心电系列：起搏心电图
起搏心电图
南京明基医院 张新民
心脏起搏器是一种电子仪器，它通过发放一定频率的低能量电脉冲刺激心脏，使之发生激动 及收缩。其功能是在心脏不能正常发出冲动或发生传导障碍时，替代或模拟心脏冲动的形成和传导，以保证心脏不出现过长时间的停搏。心脏由起搏器起搏的心电图称为起搏心电图。
一、起搏心电图基本知识
（一）心脏起搏器简介
心脏起搏器系统由脉冲发生器（即起搏器）和电极导线组成。起搏器可置于体外或埋植于体内，前者主要用于临时起搏，而后者是埋植于体内的永久性起搏器。电极导线的顶部有担负起搏和感知功能的金属电极。
电极导线有单极与双极两种：
①单极电极导线：电极导线的顶部仅有一个电极，作为起搏器的阴极，起搏器自身的金属壳作为阳极；
②双极电极导线：电极导线的顶部有两个电极，其顶端电极为阴极，距其 1cm处的环状电极为阳极（图12-1）。
图 12-1起搏器电极导线类型
A：单极电极导线B：双极电极导线
（二）心脏起搏器的基本功能
（1）起搏功能
起搏功能是指起搏器能按人为的设定发放电脉冲，经电极导线刺激心脏使之激动和收缩。
（2）感知功能
感知功能是指起搏器能够检测出一定幅度的、自身的心电活动，并能做出相 应的反应。其反应是，当起搏器感知自身的心电活动后抑制（或触发）起搏器发放一次电脉冲。起搏器若在一定时间里未感知到电信号，起搏器便发放电脉冲起搏心脏，此即起搏器的“按需起搏功能”。
（三）起搏心电图
（1）起搏信号
起搏信号代表起搏器释出的电信号。其持续时间短暂约为0.5ms，常表现为 一条垂直线条（图12-2），故又名为“钉样”标记。
起搏信号振幅的大小与正负极间的距离成正 比关系。因此随采用不同的起搏导线，起搏信号的大小有较大差异。对于双极电极导线（又称双极起搏），其正负两级间的距离小，起搏信号往往较小（有时在某些导联几乎看不到）。而在单极起搏中，正负两级间距离较远，起搏信号则较大,两者的比较见图12-3。
图 12-2起搏信号与起搏波
图中箭头所指为起搏信号，其后为相应的心房除极波和心室除极波
图 12-3单极起搏与双极起搏起搏信号的对比
A图为单极起搏，其起搏信号较大；B图为双极起搏，起搏信号明显减小
（2）心房起搏图形由起搏信号和其后的P波组成，其P波的形态与起搏电极安放在（右） 心房内的位置有关。
（3）心室起搏图形由起搏信号和紧随其后宽大畸形的QRS波群组成。QRS波群形态取决于 心室除极顺序。起搏心室的起搏电极通常置于右室心尖部，起搏器发放的电刺激首先使右室除极，再经心肌传至左室使之除极。由此致QRS波群宽大畸形，且其心室除极顺序类似左束支阻滞的情况，故起搏产生的 QRS波群形态多近似左束支阻滞心电图的形态特征。
(4) 起搏心电图中的时间间期 起搏心电图中，心房或心室自身的电活动（P 波或QRS波） 与其相关的起搏信号之间的间期称为起搏逸搏间期，两次连续起搏信号之间的间期称为起搏间期（图12-4）。多数情况下起搏逸搏间期与起搏间期相同。如起搏器启用频率滞后功能，则起搏逸搏间期比起搏间期长。
图 12-4起搏逸搏间期与起搏间期
因未启用频率滞后功能，故该患者的起搏逸搏间期与起搏间期相等。 图中可见到不同形态的QRS波群，其中第2、3、6、7个QRS波群为心室起搏图形；
第9、10个激动为正常窦性QRS波群；第1、4个QRS波群前有窦性P波，其QRS形态介于上述两者之间，为心室融合波；第5个激动是房性早搏；第8个激动是心室夺获伴室内差异传导
(5)起搏心电图中的A-V间期又称A-V延迟，其意义相当于心电图的PR间期，它是指感知 的P波或起搏的心房波与继之出现的心室起搏或感知的心室波之间的间期。A-V间期包括：
