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基础起搏心电图解读系列讲座（18）：
解读起搏器的各种频率
浙江大学医学院附属邵逸夫医院心电图室 何方田
现代起搏器为了模仿窦房结、房室结功能，特地设置了各种频率自动调控功能，如频率应答功能和睡眠功能、回退功能、平滑功能和飞**能及预防心室频率骤降功能等，此外还设置了上下限频率（见于具有频率应答功能起搏器）、频率滞后功能和滞后搜索功能、干扰频率、磁铁频率等；植入ICD患者在发生心动过速时，将会启动抗心动过速起搏。当起搏器电能耗竭或电子元器件失灵时，还可出现频率奔放现象。现对起搏器各种频率的基本概念、心电图表现归纳如下。
一、频率应答和睡眠功能
（1）频率应答：是指起搏器根据机体的需求能模仿窦房结功能自动地增快或减慢起搏频率[1]，分为上限频率（运动时发放的最快频率）和下限频率（休息时最慢的起搏频率）。也称为感知器驱动频率（图1）。
（2）睡眠功能：又称为自动睡眠反应或静止频率，是根据患者日常休息时间所设置的一种起搏频率自动下降的功能，借以节约电能和接近机体生理规律。通常是夜间起搏频率较白天明显减慢（图1）。有程控睡眠频率和自动睡眠频率两种设置方法[2]41-42：①程控睡眠频率：是指启用起搏器内置时钟，根据患者作息规律，将睡眠频率预设到某一时间段，届时起搏器根据设定的时间和频率会自动提前0.5h开始由基础起搏频率逐渐减慢到睡眠频率，而在活动时间开始前的0.5h，起搏频率又从睡眠频率逐渐增快至基础频率。②自动睡眠频率：是指起搏器根据患者活动变化采集一周数据绘成直方图，自动地判断患者的活动强度，并区分工作和睡眠状态，自动地设置和更新睡眠模式阈值；一旦睡眠阈值确定后，睡眠频率的自动控制则开始启动，于15～20min后以睡眠频率起搏，自动睡眠频率更为接近生理状况。
图1 AAIR起搏器的起搏频率动态变化
例1：患者男性，56岁，临床诊断：病态窦房结综合征、植入AAIR起搏器3年。设置的起搏器参数：基本起搏周期为1100ms，频率55～125次/min。上、下两行系MV5导联（图1）在16:05、01:00记录，显示AAI起搏心律，起搏周期分别为0.86s、1.10s，频率分别为70次/min、54次/min。心电图诊断：心房起搏器，呈AAI起搏心律，具有频率应答功能（AAIR），起搏器功能未见异常。
二、频率回退
频率回退是指双腔起搏器1∶1跟踪自身心房频率时（窦性P波、房性异位P′波、F波），超过了其所设定的心室上限频率，此时起搏器便出现房室文氏现象、2∶1～3∶1传导或自动转换为VVI起搏模式，使心室频率降至上限频率范围以内[3]。
（1）起搏器呈房室文氏现象：当心房频率略快于起搏器上限频率时，即上限频率间期大于心房总不应期，心房电极感知自身心房波后并不立即触发心室起搏，而是呈现P-V间期逐渐延长后再触发心室起搏，直至P波落在心室后心房不应期内，不再被心房电极所感知，出现1次心室漏搏现象，将过快的心房频率降至起搏器上限频率范围以内（图2）。文氏现象时将出现两种起搏周期：①上限频率间期，即Vp-Vp间期；②夹有P波脱落的长Vp-Vp间期，为R＇-P间期、P-P间期及P-V间期三者之和。
图2 双腔起搏器，房室呈4∶3文氏现象
例2：患者男性，77岁，临床诊断：三度房室传导阻滞、植入双腔起搏器1年。设置的起搏器参数：基本起搏周期1200ms，频率50～80次/min，A-V间期240ms，心室后心房不应期200ms，心室不应期250ms。V1导联定准电压5mm/mV（图2），显示窦性P-P间期0.63s，频率96次/min，P-V间期由0.24s→0.31s→0.50s→P波下传受阻，房室呈4∶3传导，将过快的心房频率回退至上限频率范围以内，QRS波群均由心室起搏脉冲所引发。心电图诊断：①窦性心律；②三度房室传导阻滞；③双腔起搏器，呈DDI模式起搏；④起搏器呈4∶3房室文氏现象；⑤起搏器功能未见异常。
