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基础起搏心电图系列讲座（22）:
解读起搏器心室起搏阈值自动检测和夺获功能的心电图表现
浙江大学医学院附属邵逸夫医院心电图室 何方田
起搏阈值自动检测和夺获功能从二十世纪70年代提出到90年代（1994年）推出，期间经历了20余年，应用了四项新技术才使具有“阈值自动检测和夺获功能”起搏器变为现实：①应用镍钛合金制成低极化的起搏电极；②将双极电极导线程控为双极感知、单极起搏，因单极起搏可使起搏电极的表面积减少而降低极化电位；③应用特殊形态的起搏电极，进一步减少起搏电极的表面积；④检测极化电位的空白期设置为15ms，从而避开极化电位峰值的影响。
现代起搏器已具有自动测试心室起搏阈值和夺获功能，如圣犹达的Auto Capture起搏器；部分起搏器也同时具有心房、心室自动测试起搏阈值和夺获功能，如美敦力Enpluse型起搏器。这类起搏器的主要优点为节能、安全和省时。现结合各个图例对起搏器自动阈值夺获功能的心电图表现进行详细地解读。
一、基本概念
心室起搏阈值自动检测和夺获功能是指起搏器自动地测定起搏阈值，并根据阈值的变化自动地调整输出能量，即先以较低的起搏输出能量来检测每一个起搏脉冲是否均能夺获心室，若确认起搏脉冲未能夺获心室，则起搏器将以较高的输出能量发放心室备用脉冲，确保夺获心室，借以节约电能和避免心室失夺获。
具备心室起搏阈值自动检测和夺获功能的起搏器有四种特性：①确认自动夺获功能（Auto Capture）；②自动保护性起搏，即发放备用安全起搏脉冲；③自动测定起搏阈值；④自动调节输出能量。
二、确认自动夺获功能（Auto Capture）
这类起搏器具有ER感知系统（ER检测器）和普通的P波、QRS波群感知检测系统（P/R检测器）两套。前者是指起搏器测量**除极反应信号（简称ER），仅检测并感知起搏脉冲夺获心室后所产生的起搏QRS′波群，有ER信号出现表明起搏脉冲已有效地起搏了心室，ER值是起搏脉冲引起心室除极波的幅度，是保证自动夺获功能正常运转的重要参数；而后者是指检测并感知心脏自身节律所产生的P波、QRS波群。当起搏器发放起搏脉冲时，这两套感知系统同时关闭15ms，15ms后ER感知系统开放47.5ms感知期，检测起搏脉冲后有无相应的起搏QRS′波群出现。若有起搏QRS′波群出现，则脉冲发生器将抑制备用安全脉冲发放；若无起搏QRS′波群出现，则经过17.5～37.5ms处理窗口后起搏器将发放备用脉冲起搏心室（图1、图2、图3）。
图1 ER检测系统感知窗口
A段为起搏脉冲发放后15ms内ER感知系统和P/R检测器均暂时关闭；B段为ER检测系统，其感知窗口时间为47.5ms，若不能检出ER信号，则经过17.5~37.5ms处理窗口后起搏器将发放保护性高能量起搏脉冲；C段为起搏器处理窗口。
图2 ER感知系统检测心室起搏脉冲后是否出现起搏QRS′波群
在每次起搏脉冲发放后，为确保脉冲能夺获心室，起搏器从脉冲发放后的15ms开始检测ER信号
(心室夺获除极波)；如在**之后62.5ms内检测到ER信号，起搏器便确认夺获并进行重新计时。
图3 心室起搏脉冲失夺获后起搏器发放备用脉冲起搏心室
若起搏脉冲发放后未能夺获心脏，起搏器将从前一个脉冲发放后62.5ms（17+47.5ms），再经过17.5~37.5ms处理窗口后起搏器将发放备用安全脉冲，以确保安全有效起搏，该脉冲的电压为4.5V，脉宽0.5ms。发放此脉冲后起搏器不再进行ER信号检测。
三、自动保护性起搏
