起搏系统故障的原因、表现和处理

踏**痕

病人的心脏组织（心房和心室），起搏器（脉冲发生器）和电极导线三者组成完整的起搏系统，保证有效的心脏起搏。三个成分中只要有一个发生问题，都会影响正常起搏。与正常起搏功能同样重要的是对起搏故障的诊断和处理，以保证患者的生活质量和生命安全。
随着起搏系统工程技术的不断发展，新型的起搏器和电极导线不断问世，功能更趋多样化。起搏系统的故障大部分可经体外程控调整起搏器参数解决，但仍有一部分需要手术探查或换置新的起搏器或导线。一般来说，早期发生的故障应多从心内导线移位，阈值升高方面考虑；对中、晚期发生的故障，应多从起搏系统的结构考虑，如导线断裂、绝缘层破裂、起搏器元件失灵、电池耗竭、导线与起搏器连接松脱等。少数病人也可发生导线移位。
为便于对故障发生原因的探导及正确处理，可以从以下几方面逐层剖析。
一、故障相关的对象
（一）病人：病人是发生起搏系统故障的最早发现者，应从以下方面进行了解：
1、病史：包括病人安装起搏器的适应证，事件发生时症状，症状性质、程度、出现时间、诱发因素、缓解方法等。如新出现的疲乏、无力、烦躁不安、活动耐力下降、头晕、目眩，甚至晕厥等。并进一步了解有无与起搏器并发症的一些症状如，发热、寒战、夜间盗汗、心悸、心跳快或心跳慢或心跳不规则。对术中情况也应了解如起搏和感知阈值、阻抗、手术是否顺利或遇到什么困难，手术的医院和术者；术后是否服药，所用何种药物，开始服用时间；病人的基础心律，包括术前、术后及发生故障时。必要时，放置磁铁描记心电图或程控频率至低限以下引出自身心律。
2、体格检查
发现有无异常体征，如埋植起搏器处肌肉跳动，腹肌抽动，皮肤溃破，导线或起搏器外露，心脏杂音及特殊的心音等。
（二）电极导线
电极导线是起搏系统中的薄弱环节，故障发生率较高。应详细了解导线型号，出厂日期，植入日期，导线类型，单极或双极，心房或心室，单腔或双腔，手术时的阈值测试参数及体外程控的参数；电极导线固定的位置，包括手术当时和发生故障时。
胸部X线摄片，可了解导线系统的完整性：
1、导线与起搏器接头是否紧密。
2、导线绝缘层有无破裂。
3、导线有无折断（部分或全部）：导线容易损伤的部位常发生在第一肋骨与锁骨相接处，产生锁骨下挤压综合征（subclavian crush syndrome）,尤其是多条导线插入则并发症增高。
4、导线移位：明显的导线移位X线摄片容易发现，但导线微移位，在X线片上很难发现。但阈值（输出能量）增高。有时废弃的主动固定型导线，由于电极头与心脏接触，可产生电信号，引起不适当的起搏器输出抑制。
X线摄片可发现已上导线问题，但阴性结果也不能除外导线故障。
遥测导线阻抗：一般来说导线阻抗有一定变化范围（300~1000Ω）。>1000Ω提示导线折断，<300Ω说明导线绝缘层破裂。近年来一些新型起搏器为降低输出能量，延长起搏器使用寿命，采用高阻抗导线（800~2000Ω）。周期性测试导线阻抗并贮存下来，以便与植入时比较。
还应一提的是90年代初Telectronics公司生产的Accufix和Enlor心房导线，该导线远端保留了一条J型钢丝，便于在心房内的固定。使用中发现某些病人发生导线折断，钢丝外露，**心脏组织，但通常并不表现起搏异常。对此类患者必须加强随访，如发现患者诉说胸痛，无法解释的心包渗出或血流动力学虚脱，应仔细检查，行数字摄影以确定保留钢丝状态，是否导线折断钢丝外露。所幸的是该故障已基本解决，因厂家已向每位患者发出通知，建议取出心房导线。
（三）起搏器（脉冲发生器）
在过去的10年里起搏器有很大发展，新型起搏器不断涌现，程控参数越来越多，更趋复杂。为解决起搏系统故障，必须对它的功能有深入了解。如起搏器型号（Mode），出厂日期，使用的工作方式和参数，单极或双极，单腔或双腔，具备哪些特殊功能及可调参数，使用年限，终点的判断指标、植入日期等。