①感知的P波至起搏的QRS波之间的间期；
②起搏的心房脉冲信号到感知的QRS波之间的间期；③心房和心室两个起搏信号之间的间期。A-V的间期长短可以程控设定。
（四）心脏起搏器类型及其功能
1、心脏起搏器根据其起搏的心腔分为三类：
①单腔起搏器：指仅有一根电极导线置于心房或心室进行起搏；
②双腔起搏器：是心房和心室内各置一根电极导线（多为右房及右室）；
③三腔起搏器：指有3根电极导线分别置于双心房+右室，或右房+双心室。
2、根据起搏器起搏模式和功能的不同，有关国际组织为其制定了“NBG”编码（表12-1）。 按字母次序，第1个字母指起搏的心腔；第2个字母指感知的心腔；第3个字母指感知后的反应方式。
通过NBG代码可很方便的得知该起搏器的起搏模式与功能。例如AAI起搏器代表起搏部位在 心房，并感知心房自身激动，感知到心房自身激动后的反应是抑制起搏器发放一次脉冲；DDD 起搏器为双腔起搏器，其放置心房、心室的电极均具有起搏与感知功能，感知心房心室自身激动后的反应方式是抑制或触发起搏器发放一次脉冲。
二、不同类型起搏器的心电图表现
由于目前临床上三腔起搏器应用尚少,故以下仅对单腔及双腔起搏心电图作简单介绍。 1、单腔起搏心电图 单腔起搏器有 AAI/AAT、VVI/VVT、AOO、VOO等类型，但临床上最常用的单腔起搏器是AAI和VVI两种。
（1）AAI 起搏器
AAI起搏器为心房起搏—心房感知—抑制型起搏模式，又称心房按需起搏 器。其起搏电极安放于右心房心耳部，兼有起搏和感知功能。在设定的时间（起搏逸搏间期）内若无自身的心房电活动，AAI 能自动地释放一次电脉冲起搏心房。在设定的时间内若有自身心房电活动出现，起搏器在感知到自身心房电活动后的反应是抑制起搏器发放一次电脉冲。临床上AAI起搏器主要适应证为窦房结功能不良而房室传导功能正常的患者，其引起心房、心室顺序收缩，故属于生理性起搏。
AAI起搏心电图特点为：
①当自身PP间期长于起搏逸搏间期时，起搏器发放刺激引起一个心房除极波（P波）（图12-5）；
②每个起搏的P波后跟随下传心室的QRS波群，其形态呈室上性；
③当 PP间期小于起搏逸搏间期时，起搏器感知心房激动并停止一次电脉冲的发放。
图 12-5 右心房起搏心律（AAI起搏）
（2）VVI 起搏器
VVI起搏器为心室起搏—心室感知—抑制型起搏模式，又称心室按需起搏 器。由于VVI为心室单腔起搏，与心房收缩无关，失去了房室顺序收缩的生理特性，故被称为非生理性起搏。VVI 起搏器适用于各种心动过缓，如房颤伴心室率过缓或伴长间歇者，及完全性房室传导阻滞并心室率过缓等。其中前者除阵发性房颤外，VVI 起搏器是其唯一的选择。对于后者，VVI 起搏器虽可为心动过缓患者提供心率支持，但不能有效地改善其血流动力学状况，故对经济条件允许的患者可选用能房室顺序起搏的生理性起搏器，如DDD起搏器。
VVI起搏器的起搏电极置于右心室心尖部，其兼有起搏和感知功能。当自身心率慢较时，起 搏器按起搏间期规律地发放电脉冲触发心室除极；当自身心律稍快出现自身的QRS波群时，心室内电极即感知并抑制起搏器发放一次电脉冲。
VVI 起搏心电图（图12-6、7）特点为：
①起搏的QRS波群前可见起搏信号；
②起搏的QRS波群呈宽大畸形类似左束支阻滞及左前分支阻滞图形，V1～V6导联多数表现为以 S波为主的宽 QRS 波，少数 V5、V6导联呈宽阔和低幅向上的 QRS 波群；
③电轴常在-30º～-60º之间；
④继发性 ST-T 改变；
