Типи кардіостимуляторів - електрокардіограма при штучному водія ритму серця

глава II
ТИПИ кардіостимуляторів
І РЕЖИМИ СТИМУЛЯЦІЇ
Для позначення режиму стимуляції і типів електрокардіостимуляторів (ЕКС) використовується міжнародна номенклатура трьохбуквені коду, розроблена Американської міжвідомчою комісією по захворюваннях серця (Intersociety Commission for Heart Disease Resources). Код називається ICHD. Перша літера коду позначає стимулюється камеру серця [V - ventricle, А - atrium, D - dual (і передсердя, і шлуночок)] - друга буква коду вказує камеру серця, з якої сприймається керуючий сигнал (V - ventricle, А - atrium, D - dual, 0 - керуючий сигнал не сприймається ні з однієї камери) - третя буква коду позначає спосіб реакції ЕКС на сприймалася сигнал [I - inhibited (забороняється), Т - triggered (критичний), D - dual (забороняється і критичний), 0 - відсутність здатності сприймати сигнали і реагувати на них] (табл. 2).
З розвитком більш складних систем стимуляції, введення програмування, використання ЕКС для лікування тахікардій трилітерний код був розширений до пятібуквенного- четверта буква позначає характер програмування (Р - просте програмування частоти і / або вихідних параметрів, М - множина програмування параметрів частоти, вихідних параметрів, чутливості , режиму стимуляції і т. д., О - відсутність програмованість) - п`ята буква позначає вид стимуляції при впливі на тахікардію [В - Burst stimuli

 (Нанесення «пачки імпульсів»), N - normal rate competition (конкурентна стимуляція), S - single or doubletimed stimuli (нанесення одиночного або парного екстрастімула), Е - externally controlled (регуляція стимулятора здійснюється зовні) [Zipes D., 1982].
Таблиця 2. Типи кардіостимуляторів згідно буквенному коду

При позначенні камер серця: V - шлуночок, А - передсердя, D - шлуночок і передсердя.
Спосіб реакції ЕКС на сприймалася сигнал: 0 - сигнал від серця не сприймається апаратом, I - стимуляція забороняється сигналом від серця, Т -стімуляція відбувається синхронно з сигналом від серця (критичний режим), D - поєднання забороняється і критичного режимів.

Мал. 17. Функціонування ЕКС у фіксованому режимі (схема). Зірочкою позначена стимуляція шлуночків. Тут і нижче схеми взяті з «Overheads», 1985. Siemens-Elema.
Трилітерний код, однак, залишається найбільш поширеним і загальновизнаним, тому надалі ми будемо ним користуватися.
В даний час відомі наступні типи ЕКС і режими стимуляції: А00, V00, D00, AAI, VVI, WT, VAT, VDD, DVI, DDD.
Розглянемо основні принципи роботи кожного із зазначених ЕКС.
Стимулятор типу V00 (асинхронний) здійснює стимуляцію шлуночків у фіксованому режимі, т. Е. Незалежно від спонтанного ритму хворого (рис. 17).

Мал. 18. Стимуляція шлуночка у фіксованому режимі. Межімпульсних інтервал становить 900 мс, що відповідає стимуляції з частотою 66 імп / хв.