1、对起搏和感知阈值进行评估
从起搏器方面要了解的首先是患者自身心律，可通过降低起搏器频率或程控至非跟踪的心室模式，或两者均调节。对引出的自身心律应注意其节律类型与持续时间，避免因起搏依赖出现长的心脏停顿。第二，进行阈值测试：目前的起搏器都可自动进行阈值测试，将输出逐渐降低，直至丧失夺获，迅即终止测试，恢复起搏，这种方法对起搏依赖的患者特别适用，能保证安全。有些起搏器的起搏测试需采用手动方式，这要求术者必须对程控仪的操作熟悉了解，特别应掌握紧急起搏方法，在获得起搏阈值（电压和脉宽）后，应程控给予一个安全值（阈值的2倍）。
在评估起搏阈值时，还应了解V-A逆转情况，尤其对有起搏器综合征症状的病人更有意义。需要指出的是起搏器综合征可发生于各种起搏模式，只要是房室同步不一致。
阈值应与植入时比较，需注意三点：①在植入开始的几个月，可有一过性阈值升高；②主动固定的电极导线（螺旋电极导线）通常比被动固定的电极导线阈值高；③激素洗涤电极导线较非激素洗涤电极导线阈值低。
导线移位，导线的完整性遭破坏（如折断、绝缘层破裂），电一心肌界面损伤，外出阻滞，代谢与电介质紊乱，药物和新近发生的心肌梗死等都可影响起搏阈值。
某些特殊类型的起搏器能周期性测试心室导线的起搏阈值，随时给予可维持心室夺获的最小输出能量。这种起搏器在起搏询问时其输出数值可能不同于初始程控时设定的数值，系因其具有自动调节输出能量功能，由于周期性的阈值测试，从调出的心电监测资料可能误认为是起搏器的故障。
亦应测试心房和心室导线的感知阈值，一些新型的起搏器可自动地测试患者自身的心房和心室电图，而老的起搏器则需采用手动测试。感知阈值测试需与程控的数值比较，保证有一个合适的慢性程控值。
2、对起搏频率进行评估
影响起搏频率改变的因素有：（1）电子原件损坏；（2）电池耗竭；（3）磁铁；（4）滞后；（5）交叉感知；（6）证据不明的程控；（7）过度感知；（8）起搏奔放；（9）心电图机故障；（10）频率骤降反应等。
首先必须知道基础的起搏时间周期，许多认为是异常的心电图表现，实际起搏器功能正常，只是由于程控而有不同的心电图表现。
为了解起搏频率是否合适，首先需要确定起搏类型和程控的低限及高限频率。某些情况下频率可在程控值之外，上限频率可以被自身窦性心律，心房或心室的快速心律所超越，罕见的情况是起搏奔放。在某些特定情况下，也可以出现频率低于下限频率，如具有夜间或睡眠功能的起搏器，在睡眠时频率可低于清醒状态时程控的低限频率以下10-15次/分，目的是为了保持重复的昼夜生理性调节机制，更符合生理且有助于延长电池寿命。如果不了解已启动起搏器的“睡眠频率”功能，则对病人的起搏心律降低会发生疑问。
滞后功能是允许病人的夜间心律低于程控的低限频率，目的是尽量保持病人自身心律的传导，如对程控滞后的功能已打开不了解，则容易误认为是“感知过度”，引起间歇性的长间歇。
频率平稳（rate smooth）功能也会影响病人的起搏频率变化，当病人心律达到高限频率时会发生假文式或2：1阻滞。由于心律突然变化（忽快忽慢）会给病人带来不适，频率平稳可避免发生心律突然变化。消除由于感知异常节律带来的症状，其做法是前一个RR周长乘以程控设定的心律平稳百分数，用这个数值与前一个RR周长相加，使心律逐渐平稳的下降。例如监测的病人RR周长是500ms，120次/分，已达到高限频率水平并启动频率平稳功能为6%，则下一个起搏周长为500ms×6%+500ms=530ms， 113次/分，再下一个起搏周长为530ms×6%+530ms=560ms，107次/分，如此持续下去，使心律逐渐减慢，达到预期要求水平。