凡是在起搏脉冲发放后62.5ms内，ER感知系统未能检测到相应的起搏QRS′波群，起搏器便确认为心室失夺获，在心室脉冲后80～100ms处发放脉宽0.5ms、电压4.5V的备用脉冲来起搏心室确保安全，并且随后一个心动周期搏动的P-V或A-V间期延长100ms，以避免因真性、假性室性融合波而误判。因真性室性融合波含有起搏的QRS′波群，能被ER感知系统所感知；而假性室性融合波系起搏脉冲重叠在自身QRS波群中，其脉冲不能夺获心室而不能被ER感知系统所感知，起搏器将在心室脉冲后80～100ms处发放备用脉冲，该备用脉冲落在心室肌的不应期内而成为无效起搏。一次失夺获后立即将P-V或A-V间期延长100ms，若失夺获系假性室性融合波所致，则P-V或A-V间期延长后自身QRS波群即可显露；若因ER感知不良引起，则P-V或A-V间期延长后仍无自身QRS波群出现而呈现心室起搏（图4、图5）。
图4 Auto Capture 起搏系统对心室起搏失夺获的鉴别诊断
Auto Capture 起搏系统判定心室起搏失夺获时，将在心室起搏脉冲80ms后发放心室备用脉冲（如R2、R5搏动），并且随后一个心动周期搏动的P-V间期延长100ms（如R3、R6搏动），P-V间期延长后仍无自身QRS波群出现而呈现心室起搏。本例实际上并未发生心室起搏失夺获情况而发放了心室备用脉冲，可能由ER感知系统感知功能不足所致。
图5 Auto Capture 起搏系统连续判断心室起搏失夺获而启动起搏阈值自动搜索
Auto Capture 起搏系统判定S3、S4起搏脉冲心室失夺获时，在心室起搏脉冲80ms后发放心室备用脉冲，其中R4搏动的P-V间期延长了100ms，随后心室起搏电压增加，并启动起搏阈值自动搜索—房室间期缩短至40ms（R7～R9搏动）。本例也是因ER感知系统功能不足导致误判心室失夺获而引发起搏阈值自动搜索。
四、自动测定起搏阈值
为了准确地检测到脉冲**所引发的起搏QRS′波群，必须测定ER值，设置合理的ER感知灵敏度。阈值自动测定从原设定的电压降低0.25V所得的值开始起搏，如出现连续2次夺获，则以后每1个搏动再减0.125V继续起搏，直至不能有效起搏2次，则认为该起搏电压为阈下**。出现起搏失夺获后，起搏器立即自动提高起搏电压0.125mV，若该起搏电压能够连续2次有效夺获心室，此时的起搏电压即被确定为本次阈值检测的起搏阈值，起搏器将在此基础上自动增加0.25V作为此后8h的起搏阈值（图6）。在检测ER值时，A-V间期缩短为50ms，P-V间期缩短为25ms（在体表心电图上其P-V间期往往大于25ms，这与心房电极对P波感知并非发生在P波起始处有关），并且在心室起搏脉冲后80～100ms再发放一个备用脉冲。
Auto Capture在运作时其心电图特征：①非心房起搏时，即跟踪窦性P波起搏时，心室会发放2个起搏脉冲，且前一个心室起搏脉冲发放时P-V间期很短（25～40ms），与后一个心室备用脉冲的时距为80～100ms。②当心房起搏时，一个心搏中可出现3个起搏脉冲发放，其中第1、2两个起搏脉冲的时距很短，约50ms；第2、3两个起搏脉冲的时距为80～100ms（图7）。③大多数情况下，起搏状态改变时均表现为起搏QRS′波群呈成对出现。
图6 起搏阈值自动测定示意图
R1、R2搏动的心室起搏电压为1.25V时，其起搏脉冲能夺获心室；R3、R4搏动起搏电压降低至1.0V时，其起搏脉冲不能夺获心室，于80ms后发放4.5V的心室备用脉冲并夺获心室；R5、R6起搏电压提高至1.125V时，其起搏脉冲仍不能夺获心室，于80ms后又发放4.5V的心室备用脉冲并夺获心室（黑色的柱子）；R7、R8搏动起搏电压恢复至1.25V时，其起搏脉冲能恢复夺获心室。表明该患者实际的心室起搏阈值为1.25V，为安全起见心室起搏电压增加0.25V作为实际的起搏电压，即以1.5V作为心室起搏电压，如R9～R12搏动。