Мал. 19. Конкуренція ритмів при стимуляції в асинхронному режимі.
а - нав`язані комплекси (1, 2, 8, 9) чергуються з синусовим (4, 5, б, 7). Стимули 4, 5, б не спричинили шлуночків, оскільки потрапили в абсолютний рефрактерний період-б - асинхронна стимуляція при мерехтінні передсердь. Нав`язані комплекси (8, 10) чергуються зі спонтанними (2-7, 9, 11, 13-16) і псевдослівнимі комплексами (1, 12).
Цей режим стимуляції вперше застосував у людини в 1952 р Р. М. Zoll- можна вважати, що саме з цього часу почалася ера кардиостимуляции.
Для функціонування такого ЕКС необхідний тільки один електрод в шлуночок. За допомогою цього електрода здійснюється стимулююча функція ЕКС. ЕКС генерує імпульси з встановленої фіксованою частотою, незалежно від частоти спонтанного ритму серця. Час між стимулами називається межімпульсних інтервалом, а також автоматичним інтервалом або інтервалом стимуляції, виражається в мілі
секундах (мс) і назад частоті стимуляції (рис. 18). Якщо на тлі такої стимуляції відновлюється атриовентрикулярная провідність, то з`являється конкуренція власного і апаратного ритмів (рис. 19, а, б). Оскільки імпульси ЕКС генеруються з постійним інтервалом, то вони можуть потрапити в будь-яку фазу деполяризації спонтанного шлуночкового комплексу. Якщо імпульс потрапить поза рефрактерного періоду спонтанного комплексу ORS, то він в свою чергу також викличе відповідь, т. Е. Виникне штучно викликане, нав`язане сокращеніе- якщо імпульс потрапить в період рефрактерності, то він залишиться холостим. Конкуренція може бути не тільки при наявності спонтанного ритму (синусового або миготливої аритмії), але і при виникненні екстрасистолії, а також при поєднанні того і іншого (рис. 20, а, б), конкуренція штучно викликаного і спонтанного ритмів створює умови для шлуночкових аритмій , включаючи фібриляцію шлуночків, при попаданні стимулюючого імпульсу в уразливий період серцевого циклу. Аритмії, пов`язані з кардіостимуляції, розглядаються в розділі.
Асинхронні ЕКС можуть використовуватися з відносною безпекою у хворих з тривалою атріовентрикулярної (АВ) блокадою, коли відновлення провідності через АВ вузол малоймовірно [Chung Е. К., 1983]. Проте навіть в такій ситуації відновлення АВ провідності можливо і через тривалий час. С. С. Соколов і співавт. (1985) показали, що в терміни до 1,5 років відновлення синусового ритму спостерігається у 21% хворих зі стійкою АВ блокадою III ступеня. Ми спостерігали хворих з відновленням синусового ритму через 4-8 років після первинної імплантації ЕКС.
ЕКС типу V00 ще широко застосовуються в СРСР, але за кордоном їх використання обмежується тільки боротьбою з міопотенціальним пригніченням [Ohm О. J., 1974 Piller L. W. et al., 1974 Peter Th. et al., 1976] - вважають, що в недалекому майбутньому виробництво ЕКС подібного типу буде повністю припинено [Furman S. et al., 1977].
ЕКС VVI - кардіостимулятор, забороняється хвилею R (рис. 21). Інакше ЕКС даного типу називають «demand» і «standby», що означає «працює на вимогу» і «запасний». Так само, як і для ЕКС V00, для його роботи необхідна імплантація в шлуночок одного електрода, але, крім стимулюючої, він виконує і детекторні роль.

Мал. 20. Варіанти конкуренції ритмів.
а - мониторная запис, відведення Vj. Часта шлуночкова екстр асистолія при асинхронної стимуляції. Екстрасистолічна комплекс розташований між двома навязаннимі- б - конкуренція ритмів, пов`язана з відновленням синусового ритму і наявністю шлуночкових екстрасистол.

Мал. 21. Функціонування ЕКС в режимі VVI (схема). Знаком зірочка в гуртку позначено сприйняття керуючого сигналу і стимуляція.
ЕКС типу WI має два режими роботи: власний і фіксований.
При відсутності власних серцевих скорочень ЕКС генерує імпульси з встановленої для нього частотою. При появі спонтанної деполяризації шлуночків поза рефрактерного періоду стимулятора апарат сприймає її і генерування стимулюючого імпульсу блокується (рис. 22). Черговий імпульс може виникнути тільки після встановленого інтервалу, який і визначає частоту стимуляції. Іншими словами, якщо протягом певного часу спонтанна хвиля R НЕ буде сприйнята стимулятором, то станеться генерування стимулюючого імпульса- якщо така ситуація буде зберігатися довго, то ЕКС стане працювати постійно з властивою йому базовою частотою. Цей режим роботи називається власним (рис. 23). Пояснюючи принцип роботи ЕКС, ми спеціально не говоримо, що «стимулятор починає генерувати імпульси тоді, коли власна частота серцевих скорочень нижче частоти стимуляції», хоча таке пояснення нерідко зустрічається в літературі.

