心臟節律器
Cardiac Pacemaker
心臟節律器是利用連續的脈波電流或電壓施加到體表或心臟表面(epicardial)或心臟肌肉內
(endocardial)以控制因心跳頻率不規則(arrythmia)或太慢(bradycardia)而導致的心律不整現象。
根據North American Society of Pacing andElectrophysiology
(NASPE)和British Pacing and
Electrophysiology Group (BPEG)的推薦，目前被廣為使用於辨認節律器工作模式的
NBG(NASPE /
BPEG Generic Pacemaker
Code)辨識碼，其第一碼代表被電擊的心臟位置，第二碼代表感測電擊
的位置，第三碼對感測訊號的反應模式，第四碼代表可程式及速率調變的情形，第五碼代表對
抗心搏過速(tachycardia)的功能。如下表所示：
模仿正常心臟因應生理活動需求而反應的節律器，可以感測身體位置的改變、心室的血液
溫度、pH值、氧氣濃度及呼吸的頻率等生理參數以調整脈衝輸出。這些參數的量測可分別藉由
壓電晶體、加速度計、熱敏電阻或阻抗來達成。結合體位感測及其他生理參數的混合式節律器
是目前的發展方向。
遙控可程式主機
遙控傳輸以無線電脈波為主，傳送編碼後的指令，以改變脈衝產生器的參數及回傳診斷訊息
與資料。目前市場以PC相容產品為主，著眼於臨床患者資料追踪管理、可程式性之維護與升級難
易及避免其他干擾源的錯誤電磁訊號。
遙傳電路
大多以300Hz中心頻率的無線電脈波作為雙向傳輸的方法。即時遙傳則大致包括有脈波振幅、
寬度、電極導線阻抗、電池阻抗、電流、電荷及能量等資料。
時序電路
大多以kHz範圍的石英振盪器除頻後，控制數位時序及邏輯控制電路為主，可調整參數包括有
刺激週期長度、不反應和阻斷期間、脈衝寬度及心房、心室訊息之間矩。通常為防止可能發生的
異常狀況，一頻率限定(rate-limiting)電路會以180-200ppm的上限頻率來預防。
輸出電路
輸出脈衝的振幅(約0.8-5V)與寬度(約0.05-l.5msec)可以透過遙傳程式的改變，以節省能量的消耗
。目前的節律器大多採用定電壓輸出，而定電壓的產生大多以電壓倍增電路來完成，流通之電流則
取決於阻抗的大小。脈波的產生由時序電路控制。而其輸出則可由感測電路來抑制。
電極與導線
電極部分主要以特殊合金(Pt-Ir，、Elgiloy、carbon coating Ti等)製作，在尖端裸露而形成，有單
極式(unipolar)與雙極式(bipolar)兩種。其大小1.5-8mm
)會影響等效阻抗，進而影響輪出的能量(3-6uJ
相對於早期的675uJ)。為求增加接觸面積與生物相容性，有利用多孔性表面以利肌肉組織附著，並
內含類固醇(steroid)，以減低急、慢性的發炎反應。電極可藉助主動或被動式機構固定於適當位置
的肌肉組織內。除了可以施加電壓外亦可同時當作電壓感測用。導線部分主要以鎳合金(MP35N)被
覆絕緣物質(矽膠與PU)而成，為求彈性與堅固，大多以螺旋或多股而形成，以防止反覆曲折所造成
的材料疲乏或斷裂。接頭的規格目前已有國際標準(ISO
IS-1)可供參考。
感測電路
利用單極式(陰極為電極尖端、陽極為節律器本身)或雙極式(陰極為電極尖端、陽極為一環形電
極距離的2公分)兩種的效果大致相當，但是單極式因二極之間距較遠，所以相對較易受到雜訊干擾
。心肌活動訊號主要以頻率範圍(R波l0-30Hz、T波小於5Hz)及振幅大小(R波5-25mV、P波2-6mV)作為
濾波器與比較器(相對於一可調參考值)的設計考慮。另外亦可以訊號的斜率變化來決定取捨的範圍
(0.75-2.50V/sec)。在心臟跳動週期中有些時期會對雜訊特別敏感，可以用空白或不反應期間的設定
來達成保護的目的。
電池電源
電池技術的改進大幅延長了節律器的使用壽命，目前所使用的Lithium-iodide電池在適當的脈衝
振幅大小、寬度、刺激頻率，以及使用者依賴節律器的程度、電極導線的設計和感測所耗用的電流
等條件配合下，可使用將近15年。電池之容量一般為0.8-3.0amp-hour，定電壓輸出為2.8V，其輸出電
壓之下降可以電池之內阻來判斷。通常當輸出電壓降低到約2.0-2.4V時，節律器會改變一些輸出特性
以警告臨床人員，在經過3-4個月後，輸出電壓持績降低到約1.8V時，節律器就無法正常使用，甚至
會完全停止工作。
參考文獻：醫療儀器總覽8─醫療儀器(國科會精密儀器發展中心出版)
心臟節律器p94~96─林啟萬
Harold編制