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六、刺激技术
1.刺激单位——频率和间期或周长
频率经常用每分钟心搏次数或起搏次数(次/分)来表达。递增起搏是指按照每分钟多少次进行性加快起搏的频率。频率对于计算一个规则心律,或者计算心房颤动时平均心率是没有问题,但在计算1个房性或室性期前收缩的提前度及其对诱发房性或室性心律失常的影响时就无法用频率来描述。这就引入了间期或周长的概念,通常是用毫秒(ms)作为计算单位,来精确地描述连续心搏或刺激对心律失常特殊事件及其后果的影响。但是周长与每分钟心率呈反比关系,即频率=60000/周长或间期(ms),比如起搏的周长是400ms,则起搏的频率=60 000/400=150次/分。发放期前收缩递增刺激(进行性加快)同时伴有的起搏周长或间期的递减(越快/越短),观察到的房室结递减传导(传导越慢/周长越长)。这些术语可能相互混淆,但在相应背景中是很清楚的。
2.刺激强度和脉宽
这一点对于期前收缩刺激特别重要,因为较高的刺激强度和脉宽较宽时可以在更短的联律间期刺激时“夺获”心脏或使心脏除极,但过强的刺激可能引起心房或心室颤动。正是因为这些原因,绝大多数电生理实验室采用起搏阈值2~4倍[计量单位为毫安(mA)或伏特(V)]刺激强度和1~2ms刺激脉宽。一般采用导管顶端(贴近心内膜一端,通常称为1极)作为起搏刺激的负极,导管的近端(通常是2极)作为起搏刺激的正极。
3.刺激方法
(1)直接起搏或刺激:
以固定的频率或周长进行起搏刺激(S1S1刺激)。可用频率递增刺激或间期递减刺激。起搏持续时间可长可短,如用于电生理检查可能只需几个刺激或几秒刺激,临时起搏则起搏时间较长。
(2)期前收缩刺激:
在一固定数目的心搏(可以是自发心搏或以固定周长起搏的心搏,标为S 1S 1)后引入一周长较短的刺激称为期前收缩刺激(S 1S 2)(图9-5)。观察刺激的反应后,重复这一过程,进行性缩短S 1S 2间期。有时需要引入2个(S 2S 3)或3个期前收缩刺激(S 3S 4)。期前收缩刺激技术常用来评估组织不应期、诱发和终止心动过速、心动过速时作为诊断工具。
图9-5 期前收缩刺激(S 1S 2)
图为标准电生理检查设置,由上而下分别3个体表心电图(Ⅰ、aVF、V 1)导联、高位右心房导联(HRA)、希氏束导联(HISd)和冠状静脉窦导联(由近而远CS910-12)。基础刺激8个(S 1S 1=600ms),加一个期前收缩刺激(S 1S 2=530ms)
(3)Ramps刺激:
为一组合连续刺激,后一组刺激与前一组刺激间期不同。通常采用率递增刺激或间期递减刺激,直到设定的心率达到为止。比如Ramps开始刺激400ms(150次/分),每刺激10次递减10ms,共10组,Ramps结束时为300ms(200次/分)。具体的过程可表达为:400ms×10→390ms×10→380ms×10→370ms×10→360ms×10→350ms×10→340ms×10→330ms×10→320ms×10→310ms×10→300ms×10。每组刺激的数目(如每组刺激4、6、8或10次)和间期递减的幅度(5ms、10ms或20ms)均人为设定。Ramps刺激可用来评价心脏传导/诱发和终止心动过速。Ramps刺激方法常用于植入型心脏转复除颤器(ICD)编程,治疗心动过速。偶尔用Ramps率递减或间期递增刺激治疗心动过速。电生理检查时则常用直接起搏或刺激。
(4)超速序列刺激(ultra-rapid train stimulation):
以非常快的频率(常用周长为10~60ms)发放一系列刺激,在植入心脏转复除颤器时为了测试除颤阈值等参数,需要诱发心室颤动,如果T休克不能诱发,常用这种高频和较强刺激来诱发心室颤动。用常规的刺激强度行超速序列刺激,也可以用来诱发或终止规则的心动过速。可用非常低的刺激强度(阈下刺激)行超速序列刺激,观察局部组织对一些心动过速的影响。
4.刺激方案
不同的电生理室有不同的电生理刺激方案,实际上无统一的“完整”的电生理刺激方案,不同的刺激方案、不同的刺激强度和脉宽对检查结果的敏感性和特异性可能产生不同的影响。多年来人们一直呼吁建立统一的电生理刺激方案,这似乎是不可能实现的,不同的电生理实验室用自己的刺激方案建立自身的资料库,而且新的刺激方案不断出现,所以在发表文章和出版电生理方面专著时均需要说明具体的刺激方案。为了解决不同的刺激方案对特异性和敏感性的影响,普遍采用以结果为基础的指南方案(outcomes-based guidelines)。如NASPE指出冠心病伴持续性室速的患者不管采用什么刺激方案,室速的诱发率至少要达到90%。
