以起搏除极积分刺激除极波检测法确认夺获与否的心室自动阈值管理的临床观察

司海龙，秦勤，陈刚，路雅茹，寇璐，林文华，任自文，赵炳让



以起搏除极积分刺激除极波检测法确认夺获与否的心室自动阈值管理的临床观察

司海龙，秦勤，陈刚，路雅茹，寇璐，林文华，任自文，赵炳让

摘要

目的：通过对植入Zephyr5826起搏器患者的随访，观察以起搏除极积分刺激除极波检测法（PDI）测算刺激除极波下面积方式确认夺获与否的心室自动阈值管理(VCM)的临床观察。

方法：选取植入Zephyr5826起搏器患者102例，术后即刻将心室电极设置为双极感知、双极起搏以满足PDI测算刺激除极波下面积的设置需要，观察患者术后第1 d、7 d及1、3、6、12个月时VCM功能的开启情况及工作情况,并将VCM阈值与手动测定阈值进行比较。观察随访患者有无胸大肌刺激、膈肌刺激及心悸感。

结果：1例术后1个月时因急性心肌梗死去世，余101例均随访12个月。随访期内102例均于术后即刻成功开启VCM功能。101例患者随访期内均无胸大肌刺激、膈肌刺激等症状出现，6例(5.9%)因不能耐受每日阈值自动测试过程引起的心悸感于术后7 d时关闭VCM功能，之后随访时临时测试并记录VCM阈值。VCM阈值与手动测定阈值临床符合率100%（临床符合定义为VCM阈值与手动测定阈值相差- 0.125～+ 0.125 V）。VCM功能对其中1例患者术后第1d时阈值升高至2.125 V的情况亦能准确识别并自动调整输出为2.375 V。VCM功能开启时的心室起搏输出电压为（0.99±0.48） V（n=608），依焦耳定律算得，与普通电压起搏(2.5 V，0.4 ms)相比，VCM功能在心室起搏输出方面可节省84%的能量消耗，与高电压起搏(3.5 V，0.4 ms)相比，可节省92%的心室起搏能量消耗。随访期间心电图及24小时动态心电图均未见心室失夺获及感知不良。

结论：Zephyr5826双腔起搏器通过新测算方法实现双极起搏模式下的VCM功能，可以安全有效的应用低能量起搏心脏，少数患者因无法耐受自动测试过程中的心悸感无法开启VCM功能。

关键词 心脏起搏器，人工；起搏阈值；阈值自动化管理

Objective: To observe the automatic ventricular capture management (VCM) confirmed by paced depolarization integral (PDI) evoked response detection via the follow-up study in patients with Zephyr5826 pacemaker implantation.

Methods: A total of 102 relevant patients were enrolled. In order to conduct PDI calculation, pacemakers were set by bipolar sensing and bipolar pacing at immediately after implantation. VCM functions were observed at 1 day, 7 days and 1 month, 3, 6, 12 months after implantation, the ventricular threshold by VCM test and manual test were compared. The symptoms of pectoralis major stimulus, diaphragm stimulus and palpitation were observed in all follow-up patients.

Results: There was 1 patient died by MI at 1 month after Zephyr5826 pacemaker implantation, the rest 101 patients were followed-up for 12 months. VCM function was successfully turned-on at immediately after implantation in all patients, no pectoralis major stimulus and diaphragm stimulus occurred. VCM function was turned-off in 6/101 (5.9%) patients at 7 days after implantation due to intolerable palpitation caused by daily automatic VCM, instead they received manual test at follow-upvisit. The coincidence rate of ventricular thresholds between VCM test and manual test were 100%. Ventricular pacing output voltage by VCM was (0.99 ± 0.48) V, n=608. Compared with regular pacing output voltage (2.5V, 0.4ms), VCM function may save 84% of energy consumption; compared to high pacing output voltage (3.5V, 0.4ms), VCM may save 92%. Loss of ventricular capture and poor sensation were not found by ECG and 24 h dynamic monitoring.

Conclusion: Zephyr5826 pacemaker may conduct bipolar pacing and scanning with VCM function, it can be effectively and safely operated by low energy output. A few patients may not use VCM function due to intolerable palpitation.

Key words Pacemaker, artificial; Pacing threshold; Automatic capture management

(Chinese Circulation Journal, 2016,31:358.)

