心脏起搏器(共67张)课件.ppt
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- 心脏 起搏器 67 课件
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1、1第二章第二章 心脏起搏器心脏起搏器 (Pacemaker)(Pacemaker)基础知识1 第二章 心脏起搏器 (P a c e m a k e r)基础知识2发展过程2 发展过程334Biomedical Measurement and Instrumentation-LTG4 B i o m e d i c a l Me a s u r e m e n t a n d I n5Biomedical Measurement and Instrumentation-LTG1991199519855 B i o m e d i c a l Me a s u r e m e n t a n d
2、I n6677889910Biomedical Measurement and Instrumentation-LTG1 0 B i o m e d i c a l Me a s u r e m e n t a n d I111 112第二章第二章 心脏起搏器心脏起搏器 2.1 心脏起搏器简介人工心脏起搏过程:脉冲电流心脏(功能障碍、传导障碍)频率收缩心脏起搏器功能:产生电脉冲(一定强度、宽度)导线、电极心肌。心脏起搏器结构:起博器(脉冲发生器、控制电路)、导线、电极、电源。1 2 第二章 心脏起搏器 2.1 心脏起13人工心脏起搏器的作用人工心脏起搏器的作用1用于治疗:病症:心律失常(高度或
3、完全性房室传导阻滞、重度病态窦房结综合症等)效果:显著,死亡率,大部分可从事工作。用者:1976年始,全世界新装约:2030万人年,目前依靠起搏器维持生命的500万人。2用于诊断:心房调搏辅助诊断冠心病。心房超速起搏法诊断窦房结功能不全。预测完全性房室传导阻滞是否将发生心脑综合症。3用于研究:心血管生理、病理,药理、临床应用的实验研究。1 3 人工心脏起搏器的作用1 用于治疗:14 心脏起搏器临床应用的适应症 一、长期起搏的适应症 1房室传导阻滞:度、度(莫氏度)房室传导阻滞,使:心动过缓 引起 脑综合症(阿-斯综合症)心律失常 症之一 心力衰竭 2三束支阻滞伴有心脑综合症者。3病态窦房结综合
4、症(病窦综合症);心动过缓及过速 交替出现并以心动过缓为主,伴有心脑综合症者。二、临时性起搏适应症 心脏病变可恢复;紧急时保护性,或诊断性应用。使用时间:几小时、几天到几星期。心源性因素而产生的急性脑缺血发作 晕厥,抽搐呼吸困难和无力 1 4 心脏起搏器临床应用的适应症 一、长期起搏的适应症心源15 心脏起搏器临床应用的适应症 二、临时性起搏适应症 1急性前壁或下壁心肌梗塞,伴有度或高度房室传导阻滞,经 药物治疗无效者。2急性心肌炎或心肌病,伴有心脑综合症者。3药物中毒伴有心脑综合症发作者。4心脏手术后出现度房室传导阻滞者。5电解质紊乱,如高血钾引起高度房室传导阻滞者。6超速驱动起搏应用于诊断
5、上,以及用于治疗其他治疗方法已经 无效的室性或室上性心动过速者。7在必要时可应用于安置长期心外膜或心肌起搏电极之前,冠状 动脉造影、电击复律手术、重大的外科手术及其他手术科室的 手术中或手术后作为保护性措施者。8其他紧急抢救的垂危病人。1 5 心脏起搏器临床应用的适应症 二、临时性起搏适应症16 心脏起搏器的分类 一、心脏起搏器的分类 1按照起搏器与病员的关系分类 (置入方式)p210 测 (1)感应式:体外起搏脉冲载波发射体内接受器(感应线圈)解调(检波)起搏脉冲电极心脏。优点:体内无电源,无电池使用寿命之忧。缺点:接受效果不佳,易受高频磁场干扰。仅构成固定型起搏。应用:已趋于淘汰。(2)经