频率骤降（rate drop）：用于神经心源性晕厥患者。当病人犯病，心律突然下降为40次/分水平，起搏器立即以更快的频率起搏（110-120次/分）维持心律和血压，避免发生晕厥，直到病人自身心律恢复正常，起搏频率亦回至原来设定的水平。
频率反应性起搏器会随着患者运动、呼吸等感知源的变化而发生相应的起搏频率改变，如程控不合适，也会出现不适症状。
证据不明的程控（undocumented reprogramming）是起搏频率改变的最常见原因，往往是由于医院或诊所的操作者程控了起搏频率没有记录，其它人不了解，为避免此情况发生，医生或技术员在对起搏器程控后，应及时打印一份程控资料，留在病例内和保留在随诊中心便于以后的接诊者观看，如果对过去的情况实在难以了解，可以通过程控询问把资料调出来。
滞后，交叉感知，远场感知和过度感知均可以改变起搏频率，如果滞后是改变频率的原因，而这种变化是预期要达到的功能，则不必进行处理，如果频率改变是过度感知引起，则需要通过程控灵敏度加以解决。
电子元件的失灵可引起起搏频变的改变。起搏奔放（Runaway pacemaker）是其表现之一。放射治疗可引起电子元件损坏，用放疗照射时间和总照射量也难以预测其损伤程度。起搏奔放需要紧急处理，如患者血流动力学已发生变化，则应取出起搏器，时间允许可以解除导线和起搏器连接，时间不允许则需立即切断导线，脱离起搏器。
ECG机故障，使走纸速度不准，会对起搏ECG的正确分析造成混乱，必须仔细检查，找出原因，更换ECG机，重新描记一份新的ECG。
以上列举的某些起搏器频率变化，如事前不了解其功能及程控状态，会造成诊断混乱，误认为是起搏器故障。
二、故障的原因分析和处理
（一）辅助检查
1、常规心电图和Holter：该项检查对发现故障及其性质极为重要。间歇出现的故障只做常规心电图难以发现，必须给予Holter记录，尤其带有起搏标记（Mark）的Holter，对分析心电图表现更佳。
新型起搏器具有存贮功能，通过程控询问调出的心内心电图资料，可获得心律失常事件的特性，便于正确诊断。
2. X线胸片：包括正位和左右前斜位，对发现心内导线移位，导线穿孔，导线断裂，接头松脱等可提供直接信息。
3.磁铁试验：此试验可获得病人基础心律，起搏器脉冲信号、频率，有效夺获，电源消耗及消除某些特殊心律（如起搏介入性心动过速）等。
4.遥测、程控：通过遥测可获得病人即时的起搏器各项工作参数资料，通过体外程控某些参数，如起搏器工作方式，起搏频率（下限或上限频率），脉宽，输出电压，感知灵敏度，A-V间期，心房不应期等，以分析故障发生的原因和如何处理。
（二）分析步骤和处理
起搏系统发生故障，应重点从起搏和感知两大功能进行分析。
1、起搏功能故障
丧失有效夺获：表现为心房或心室不能有效起搏，此时应从心电图上寻找有无起搏脉冲（即**信号）。
（1）无起搏信号：可放置磁铁或提高下限频率或程控将双极改为单极，如仍无起搏脉冲，则应考虑以下几种情况：
第一、导线完全折断：手术更换新导线。
第二、导线与起搏器接头完全松脱：手术纠正。
第三、导线移位呈游离状态不接触心腔：手术调整导线位置。
第四、起搏器元件失灵：手术更换新起搏器。
第五、导线老化（mature），**阈降低不能使组织除极：更换新的导线。
第六、原起搏信号改变：由于心肌梗死或药物影响或电介质紊乱或心脏退行性变，使心肌坏死，纤维组织增生，应激性下降，不能使心肌组织有效除极。处理：手术调整导线位置。
第七、电池耗竭：输出能量极低或无输出，不能应激心脏，手术更换新的起搏器。
第八、空气隔离：在更换起搏器时（有时为初次安装）制作囊袋不合适与起搏器不匹配，空气存于囊袋内，使单极的起搏器与组织接触不良，造成无输出。重新手术。
第九、过度感知。
