Pacemakerteknik - ett kortfattat kompendium

Relevanta dokument
Pacemakerteknik - ett kortfattat kompendium

Pacemakerteknik - ett kompendium

Översiktsföreläsning Arytmier

HEART VALVE DISEASE MANAGEMENT

Hjärtkärlsjukdomar. Fysioterapeutprogramet Termin 2. Anton Gard, ST-läkare Kardiologi

Översiktsföreläsning Arytmier

Behandling med ICD och CRT. Björn Fredriksson SÄS/Borås 28 och 29 oktober 2009

1. Introduktion. Biopotentialers ursprung

Ventrikulära takyarytmier Ref (taky)

defibrillator Leva med pacemaker LEVA MED PACEMAKER 1

Innehållet i denna fil får endast användas för privat bruk. Kopiering eller annan användning kräver tillstånd från Eva Clausson, Medtronic

Behandling med device ICD och CRT

EKG introduktion -Vänster skänkelblock

Att leva med pacemaker

EKG. Elektrokardiografi: registrering av hjärtats elektriska aktivitet. Varför tar man EKG?

Elektrokardiografi (EKG)

Leva med med implanterbar defibrillator. hjärtsviktspacemaker

Rapport nr Utveckling av multipla elektroder och instrument för elektrisk behandling av förmaksarytmi

Behandling med implanterbar defibrillator (ICD) Rasmus Borgquist Arytmikliniken SUS Lund

Arytmier. Takyarytmier (HR > 100) Bradyarytmier (HR < 50) inkl AV-block. Grenblock. EKG: Arytmier, M Risenfors

Ventrikulär arytmi och ICD Anneli Svensson Spec läk arytmisektionen ansvarig Kardiogenetikmottagningen Studierektor kardiologi

ICD Inopererad defibrillator

Med hjärtat i centrum

CRT-Cardiac Resynchronization Therapy (Hjärtsviktspacemaker)

EKG-tolkning. EKG som vi vanligen tänker VT Frontalplan. Depolarisationens spridning... Vad ser de olika avledningarna?

TDDC74: EKG-projekt. Christoph Heilmair. Korrekturläst av: Emma Soffronow, leg. sjuksköterska. Mars 2015

EKG-utbildning Hösten Huset bakifrån. Huset framifrån. Gunnel Hansson BoF, klinisk fysiologi och nuklearmedicin SUS Lund

Förmaksflimmer 1 (10) Hjärtrytmrubbningar SÄS Utgåva 3. Fastställandedatum Dokument-id 27416

Hjärtsvikt behandling enligt riktlinjer

ICD implantat (implanterbar cardioverter defibrillator) i kombination med kirurgisk diatermi Författare Monica Clomén

Patientinformation Pacemaker

Svaren på förståelsedelen skall ges på tesen som skall lämnas in.

Arytmier. skillnad mellan kvinnor och män. Per Insulander

Förmaksflimmer ORSAK, SYMTOM, BEHANDLING PATIENTINFORMATION

ST-utbildning i kardiologi med tema kardioonkologi och hjärtsvikt. 1-2 oktober Fredensborgs Herrgård, Vimmerby

Laboration: EKG. Syfte. Materiel. Förberedelser. Syftet med försöket är att studera ett EKG och förklara dess utseende. Bestäm personens puls.

Några tips. Supraventrikulär takykardi SUPRAVENTRIKULÄRA TAKYKARDIER EKG. Passare. Räkna frekvens Antal slag / papper x 12 om 50 mm/ s (ark 25 mm)

Svaren på förståelsedelen skall ges på tesen som skall lämnas in.

Arytmier - att diagnostisera, riskvärdera och handlägga

H. PACEMAKERBEHANDLING

Innehållet i denna fil får endast användas för privat bruk. Kopiering eller annan användning kräver tillstånd från Martin Holmstrand, Medtronic

För att läkaren lättare ska kunna ställa diagnos är det bra att kunna svara på frågor som:

Arytmier - att diagnostisera, riskvärdera och handlägga

Tentamen Medicinsk vetenskap Kardiologi fördjupning 3,5 Hp

1.1 Vad är den mest sannolika förklaringen till patientens hjärtrusningar? (1p)

VIVA XT CRT-D DTBA2D1

Patientinformation. till Dig som skall genomgå. Elektrofysiologisk undersökning eller behandling med kateterablation

