脉冲发生器和导线起搏器课件.ppt

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1、起搏系统,起搏系统,起搏器历史.,1958年10月8日在瑞典的Karolinska医院，Ake Senning(心胸外科医生)植入了第一台完全植入式心脏起搏器,Arne Larsson和他的第一台起搏器,起搏器历史.1958年10月8日Arne Lars,起搏器历史.,Rune Elmquist工程师,Ake Senning外科医生,起搏器历史.Rune ElmquistAke Se,起搏器历史.,Senning医生植入的第一台植入式起搏器，直径55mm，厚度16mm，固定72bpm、2V-2.0ms，可充电,起搏器历史.Senning医生植入的第一台植入式起,起搏系统,起搏系统,起搏器系统,

2、患者导线起搏器程控仪,起搏器,起搏器系统患者导线起搏器,脉冲发生器,大小外壳导线连接端口组成部分电路,脉冲发生器大小,脉冲发生器,脉冲发生器,脉冲发生器,脉冲发生器,脉冲发生器,脉冲发生器,环氧树脂,不锈钢,钛金属,脉冲发生器,环氧树脂不锈钢钛金属脉冲发生器,脉冲发生器,钛金属密封更加轻便更加牢固不易引起过敏,脉冲发生器钛金属,历史上的导线连接端口,固定螺丝,密封环,连接端口的卡口,固定螺丝,密封环,旋紧,脉冲发生器,历史上的导线连接端口固定螺丝密封环连接端口的卡口固定螺丝密封,脉冲发生器,现在的IS-1导线连接端口,脉冲发生器现在的IS-1导线连接端口,现在的IS-1导线连接端口,脉冲发生器

3、,现在的IS-1导线连接端口脉冲发生器,导线没有完全插入,脉冲发生器,导线连接Troubleshooting,导线没有脉冲发生器导线连接Troubleshooting,起搏器组成部分,起搏器组成部分,起搏器组成部分,起搏器组成部分,起搏器组成部分,簧片开关,起搏器组成部分簧片开关,起搏器组成部分,电池技术早期的汞锌电池,起搏器组成部分 电池技术,起搏器组成部分,电池技术核电池,起搏器组成部分电池技术,起搏器组成部分,电池技术镍铬可充电电池,起搏器组成部分电池技术,起搏器组成部分,电池技术锂电池,起搏器组成部分 电池技术,感知放大器,逻辑电路,输出电路,通信电路,导线,起搏器电路,感知逻辑输出通

4、信导线起搏器电路,感知放大器,除颤保护,导线输入,过滤器,放大器,比较器,输出,逻辑电路,起搏器电路,感知放大器除颤导线输入过滤器放大器比较器输出逻辑起搏器电路,脉冲发生器,大小外壳导线连接端口组成部分电路,脉冲发生器大小,导线技术和起搏器/导线接头,导线技术和起搏器/导线接头,概要,组成单极和双极电极材料固定机制导线绝缘层导线接头起搏器端口,概要组成,起搏导线的组成,接头,近侧环状电极,导线体部,主动固定机制,缝合套管,远侧头端电极,起搏导线的组成接头近侧环状电极导线体部主动固定机制缝合套管远,单极和双极,结构基本概念优点和缺点,单极和双极结构,Bipolar,Unipolar,双极和单极,

5、单极,双极,BipolarUnipolar双极和单极单极双极,单极,单极导体结构一根线圈 可有多股三股、四股、五股等一层绝缘层,线圈(阴极),外部绝缘层,单极单极导体结构线圈(阴极)外部绝缘层,单极,导线,起搏器,单极导线起搏器,单极起搏,优点在体表心电图上的起搏钉大,缺点囊袋刺激从囊袋中取出后不能工作,单极起搏优点缺点,单极感知,优点由于有更好的自身信号强度，因此感知更好,缺点更易受到电磁干扰(EMI)、肌电干扰的影响和发生远场感知,单极感知优点缺点,单极起搏和感知,记住:起搏器机壳成为系统的一部分问题将一个较大的起搏器更换成一个较小的起搏器囊袋中的空气或血块可能影响起搏和感知,单极起搏和感

6、知记住:起搏器机壳成为系统的一部分,干的囊袋,起搏器和囊袋组织之间有空气在单极配置中阻碍了正确的起搏和感知,干的囊袋起搏器和囊袋组织之间有空气,双极,同轴双极导体结构两根线圈可有多股三股、四股、五股等 两层绝缘层,外部绝缘层,外层线圈(阳极),内部绝缘层,内层线圈(阴极),双极同轴双极导体结构外部绝缘层外层线圈(阳极)内部绝缘层,双极,导线,起搏器,双极导线起搏器,双极起搏,优点没有囊袋刺激,缺点心电图上的起搏钉小,双极起搏优点缺点,双极感知,优点不易受到肌电干扰、EMI的影响和发生远场感知,缺点如果PVC向量垂直于“+”和“-”电极向量，那么起搏器可能检测不到这些PVC,双极感知优点缺点,导

