心臟起搏偽像的檢測識別方案

2013-08-08 14:20 來源:互聯(lián)網(wǎng) 作者:洛小辰

提示:

通常,在普通ECG圖上看不到單純植入起搏器的活動,因為非??斓拿}沖都被過濾掉了。不過,掌握了起搏療法的人員可以通過查看ECG曲線,確定起搏器的存在,并評估其與心臟的相互作用。

植入起搏器的起搏偽像信號可以從2 mV ~700 mV , 持續(xù)時間為0.1 ms~2ms,上升時間在15μs~100μs之間。由于電氣噪聲可能數(shù)倍于起搏偽像信號的幅度,因此難以檢測。

大多數(shù)植入式心臟裝置采用了H場遙測法,它是一個重要的噪聲源。

ADAS1000 ECG模擬前端中嵌入了一個算法,它可以幫助識別出起搏偽像,并顯示在條形ECG圖紙上。

如果一個植入了起搏器的心臟病人去做心電圖, 醫(yī)生必須能夠檢測到起搏器的存在及其作用( 見本文在線版的附文“ 心臟的電氣子系統(tǒng)發(fā)生故障時”,地址為: www.edn.com/4404758 ) .通常, 在普通ECG 圖上看不到單純植入起搏器的活動, 因為有低的顯示分辨帶寬( 監(jiān)視器/ 診斷帶寬分別為40 Hz / 150 Hz ) , 濾掉了非??斓拿}沖( 典型寬度為數(shù)百微秒) .但可以通過ECG波形的形態(tài)變化,推測出起搏器的信號。心電圖是ECG導(dǎo)聯(lián)在皮膚表面所記錄的心臟自身電活動。

檢測與識別起搏偽像信號非常重要,因為它們指示著起搏器的存在,并能幫助評估它與心臟的相互作用。但這種人工信號幅度小、帶寬窄,波形在不斷變化,因此難于檢測,尤其是當(dāng)存在著可能數(shù)倍于其波幅的電噪聲情況下。同時,起搏療法已經(jīng)非常先進,有了多種起搏方式,從單室起搏到三室起搏。起搏器會產(chǎn)生導(dǎo)聯(lián)完整性脈沖、每分鐘換氣(MV )脈沖、遙測信號,以及其它信號,這些都可能被誤認為是起搏偽像,從而使檢測更為復(fù)雜化。

采用實時起搏器遙測方法,可以在一個現(xiàn)已不太重要的ECG紙帶里顯示起搏偽像。有起搏治療經(jīng)驗的人觀看這個紙帶,有時就可以推測出病人所采用起搏治療的類型,并確定該起搏器是否正常工作。

另外, 所有相關(guān)的醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)都要求顯示起搏偽像, 不過對捕獲起搏信號的高度與寬度有不同的特殊要求。適用的標(biāo)準(zhǔn)包括: 美國醫(yī)療儀器促進協(xié)會(Associationfor the Advancement of MedicalInstrumentation ,AAMI ) 規(guī)范EC11:1991/(R) 2001/(R) 2007 和EC13:2002/(R)2007,以及國際電工委員會規(guī)范IEC60601-1ed .3.0b:2005、IEC 60601-2-25 ed.1.0b、IEC 60601-2-27 ed. 2.0:2005和IEC 60601-2-51 ed. 1.0:2005.

起搏器工作原理

植入式起搏器(圖1)通常既輕又小。它們包含了必要的電路,通過植入導(dǎo)聯(lián)來監(jiān)控心臟的電活動,按照需要刺激心肌,確保規(guī)則的心跳。起搏器必須是低功耗設(shè)備,通常采用壽命10年的小電池。2010年,美國工程師協(xié)會曾估計每年有超過40萬部起搏器被植入病人體內(nèi)(參考文獻1)。

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采用單極起搏方式時,起搏導(dǎo)聯(lián)包括在單根起搏導(dǎo)聯(lián)尖端的電極,以及包裹起搏器自身的金屬外殼。在皮膚表面,這種方式產(chǎn)生的起搏偽像幅度為數(shù)百毫伏,寬度達2ms.但單極起搏已不常用。

今天,大部分起搏偽像主要來自于雙極起搏,它是以起搏導(dǎo)聯(lián)尖端的電極激勵心肌。返回電極是一個非??拷舛穗姌O的環(huán)形電極。這種類型導(dǎo)聯(lián)所產(chǎn)生的起搏偽像要遠小于單極起搏;皮膚表面的脈沖可以小至數(shù)百微伏,寬度25μs,平均信號值為高度1mV和寬度500μs.如果檢測方向未能與起搏導(dǎo)聯(lián)方向?qū)R,則起搏偽像的幅度還可能小得多。

很多起搏器的脈沖寬度最小可以設(shè)定到2 5μs,但短脈寬設(shè)置一般只用于在電生理實驗室中測試起搏器的閾值。將下限定到100μs,可解決將MV和導(dǎo)聯(lián)完整性(LV導(dǎo)聯(lián))脈沖誤檢測為有效起搏信號的問題。這些亞閾值脈沖一般設(shè)定在10μs~50μs之間。

對于特定心臟內(nèi)室的起搏,有著不同類型的起搏器。單室起搏可做右心房或右心室的起搏。這類起搏器可以是單極的,也可以是雙極的。雙室起搏則可同時為右心房與右心室提供起搏治療。雙心室起搏可同時為右心室和左心室提供起搏治療;另外,起搏一般是對右心房。

雙室起搏模式可能難于正常顯示,主要有兩個原因。首先,雙室起搏可能同時發(fā)生,因此在皮膚上表現(xiàn)為單一脈沖。其次, 左心室導(dǎo)聯(lián)的位置通常與右心室導(dǎo)聯(lián)不在相同的向量上,事實上兩者會相互垂直。一般來說,右心房在aVF導(dǎo)聯(lián)(肢體導(dǎo)聯(lián)之一)上有最好的顯示,而右心室則在 II導(dǎo)聯(lián)上有最佳顯示。大多數(shù)ECG系統(tǒng)都未采用三導(dǎo)聯(lián)同時檢測電路或算法,于是左心室成為最難拾取的導(dǎo)聯(lián)。因此,有時最好去檢測V導(dǎo)聯(lián)中的一根。

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成像 心臟起搏

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