Мал. 22. Функціонування ЕКС у власному режимі роботи. Ритм пов`язаний з частотою 71 імп / хв (інтервал стимуляції 840 мс). Шлуночкова екстрасистола виникла після нав`язаного комплексу через 600 с, була сприйнята ЕКС, генерування чергового стимулу не відбулося.

Мал. 23. Функціонування ЕКС у власному режимі роботи. Чергування спонтанних комплексів (тріпотіння передсердь з різним коефіцієнтом проведення) з нав`язаними. Частота стимуляції 73 імп / хв (інтервал стимуляції 848 мс). Інтервал між спонтанними скороченнями менш 848 мс.
Це не зовсім правильно, тому що частота власних скорочень може бути і менше, але окремі скорочення, що потрапляють в згаданий вище інтервал, будуть сприйматися ЕКС і блокувати нанесення стимулюючого імпульсу (рис. 24).
В ЕКС типу VVI виділяють наступні інтервали: автоматичний, вискакує і інтервал асинхронної стимуляції.
Автоматичний інтервал, або інтервал стимуляції: інтервал між двома послідовними нав`язаними комплексами.
Вискакує інтервал стимуляції: інтервал між спонтанним (синусовим або Екстрасистолічна) і подальшим нав`язаним комплексами.
У більшості ЕКС типу VVI вискакує інтервал стимуляції відповідає автоматичному інтервалу.
Однак у практичній діяльності при аналізі ЕКГ вискакує інтервал стимуляції може виявитися трохи більше автоматичного (рис. 25). Це пов`язано з тим, що дуже важко по конфігурації комплексу QRS визначити момент, коли амплітуда зубця R буде достатньою для сприйняття сенсорним механізмом ЕКС [Е1- Sherif N. et al., 1980]. Оскільки відлік проводиться від початку або вершини комплексу QRS, то можливо розбіжність у визначенні істинного значення автоматичного інтервалу.
Верхня крива - ЕКГ у II стандартному отведеніі- нижня крива - чреспищеводная реєстрація передсердних потенціалів (ч / п). Частота стимуляції 70 імп / хв (інтервал стимуляції 850 мс), частота синусового ритму 60 в 1 хв (інтервал Р - Р 1000 мс).

Мал. 25. Величина автоматичного і вискакує інтервалів стимуляції.
Автоматичний інтервал 920 мс. Вискакує інтервал, який вимірюється від початку комплексу QRS після першої і третьої екстрасистоли, становить 960 мс, після другої екстрасистоли - 920 мс.

Мал. 24. Стимуляція в режимі VVI.

Мал. 26. Зміна величини вискакує інтервалу при введенні значення гістерезису.
а- вихідна ЕКГ (значення гістерезису не введено). Автоматичний і вискакує інтервали равни- б - введено значення гістерезису величиною 375 мс. Вискакує інтервал збільшився до 1255 мс (880-т375).

Мал. 27. вискакує інтервал збільшений до 1255 мс за рахунок введення гистерезиса. Після шлуночкової екстрасистоли синусовий комплекс виникає через 1240 мс.
В останні роки у нас і за кордоном випускають програмовані ЕКС, зокрема за значенням гистерезиса. Гістерезис стосовно стимуляції означає різницю між частотою. при якій ЕКС починає генерувати імпульси, і частотою, з якою ця стимуляція відбувається. Як ми вже згадували вище, в більшості випадків автоматичне і вискакує інтервали стимуляції рівні. Якщо в ЕКС введений гістерезис, то він і складе різницю між вискакують і автоматичним інтервалом. Іншими словами, в разі позитивного гистерезиса вискакує інтервал стимуляції буде більше автоматичного (рис. 26, а, б) [Friedberg Н. D. et al., 1973- El-Sherif N. et al., 1980]. Значення гістерезису в тому, що він дозволяє максимально зберегти більш вигідний гемодинамически синусовий ритм (рис. 27). Розпізнавання гістерезису дуже важливо, щоб уникнути помилкової діагностики порушення в системі стимуляції. В СРСР випускають апарати ЕКС-500, що мають значення гістерезису. Для спрощення аналізу ЕКГ в табл. 3 наведено відповідність частоти початку стимуляції і частоти, з якою ця стимуляція здійснюється, при різних значеннях гистерезиса.
Інтервал асинхронної стимуляції: це автоматичний інтервал, який реєструється при переході ЕКС в фіксований режим під впливом магнітних полів. Переклад апарату в фіксований режим роботи здійснюється при піднесенні зовнішнього магніту до місця імплантації ЕКС.