1995年，St.Jude公司将具有心室自动阈值管理（VCM）功能的单腔起搏器Microny成功上市，开启了VCM功能起搏器的临床应用及进一步研究的新局面[1]。在VCM功能测试心室阈值时，为了提高对刺激除极波（ER）振幅的感知，心室电极必须设置为单极起搏、双极感知。单极起搏模式下心室电极头端与起搏脉冲发生器之间的人体组织成为电流环路的一部分，当流经人体组织的电流达到一定强度时可引起局部肌肉抖动和（或）抽动，所致噪声干扰严重时会影响起搏器对刺激除极波的感知确认，部分患者可出现明显的心悸感。VCM功能在自动测试过程中因高能量后备脉冲的频繁发放所致的心悸感、周围肌肉抽动等不适感在心室单极起搏模式下较为常见，另有部分患者因噪声干扰导致刺激除极波感知不理想从而无法开启VCM功能[1, 2]。St.Jude公司最新推出的Zephyr系列起搏器，新增了起搏除极积分刺激除极波检测法（PDI），该方法对刺激除极波的感知更加精准，在成功应用于心房自动阈值管理的同时，可以支持双极起搏模式下的VCM功能[3]。有研究显示，应用PDI方法的心房自动阈值管理功能在起搏器植入术后半年时的开启比例达51.5%[4]。本文拟对Zephyr5826起搏器双极起搏模式下VCM功能的开启比例、准确性、安全性及舒适性进行观察。

1 资料与方法

研究对象：选取2008-11至2014-08期间植入Zephyr5826起搏器患者102例，男61例、女41例，年龄42～89（69.1±9.2）岁。病态窦房结综合征72例（70.6%），高度房室传导阻滞（AVB）21例（20.6%），双结病变6例（5.9%），肥厚型梗阻性心肌病3例（2.9%）。其中有明确阵发性心房颤动病史53例（52.0%），合并高血压50例（49.0%），冠心病25例（24.5%），糖尿病21例（20.6%）。

入选患者的诊断于术前经病史、体检、动态心电图、超声心动图、胸部X线胸片等检查证实，均符合2002年美国心脏协会（AHA）／美国心脏病学会（ACC）／北美起搏和电生理学会（NASPE）及中国起搏与心电生理学会安装起搏器指南规定的适应证。多数患者均因治疗心律失常和（或）原发病，使用一种或多种药物治疗。如服用胺碘酮、β受体阻滞剂、莫雷西嗪或普罗帕酮控制心律失常，口服血管紧张素转换酶抑制剂（ACEI）、血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂（ARB）、钙离子拮抗剂和（或）β受体阻滞剂控制血压，注射胰岛素和（或）口服磺脲类降糖药等药物控制血糖，冠心病患者服用阿司匹林、氯吡格雷、单硝酸异山梨酯、他汀类等药物和（或）接受经皮冠状动脉介入治疗（PCI）控制心绞痛等症状。

植入方法:102例起搏器型号均为Zephyr5826 （St.Jude公司，美国）。97例患者采用左锁骨下静脉穿刺术，5例患者因左利手采用右锁骨下静脉穿刺术，心房导线型号均为1642T型低极化电极，固定于右心耳部。心室导线型号均为1646T型低极化电极，固定于右心室心尖部。术中调整电极位置使各参数达到：心房、心室起搏阈值0.2～1.0 V（脉宽0.4 ms），阻抗200～1 500Ω，心房感知＞2.0 mV,心室感知＞5 mV。术中起搏器分析仪测试起搏参数满意后，固定电极，将脉冲发生器埋于胸前皮下。

随访方法：植入术后即刻设置心室电极为双极起搏、双极感知模式，术后第1、7d及1、3、6、12个月时随访程控，应用Merlin程控仪（St.Jude公司，美国）。VCM功能开启前需先进行autocapture设置测试，满足心室最小刺激除极波/最大极化波＞ 2:1方可开启VCM功能，该设置测试过程由起搏器自动完成，测试结束后推荐开启VCM功能时会同时推荐刺激除极波感知灵敏度值，若不能开启则会显示可能的原因。VCM功能开启后设置隔8 h测试1次，每次随访时记录手动测试心室阈值、VCM功能开启情况及开启后自动测定的心室阈值。人工测试及VCM测试脉宽均为0.4 ms，人工测试起搏阈值时输出电压每次递减最小幅度为0.25 V,VCM自动测试的间隔幅度最小为0.125 V。两组数值比较时临床符合定义为自动测得阈值与人工测得阈值相差- 0.125～+ 0.125 V。每次程控结束行心电图检查，随访3至12个月期间行24 h动态心电图检查。每次随访均记录患者有无膈肌跳动、胸大肌抽动等肌肉刺激症状，有无心悸不适感。