图7 双腔起搏器开启起搏阈值自动检测功能时所呈现心房起搏的A-V间期
50ms（R1～R4搏动）、跟踪窦性P波起搏的P-V间期60ms（R5～R7搏动）
五、自动调节输出能量
起搏阈值自动测定的时间设为每隔8h自动测定一次，或者原有起搏电压发生2次心室失夺获时，起搏器立即重新检测起搏阈值并确认新的起搏电压。
六、阈值管理功能（threshold management)
阈值管理与Auto capture一样具有心室起搏阈值自动调整功能。其阈值测试过程的心电图表现与Auto Capture稍有不同。
（1）为了保证测试时心室起搏，起搏器设定每次测试脉冲发放前有连续3个起搏心搏或自主心搏，称为“支持频率”。阈值测试时每检测3个支持频率后才发放一次测试脉冲；而Auto Capture的阈值测试无需“支持频率”。
（2）测试电压每次升降均为0.125V，而Auto Capture电压降低是0.25V，升高是0.125V。
（3）备用脉冲与测试脉冲间隔为110ms；而Auto Capture是100ms。
（4）无论测试脉冲夺获还是失夺获，备用脉冲均固定发放；而Auto Capture仅在测试脉冲失夺获时发放备用脉冲。
阈值管理功能的测试分为跟踪模式和非跟踪模式：①心房跟踪模式下起搏阈值测试（图8）：起搏器先测出支持频率的A-V间期，再缩短A-V间期，计算出合适的最短A-V间期，以便完全起搏心室。在此最短的A-V间期后发放测试脉冲，测试脉冲后110ms发放备用脉冲。②非心房跟踪模式：首先确定测试时的起搏或自主心律，测试起搏比支持频率快15次/min，备用脉冲发放如跟踪模式。
图8 心房跟踪模式下起搏阈值测试
DCG显示心室起搏阈值管理功能是心电图表现：第1个为房室顺序起搏，第二个为缩短的AV间期后紧跟1个起搏电压为0.375V的心室测试脉冲未能夺获心室，110ms后发放备用脉冲夺获心室；在经过3个支持频率后，起搏器再次进行阈值测试，此时测试脉冲电压递增为0.5V，并夺获心室，但在110ms后仍照常发放了备用脉冲，重叠于自身QRS波中。
六、实例分析
图9 双腔起搏器开启心室起搏阈值自动检测和夺获功能
病例1：患者男，58岁，临床诊断：病窦综合征、植入双腔起搏器1年。设置的起搏器参数：基本起搏周期1000ms，频率60～125次/min，A-V间期200ms。MV1、MV5同步记录（图9），显示窦性P-P间期0.85～0.88s，频率68～71次/min；R1～R4、R7搏动均由心室起搏脉冲所引发，且脉冲落在窦性P波的下降肢上，其P-V间期缩短至25～40ms，系起搏器进行心室起搏阈值检测所致，因起搏脉冲夺获了心室，故起搏器不再发放备用脉冲；R5、R6、R8搏动QRS波形正常，其前有相关的窦性P波，为窦性搏动，下传的P-R间期0.17s，P波下降肢及QRS波群起始处均有起搏脉冲重叠，P-V间期缩短至25～40ms，其中第1个脉冲为心室起搏脉冲，因其未能夺获心室，于0.09s后又发放了心室备用脉冲，但该备用脉冲重叠在窦性激动经房室交接区下传心室所产生的QRS波群起始部而形成伪室性融合波。心电图诊断：①窦性心律；②双腔起搏器，呈VAT工作模式，可见伪室性融合波；③该起搏器具备自动阈值夺获功能。
图10 双腔起搏器开启心室起搏阈值自动检测和夺获功能