⑤当自身激动（提前）激动心室时，起搏器停止发放一次脉冲，当自身心率过缓RR间期长于起搏逸搏间期时，起搏器便发出电脉冲，起搏心室。
图 12-6 心房颤动，VVI起搏，室性融合波（F）
图 12-7 右心室起搏心律（VVI起搏）
2、双腔起搏心电图
双腔起搏器的功能及心电图表现比单腔起搏器复杂，但其具有更多的 生理性功能和更佳的血液动力学效果。双腔起搏器有VAT、VDD、DVI、DDI、DDD等类型，其中以DDD 起搏器功能最完善。许多年来，双腔起搏器曾经有过这种或那种类型，但目前临床绝大多数采用的是DDD起搏系统。临床上可根据需要将DDD起搏器程控为DVI、DDI、VDD、VVI等不同的起搏模式工作（图12-8）。
图 12-8不同起搏模式示意图
（1）VAT 起搏器
VAT为心房感知心室起搏模式。心房电极只有感知功能而无起搏功能，心 室电极只有起搏功能而无感知功能。其工作原理是：心房电极感知P波后，经A-V延迟，触发心室起搏。VAT 起搏仅适应于窦房结功能正常的完全性房室传导阻滞的患者。但由于其不感知心室电活动，易产生心室竞争心律，故目前已不生产这类起搏器。在安装了DDD起搏器的患者中有时可见到该起搏模式（图12-10）。
（2）VDD 起搏器
VDD也是一种心房感知心室起搏模式。心室电极具有感知和起搏功能，心 房电极仅具有感知功能，它与VAT起搏模式不同在于它能感知心房和心室两个心腔的电活动，从而克服了VAT起搏模式可能与自身心室波竞争而诱发室性快速心律失常的缺点。但由于心房电极不具备起搏功能而限制了该起搏器在临床中的使用。
（3）DVI 起搏器
DVI起搏模式为房室顺序起搏方式。心室电极具有感知和起搏功能，而心 房电极仅具有起搏功能。DVI 模式下，自身心房活动不会抑制心房起搏脉冲的发放，心房起搏脉冲可能落入自身心房律的易损期而触发房性心律失常，故这种起搏模式目前已基本不用。在安装了DDD起搏器的患者中有时可见到DVI起搏模式中的房室顺序起搏（图12-9）。
（4）DDI 起搏器
其心房、心室电极均具有起搏与感知功能，感知后的反应均抑制其电脉冲 发放。在设定的V-A间期内，若心房电极未感知到自身P波，则发放心房刺激产生一个起搏P波，且在此后设定的A-V间期内，心室电极若未感知到自身QRS波便发放心室刺激脉冲，产生一个起搏QRS波群。若在设定的V-A间期内心房电极感知到一个以上的自身心房波（P波或f波）则抑制心房刺激的发放，也不按A-V间期触发心室起搏，故当心房电极感知过快的心房率时，不会触发心室起搏，可避免一过性房性心动过速引起的快速心室起搏跟随，而起搏器以VVI模式工作。
（5）DDD 起搏器心房、心室电极均具有起搏和感知功能，感知后的反应方式为触发和抑 制双重反应。DDD 起搏器可以被程控为各种不同的工作模式，也可以根据自身心率的变化自动的转换为 DVI、AAI、VAT、VVI 等不同起搏模式工作，因其工作模式齐全及模式的自动转换功能，故又被称为“全自动”起搏器。当心房电极在设定的V-A间期内感知自身P波后便抑制心房电脉冲发放，并按设定的A-V间期触发心室电脉冲发放起搏心室；当心室电极感知到自身QRS波后则抑制心室发放电脉冲，并按 V-A间期触发心房电脉冲发放起搏心房。
DDD起搏器以何种起搏模式工作取决于患者自身节律的频率、房室传导的状态以及起搏器参 数的设置。因此，植入DDD起搏器的患者可以在不同时间出现不同的心电图表现：
①当自身PP间期大于起搏间期且房室传导慢于起搏器所设定A-V延迟时（PR间期大于A-V延迟），起搏器以房室顺序起搏的DVI模式工作（图12-9）；