对比自动阈值管理功能自动确定的输出电压与传统人工设置输出电压的差异，并根据焦耳定律（W =U2t/ R）来计算该差异对起搏能量的影响。

12个月内起搏能量消耗（mJ）＝起搏电压阈值（V）2×输出脉宽（ms）×12个月内起搏输出次数/导线阻抗（Ω）。简称公式（1）。

统计学方法：计量资料以均数±标准差表示。数据分析采用SPSS 17.0软件包，分析手动及自动阈值差别采用配对t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

102例患者术后随访VCM开启比例 （表1） ：1例患者术后1月时因急性心肌梗死并发心原性休克去世，余101例均随访12个月。102例患者随访期内均于术后即刻满足开启VCM的条件而成功开启该功能。101例患者随访期间均无胸大肌刺激、膈肌刺激等肌肉刺激症状出现，6例（5.9%）因不能耐受每日阈值自动测试过程中出现的心悸感于术后7 d关闭VCM功能，之后随访时临时应用VCM功能测试并记录结果。随访程控608次，其中9次VCM测值比手工测值高0.125 V，396次两者测值相等，203次VCM测值比手工测值低0.125V，临床符合率100%。

102例患者术后随访心室起搏阈值的变化：VCM阈值与手动测定阈值之间差异无统计学意义（P＞0.05，表1）。随访期间心电图及24 h动态心电图均未见心室失夺获及感知不良。

102例患者术后随访心室起博输出电压的参数变化（表1）：102例患者随访期内VCM功能开启时的心室起搏输出电压最低为（0.91±0.51）V（1d），最高为（1.02±0.49）V（12个月，n=101），总平均心室起搏输出电压为（0.99±0.48） V（n=608）。应用公式（1）可以算得，与普通电压起搏（2.5 V，0.4 ms）相比，VCM功能在心室起搏输出方面可节省84%的能量消耗，与高电压起搏（3.5 V，0.4 ms）相比，节能更加突出，可节省92%的心室起搏输出能量消耗。VCM功能对1例患者术后第1 d时心室阈值升高至2.125 V的情况亦能准确识别并自动调整输出为2.375 V。

表1 102例*患者术后随访VCM开启比例、心室起搏阈值及心室起搏输出的参数变化（±s）

表1 102例*患者术后随访VCM开启比例、心室起搏阈值及心室起搏输出的参数变化（±s）

注：VCM：心室自动阈值管理。*：1例于术后1月时因急性心肌梗死并发心原性休克去世。#：6例未开启VCM功能的原因为患者不耐受每日阈值自动测试过程中的心悸感

手动测定阈值 (V) VCM阈值 (V) P值1天　100 (102/102)　 0.58±0.26　 0.56±0.25　 0.166 0.91±0.51 1周　94.1 (96/102)　 0.71±0.26　 0.69±0.23　 0.271 1.02±0.47 1个月　94.1 (95/101)　 0.64±0.25　 0.62±0.22　 0.252 0.97±0.46 3个月　94.1 (95/101)　 0.68±0.27　 0.66±0.24　 0.187 1.00±0.47 6个月　94.1 (95/101)　 0.70±0.30　 0.69±0.26　 0.231 1.01±0.48 12个月　94.1 (95/101)　 0.72±0.27　 0.71±0.30　 0.152 1.02±0.49随访时间　VCM开启比例(%)#心室起搏阈值　心室起搏输出电压 (V)

3 讨论

随着科技的发展，起搏器的自动化程度越来越高[5, 6]。阈值测试一直是起搏随访的重要环节。由于阈值受诸多因素的影响[7]，其变化是一个动态的过程，因此，无论患者是否定期随访，医生只能了解到即时偶测阈值。自动阈值管理功能的出现很好的解决了这个问题，它通过自动监测起搏阈值并调整输出，既避免了部分起搏器依赖患者因阈值突然升高而出现的生命危险，又可以节省起搏器电池能量从而延长起搏器寿命[8]。