Таблиця 3. Зміна частоти стимуляції при введенні гістерезису

При цьому інтервал асинхронної стимуляції може стати коротше автоматичного, що призводить до збільшення частоти стимуляції. Така зміна частоти стимуляції при накладення магніту називається магнітним тестом. Частота стимуляції при проведенні магнітного тесту залежить від моделі ЕКС. Так, наприклад, у ЕКС-222 частота стимуляції змінюється ненабагато, і цю різницю можна виявити тільки за допомогою спеціальної апаратури контролю. У ЕКС-500 і Siemens - Elema-668 (фірми Siemens - Elema) частота стимуляції збільшується до 100 імп / хв (рис. 28, а, б). В апарата «Spectrax-5985» [фірми Medtronic) частота змінюється тільки в перших трьох комплексах, збільшуючись до 100 імп / хв, інші комплекси слідують з частотою, рівній базової (рис. 29, а, б).

Мал. 28. Переклад ЕКС-500 в фіксований режим. При накладенні магніту (стрілка) апарат функціонує в фіксованому режимі стимуляції з частотою 100 імп / хв.
а -ісходний ритм сінусовий- б - вихідний ритм нав`язаний.
Частота стимуляції при проведенні магнітного тесту залежить від стану джерела живлення, в зв`язку з чим даний тест використовується для определененія енергетичного стану джерела живлення. В процесі експлуатації ЕКС частота стимуляції при виконанні магнітного тесту зменшується (рис. 31). Зменшення частоти генерованих імпульсів нижче критичної величини, зазначеної в паспорті, свідчить про загрозливий виснаженні джерела живлення і навіть при ефективної стимуляції вимагає заміни ЕКС.

Мал. 29. Переклад в фіксований режим ЕКС Spectrax-5985.
а - вихідний ритм синусовий. При накладенні магніту перший штучно викликаний комплекс з`являється через 600 мс після спонтанного. Перші три нав`язаних комплексу слідують з частотою 100 імп / хв. Наступні імпульси ЕКС реєструються з частотою базового ритму стимуляції 69 імп / хв, потрапляючи в рефрактерний період шлуночків, вони не викликають їх деполяризації. Інтервал асинхронної стимуляції 600 мс реєструється тільки двічі, так як відлік розпочато від синусового комплексу-б - вихідний ритм нав`язаний ЕКС. Базова частота стимуляції 70 імп / хв. При накладенні магніту перший штучно викликаний комплекс з`являється через 600 мс. Наступні три комплексу слідують з частотою 100 імп / хв, після чого знову здійснюється стимуляція з частотою 70 імп / хв.
У деяких типах ЕКС, що працюють в режимі VVI, при накладенні магніту на область ЕКС або зняття його відбувається збільшення автоматичного інтервалу за рахунок пригнічення ЕКС (рис. 32) [Barold SS et al., 1973- Driller J. et al., 1976- Phorman J., 1977]. Даний факт пояснюють зміною різниці електромеханічних потенціалів між внутрішньосерцевих електродом і заземляющей пластиною. Кожен раз, коли магнітоуправляємим контактна ланцюг відкривається або закривається у відповідь на вплив магнітом, ця різниця потенціалів змінюється, ЕКС сприймає її і відзначено зниження [Driller J. et al., 1976- Thorman J. et al., 1977]. Вважається, що подоб-

Мал. 30. Передчасне припинення магнітного тесту (ЕКС) Spectrax-5985).
Стрілками позначений момент програми та видалення магніту. Почастішання ритму до 100 імп / хв реєструється тільки в двох комплексах (а не в трьох, як слід було б очікувати). Починаючи з шостого комплексу ЕКС функціонує в R-Забороняється режимі, про що свідчить відсутність стимулу при виникнень шлуночкової екстрасистоли.