②当自身PP间期大于起搏间期，但房室传导正常（即PR间期小于A-V延迟）时，起搏器以心房起搏心室下传的AAI模式工作（图12-5）；
③当自身PP间期小于起搏间期，心房电极感知自身P波而抑制心房脉冲发放，若房室传导慢于起搏器A-V延迟时（PR间期大于A-V延迟），起搏器以心房感知心室起搏的VAT模式工作（图12-10）；
④当自身PP间期小于起搏间期，且房室传导快于起搏器A-V延迟时（PR间期小于A-V延迟），心房、心室电极均感知并抑制各自电脉冲发放，心电图表现为自身窦性心律。
图 12-9 房室顺序起搏（DVI起搏）
图 12-10 心房感知-心室起搏（VAT起搏）
三、起搏器故障的心电图表现
起搏系统故障主要表现为：起搏功能障碍，起搏频率改变及感知功能障碍。
（一）起搏功能障碍
正常的起搏功能是起搏器能按照感知的信号和自身的设定的起搏间期进行起搏。心电图可以判定起搏器是否定时的发放起搏脉冲，以及起搏脉冲是否有效地激动了心房或心室。
1、起搏停止
指起搏器停止发放起搏脉冲。心电图表现为自身激动的周期长于设定的起搏逸 搏间期，却不见起搏信号出现。
2、起搏无效
心电图上可见心房或心室起搏信号，但其后无激发的P波或QRS波（图12-11、12）。
图 12-11心房起搏与感知功能障碍
这是一份安装了AAI心脏起搏器2个月后患者的心电图。图中可见初始的4次及第9个心房起搏功能正常； 而第5、10、12个起搏信号后无起搏的P波，提示心房起搏功能障碍；第6、7、11、13个起搏信号落在自 身P波后，提示心房感知功能障碍，其中除第11个起搏心房外其他受不应期影响未能起搏心房；第8个起 搏信号发放时窦性激动已传至心房，故成无效起搏；第5～7、9、10个QRS波群前有窦性P波为窦性心律 或窦性心搏
3、临床意义
起搏停止可见于电极导线与起搏器接触不良、电极导线断裂、起搏器电池耗竭 等情况；无效起搏的最常见的原因是电极导线移位或与心肌接触不良。此外，起搏器植入早期由于心肌组织的炎症和水肿，晚期由于电极周围心肌纤维化，造成起搏阈值增高而发生局部传出阻滞，导致起搏无效。
（二）起搏频率的改变起搏频率改变指起搏器发放脉冲的频率变慢、变快或不规则。
当发现起搏器发放脉冲的频率比设定值变慢或变快超过10%或出现明显不规则，是更换起搏 器的一个指征。当起搏器电池耗竭时，心电图表现为起搏频率下降，随后起搏器可自动转换工作方式至VVI或DOO（此为起搏器的支持方式），最后过渡至电池完全耗竭，起搏起停止工作。
（三）感知功能障碍起搏器感知功能异常分为感知过度和感知不良两种。
1、感知过度又称超感知，指起搏器对不应该感知到的信号发生感知。引起感知过度的干扰 源有内源性与外源性两种。内源性干扰包括肌电信号、T 波及心电的交叉感知，后者指心房电极感知心室信号或心室电极感知心房信号；外源性干扰包括电磁波干扰（如医源性电磁波、移动电话信号等）及交流电等。其心电图可表现为：①心房或心室起搏脉冲信号的间距不规则延长，这是因为感知后对起搏脉冲发放产生抑制的结果；②心房超感知后经A-V间期触发心室起搏，甚至引发起搏器介导性心动过速。
2、感知不良又称感知低下，指起搏器对心脏自身的P波或QRS波群不能感知，仍按（设定 的）起搏间期发放脉冲。感知不良的主要原因是电极导线放置的位置不当，也可因起搏器的感知灵敏度设置过低而导致感知不良。其心电图表现为：自身P波或QRS波后，仍然出现心房或心室起搏脉冲信号，且此信号可落在自身P波或QRS波内或其后的不同部位（图12-11、12）。
图 12-12心室起搏与感知功能障碍
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