文档介绍：心脏起搏器与物理
摘要:心脏起搏器(cardiac pacemaker),就是一个人为的“司令部”,它能替代心脏的起搏点,使心脏有节律地跳动起来。心脏起搏器是由电池和电路组成的脉冲发生器,能定时发放一定频率的脉冲电流,通过起搏电极导线传输到心房或心室肌,使局部的心肌细胞受到刺激而兴奋,兴奋通过细胞间的传导扩散传布,导致整个心房和(或)心室的收缩。心脏的电信号使它跳动。当运行时,心脏跳动加速;当睡眠时,心脏跳动减慢。如果心电系统异常,心脏跳得很慢,甚至可能完全停止。人工心脏起膊器发出有规律的电脉冲,能使心脏保持跳动。(1)关键词:心脏, 起搏器,脉冲,电流
心脏起搏原理及应用
1. 原理
心肌对任何形式的电流刺激都可以产生收缩反应, 这是人工心脏起搏的生理基础。通过起搏器发放一个短时限(0. 5~1. 5ms ) 、低强度(5V) 的脉冲电流, 经导线和电极传递到达心肌,刺激心肌而使其产生兴奋,传导和收缩,完成一次有效的心脏跳动, 其有效的刺激使心脏按一定的起搏频率搏动, 它犹如一个人工的异位兴奋灶。若心肌已无兴奋、传导和收缩功能,电刺激则不能激起电极周围的心肌兴奋, 即使局部心肌能兴奋,但不能扩散传播,亦不能引起心脏整体的有效收缩。
当病人自身的心率慢于所设定的起搏器频率时, 起搏器发放阈上脉冲刺激, 引起心脏搏动而维持稳定的心率; 当病人出现心动过速时, 起搏器按设定形式, 发放高于心动过速频率的阈上脉冲刺激, 该脉冲刺激一旦夺获心肌, 导致原心动过速兴奋灶的输出阻滞;或者发放适当的1 个、2 个或一串期前刺激打断心动过速的折返途径,从而终止心动过速的发作。
起搏基本参数主要有起搏阈值(0. 5~1. 5V) 、起搏频率(60~100 次/ min) 、最高极限频率(120~150 次/min) 、脉冲宽度(0. 5~0. 3ms) 、感知灵敏度(临床要求愈小愈好) 、反拗期(300~350ms) 及去颤保护(400W ·s) 等。
2 应用
埋藏于体内的起搏器为埋藏式起搏器, 作为永久性心脏起搏, 用于慢性或间歇发作的严重缓慢性心律失常如心脏传导阻滞、病态窦房结综合征等;放在体外的起搏器为体外起搏器,用于临时性起搏, 如永久性起搏器植入的过渡或心脏骤停的抢救等等。(2)
3心脏起搏器电源与电极
1脉冲发生器的电源,在体外起搏器可随时更换,一般无严格要求。而对于埋藏式起搏器,要求其电源能量密度高、自放电小、高可靠性和使用寿命长等优点。目前有以下几种。
1) 镉- 镍电池。通过高频振荡器和功率放大器可在体外充电。体外的初级线圈放在皮下埋置的次级线圈的皮肤表面上,这时体内线圈可从体外线圈感应出电压。经过整流、滤波变为直流电。在体外可进行万次以上充电。
2) 核素电池和“生物燃料”电池。一般采用具有高能、长半衰期的核燃料。其寿命为目前起搏器电池中最长的一种, 预计可达20 年,被誉为终身能源,对青年较适合。但其价格昂贵及射线防护等问题, 在许多国家禁用; 生物能源是利用人体血液中的葡萄糖氧化或电磁转换等生理活动将化学能或机械能转换为电能。但目前仍在试验阶段。
3) 锂- 碘电池及锂系列电池。锂电池具有高能量、寿命长、密封好不产生气体和漏液, 尤为重要的是还有电池耗竭早期预报功能。锂- 亚硫酰***电池已成为埋藏式起搏器较