Ablationsbehandling av takyarytmier verksamheten vid de elektrofysiologiska laboratorierna. Per Insulander

Cirkulation. Disposition

Arytmier - att diagnostisera, riskvärdera och handlägga

Hjärtsvikt. Hjärtsvikt. Hjärtsvikt. Fristående kurs i farmakologi. Klas Linderholm

Att leva med implanterbar defibrillator. Ingår i en serie skrifter från Hjärt- och lungsjukas riksförbund

Hjärtrytmrubbningar. En temaskrift från Hjärt-Lungfonden

Kompendium Gunnar Tiger Institutionen för farmakologi och klinisk neurovetenskap. Antiarrytmika

MUSKELFYSIOLOGI detta bör ni behärska

Hjärt och kärl sjukdomar ur ett Trafikmedicinskt RISK-perspektiv

Hjärtats elektrofysiologi och EKG

Mätning av biopotentialer

Vad är en arytmi? Arytmiklassifikation. De vanligaste arytmierna. Tips och råd

ATT LEVA MED PACEMAKER. Hjälper dig att leva och må bättre

Landskrona Lasarett. SASE.DRO b December 2017

Hjärtrytmbehandling. Patientbroschyr. Viktig information om din. pacemaker

Blod och blodomloppet

Kondition, hjärta & blodomlopp Hannah Svensson

1. Någon form av angina. Pat har en stenos, är kodat. Hyperlipidemi sätts då man sätter in Simvastatin

RELIA RESR01 Frekvensvariabel enkammarpacemaker (AAIR/VVIR, AAI/VVI)

Graviditet och arytmier

Anatomi-Fysiologi. Fundamentals of Anatomy and Physiology (8. uppl.), kap. 10 (s ) Dick Delbro. Vt-10

1.1 Nämn fyra viktiga anamnestiska frågor du ställer till patienten för att komma vidare i utredningen. Motivera dina val! (2p)

4 Laboration 4. Brus och termo-emk

Arytmi-GUCH Förekomst och behandling. Carl Meurling Docent, Överläkare Hjärtsvikt-Klaff-GUCH Lund

Lund University / Medical Faculty / Arrhythmia clinic/ SUS Lund / Januarimötet 2014 / RB

Basutbildning i hjärtsvikt. Jonas Silverdal Specialistläkare kardiologi Medicin Geriatrik Akutmottagning SU/Östra

EKG och förmaksflimmer Basgrupp 6, Termin 3 HT-09

Introduktion till kardiovaskulär

Kärl Hjärta. mekaniska hjärtklaff. Ablationbehandling. paroxysmalt förmaksflimmer. färre vårddagar. sjukhus Färre onödiga chocker med Photon ICD

Hjärtsvikt. Fristående kurs i farmakologi. Klas Linderholm

Viktig information om ditt system för behandling av hjärtsvikt

Station 1: Audiometri, EKG. Blodtryck & Reaktionsmätning

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 2 den 17 dec 2007 klockan 8:00 13:00 för inskrivna på elektroteknik Ht 2007.

Hjärtrytmrubbningar. En skrift om flimmer, fladder och andra rubbningar

Niklas Aldergård Hjärt- och akutmedicin

Varför är Ca 2+ -kanalbockerare selektiva? Effekt på hjärtat men inte på muskelceller

Neuronens Fysiologi 1

Del 4_8 sidor_19 poäng. 40-årig man

Införa begreppen ström, strömtäthet och resistans Ohms lag Tillämpningar på enkla kretsar Energi och effekt i kretsar

EKG nr 21. Sammanfattning HR 48. Troligen ektopisk förmaksrytm. Misstänkt inferior myocardskada. EKG 21

Diagnostik och behandling av kronisk hjärtsvikt

Hjärtsvikt Diagnostik och behandling. Peter Vasko, Hjärtläkare, Växjö RiksSvikt, Registerhållare

Isolationsförstärkare

Hjärtstimulerande medel. Antiarytmika. Kap 21

Användarmöte. Arbetsprov och lungfunktion 14 nov Fall 1 Arbetsprovets användning vid utredning av preexcitation.