(1)期前收缩刺激和直接刺激(S 1S 1)是最常用的刺激方案:
主要用于心动过速诱发和终止,两者前面已简要叙述,但期前收缩刺激有不同的缩短S 1S 2、S 2S 3和S 3S 4的方法,最常见的方法有串联法和直接序列法。①串联法:S 1S 2每一步减少10ms直至S 2不能夺获,然后S 1S 2增加40~50ms,引入S 3直至S 3不能夺获。交替改变S 2S 3直至S 3不应期,然后S 3增加40~50ms,再引入S 4。一般S 4结束。有些电生理实验室增加S 5和S 6。②直接序列法:S 1S 2每一步减少10ms直至S 2不能夺获,然后S 1S 2增加10ms或直至可夺获S 2,引入S 3并重复上述程序,最后引入S 4。上述两种期前收缩刺激方法在诱发临床心律失常方面无显著差异,直接序列法操用更简单更常用。用较快的频率进行直接刺激(S 1S 1)又称为Burst刺激,也常用于心动过速诱发和终止(图9-6)。
图9-6 两种最常见的电生理程序电刺激方法
A.串联法:S 1S 2每一步减少10ms直至S 2不能夺获,然后S 1S 2增加40~50ms,引入S 3直至S 3不能夺获。交替改变S 2S 3直至S 3不应期,然后S 3增加40~50ms,再引入S 4。一般S 4结束。有些电生理实验室增加S 5和S 6。B.直接序列法:S 1S 2每一步减少10ms直至S 2不能夺获,然后S 1S 2增加10ms或直至可夺获S 2,引入S 3并重复上述程序,最后引入S 4
(2)拖带刺激:
以较心动过速更快的频率起搏,起搏停止后心动过速未终止,恢复到本身固有的频率称为拖带。拖带刺激主要用于判断心律失常的机制。常见快速性心律失常机制是折返,可能是功能性或解剖性,可能是微折返也可以是大折返,虽然电解剖标测技术可清楚看出心动过速的是局灶性或折返性的,但在此技术出现前,介入电生理检查不能打开心脏,即使打开心脏在体外循环心脏停搏的情况下也无法看到折返环,怎样将折返、自律性增加和触发活动的电生理机制区别开来,对于确定标测和消融心动过速策略非常重要。拖带是确定心动过速折返机制划时代的技术,被认为是导管消融的基石(图9-7)。现在很多实验室仍在应用此项技术,特别是在确定房性心动过速、心房扑动和室速的机制和用隐匿性拖带标测心动过速关键峡部(缓慢传导区)起着重要的作用。当然一些机制明确的心动过速不再需要用此技术以节省手术时间,如房室结、房室折返性和特发性室速等。
图9-7 拖带示意图及诊断标准
A.有4个导联分别是体表肢体Ⅰ导联、胸前V 1导联、位于室性心动过速关键峡部的标测导联(Map)和右室心尖部导联。左图是自然发作的心动过速,心动过速的周长为490ms,在标测导联可见舒张晚期电位如箭头所示,右图是窦性心律时右室起搏图形,其起搏周长为400ms。B~D.心动过速时,右心室起搏的周长进行性缩短(460ms→400ms),起搏终止后心动过速未终止,心动过速的心内激动顺序亦未改变(舒张晚期电位与心室波顺序不变),体表心电图QRS波形逐渐融合,由自发心动过速图形向完全性右室起搏时图形演变,每一组图起搏的最后一跳成功拖带,但体表心电图无融合波。E.起搏周长缩短到390ms时开始为拖带,第3个QRS波后腔内激动顺序发生变化(舒张晚期电位与心室波顺序,空心箭头所示),体表心电图变成完成性右心室心尖部起搏图形,起搏终止后,心动过速亦终止,并出现窦性心律
5.心电传导时间
心脏传导既不是电也不是光的传导,而是离子流的传导。因此传导时间不是以光速计算,通常是用mm/s或m/s计算。这就意味着可以通过心内电图的出现顺序来测量心电活动(除极)先后。观察腔内心电图激动的先后顺序,导管的位置、滤波和电极间距非常重要。如果导管电极非常靠近心室除极(心动过速起源点)部位,这时记录的心电图(或内源性偏转)在所有同时记录的电图中最早。特别在用单极记录时更明显,最初的快速负向内源性偏转说明记录电极在除极最初的位点。这一点常用于显性房室旁路和局灶性心动过速标测定位消融。
(1)限幅:
如记录的希氏束电位很小时,可能需要提高增益才能看清,同时由于增益较大相应的心房波和心室波也很大,与其他记录的同步导联心内电图重叠,不利于心电事件测量和观察,通过限幅功能可解决这一问题。
(2)陷波:
为了记录重要的生物电信号免受外界电磁场的抗干扰(干扰最小化),用此功能可免受交流电(50Hz)的干扰。