第十、接头松脱：起搏器插头的螺丝完全松脱导致起搏器与导线完全分离。
第十一、交叉感知。
第十二、假故障：小的双极起搏器信号，由于在心电图上看不到，可误认为是无输出或过度感知。数字记录系统电电图，有时亦见不到**信号，会误认为无起搏输出，此时分析心室除极波形态，若在有**信号和无**信号时均一样，则说明是假故障。
（2）有起搏信号：可程控增加输出电压或/和脉宽，如仍不解决问题，则应考虑以下几种情况：
第一、导线与组织接触不良，导线移位或微移位。需重新手术调整导线位置。
第二、电池耗竭。
第三、线路故障。
第四、导线不全折断，可见间歇性起搏。
第五、导线绝缘层破裂。
第六、接头松脱，起搏器插头的螺丝不完全松脱，导致间歇性起搏。
第七、导线和起搏器接头不相配。
①单极导线接双极起搏器
②双极导线接单极起搏器
以上原因均需通过手术解决。
丧失起搏或无输出的最常见原因是过度感知。感知一些外界信号，但不是自身的心房或心室除极波，其后时间周期重整，起搏输出被抑制。过度感知可以是导线折断或绝缘破裂的结果。
交叉感知系心房起搏输出被心室导线感知，抑制心室输出。常见的原因是由于心房输出过高，心室感知度太灵敏或者心房和心室导线近端距离过近。在双极感知系统很少发生交叉感知。为防止发生交叉感知应设置一个合适的空白期（blanking period），空白期是AV间期的开始部分，在此间期内，心房近乎无输出，但容易被心室导线感知。如果在空白期后，有信号被立即感知，则不可能确定是交叉感知还是自身搏动。如果在空白期后有信号被感知，从安全考虑，双腔起搏器则在很短的AV间期内发出一个心室起搏**，这个AV间期部分模似“交叉感知窗”（crosstalk sensing window）。如果心房后除极被感知，心室安全起搏将发挥作用，在短的AV间期，通常是100-110ms发放有效的心室输出，避免心室停搏。如果自身的心室搏动（如VPS）被感知，则心室安全起搏的**信号落在自身搏动之内，或稍在其后，而不会落在心室复极处（T波）诱发快速室性心律失常。当心室搏动（事件）被心房导线所感知，则发生时间周期重整，这种现象叫远场感知（far-field sensing）。
通过延长心房不应期使自身心室搏动不被感知（被忽视）或通过程控降低心房感知灵敏度可消除远场感知。
2、感知功能故障
（1）感知过度（oversensing）：以下原因可引起感知过度。
①  生物源干扰：如P波、QRS波、T波、肌电、心室后除极。
② 非生物源干扰：如电磁波
如怀疑肌电干扰，应进行等张运动试验，包括：
第一、双手握紧，互相拉；
第二、两手掌心紧密贴在一起，互相用力推；
第三、右臂外伸跨过左肩；
第四、左臂外伸跨过右肩；
第五、用手**囊袋了解导线是否完整，导线与起搏器接头有无松脱。
如通过以上操作诱发肌电抑制，则应程控调低灵敏度或将单极改为双极，再重复上述动作，直至未再发生肌电抑制现象，而又能保证正常感知。
（2）感知不足（undersensing）：以下原因可引起感知不足：
&Agrave; 自身波形变化，如束支阻滞，心室颤动，室性心动过速、心房颤动等，
由于自身波形变化导致振幅降低，不被感知。
&Aacute; 心肌梗死。
&Acirc; 导线移位或位置不正，与心肌线织接触不良。
&Atilde; 磁铁。
&Auml; 电池耗竭。
&Aring; 部件损坏。
&AElig; 代谢或药物影响。
&Ccedil; 功能性感知不足。
虽然都是自身除极波，但后来发生的波形形态与原来的形态不同，如室性早搏（VPS），可引起感知不足。如感知不足仅偶尔出现，亦即早搏发生甚少，可不必处理。感知不足可发生于心房或心室，引起竞争心律，如发生于心室或心房的易损期，可引起VT或VF或AF，但这种情况十分少见。在随诊时的磁铁试验亦可引起感知不足而致竞争心律。