6、皮式(体外携带式):体外(按需或固定)起搏器电极经皮肤、静脉心脏。优点:起搏频率、输出幅度、脉冲宽度、感知灵敏度等均可调。缺点:导线经过皮肤,易感染,携带不便,应用:仅用于临时抢救,不宜永久佩带。1 6 心脏起搏器的分类一、心脏起搏器的分类17 心脏起搏器的分类 (3)埋藏式:埋植于皮下(胸部或腹部),电极静脉心内膜或心肌表面。适合:永久起搏。目前使用大多属此类,缺点:电源使用寿命短等。1 7 心脏起搏器的分类 (3)埋藏式:18 心脏起搏器的分类2按照与心脏活动的P波和R波的关系分类 图2.1 2.1 心电图波形QS绝对不应期相对不应期RPT易激期 横坐标时间(0.04s格),纵坐标电位差(
7、心电激动体表)(1mV10格)。含P、Q、R、S、T波等,据振幅、时间、形状可诊断心脏病。(1)非同步型(固定型)起搏脉冲与P波、R波无关。(2)同步型起搏器分为P波同步、R波同步等。1201 8 心脏起搏器的分类2 按照与心脏活动的P 波和R 波的关系19 心脏起搏器的分类3按起搏电极分类 (1)单极型:阴极起搏导管(或导线)静脉或开胸右心室(或右心房),阳极(无关电极)腹部皮下(体外起搏器)或置于胸部 (埋藏式起搏器,外壳即阳极)。(2)双极型:阴极、阳极均与心脏接触(固定在心肌上);或阴极心内膜,阳极心腔内。1 9 心脏起搏器的分类3 按起搏电极分类 202 0212 122 临床应用的
8、起搏器简介一、各类起搏器简介 1.固定型起搏器 固定:电脉冲频率、幅度(或经调节改变,与心电非同步)缺点:当f心f脉时,电脉冲成多余,与心电竞争,当落于易激期 (T波波峰前附近),可能诱发室颤或室性心动过速,危险!适用:完全性房室传导阻滞、永久性窦性过缓。优点:电路简单,可靠性高,价格便宜。2P波同步起搏器 心房P波放大延迟120ms脉冲心室(人造房室传导)电极:心房1个,心室2个 适用:房室传导阻滞 缺点:电路复杂,使用不方便。按需,无竞争。能耗合理2 2 临床应用的起搏器简介一、各类起搏器简介按需,无竞争。23 临床应用的起搏器简介 3R波同步型起搏器 电脉冲受R波控制,分两类:(1)R波
9、抑制型(又称为按需型)脉冲受R波控制:当f心f脉时,电脉冲停止 当f心f脉时,电脉冲输出 适应症:高度或完全房室传导阻滞、病态窦房综合症。应用量大,约占总量90左右。(2)R波触发型(又称为备用型)R波出现时,脉冲落在绝对不应期内(无效)(如图2.1所示)R波没有时,脉冲起搏(备用)优点:脉冲总是存在,便于监测。缺点:功耗较大。应用较少。2 3 临床应用的起搏器简介3 R 波同步型起搏器 24 4.房室顺序型起搏器 脉冲心房延迟(可被QRS波抑制)心室。缺点:性能尚不够完善,房、室各一个电极。5.双灶按需型起搏器 脉冲发生器 心房(按需),脉冲发生器心室(按需)6程序控制型起搏器 体内部分:埋
10、藏式起搏器+记忆+保持 体外部分:控制装置+电磁铁(可改变起搏参数、方式)新型起搏器,应用广泛。2 4 4.房室顺序型起搏器25结论结论纤颤2 5 结论纤颤26Biomedical Measurement and Instrumentation-LTG2 6 B i o m e d i c a l Me a s u r e m e n t a n d I272 728 心脏起搏器的命名 起搏器命名的五字母编码法国际心脏病学会制定(如表2.1)字母序字母序列列 12345表示起搏器表示起搏器的心脏位置的心脏位置 表示感知的表示感知的心脏位置心脏位置 表示反应表示反应模式模式 程序编码程序编码功能