（2）房室呈2∶1传导：是指心房频率快于起搏器上限频率时，即上限频率间期小于心房总不应期，第1个心房激动落在起搏器的心房不应期内而未被心房电极所感知，第2个心房激动则被心房电极所感知且触发心室起搏，房室呈2∶1传导，将过快的心房频率回退至起搏器上限频率范围以内，此时的P′（F）-V间期固定，偶尔呈长、短交替（图3）。
图3 心房扑动时，双腔起搏器以2∶1阻滞方式进行频率回退
例3：患者男性，68岁，临床诊断：病态窦房结综合征、植入双腔起搏器4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120～200ms。V1导联（图3）显示窦性P波消失，代之以F波，F-F间期0.25s，频率240次/min；QRS波群均由心室起搏脉冲所引发，房室呈2∶1阻滞，F-V间期0.20s、0.12s交替出现，导致心室起搏频率呈120次/min、97次/min交替出现。心电图诊断：①阵发性心房扑动伴快速的心室率；②双腔起搏器，呈VAT起搏模式，房室呈2∶1传导；③起搏器功能未见异常；④F-V间期呈长、短交替出现，其机制不详。
（3）房室呈3∶1传导：是指心房频率快于起搏器上限频率，即上限频率间期小于心房总不应期且A-V间期大于心房频率间期时，第1个心房激动落在起搏器的心房不应期内而未被心房电极所感知，第2个心房激动则被心房电极所感知且触发心室起搏，第3个心房激动又落在起搏器的心房不应期内，房室呈3∶1传导[3-4]，将过快的心房频率回退至起搏器上限频率范围以内，此时的P′（F）-V间期固定（图4）。
图4 心房扑动时，双腔起搏器以3∶1传导方式进行频率回退
例4：患者男性，59岁，临床诊断：病态窦房结综合征、植入双腔起搏器3年。设置的起搏器参数：基本起搏周期1000ms，频率60～100次/min，A-V间期300ms，心室后心房不应期300ms，心室不应期300ms。V1导联定准电压5mm/mV（图4），显示窦性P波消失，代之以F波，F-F间期0.23s，频率258次/min；QRS波群均由心室起搏脉冲所引发，F-V间期0.30s，房室呈3∶1传导，心室起搏频率86次/min。心电图诊断：①阵发性心房扑动伴正常的心室率；②双腔起搏器，呈VAT起搏模式，房室呈3∶1传导；③起搏器功能未见异常。
（4）启动保护性模式自动转换：分为正转换和反转换两种。①正转换：是指双腔起搏器（DDD）或具有频率应答功能双腔起搏器（DDDR）遇及快速性房性心律失常（如房性心动过速、心房扑动及颤动），起搏器出现文氏型阻滞、2∶1阻滞或3∶2阻滞（即3∶1传导）不足以将心室频率降至上限频率范围以内，则起搏器关闭心房感知器及类房室结样传导功能，不再跟踪心房频率进行起搏，自动转换为VVI、VDI或DDI模式起搏[4]，直至心房频率恢复正常，称为正转换（图5）。需要设置一个合适的可以引起模式转换的自身心房频率和模式转换时的基础起搏频率，一般前者设置在170次/min[5]。一旦自身心房频率大于模式转换的心房频率时，模式转换功能将被激活，起搏器将以该基础频率起搏，该基础起搏频率略高于通常的基础起搏频率，以减少患者的不适感。此时的P′（F）-V间期长、短不一，即P′（F）波与起搏QRS＇波群无关。②反转换：当快速性房性心律失常终止时，起搏模式又从VVI、VVIR或DDI自动地转换为DDD或DDDR，称为反转换[5]。
图5 心房扑动时，双腔起搏器自动转换为VVI模式起搏