Förmaksflimmer översikt. SVK Maj 2014 Göran Kennebäck

Synkope. Jon Erik Jonsson Hjärtkliniken SöS

Människans fysiologi. Andning och cirkulation

C-series. C-series VSF15 (Vitatron CareLink) Referensmanual

1.Pacemakerelektroder 2.Sensorer

TILL DIG SOM VILL VETA MER OM FÖRMAKSFLIMMER FÖRMAKSFLIMMER

Synkope och bradykardi. Astrid Paul Nordin

Förmaksflimmer. Runa Sigurjonsdottir

Transkript:

Pacemakerteknik - ett kortfattat kompendium Håkan Elmqvist september 2006 Detta är ett mycket kortfattat föreläsningskompendium avseende hjärtats elektrofysiologi och pacemekerteknik. 1.1 Hjärtats basala elektrofysiologi 1.1.1. Anatomi Figur 1 Hjärtats anatomi 1

1.1.2. Elektrofysiologi Kardiologisk elektrofysiologi är läran om hjärtats elektriska aktivitet och dess koppling till hjärtats mekanik. Figur 2 Myocyter Figur 3 Intracellulär potentialmätning I vila är muskelcellen polariserad cellens innanmäte har en potential om mv relativt den extracellulära omgivningen. 2

Figur 4 Jonpumpar och diffusion av joner uppräthåller potentialskillnaden. Figur 5 Na+ ock K+ pumparna utgöres av proteiner i cellväggen. Energin för pumparbetet tas från ATP. 3

Figur 6 Jonkanaler med grindar. Kanalerna är selektiva för olika slags joner. Då grindarna öppnas strömmar joner genom kanalerna och koncentrationsskillnaderna utjämnas. Cellen blir depolariserad, spänningsskillnaden över membranet försvinner.. Figur 7 Jon koncentrationer i polariserad hjärtmuskelcell (myocyt). 4

Figur 8 En aktionspotential uppstår då Na + -kanalerna öppnas genom att membranspänningen höjs över ca -20 mv. Cellen depolariseras. Inflödet av kalcium gör att muskeln kontraherar. g anger konduktiviteten för respektive jonslag. Retning Jonkanalerna öppnas pga: Automaticitet Överledning från cell till cell Yttre retning (elektrisk, mekanisk, kemisk) Stimulationströskeln V0. 1V Reobas, tröskel vid "oändligt" lång stimulationspuls T0. 0.3 ms Kronaxi (Tröskeln=2*reobasen) Vtres( t ) V0. 1 T0 t Strength duration curve Retningen kan ske: Från cell till cell Elektriskt Mekaniskt Kemiskt Treshold voltage, V 4 2 0 0 0.5 1 1.5 2 Pulse duration, ms Retningskurvan, strength duration curve, för elektrisk retning 5

Figur 9 Automaticitet. Pga läckage av K + -joner stiger potentialen till tröskelvärdet och en aktionspotential utlöses rytmiskt. Figur 10 Spridning av aktionspotential genom elektrisk överledning från cell till cell. 6

Figur 11 Uppkomst av extracellulära strömmar (jfr EKG). Figur 12 Pacemakerceller med olika rytmicitet. Den snabbaste "vinner och bestämmer frekvensen. Det är framförallt sinus och AV-knutorna som innehåller pacemakerceller. 7

1.1.3. Retledningssystemet Figur 13 Hjärtats retledningssystem. Figur 14 8

Impulserna uppstår i sinusknutan som har den snabbaste automaticiteten, fördröjs ca 100 ms i AV-knutan och sprids sedan snabbt över kammaren via purkinjefibrerna. Tack vare den snabba spridningen kontraherar hela kammaren i stort sett samtidigt. 9

1.2 Arrytmier Bradykardi Hjärtat går för sakta. Ibland livshotande. Pacemaker. Takykardi Flimmer Hjärtat slår för fort. Kan man ofta lära sig leva med, men takykardi kan ofta övergå i flimmer. Medicinering, kirurgi, takykardipacemaker, implantabel defibrillator, ICD. Kammaren helt disorganiserad. Måste defibrilleras med defibrillator inom 30 sekunder. 1.1.4. Bradykardier Bradykardier uppstår pga störningar i hjärtats retledningssystem. Figur 15 SA-block och AV-block leder till bradykardier, ibland livshotande. Adams-Stokes syndrom innebär att patienten svimmar pga AV-block. Grenblock leder till en långsam spridning av depolarisationen över kammaren vilket ger nedsatt verkningsgrad. 10