7、线,起搏器,双极感知,异位灶,导线起搏器双极感知,单极导线,优点更小的尺寸更容易植入体表心电图上大的起搏钉,缺点囊袋刺激的可能肌电抑制的可能容易受到EMI影响容易发生交叉感知,单极导线优点缺点,双极导线,优点扭矩控制减少噪音干扰程序灵活没有囊袋刺激,缺点更大的直径更硬体表心电图上的起搏钉小,双极导线优点缺点,电极,材料极性阻抗起搏阈值类固醇,电极材料,电极材料,材料必须不易被腐蚀或降解，铂及其合金目前已被广泛应用有铂-铱合金的钛(St.Jude Medical)铂合金和镀铂的铂(Medtronic)铂-铱合金(Guidant,Biotronik),电极材料材料必须不易被腐蚀或降解，铂及其合金目

8、前已被广泛应,电极,极化信号/后电位起搏器刺激之后，电极或附近的离子聚集,电极极化信号/后电位,电极极化,+,+,+,+,+,电极极化+,电极极化,高极化信号,低极化信号,起搏脉冲,起搏脉冲,极化,极化,电极极化高极化信号低极化信号起搏脉冲起搏脉冲极化极化,氮化钛(TiN),在头端电极和环状电极(双极)上的氮化钛涂层增加表面积(10,000倍)，提高感知使极化信号降低94%粗糙的表面易于组织长入生物相容性好被用于牙科植入头端电极和环状电极为黑色,氮化钛(TiN)在头端电极和环状电极(双极)上的氮化钛涂层,导线阻抗,阻抗的定义:在一个电路中所有阻碍电流流动的力量总和影响阻抗的几个因素 导丝的电阻

9、电极之间的组织电极组织接触面,导线阻抗阻抗的定义:在一个电路中所有阻碍电流流动的力量总和,导线阻抗,正常范围300-1500高阻抗导线由高电阻导体组成的导线阻抗能到2000范围好处是耗用电流较低欧姆定律,导线阻抗正常范围,电极 小的或大的头端,感知表面积大阻抗降低极化降低,感知表面积小阻抗升高极化升高,电极 小的或大的头端感知表面积大感知表面积小,导线,今天的技术多孔头端导线允许组织长入导线内优点是刺激用小的头端，感知用大的表面积高阻抗氮化钛涂层降低极化,导线今天的技术,起搏阈值,能够稳定引起心房和/或心室除极和心脏收缩所需的最小电刺激能量,起搏阈值能够稳定引起心房和/或心室除极和心脏收缩所需

10、的最小电,纤维化,可兴奋组织,可兴奋组织,纤维化可兴奋组织可兴奋组织,起搏阈值,我们如何降低炎症反应以获得更低的阈值?类固醇,起搏阈值我们如何降低炎症反应以获得更低的阈值?,3.5,3.0,2.5,2.0,1.5,1.0,0.5,048121620242628323640444852,l,l,l,l,l,l,l,l,l,l,l,振幅(V),周,起搏阈值,3.53.02.52.01.51.00.504812,3.5,3.0,2.5,2.0,1.5,1.0,0.5,048121620242628323640444852,l,l,l,l,l,l,l,l,l,l,l,l,l,l,l,l,l,l,l,l

11、,l,l,起搏阈值,振幅(V),伴类固醇洗提,周,3.53.02.52.01.51.00.504812,类固醇释放方法,类固醇,类固醇释放方法类固醇,SJM公司类固醇释放,Passive Plus DX TIN型号 1336TTendril DX型号 1388Tendril SDX型号 1488 和 1688IsoFlex S型号 1646,SJM公司类固醇释放Passive Plus DX TI,固定机制,被动翼状鳍状J型,主动固定螺旋可伸缩螺旋J型,固定机制被动主动,固定机制,被动更便宜简单创伤最小较低的阈值?,主动易于选择部位起搏可以重新放置低脱位可能性慢性期仍可取出经常被选择在心房中使

12、用,固定机制被动主动,固定机制,主动固定螺旋导线,被动固定翼状头端,被动固定鳍状头端,固定机制主动固定被动固定被动固定,主动固定,类固醇洗提伴可伸缩,主动固定类固醇洗提伴可伸缩,内部视野,内部视野,心房“J”型导线,心房“J”型导线,心房“J”型导线,PA位,侧位,心房“J”型导线PA位侧位,导线绝缘层,聚亚胺酯硅树脂,导线绝缘层聚亚胺酯,导线绝缘层,医用等级的聚亚胺酯80A经常失败90A最强55D较强，但较硬 较不易发生绝缘层破损/降解操作较困难,导线绝缘层医用等级的聚亚胺酯,导线绝缘层,硅树脂涩/除非有涂层较厚软容易划伤,聚亚胺酯滑较细硬不易划伤ESCMIO,导线绝缘层 硅树脂聚亚胺酯,聚

