)肺容量的變化來測量 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 每分鐘通氣量傳感器的測試脈沖 雙向測試脈沖，頻率：16Hz 測試

24、脈沖電流+/-1mA 測試脈沖寬度50s 3測試頻率范圍48(次/分） 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 傳感器功能的程控和應(yīng)用 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta SIGMA 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 體動頻率應(yīng)答曲線 3 Bakken Education Center,

25、Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta “Exercise”頻率上升曲線 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta “Exercise”頻率下降曲線 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 運動測試 Exercise Test 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, At

26、lanta 運動測試 Exercise Test 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 頻率應(yīng)答與新陳代謝需求的關(guān)系 研究證明需整合一種反應(yīng)快速的感應(yīng)器與一種相對反應(yīng)較慢的感應(yīng)器 共同運作來貼近正常人代謝需要的心率反應(yīng)，包括： 靜息至中度運動量時，需快速起搏，以達到快速增加心率，從而減少靜息至中度運動量時，需快速起搏，以達到快速增加心率，從而減少 缺氧的目的；缺氧的目的； 在高代謝水平時，應(yīng)均衡提供與代謝增加相貼近的心率變化，是相對在高代謝水平時，應(yīng)均衡提供與代謝增加相貼近的心率變化，是相對

27、慢的頻率反應(yīng)慢的頻率反應(yīng) “Physiologic demand during submaximal and maximal exercise may Require different heart rate responses”PACE, Oct.1995, Dr.Neal Kay 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 頻率適應(yīng)的分層處理 Kappa系列起搏器將頻率適應(yīng)分為兩段： 1、日?；顒臃秶l率日常活動范圍頻率 ADLR (Activity of Daily Living Rate)A

28、DLR (Activity of Daily Living Rate) 2 2、運動頻率、運動頻率 Exertion RateExertion Rate 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 頻率軌跡優(yōu)化 目標(biāo)頻率軌跡 (已加入起搏器軟件) 基于明尼蘇達大學(xué)的研究 總的心率分布，57例 平均取樣43小時 總總 的的 心心 率率 百百 分分 比比 心率心率

29、3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 頻率軌跡優(yōu)化的范圍和方式 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 動態(tài)優(yōu)化起搏頻率曲線 每月 每日 目標(biāo)頻率軌跡 ADL Range 日常活動范圍 Exertion Range 運動范圍 比較比較 和和 調(diào)整調(diào)整 實際的頻率軌跡 簡單來看，頻率軌跡優(yōu)化是將病人每月的傳感器 頻率軌跡去匹配目標(biāo)頻率軌跡。 3 Bakken Education Center, A

30、tlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta EnPulse/Kappa 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta Adapta 直觀直觀 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta New activity level Old activity level 移動滑鍵表現(xiàn)為反應(yīng)曲線的改變（桔色曲線）并即刻生效(2 weeks in EnPulse) 運作原理沒有任何

31、改變 改變反應(yīng)曲線-直觀 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 改變傳感器頻率-直觀 改變參數(shù)表現(xiàn)為反應(yīng)曲線的改變（桔色曲線）并即刻生效 運作原理沒有任何改變 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta Kappa 400的雙傳感器組合技術(shù) 體動傳感器體動傳感器 壓電晶體壓電晶體Piezo-Electric CrystalPiezo-Electric Crystal 啟動快速 生理性傳感器生理性傳感

32、器 每分鐘通氣量傳感器每分鐘通氣量傳感器(MV, minute ventilation)(MV, minute ventilation) 測量潮汐阻抗 相對較慢、均衡成比例 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 心心 率率 體動體動 M V 雙感知雙感知 運運 動動 組合傳感器前后的頻率應(yīng)答表現(xiàn)組合傳感器前后的頻率應(yīng)答表現(xiàn) 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Educatio

33、n Center, Atlanta Sensor Cross-Checking 下限頻率下限頻率 LRLR 日常活動頻率日?；顒宇l率 ADLRADLR 上限傳感器頻率上限傳感器頻率 Upper Sensor RateUpper Sensor Rate 100%100% 體動傳感器體動傳感器 的影響的影響 100%100% 分鐘通氣量傳分鐘通氣量傳 感器的影響感器的影響 0%0% 0%0% 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta Kappa 400雙傳感器的頻率交叉核對 通過體動傳感器的信號來核對

34、MV Sensor是否有不正 確的高于ADLR的起搏頻率； 體動傳感器的頻率已被限制在ADLR范圍內(nèi)， 因為: 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta HR=74bpm,start HR=77bpm，1min HR=82bpm，2min 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 交叉核對-合理的呼吸傳感器頻率 起搏器通過檢測體動傳感器的輸入信號，來確認(rèn)，或否認(rèn)每分鐘通起搏器通過檢測體動傳感器的輸入信

35、號，來確認(rèn)，或否認(rèn)每分鐘通 氣量傳感器指示的高起搏頻率氣量傳感器指示的高起搏頻率 當(dāng)每當(dāng)每分鐘通氣量傳感器分鐘通氣量傳感器MVMV指示指示高高活動頻率而活動頻率而體動傳感器體動傳感器指示指示低低 活動頻率時傳感器交叉核對功能會限制實際的起搏頻率?；顒宇l率時傳感器交叉核對功能會限制實際的起搏頻率。 例如：哮喘、憤怒、驚恐、發(fā)燒例如：哮喘、憤怒、驚恐、發(fā)燒 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 合理的傳感器頻率 取決于兩個限制頻率和CAR 1.自動交叉核對頻率Cross Check Rate 2.自動高限MV核對頻率High MV Rate 3.CAR：體動傳感器指示高或低頻率的衡量標(biāo)準(zhǔn) 3 Bakken Education Center, Atlanta 3 Bakken Education Center, Atlanta 對病人和臨床醫(yī)生的好處 Kappa 400與其他頻率適應(yīng)性起搏系統(tǒng)比較，有以下的改進： 1.對日?；顒雍瓦\動范圍的頻率適應(yīng)獨立程控，為病人在中、重度活動時 提供個性化的頻率適應(yīng); 2