Мал. 31. Магнітний тест при виснаженні джерела живлення (ЕКС Siemens-Elema-668).
Стрілки - момент накладення і видалення магніту. При накладенні магніту частота стимуляції збільшується тільки до 89 імп / хв (вихідна частота при проведенні магнітного тесту 100 імп / хв). Даний результат свідчить про виснаження джерела живлення, але не про необхідність заміни ЕКС, так як реимплантация показана при урежении частоти стимуляції до 85 імп / хв.
Така картина зустрічається тільки в тих ЕКС, магнітоуправляємим контактна ланцюг яких з`єднана із сенсорною цепью- в моделях, де ці ланцюги ізольовані, накладення або видалення магніту не приводить до появи пауз.
Кожен ЕКС типу VVI має рефрактерний період, т. Е. Час, протягом якого він не сприймає ніяких сигналів. ЕКС залишається рефрактерним до внутрішньосерцевих потенціалом не тільки після кожного нав`язаного, але і після кожного «виловлених» спонтанного комплексу.

Мал. 32. Магнітний тест (ЕКС фірми Vitatron).
Почастішання стимуляції до 90 імп / хв відбувається через паузу, величина якої може змінюватися.
а - тривалість паузи 108 МС б - тривалість паузи 156 мс.
Як правило, рефрактерний період в різних моделях ЕКС коливається від 200 до 500 мс. Спонтанний шлуночковий комплекс, що виникає в інтервалі, відповідному величині рефрактерного періоду, не буде виділятися апаратом, і наступний нав`язаний комплекс з`явиться через заданий автоматичний інтервал. Апарат сприймає тільки ті комплекси, в яких амплітуда внутрисердечного потенціалу не менше 2-2,5 мВ. Якщо амплітуда хвилі R менш зазначеної величини (часто це буває, коли на ЕКГ реєструється низькоамплітудних шлуночковий комплекс), даний комплекс не буде сприйнятий ЕКС і наступний імпульс з`явиться через заданий автоматичний інтервал.
Стимуляція в режимі VVI є основним видом лікування при синдромі слабкості синусового вузла (Протипоказання) порушеннях АВ провідності.
Стимулятор VVT - це R-повторює екс- стимулятор, синхронізований з хвилею (рис. 33).
ЕКС цього типу, так само як і ЕКС типу VVI, має і сенсорний, і стимулюючий механізми. І сенсорна, і стимулююча функції здійснюються за допомогою одного електрода, що імплантується в шлуночок.