13、亚胺酯,环境应力裂纹(ESC)，主要有两种应力:制造时的应力人体内的应力,聚亚胺酯环境应力裂纹(ESC)，主要有两种应力:,聚亚胺酯,金属离子氧化(MIO)在液体进入导线时发生 当金属离子催化绝缘层氧化时，一种电化学环境会发展，导致材料失效,MIO,聚亚胺酯金属离子氧化(MIO)MIO,Optim绝缘材料,Optim导线绝缘材料是硅树脂和聚亚胺酯的共聚体，专为心脏导线应用而设计，具有长期的生物稳定性、抗磨损性和柔韧性，易于操控,硅树脂 抗弯折性好 生物稳定性,聚亚胺酯 光滑 耐久力,Optim绝缘材料Optim导线绝缘材料是硅树脂和聚亚胺酯的,Optim绝缘材料,为什么Optim绝缘层比硅树脂

14、和聚亚胺酯绝缘层好?改善了光滑度!Optim比硅树脂和聚亚胺酯55D的摩擦系数更小、更光滑，容易在一根静脉中植入多根导线,*Jenney C,Tan J,Karicherla A,Burke J,Helland J,A New Insulation Material for Cardiac Leads with Potential for Improved Performance,HRS 2005,Heart Rhythm,2,S318-S319(2005).*Elast-Eon and SPC indicate early-development names for Optim insula

15、tion.,Optim绝缘材料为什么Optim绝缘层比硅树脂和聚亚胺酯,Optim绝缘材料,改善柔韧性!在模仿起搏/除颤导线施加在心内膜的最大压力的基准测试中，Optim导线的头端硬度明显小于55D聚亚胺酯，跟硅树脂相近似,*Jenney C,Tan J,Karicherla A,Burke J,Helland J,A New Insulation Material for Cardiac Leads with Potential for Improved Performance,HRS 2005,Heart Rhythm,2,S318-S319(2005).*Elast-Eon and SP

16、C indicate early-development names for Optim insulation.,Optim绝缘材料改善柔韧性!*Jenney C,Tan,Optim绝缘材料,改善了抗磨损性能Optim比硅树脂更能有效抵抗导线之间的相互磨损,*Jenney C,Tan J,Karicherla A,Burke J,Helland J,A New Insulation Material for Cardiac Leads with Potential for Improved Performance,HRS 2005,Heart Rhythm,2,S318-S319(2005).

17、*Elast-Eon and SPC indicate early-development names for Optim insulation.,Optim绝缘材料改善了抗磨损性能*Jenney C,Ta,Optim绝缘材料,被证实的生物稳定性能!植入2年后观察：Optim的生物稳定性接近或高于55DOptim的材料退化情况是最小的,*Jenney C,Tan J,Karicherla A,Burke J,Helland J,A New Insulation Material for Cardiac Leads with Potential for Improved Performance,

18、HRS 2005,Heart Rhythm,2,S318-S319(2005).*Elast-Eon and SPC indicate early-development names for Optim insulation.,Low Magnification of SEM Images of Worst-Case ESC(环境应力裂纹),聚亚胺酯 55D,Optim 绝缘层(SPC)*,Optim绝缘材料被证实的生物稳定性能!*Jenney C,心外膜导线,心外膜导线,心外膜导线,缝合,非缝合,心外膜导线缝合非缝合,导线/起搏器接头,今天的标准过去的标准适配器,导线/起搏器接头今天的标准,

19、今天的导线接头,IS-1(国际标准)3.2 毫米直径密封环短的尾端插头单极和双极,今天的导线接头IS-1(国际标准),IS-1双极导线接头,密封环,尾端插头,近端环,IS-1双极导线接头密封环尾端插头近端环,今天的起搏器端口,VS-1BIS-1兼容短孔密封环,今天的起搏器端口VS-1BVS 1B/IS-1,今天的起搏器端口,VS-1AIS-1兼容长孔没有密封环,今天的起搏器端口VS-1AVS 1A/IS-1,游戏规则,必须有密封环在起搏器端口 在导线上 或者两者都有,游戏规则必须有密封环,过去的导线接头,6mm 单极6mm 同轴双极5mm 单极5mm 分叉双极3.2mm 小外径、单/双极、密封

20、环3.2mm 小外径、单/双极、无密封环,过去的导线接头6mm 单极,过去的导线接头,过去的导线接头,过去的导线接头,更换选择使用一个有合适端口的起搏器 使用一个适配器,过去的导线接头更换选择,适配器,适配器,SJM公司 M/S起搏器接头,与5mm或6mm导线一起使用所有较老型号的5mm和6mm导线都有密封环单极接头5mm塞子保留在里面6mm移去塞子,SJM公司 M/S起搏器接头与5mm或6mm导线一起使用,SJM M/S起搏器端口塞子在里面,SJM M/S起搏器端口塞子在里面,SJM M/S起搏器端口塞子取出,SJM M/S起搏器端口塞子取出,单通导线,使用于VDD/R系统不与心房接触，因此只能感知心室可以起搏和感知,单通导线使用于VDD/R系统,单通导线系统,单通导线系统,总结,组成单极和双极电极材料固定机制导线绝缘层导线接头起搏器端口,总结组成,