En annan vanlig arrytmi är sk sjuk sinusknuta (sick sinus syndrome) där sinusknutan går med ojämn takt. Chaga s sjukdom är en i Sydamerika vanlig parasit som ger sig på retledningsystemet och orsakar AV-block. Olika läkemedel ex vis digitalis kan leda till bradykardier. Bradykardier behandlas i allmänhet med pacemaker. 1.1.5. Takykardier Takykardier uppstår oftast genom att en depolarisations våg går runt i en slinga. Slingan går runt ett hinder, som antingen kan vara fast eller skapat av elektriskt refraktär vävnad. Detta kallas reentry-takykardi. Figur 16 Exempel på reentry ges av extra ledningsbanor mellan förmak och kammare. Figur 17 11

Figur 18 Olika typer av foci med uppsnabbad pacemakeraktivitet förekommer även. Takykardier behandlas i allmänhet med droger men behandling med takykardipacemaker och implantabel defibrillator är också vanlig. 12

1.3 Olika pacemakertyper Pacemakern stimulerar hjärtat med en elektrod. Elektroder kan implanteras såväl i kammaren som i förmaken. Elektroden kan också användas för att känna av hjärtats egen aktivitet. Exempelvis så känner den förmakssynkrona VAT-pacemakern av P-vågor i förmaket och stimulerar efter en fördröjning kammaren. På så sätt uppehålls synkronism mellan kammare och förmak även om ett AV-block föreligger. 13

1.4 Pacemakertypologi En pacemakers typ anges med en treställig bokstavskod enligt: Stimulerad kammare (A, V, D) Avkänd kammare (A, V, D) Funktion Exempel: VOO VVI DDD (O=ingen, T=triggad, I=inhiberad) Stimulerar kammaren, går hela tiden med fast frekvens Stimulerar kammaren, inhiberas av spontanslag Stimulerar både kammare och förmak, triggas och synkroniseras av förmaksaktivitet, inhiberas av spontanslag i kammaren Vidare finns det frekvensanpassad (rate responsive) pacemaker som mha en inbyggd sensor försöker anpassa frekvensen till patientens behov. Anges ofta med en fjärde bokstav R. Ex. VVIR. 1.5 Pacemakerns funktion Figur 19 VVI pacemakerns princip 14

Figur 20 DDD pacemakerns princip 1.6 Pacemaker EKG Figur 21 EKG med VVI-pacemaker 15

Figur 22 DDD pacemaker som omprogrameras till VVI Figur 23 Behandling med VVI och DDD pacemaker. Aortatrycket avbildas med rött. Som synes interfererar vid VVI förmaksfrekvensen med kammarfrekvensen vilket leder till kraftiga variationer i aortatrycket. Dessa känns som kraftiga bultningar eller palpitationer, pacemakersyndromet. Ett bättre behandlingsalternativ är då en förmakssynkron pacemaker (VAT, DDD) som under gynnsamma betingelser utgör en nästan idealisk protes för AVkutan. Denna är dock inte alltid lämplig vid förmaksarrytmier eller då patienten endast har temporära ledningshinder. 16

1.7 Pacemakerimplantation. Pacemakern implanteras oftast vid höger nyckelben. Elektroden/-erna skjuts in i hjärtat via en ven under fluoroskopi. Operationen tar normalt ca 20 minuter och utföres i lokalbedövning. Patienten får mestadels gå hem samma dag. Figur 24 Figur 25 17

1.8 Pacemakerindikationer AV-block Sjuk sinusknuta Förmaksflimmer Ventrikulära takykardier/flimmer VVI, VAT, DDD VVI, DDD VVI Implanterbar defibrillator 1.9 Vanliga problem vid pacemakerbehandling Figur 26 VVI pacemaker utsatt för muskelstörningar Figur 27 Exit block Figur 28 Pacemakerinducerad takykardi. Då en DDD pacemaker introducerar en extra ledningsbana kan den ge upphov till reentrytakykardier. Extra logik i pacemakern skall skydda mot detta. 18

1.10 Pacemakerteknik Den första pacemakern hade bara två transistorer. Som all annan teknik har pacemakertekniken tagit till sig den moderna elektroniken: Figur 29 En modern pacemaker Väger 15-30 g Går 5-10 år Har litium jod batteri Är hermetiskt kapslad i titan Är programerbar Har telemetri Har en eller flera sensorer Innehåller ca 200 000 transistorfunktioner Figur 30 Modern pacemaker Pacesetter Microny 1999 19