Мал. 33. Функціонування ЕКС в режимі VVT (схема). Знаком зірочка в гуртку позначено сприйняття керуючого сигналу і стимуляція.
ЕКС типу VVT має такі ж інтервали, як і ЕКС типу VVI. Точно так же, як і R-Забороняється ЕКС, R-повторює ЕКС сприймає активність серця, але не блокує генерування стимулюючого імпульсу, а, навпаки, стимулює імпульс з`являється у відповідь на «виловлений» внутрішньосерцевий шлуночковий потенціал [Furman S. et al., 1968 Sowton E., 1968]. Стимули, як правило, потрапляють в початкову частину комплексу QRS, але вони не можуть викликати шлуночків, оскільки шлуночки в цей час знаходяться в стані абсолютної рефрактерності (рис. 34). Якщо в період автоматичного інтервалу спонтанна деполяризація шлуночків не відбудеться, то наступний комплекс буде нав`язаним від ЕКС (рис. 35). Якщо частота спонтанного ритму близька до базової частоті, то можуть виникнути зливні скорочення (рис. 36). Іноді стимулюючий імпульс може виникнути не на початку комплексу QRS, а трохи пізніше, у випадках розщеплення шлуночковогокомплексу при порушеннях внутрішньошлуночкової провідності.
Апарат має рефрактерний період, протягом якого він не сприймає ні один сигнал, тому у відповідь на потенціали, зареєстровані в цьому інтервалі, генерування імпульсів не відбувається. Особливість роботи даного типу ЕКС полягає в тому, що виникнення імпульсу у відповідь на спонтанний комплекс відбувається тільки до певної частоти, величина якої залежить від рефрактерного періоду. Наприклад, при рефрактерном періоді 400 мс ця частота буде відповідати 150 імп / хв.
Комплекси 2, 3, 7 нав`язані від ЕКС, так як в автоматичному інтервалі, рівному 880 мс, спонтанних скорочень не виникло. Решта комплекси спонтанні, на початку кожного з них реєструється стимулюючий імпульс.

Мал. 36. Стимуляція в режимі VVT.
1, 2, 3, 4, 7, 9, 10 - комплекси спонтанние- 5 і 8-штучне визванние- 6 - зливний. Відстань між зливним і попереднім нав`язаним одно 860 мс, т. Е. Близько до величини автоматичного інтервалу, що дорівнює 880 мс.
Спонтанні скорочення шлуночків слідують з частотою від 83 до 120 в 1 хв. На початку кожного комплексу QRS видно стимули ЕКС.

Мал. 35. Стимуляція в режимі WT.

Мал. 34. Стимуляція в режимі VVT.
Розглянутий вище варіант R - повторюваного ЕКС відноситься до апаратів перших поколінь. У них величина інтервалу стимуляції складається з величини рефрактерного періоду ЕКС і інтервалу, в якому здійснювалося нанесення синхронізованого імпульсу,

Мал. 37. Функціонування ЕКС типу VVT перших і останніх поколінь (схема). Пояснення в тексті.
так званого періоду синхронізації (рис. 37, а). Черговий нав`язаний шлуночковий комплекс завжди виникав з фіксованим інтервалом, рівним інтервалу стимуляції. У сучасних зарубіжних ЕКС даного типу інтервал стимуляції складається з трьох інтервалів: рефрактерного періоду, періоду пригнічення, т. Е. Періоду, в якому відбувається інгібування ЕКС більш прийнятною сигналом, і періоду синхронізації (рис. 37,6). Період інгібування завжди коротше періоду синхронізації і разом вони складають так званий інтервал готовності [Edwards L. M. et al., 1981]. Черговий нав`язаний комплекс необов`язково виникне через час, що відповідає значенню автоматичного інтервалу. Якщо шлуночковий сигнал сприймається в період інгібування, то ЕКС не видаватиме синхронно стимулюючий імпульсному навпаки, він розрядиться і почнеться новий цикл, але під час цього циклу періоду пригнічення не буде і після рефрактерного періоду почнеться період синхронізації (рис. 37, в), тому що виник межімпульсних інтервал буде більше, ніж інтервал стимуляції. Наприклад, частота стимуляції встановлена на 60 імп / хв. Відповідно інтервал стимуляції дорівнює 1 тисячі мс. Припустимо, що рефрактерний період становить 332 мс, період інгібування займає 145 мс з усього інтервалу готовності. Значить, період синхронізації складає решта 523 мс. При виникненні будь-якого сигналу в періоді інгібування через 143 мс після рефрактерного періоду ЕКС сприйме його, в результаті відбудеться інгібування шлуночкової ланцюга і цикл почнеться спочатку: рефрактерний період 332 мс і період синхронізації 523 мс. Якщо ніякого сигналу в цьому циклі не отримано, то в кінці його станеться нанесення на шлуночок стимулюючого імпульсу. У підсумку виходить, що відстань між двома наступними стимулюючими імпульсами дорівнює 1330 мс (рис. 37, г).