11、功能 治疗心动治疗心动过速功能过速功能 字母意字母意义义 V心室心室A心房心房D双腔双腔 V心室心室 A心房心房D双腔双腔O无感知无感知 T触发或触发或 同步输出同步输出I抑制抑制D双重双重O无反应无反应R逆转逆转 P程序程序M多功能多功能 程序编码程序编码O无程序无程序 B猝发猝发N与额定与额定 频率竞争频率竞争S频率扫描频率扫描E体外控制体外控制 起搏器起搏器 2 8 心脏起搏器的命名字母序列 1 2 3 4 5 表示起搏器表示感状况:浸于体液,随心脏跳动(每分钟70次,每年3680万次)6 输入波及微分后波形应用:目前国内外已大量生产使用。结构:(-)锌,()氧化汞,电解质氢氧化钾溶液(
12、1)锂碘电池高频截止fT 50Hz;植入中:对电极置放的电学评价。R波同步型=1.3病态窦房结综合症(病窦综合症);应用:临床上应用最多,约占90。v以后每次均如此,患者的心率按起搏器的频率。当f心f脉时,电脉冲输出从而抑制起搏器的第二个脉冲。缺点:功耗较大。肯定该系统对程序控制起反应。特性:放电平坦,质量、体积小,无内压升高,保用期10年。29 心脏起搏器的几个参数 1起搏频率 最大心输出的心率,约 6090次min,小儿快些。可调节。2起搏脉冲幅度和宽度 幅度电压幅度;宽度脉冲持续时间。幅度宽度能量心搏所需能量(微焦级)5V(0.51)ms 还与电极形状、面积、材料及导管阻抗等有关影响电池
13、寿命。3感知灵敏度 同步型起搏器感知的最小R波或P波的幅值 R波同步型=1.52.5mV。(R波=515mV,路径损失剩下23mV)P波同步型=0.81mV。(P波=35mV,路径损失后更小)合理选取:过低不感知、感知不全;过高误感知、干扰敏感 4反拗期 反拗期(ni):同步型起搏器对外信号不敏感时间(=不应期)。R波型:反拗期=30050ms。防止T波或起搏脉冲后电位的误触发。P波型:反拗期=300500ms。防止窦性过速、外界干扰的误触发。状况:浸于体液,随心脏跳动(每分钟7 0 次,每年3 6 8 0 万次)30 2.2 固定型和R波抑制型心脏起搏器 一种固定型心脏起搏器电路分析 多谐振
14、荡器单稳态射极输出3 0 2.2 固定型和R 波抑制型心脏起搏器 一种固定型心31 一种固定型心脏起搏器电路分析 1多谐振荡器 组成:CMOS与非门F1、F2、F3、RC电路环形多谐振荡器 波形:图2.3中VA 调节:T R2C1,可变R2。2单稳态电路 组成:与非门F5、F6积分型单稳态 输入:VB,输出:VC。作用:决定脉冲宽度。调节:TU R3C2,可变R3,3输出电路 组成:VTl、VT2复合管,射极输出电路,作用:电流,输出电阻。C隔直、DW稳压管,限幅。输出:一定幅度(DW决定)的负脉冲。VD。3 1 一种固定型心脏起搏器电路分析 1 多谐振荡器 32 多谐振荡器是一种能产生矩形波
15、的自激振荡器,也称矩形波发生器。它可以由分立元件构成,也可以由集成电路构成。“多谐”指矩形波中除了基波成分外,还含有丰富的高次谐波成分。多谐振荡器没有稳态,只有两个暂稳态。在工作时,电路的状态在这两个暂稳态之间自动地周期性地交替变换,由此产生矩形波脉冲信号,常用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号。多谐振荡器:利用深度正反馈,通过阻容耦合使两个电子器件交替导通与截止,从而自激产生方波输出的振荡器。常用作方波发生器。v脉冲是突然变化的、间断的电压或电流。脉冲是突然变化的、间断的电压或电流。1.脉冲发生器3 2 多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器,也称矩33v怎样产怎样产生方波:生方波:若使非