例5：患者男性，47岁，临床诊断：扩张型心肌病、植入双腔起搏器5年。设置的起搏器参数：基本周期1100ms，频率55～100次/min，A-V间期180ms。Ⅱ导联（图5）显示窦性P波消失，代之以F波，F-F间期0.26s，频率231次/min；QRS波群均由心室起搏脉冲所引发，其起搏周期0.93s，频率65次/min，较原设置的基础起搏频率（55次/min）快10次/min；F-V间期长短不一。心电图诊断：①心房扑动伴正常的心室率；②完全性房室分离，可能为混合性房室分离所致（阻滞与干扰因素兼有之）；③双腔起搏器开启模式自动转换功能，呈VVI起搏模式；④起搏器功能未见异常。
三、频率平滑功能和飞**能
（1）频率平滑功能：是指自身节律的频率突然增快或减慢时，双腔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（3%、6%、9%或12%）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[2]41-42（图6、图7）。
图6 双腔起搏器以ADI（AAI）模式起搏并开启频率平滑功能
例6：患者女性，67岁，临床诊断：病态窦房结综合征、植入双腔起搏器4个月。设置的起搏器参数：基本起搏周期1100ms，频率55～100次/min，A-V间期240ms。MV5导联（图6）未见窦性P波，呈现ADI（AAI）起搏心律，其基本起搏周期1.10s，频率55次/min；可见连续6个提早出现的P′-QRS-T波群，频率109～154次/min，为短阵性房性心动过速；当其终止后，心房起搏频率增快至75次/min，使心室频率处于平稳的变化状态。心电图诊断：①提示窦性停搏；②短阵性房性心动过速；③双腔起搏器，呈ADI（AAI）和ODI起搏模式；④起搏器开启频率平滑功能；⑤起搏器功能未见异常。
图7 双腔起搏器以VAT和DDD模式起搏并开启频率平滑功能
例7：患者女性，73岁，临床诊断：病态窦房结综合征、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60～100次/min，A-V间期170ms。MV1导联（图7）显示窦性P-P间期0.72～0.80s，频率75～83次/min，R1～R3、R8、R9搏动为心房电极感知窦性P波后触发心室起搏；R4～R6搏动为短阵性室性心动过速，频率143～156次/min；当短阵性室性心动过速终止后，出现DDD起搏，如R7搏动，其起搏逸搏周期0.74s（频率81次/min），明显短于基本起搏周期，表明该起搏器具有频率平滑功能。心电图诊断：①窦性心律；②短阵性室性心动过速；③双腔起搏器，呈VAT和DDD起搏模式，开启频率平滑功能；④起搏器功能未见异常。
（2）飞**能：飞**能的实质是起搏器的频率平滑功能，是指起搏器以较快的频率发放起搏脉冲，防止自主节律的频率骤降，进而达到频率平滑之目的，对保护心功能、维持植物神经功能的稳定及预防恶性室性心律失常均有重要意义。当患者自主心律突然下降，与实时的平均心室率相差＞15次/min时，起搏器开启飞**能[6-7]，即以实时的平均心室率－15次/min的频率发放起搏脉冲，数次后以每跳降低2次的频率起搏，直至降到起搏器的下限频率或自主心室率超过飞轮频率为止（图8）。
图8 VVIR起搏器开启飞**能导致起搏频率增快（引自刘霞）
例8：患者女性，65岁，临床诊断：心房颤动、植入VVIR起搏器1年。设置的起搏器参数：基本起搏周期为1100ms，频率55～120次/min。MV1、MV5导联同步记录（图8），显示窦性P波消失，代之以f波，其下传的R-R间期不规则，MV5导联ST段呈缺血型压低约0.1mV，T波倒置；R6～R8搏动为VVI起搏，其中R6搏动为室性融合波，其起搏周期0.60s，频率100次/min，起搏逸搏周期0.66s；R3、R9搏动有心室起搏脉冲重叠，属伪室性融合波。心电图诊断：①心房颤动伴快速的心室率；②心室起搏器，呈VVIR起搏模式，开启飞**能；③可见室性融合波、伪室性融合波；④起搏器功能未见异常；⑤ST-T改变。