1.1.6. Elektronik Elektronikens uppgifter är att: Avge stimulationspulser Känna spontan hjärtaktivitet Mäta kvaravarande batterikapacitet Skydda systemet mot störningar Programmering Telemetri Samla in diagnostik och driftsstatistik Felövervakning Elektroniken byggs i lågvolt CMOS-teknik med 0,25 mm linjebredd (1999). Miniatyrisering, strömförbrukning och tillförlitlighet är viktiga aspekter. Ofta används ett enda chip, ASIC, med ca 200 000 transistorer för både analoga och digitala funktioner. Logikfuntionerna löses ibland med en inbäddad mikroprocessor. En del företag delar upp funktionaliteten 2 chip med ett för de analoga funktionerna. Ett problem i de här sammanhangen är de relativt låga volymerna. En konstruktion kanske inte görs i fler än 10 000 100 000 exemplar. Logiken klockas från en kristalloscillator med vanligtvis 32 khz. Vid konstruktionen är det viktigt att hålle nere antalet diskreta komponenter. Därför görs ofta de analoga funktionerna i sk switched capacitor teknik vars förstärkar- och filteregenskaper bestäms av klockfrekvens och kvoter mellan kondensatorer. Chipparna monteras tillsammans med de diskreta komponenterna, framförallt tantalkondensatorer och kristall, på ett hybridsubstrat, se bilden. Det hela fästs med en plastram i den hermetiska kapseln. Innan kapseln förseglas med lasersvetsning måste all fukt drivas ut ur plastkomponenterna med urbakning vid förhöjd temperatur. Sensor Genomföring Kristall Kondensator Spole för telemetri Batteri Figur 31 Pacemaker elektronik. Chipparna sitter på baksidan av substratet. 20

Figur 32 Figur 33 21

Figur 34 Födeschema för DDD pacemaker. Figur 35 Enkelt utgångssteg. Elektroden skyddas mot korrosion genom att den hålls galvaniskt isolerad med en kondensator. Pulstiden är typiskt 0,3 ms (se retningskurvan). Spänningen 1-5 volt. 22

1.11 Historik Figur 36 Luigi Galvani (1737-1798) gjorde försök med elektrofysiologi på grodlår. 23

Figur 37 Zoll's pacemaker från 1958 Figur 38 Elmqvists pacemaker från 1958 Figur 39 24

Figur 40 25

1.12 Marknad Figur 41 Figur 42 26

Takykardier/flimmer Vad är en ICD? En implanterbar dosa ansluten till hjärtat via elektroder. ICD:n levererar terapi i form av pacing (eneller tvåkammar), ATP och defibrillering beroende på avkänd frekvens (intervall) Brady Sinus Tach A Tach B Fib Zon Pacing 1200 ms 50 bpm Ingenting/ pacing 500 ms 120 bpm ATP, typ I 10 J Chock ATP, typ II 20 J Chock 400 ms 150 bpm 300 ms 200 bpm Chocker 30-40 J Uppbyggnad Telemetri Batteri Mikroprocessor Transformator Lågvolts del Högvolts del Kondensator Sensing Pacing, ATP Chock 27

Förmaksflimmer Atrial Fibrillation Courtesy Novartis Pharma Reproduced with AF Suppression > 90% av tiden stimuleras patientens förmak, med bibehållen frekvens-variation över dygnet. Det resulterar i färre SVES och undertryckning av förmaksflimmer. 28

HJÄRTSVIKT The normal patient with HF Elderly person, 70-80 years old, male or female, has had a heart attack, often hypertensive, not infrequently diabetic, preserved or not severly compromised left ventricular function has a number of comorbid conditions X-Ray Hjärtsvikten kan ibland avhjälpas med sk biventrikulär pacing som gör att impulutbredningen och därmed hjärtats arbete blir effektivare. Placing the LV-lead... in the posterior vein of LV 29

Patientfall hjärtsvikt Man 77 år Tidigare 3 hjärtinfarkter och kraftig vänsterkammarsvikt. Optimalt läkemedelsbehandlad. NYHA klass IV. Orkar knappt gå till brevlådan. EKG visar QRS-bredd på 150 ms. EF <25% Implanterar en biventrikulär pacemaker. Patienten är nu i NYHA klass II och tar nu 3 km långa promenader med hunden. Pre RV LV Bi-V 30