病例2：患者男，56岁，临床诊断：病窦综合征、植入双腔起搏器2年。设置的起搏器参数：基本起搏周期1000ms，频率60～120次/min，A-V间期0.36～0.45s。MV1、MV5导联同步记录（图10），显示窦性P-P间期0.92s，频率65次/min；R2搏动连续发放3个起搏脉冲，第1个脉冲为心房脉冲，第2个脉冲为心室脉冲，因其未能夺获心室，于0.08s后又发放了高能量备用脉冲夺获心室；R3～R5搏动连续发放相距0.08s的2个起搏脉冲，第1个脉冲系心房电极感知窦性P波后触发心室脉冲发放，因其未能夺获心室，于0.08s后又发放了高能量备用脉冲夺获心室；R6、R7搏动因提高了起搏电压，其心室脉冲顺利夺获心室，故只有1个脉冲发放。心电图诊断：①窦性心律；②双腔起搏器，呈DDD、VAT工作模式，其功能未见异常；③起搏器开启心室起搏阈值自动检测和夺获功能。
图11 双腔起搏器开启心室起搏阈值自动检测和夺获功能
病例3：患者男，62岁，临床诊断：病窦综合征、植入双腔起搏器2年。设置的起搏器参数：基本起搏周期1100ms，频率55～125次/min，A-V间期200ms。MV1导联（图11）未见窦性P波，R1、R2搏动可见连续出现3次起搏脉冲，其中第1个脉冲为心房起搏脉冲，相隔0.05s的第2个脉冲为心室起搏脉冲，因其未能夺获心室，于0.09s后又发放了心室备用脉冲，该备用脉冲夺获心室并与心房起搏激动经房室结下传共同除极心室形成了室性融合波；R3、R4搏动可见连续出现2次起搏脉冲，相隔0.05s，其中第1个脉冲为心房起搏脉冲，第2个脉冲为心室起搏脉冲，因其夺获了心室，起搏器不再发放备用脉冲；R5、R6搏动为AAI起搏，其起搏周期1.10s，频率55次/min，A-R间期0.17s。心电图诊断：①双腔起搏器，呈DDD和AAI工作模式，其功能未见异常；②起搏器开启心室起搏阈值自动检测和夺获功能；③室性融合波。
图12 双腔起搏器开启心室起搏阈值自动检测和夺获功能（引自蔡卫勋）
病例4：患者男，76岁，临床诊断： 病窦综合征，植入双腔起搏器1天。设置的起搏器参数：基本起搏周期1000ms，频率 60～120次／min，A-V间期320ms。DCG显示Auto Capture的运作时心电图表现（图12）：A-V间期缩短至50ms，在阈值测试过程中，R2～R5心室脉冲均能夺获心室，而R6、R7心室脉冲随着输出电压递减至阈下**，未能夺获心室，故在测试脉冲后100ms发放了备用脉冲，强制起搏心室；R8、R9心室脉冲在阈下**的基础上递增了0.125V后恰好能够夺获心室，故该次起搏电压值被起搏器认定为心室的起搏阈值。最终的输出电压将自动地设置为较测得的心室起搏阈值高0.25V，以确保能够夺获心室。阈值测试运作结束后又恢复至原先程控的起搏状态。
七、结束语
综上所述，植入双腔起搏器患者，其心电图中若出现已下4种表现之一者，一定是开启了起搏阈值自动检测和夺获功能：①连续发放3次起搏脉冲，表现为“A-V-V”模式，其A-V间期0.05s、V-V间期0.08～0.10s；②连续发放2次起搏脉冲，表现为“A-V”模式，其A-V间期0.05s；③连续发放2次起搏脉冲，表现为“P-V-V”模式，其P-V间期0.03～0.05s，V-V间期0.08～0.10s；④仅发放1次起搏脉冲，表现为“P-V”模式，其P-V间期0.03～0.05s。后两种情况极易误诊为干扰性房室分离，千万注意！
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发表于 2015-11-23 21:29
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