四、频率骤降反应引发的快速起搏
（1）基本概念：频率骤降反应又称为抗迷走神经反射性晕厥起搏或抗心动过缓快速起搏，是指当患者自身心律出现骤降而发生晕厥前兆时，起搏器立即以较高的起搏频率发放脉冲起搏心室，以提高心输出量，防止心源性晕厥的发生[2]141-142。
（2）适应证：迷走神经反射性晕厥患者。
（3）基本方法：设置较低的滞后频率和较高的干预频率两种，如对一个已知或可疑的迷走神经反射性晕厥患者，可将滞后频率设置为40次/min，基础频率（干预频率）设置为90～100次/min。一般情况下，起搏器不会发放起搏脉冲，只有当患者自身心律骤降时，程控的干预频率将被激活，使患者可以获得迅速而较快的起搏频率支持（图9）。
图9阵发性高度～三度房室阻滞导致心室频率骤降，引发VVIR起搏器开启抗迷走神经性晕厥起搏
例9：患者男性，38岁，临床诊断：阵发性高度房室阻滞伴晕厥、植入VVIR起搏器1年。设置的起搏器参数：基本起搏周期1500ms，频率40～150次/min。MV5导联连续记录，定准电压5mm/mV（图9），显示P5、P6未能下传心室，也未见房室交接性、室性逸搏出现，于2.35s（26次/min）后出现连续7次快速心室起搏，频率达143次/min，停止心室起搏后，窦性P波仍不能下传心室，在1.72s（35次/min）后又出现连续9次快速心室起搏（143次/min），其后恢复正常的房室传导。心电图诊断：①窦性心律；②阵发性高度～三度房室阻滞；③自主节律心室频率骤降引发VVIR起搏器开启抗迷走神经性晕厥起搏或起搏器正在程控调试？④下级起搏点功能不良。
五、上限频率和下限频率
（1）上限频率：又称为高限频率，是指当患者运动时起搏器应答后能发放最快的频率，包括运动感知驱动频率和心房跟踪最高频率，一般设置在120～130次/min。当达到上限频率后，即使再增加运动量，起搏频率也不会随着运动量的增加而加快；若自身心房频率超过双腔起搏器上限频率时，将会出现频率回退现象[3]。
（2）下限频率：又称为低限频率，是指患者在休息状态下未感知任何信号时的起搏频率，即起搏器的基础频率，一般设置在50～60次/min。
六、频率滞后功能和频率滞后搜索功能
通过程控器人为地将起搏逸搏周期延长或缩短称为起搏器的频率滞后功能，它分为频率负滞后和正滞后两种。若起搏逸搏周期与起搏周期相等，则表明起搏器未开启频率滞后功能。
（1）频率负滞后：是指起搏逸搏周期大于起搏周期者（图10），一般较起搏周期延长10%左右或频率低于基础起搏频率10次/min。目的是尽可能发挥自身心律的作用，预防起搏器综合征和节约电能，但会造成起搏心律不齐，易误认为起搏功能异常。
图10 心房起搏器开启频率负滞后功能
例10：患者男性，66岁，临床诊断：病态窦房结综合征、植入AAI起搏器2年。设置的起搏器参数：基本起搏周期1000ms，频率60次/min。V5导联（图10）显示AAI起搏心律，起搏周期1.0s，频率60次/min；起搏P＇波时间0.16s；A-R间期0.22～0.24s，QRS时间0.11s，其终末s波宽钝；R4搏动为提前出现P′-QRS-T波群，下传的P′-R间期0.22s，起搏房性逸搏周期（P′-A间期）1.10s。心电图诊断：①心房起搏器，呈AAI起搏心律，开启频率负滞后功能，起搏器功能未见异常；②房性早搏；③起搏P＇波类似“二尖瓣型P波”，提示不完全性左心房内阻滞所致；④房室传导延缓；⑤提示不完全性右束支阻滞。
（2）频率正滞后：是指起搏逸搏周期小于起搏周期者（图11）。主要用于肥厚性梗阻型心肌病患者，以保证起搏器能连续地起搏心脏，降低左心室流出道的压力差，减轻其梗阻的程度。
图11 心房起搏器开启频率正滞后功能