电和心肌界面的损害可改变感知阈值，感知不足亦可以是导线环路断裂和绝缘层破裂的表现。
代谢紊乱和药物也能影响感知阈值，IC类抗心律失常药可改变感知阈值，高钾是最常见的代谢紊乱引起的感知不足。
起搏器电池到达输出很低水平时，可引起感知不足。
当一个自身激动波落在空白期或不应期内时可不被感知，此为功能性感知不足，这可以造成ECG分析的困惑。
出现感知不足应作以下考虑：
① 确定感知不足原因；
② 通过遥控ECG，评估感知不足的波形振幅，并将此振幅与程控的感知敏感度比较；
③ 如果可能纠正此感知不足；
④ 如果感知不足的原因不能被纠正或需要立即解决感知问题，则可程控将灵敏度提高。
3、某些特殊问题
双腔起搏器DDD具有一些特殊功能，也可能会发生某些问题。
（1）不适合的1：1房室传导。DDD起搏器具有感知心房触发心室起搏功能，当感知快速心房激动，甚至体外信号时，会使心室率加快，发生心动过速。正确判断其发生原因，大部分可通过体外程控解决。
①  病理性心房率加快：如房性心动过速、心房扑动、心房颤动等。
②  存在室房传导；逆传的心房波被DDD起搏器感知触发心室起搏，可发生起搏器介入性心动过速(Pace mediated techycardia: PMT)。通过延长心房不应期或将DDD改为DOO、DDI、DVI、VVI等起搏方式，使其失去心房感知和触发功能可以解决。
（2）交叉感知（Crosstalk）。交叉感知是DDD起搏器具有的特点，系心室导管不适合的感知心房**，即将心房P波误认为心室QRS波，导致间歇性或完全性心室输出抑制。此时如无自主心律，便可导致心脏停顿。为避免发生此种现象，目前临床使用的DDD起搏器，均具有自身安全保护性能，即设有非生理性A-V（房-室）起搏。一旦发生交叉感知，在A-V 110ms 便起搏心室。若记录心电图，特别是带有起搏标记的动态心电图，可见A-V间期突然缩短（110ms） 的房室顺序起搏。起搏设计的非生理性A-V延迟代表心房**后生理性A-V延迟（即P-R间期）的前半部。在此期间内冲动从心房传导到心室属非生理性，并且无论是体内或体外信号均不能抑制起搏器发放电脉冲起搏心室，从而可以防止不合适的心室抑制。该期间通常为100—110ms，即必须很短，这样可保证在此期间内发生自身心室搏动时，其后跟随的心室**将落于非易损期的心室不应期内，不会再使心脏除极。
交叉感知的原因，有以下几种可能：
①  起搏器设计不合理。
②  程控参数不合适，如心房输出过高，心室空白期过短。心室感知敏感度过高。
③  导线绝缘层破裂，导致不合适的心房**被感知。
④  导线移位，使心房和心室电极导线相距过近。如导线移至低位右心房靠近三尖瓣，右室流出道或右室流入道。
交叉感知的处理：
①  去除证据确凿的原因：如导线移位，绝缘层破裂等。
②  导线和起搏器从单极改为双极。
③  降低心房输出。
④  降低心室敏感度。
⑤  增加心室空白期间期。
⑥  将DDD起搏器程控为DOO、DAT、AAI等工作方式，避免心室电极被感知。
(3) 工作方式自动转换（Automatic Mode Switch: AMS）
双腔DDD（R）起搏器的最大优点是保持房室顺序起搏和心房跟踪作用，但
发生快速心律失常（房性心动过速；心房扑动；心房颤动等）和室房逆传时，由于心房跟踪作用，可发生起搏器介导的心动过速，当出现此现象启动起搏器的AMS功能，则自动的将DDD（R）转为DDI（R），DVI（R），VVI（R）等模式，失去心房跟踪作用心动过速亦终止，当心律恢复至正常窦性后，又自动转为DDD（R）工作方式，继续保持房室顺序起搏功能，如对起搏器这种功能不了解，则在发生模式转换时，误认为起搏故障。