St.Jude公司的Microny起搏器率先将心室自动阈值管理功能应用于临床，包括以后上市的Affinity、Verity及Victory等系列起搏器，都是通过差异刺激除极波检测法（Differential-MAX Evoked Response Detection，DMAX）测试刺激除极波的斜率并与刺激除极波感知灵敏度比较以确定是否夺获心室，确定心室阈值后以超低电压（心室阈值+ 0.25 V）起搏心室，为“beat-by-beat”逐跳监测以保证安全。为了提高对心室刺激除极波的感知并降低极化电位，心室电极需选用低极化双极电极并设置为单极起搏、双极感知，即便如此，术后仍有少数患者因刺激除极波感知差不能开启VCM功能[9]。另外，心室单极起搏与双极起搏相比,存在抗干扰能力弱、偶有胸大肌及膈肌刺激等不足。Medtronic公司的Kappa、Enpulse等系列起搏同样具有VCM功能，与St.Jude公司的测试刺激除极波斜率不同，它是通过识别起搏刺激后电极残留电压的符号变化和回转率的幅度变化来计算心室去极响应的，这种变化是由于心室去极响应的影响而使实际的放电波形与单纯指数波形不同造成的，它对心室电极的极性无要求，该算法另一个特点是不以每搏为基础，而是在可编程的15 min到42 d的范围内确定起搏阈值[10]，它不提供“beat-by-beat”逐跳监测因而不以超低电压（心室阈值+ 0.25 V）起搏心室，而是以阈值的倍数值（如1.5X，2X，3X，4X）做为起搏输出电压。St.Jude公司新推出了Zephyr系列起搏器,它在保留DMAX检测法的同时增加了新的方法检测刺激除极波- PDI检测法，以实现双极起搏模式下的VCM功能，减少单极起搏的弊端。该法通过测算心室刺激除极波的波下面积（图1）并与刺激除极波感知灵敏度值比较来完成对心室刺激除极波的感知。VCM功能开启前需先进行autocapture设置测试，满足心室最小刺激除极波/最大极化波＞ 2:1时方可开启VCM功能并同时机器自行设定刺激除极波感知灵敏度值，该值需同时满足最小刺激除极波/刺激除极波感知灵敏度＞1.5和刺激除极波感知灵敏度/最大极化波＞1.333。Zephyr系列起搏器依据心室电极设置自动选择不同的刺激除极波检测方法（表2）。PDI测试心室阈值过程：心室起搏脉冲发放后即刻开启85 ms检测窗（11 ms空白期+ 74 ms检测期），若PDI≥刺激除极波感知灵敏度值则确认夺获，若PDI＜刺激除极波感知灵敏度值则确认失夺获。PDI检测法的敏感性与准确性进一步提高,支持心室电极设置为双极起搏、双极感知下的VCM功能，有效的避免了心室单极起搏时电流经过外周组织所致的局部肌肉抽动及起搏器噪声干扰。PDI检测法还可在心房自动阈值管理功能中用于检测心房刺激除极波。

表2 心室电极起搏设置与刺激除极波检测方法的关系

图1 PDI检测心室刺激除极波下面积示意图

本研究结果显示，在心室电极设置为双极起搏、双极感知时，102例均于术后即刻满足开启VCM功能的条件，VCM功能的608次测试结果与手动测试结果差值均在-0.125V～+0.125 V之间，临床符合率100%。随访期内患者均无胸大肌刺激、膈肌刺激等症状出现。608次程控显示，VCM功能开启时的心室起搏输出电压为0.99±0.48 V，与普通电压（2.5 V，0.4 ms）及高电压（3.5 V，0.4 ms）起搏相比，可分别节省84%及92%的心室起搏能量消耗。VCM功能对其中1例术后第1d时阈值升高至2.125V的情况亦能准确识别并自动调整输出为2.375V。随访期间心电图及24 h动态心电图均未见心室失夺获及感知不良，表明在心室电极设置为双极起搏、双极感知时VCM功能安全、可靠。不足的是，随访期内6例（5.9%）因不能耐受每日阈值自动测试过程中出现的心悸感于术后第7d时关闭VCM功能，考虑心悸感可能与自动测试过程中5V后备脉冲的频繁发放有关。

简言之，Zephyr5826起搏器VCM功能在双极起搏、双极感知设置下实现了心室阈值的自动化管理，提高了患者的舒适性，在保证安全夺获的前提下节省起搏器输出消耗，延长起搏器寿命。

参考文献

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(编辑：曹洪红）

Clinical Observation of Automatic Ventricular Capture Management Confirmed by Paced Depolarization Integral Evoked Response Detection

SI Hai-long, QIN Qin, CHEN Gang, LU Ya-ru, KOU Lu, LIN Wen-hua, REN Zi-wen, ZHAO Bing-rang.
The 2ndWard of Cardiology, Tianjin Chest Hospital, Tianjin (300450), China
Corresponding Author: QIN Qin, Email: qinqin6351@163.com

Abstract

作者单位：300450 天津市胸科医院 心内二病区（司海龙、秦勤、陈刚、路雅茹、寇璐、赵炳让）；泰达国际心血管病医院 心内科 （林文华、任自文)

作者简介：司海龙 主治医师 硕士 主要从事冠心病及心律失常的相关研究 Email：sixiaomage001@163.com 通讯作者：秦勤 Email：qinqin6351@163.com

中图分类号：R541.4

文献标识码：A

文章编号：1000-3614（2016）04-0358-04

doi:10.3969/j.issn.1000-3614.2016.04.011

收稿日期:（ 2015-08-21)