例11：患者女性，79岁，临床诊断：病态窦房结综合征、植入心房起搏器5年。设置的起搏器参数：基本起搏周期925ms，频率65次/min。MV5导联（图11）显示R1～R3搏动为窦性搏动，其P-P间期0.91s，频率66次/min；R4搏动为提前出现P′-QRS-T波群，R5～R7搏动为AAI起搏，其起搏周期0.93s，起搏逸搏周期（P′-A间期）0.80s小于起搏周期；U波浅倒。心电图诊断：①窦性心律；②心房起搏器，呈AAI起搏心律、提示开启频率正滞后功能，起搏器功能未见异常；③房性早搏；④轻度U波改变。
（3）频率滞后搜索功能：是指在数次起搏或感知自身心搏后，起搏周期自动延长，给予自身节律恢复跳动的机会（图12）。
图12 双腔起搏器具有A-V间期负滞后搜索功能和频率负滞后搜索功能
例12：患者女性，68岁，临床诊断：病态窦房结综合征、肥厚型心肌病、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150～300ms。MV5导联（图12）显示R1搏动虽然是双腔起搏，但心室以伪融合波形式出现，其A-V间期0.30s，R2、R3搏动为ADI（AAI）起搏，其A-R间期0.25s，提示存在一度房室传导阻滞；R4～R7搏动为DDD起搏，其中R4搏动的起搏周期突然延长1.16s（频率52次/min），A-V间期缩短至0.15s，系起搏器开启频率负滞后搜索功能和A-V间期负滞后搜索功能所致。心电图诊断：①双腔起搏器，呈ADI（AAI）和DDD起搏模式，起搏器功能未见异常；②起搏器具有频率负滞后搜索功能和A-V间期负滞后搜索功能；③伪室性融合波；④提示一度房室传导阻滞。
七、干扰频率和磁铁频率
（1）干扰频率：是指起搏器受到强电磁干扰时自动转换为VOO工作模式，发放固定的起搏频率，借以避免心脏停搏，但会产生竞争性心律失常，干扰频率较基础频率快20%或与基础频率一致。
（2）磁铁频率：是指将磁铁放置在起搏器植入处的皮肤表面，起搏器内的舌簧开关被磁铁吸开后，起搏器转换为DOO或VOO工作模式，发放固定的起搏频率。磁铁频率不能通过程控方式进行改变，但可打开或关闭。利用放置磁铁可对起搏器性能、工作状态进行检测，可观察刚植入的起搏电极有无脱位，可判断起搏器电能损耗情况，可终止起搏器介导性心动过速及频率奔放现象，外科手术中使用电刀时可使起搏器暂时转为固定频率起搏以免电磁波抑制起搏器发放脉冲。
双腔起搏器磁铁试验的心电图特征为[2]43-44：①起搏脉冲按固定频率发放，不受自身节律的影响；②A-V间期固定地缩短；③起搏脉冲可以夺获心房、心室引发相应的起搏P′波、QRS′波群（图13）。
图13 双腔起搏器磁铁试验时，出现起搏频率增快和A-V间期缩短
例13：此图引自王志毅，其临床资料不详。Ⅱ导联（图13）显示R1～R3搏动为ADI模式起搏，其起搏周期1.0s，频率60次/min，A-R间期0.25s。R4～R8搏动系进行磁铁试验时记录，双腔起搏器呈DOO模式起搏，其起搏周期0.66s，频率91次/min，A-V间期0.10s。心电图诊断：①双腔起搏器，呈ADI（AAI）起搏模式伴A-R间期延长，提示房室传导延缓或一度房室传导阻滞；②磁铁试验时，双腔起搏器呈DOO起搏模式伴起搏频率增快及A-V间期缩短。
八、ICD启动抗心动过速起搏
（一）ICD概述
ICD为埋藏式心脏复律除颤器的简称，其心室电极集起搏、感知及除颤功能为一体，具有治疗缓慢性心律失常的起搏功能、抗心动过速起搏、心脏复律及心脏除颤功能[2]128-130。可根据其自动检测到患者的心电图特征，如心动过缓、室性心动过速及心室颤动等，自动选择抗心动过缓、过速起搏及电击除颤等合适的治疗模式。它于1980年开始应用于临床，能显著地降低心源性猝死高危患者的死亡率，是目前防止心源性猝死最有效的方法。