16、门周期性地开通若使非门周期性地开通和关闭,便和关闭,便可在它的可在它的输出端得到输出端得到矩形波。矩形波。v怎样控制怎样控制非门的开通和关闭非门的开通和关闭:电路中引入电路中引入1个反个反馈环节,馈环节,实现对门实现对门状态的控制。状态的控制。v反馈环反馈环节节必须满足两个条件:必须满足两个条件:产生延迟:保证高低电平都有一定的停留时间,产生延迟:保证高低电平都有一定的停留时间,以得以得到到矩形波。矩形波。反反馈信号馈信号Uf和原输入信号和原输入信号Ui的相位必须相反。的相位必须相反。D3 3 v 怎样产生方波:若使非门周期性地开通和关闭,便可在它的输34带RC回路的环形多谐振荡器原理123R
17、A RSuo1uouo2C3 4 带R C 回路的环形多谐振荡器原理1 2 3 R A R u o 1 u o u35uo1 RC12 uo2uiA2.积分型单稳态电路原理起搏脉冲宽度3 5 u o 1 R 1 2 u o 2 u i A 2.积分型单稳态电路原理36 波抑制型心脏起搏器的一般结构原理 1感知放大器 作用:选择R波放大,限制T波及干扰波,辨认心脏自身搏动。要求:正、负感知(双向感知);放大倍数=8001000;频宽=1050Hz(3dB带宽);电流3mA(微功耗);电路稳定、可靠,抗干扰强。2按需功能控制器 作用:提供稳定的反拗期,抑制脉冲,克服“竞争心律”。反拗期后无R波(R
18、-R间期过长)时,发出起搏脉冲。3脉冲发生器 作用:产生矩形电脉冲,要求:频率=30120次min,脉宽=1.11.5ms;易起振,稳定,可靠,可调:频率、脉宽、幅度。心室电极按需功能控制器脉冲发生器感知放大器3 6 波抑制型心脏起搏器的一般结构原理 1 感知放大器心室37 型体外按需起搏器的电路分析图2.5 QDX-22.5 QDX-2型按需体外起搏器电路图感知放大器单稳态触发器脉冲发生器充电放电3 7 型体外按需起搏器的电路分析图2.5 Q D X-2 型按38 型体外按需起搏器的电路分析 属于R波抑制型,电路结构如图2.5。1各单元电路分析 (1)感知放大器 组成:VTl、VT2放大,V
19、T3射极输出器。输入:心导管电极来的心电或输出反馈。目的:检测R波(或)或输出脉冲。元件:C10耦合;VD2C5放电管;R1+RPl衰减,可调感知灵敏度;C1+R2+R4微分;C1还限制T、P波;VD1抑制负向输出;C4+R7微分。特性:放大并输出正向信号;为减功耗,VTlVT3工作点近截止区;高频截止fT 50Hz;波形:如图 2.6所示 图2.6 2.6 输入波及微分后波形3 8 型体外按需起搏器的电路分析 属于R 波抑制型,393 940RC微分电路vRC微微分电路是脉冲分电路是脉冲技术技术中常用中常用电路之电路之一。一。v微分微分电路的电路的特点是能够特点是能够突出反映输入信号的跳突出
20、反映输入信号的跳变部分。可把信号中的变部分。可把信号中的跳变跳变部部分转变为尖脉冲分转变为尖脉冲加以利用。加以利用。4 0 R C 微分电路v R C 微分电路是脉冲技术中常用电路之一。v 微41 型体外按需起搏器的电路分析(2)按需功能控制电路 组成:VT4、VT5互补型单稳态触发器 过程:稳态:VT4、VT5截止VT4e0VT6截止 暂态:正脉冲到VT4、VT5饱和*VT4eVT6饱和 C5充电,电流(定时,反拗期)VT4、VT5截止VT4eVT6截止 C5放电(通过VD2、Rl0)*注:VT4、VT5、C5构成正反馈 4 1 型体外按需起搏器的电路分析(2)按需功能控制电路 42 型体外
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