（二） ICD的治疗模式
当心动过速发生后，ICD首先进行室上性心动过速与室性心动过速的鉴别，并首选抗心动过速起搏治疗，因抗心动过速起搏不需要充电，一旦启动立即发放，可以无痛性终止70%～75%的室性心动过速，使患者避免电击的痛苦。
1、抗心动过速起搏
（1）短阵性快速起搏：是以心动过速周期的81%～94%发放8～10次快速**，若不能终止，则随后的短阵性**将以更短的周期发放。
（2）周期递减起搏[8]：是在同一阵起搏**中，其起搏周期逐次递减，这种方式终止室性心动过速的成功率高于短阵性快速起搏（图14），但会增加心动过速转变为心室颤动的风险。
2、电击复律或除颤
经过抗心动过速起搏治疗后，若患者转为频率更快的室性心动过速或心室颤动，则ICD将发放高能量的电击治疗。目前最高输出能量可达35～40J，足以终止大多数的快速性心律失常。
图14 室性心动过速发作时，ICD启动抗心动过速起搏终止室性心动过速
例14：引自刘晓健，患者植入ICD，临床及起搏器具体资料不详。MV5、MaVF导联系24h动态心电图13:47同步记录（图14），显示窦性P-P间期0.63s，频率96次/min，落在应激期上P波均未能下传心室，表明存在三度房室阻滞；R1～R4搏动为宽大畸形QRS-T波群，其R-R间期0.47s，频率127次/min，为室性心动过速；R5～R10搏动由ICD发放心室起搏脉冲所引发，R5、R6搏动的起搏周期0.39s，频率154次/min，自R7搏动开始其起搏周期由0.37s→0.35s→0.34s→0.33s逐渐递减，相应的起搏频率由164→172→176→182次/min逐渐增快，直至室性心动过速终止；然后启动抗心动过缓起搏功能，其起搏室性逸搏周期1.32s，起搏周期1.31～1.32s，频率45次/min。心电图诊断：①窦性心律；②三度房室阻滞；③阵发性室性心动过速；④ICD启动抗心动过速起搏功能终止了室性心动过速；⑤ICD启动抗心动过缓起搏功能。
九、频率奔放现象
若起搏频率较原设置频率增快（＞15次/min），则应考虑频率奔放现象。频率增快的形式可为渐增性或突增性，脉冲的频率在120～800次/min。当频率很快时，心电图可见连续出现快速而无效脉冲，并出现自身心律（图15）；当频率较快时，脉冲均能夺获心室，出现类似室性心动过速的心电图特征，可引起心力衰竭、心源性休克甚至猝死。
起搏器频率奔放现象多见于电子元件失灵或电能耗竭时。现代起搏器有***的起搏器频率奔放现象保护电路，很少再发生起搏器频率奔放现象；即便发生，其最高起搏频率限制在130~150次/min，防止快速的心室起搏。
图15 心室起搏器频率奔放现象
例15：患者男性，75岁，临床诊断：三度房室传导阻滞、植入心室起搏器7年。设置的起搏器参数：基本起搏周期1200ms，起搏频率50次/min。MV1导联（图15）显示窦性P-P间期0.87s，频率69次/min，P-R间期0.26s；可见连续出现快速而无效的心室起搏脉冲，起搏周期0.29s，频率207次/min。心电图诊断：①窦性心律；②一度房室传导阻滞；③心室起搏器，其起搏和感知功能双重异常，起搏器频率奔放现象，提示电能耗竭所致。
十、结束语
分析起搏心电图或动态心电图时，若发现起搏器频率与原设置频率有较大出入，应注意甄别是起搏器开启了各种频率自动调控功能还是因电子元件失灵或电能耗竭引起的频率奔放现象，尽量避免误诊。通过以上15个图例详细的分析及结合相关理论知识，相信会对大家有所帮助，有所裨益。
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发表于 2015-10-27 16:11
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