迄今为止，心脏起搏器是治疗心动过缓的唯一手段。这一伟大 的技术已使逾2百万人在过去的50年中受益。正是有了起搏器， 患有心动过缓的病人可以期盼象正常人一样地生活。
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心脏起搏器的结构
人工心脏起搏系统=脉冲发生器+电极导线
脉冲发生器（常单独称为起搏
器）主要由电源（亦即电池，
现在主要使用锂-碘电池）和电
自第三代生理性起搏器在起搏与感知基本功能的基础上，就增加了很多生
理性功能。例如频率适应性起搏功能，这一功能使起搏器的起搏功能更
加接近人体正常窦房结，具有频率适应性起搏功能，其通过脉冲发生器内 置的感知器可以感知和了解佩带者的活动状态，随之起搏频率自动调整和 变化。
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Contents
心脏起搏器简介 工作原理、结构机制
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起搏器分类
根据电极导线植入的部位将起搏器分为： ① 单腔起搏器：VVI起搏器（电极导线放置在右室心尖部），和
AAI起搏器（电极导线放置在右心耳）
② 双腔起搏器：植入的两支电极导线常分别放置在右心耳（心
房）和右室心尖部（心室），进行房室顺序起搏。
③ 三腔起搏器（CRT）
双房（左房+右房）+右室的三腔起搏（治疗和预防阵发性房颤） 右房+双室（右室+左室）的三腔起搏（治疗顽固性心衰）。
该仪器所使用的材料锆钛酸铅由铅、锆、 钛和氧元素构成。将大量用这 种材料 制成的微小带状体紧密嵌入金属层，再 由生物相容性人造材料进行包裹。由此 一来，这种超薄能量制造器可被直接缝 补到某一器官上
压电效应：特定材料在受到外力作用 而变形时，产生电压。
该仪器带有一块微电池，用作所产生电 能的临时存储器。试验中，单层能量制 造器可产生最高3.7伏电压。多层连通 后则可提供约8伏电压，完全可以满足 心脏起搏器运转所需。
分类和功能 分类简介、功能分代
最新研究成果
供电方式、 植入方式、 技术功能改善
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最新研究成果——供电方式
佐治亚理工学院王中林等人的新研究
《Muscle driven invivo nanogenerator》（肌肉驱动的体内纳米发电
机）。在研究中，他们设计一种微型“纳米发电机”植入动物体内，从生物
子线路构成，能产生和输出电
脉冲。
电极导线是外有绝缘层包裹的
导电金属线，其功能是将起搏
器的电脉冲传递到心脏，并将
心脏的腔内心电图传输到起搏
器。
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主要组成框图
体内起搏单元
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工作原理
脉冲发生器定时发放一定频率的脉冲电流，通过起搏电极 导线和电极传输到电极所接触的心肌（心房或心室），使 局部心肌细胞受到外来电刺激而产生兴奋，并通过细胞间 的缝隙连接或闰盘连接向周围心肌传导，导致整个心房或 心室兴奋并进而产生收缩活动。需要强调的是，心肌必须 具备有兴奋、传导和收缩功能，心脏起搏方能发挥其作用。 心脏的电信号使起搏器跳动。当运行时，心脏跳动加速;当 睡眠时，心脏跳动减慢。如果心电系统异常，心脏跳得很 慢，甚至可能完全停止。人工心脏起膊器发出有规律的电 脉冲，能使心脏保持跳动。
② 经皮式：体外携带式，起搏器在病人体外，脉冲经皮肤和静脉
送入心脏。
③ 埋藏式：起搏器全部买治愈患者皮下，电极经静脉固定在心内
膜或心肌表面——临床应用最多
根据起搏器与病人心脏活动发出的P波与R波的关系分为： ① 非同步型（固定型）：起搏脉冲与患者的P波或R波无关 ② 同步型：分为P波同步起搏器和R波同步起搏器
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心脏起搏器 最新研究成果
Contents
心脏起搏器简介 工作原理、结构机制
分类和功能 分类简介、功能分代
最新研究成果
供电方式、 植入方式、 技术功能改善等
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心脏起搏器
心脏起搏器是一种植入于体内的电子治疗仪器，通过脉冲发
生器发放由电池提供能量的电脉冲，通过导线电极的传导，刺 激电极所接触的心肌，使心脏激动和收缩，替代传导系统的工 作，从而达到治疗由于某些心律失常所致的心脏功能障碍的目 的。
这一研究结果表明，SWG可以作为一种可行的转化生物体内机械能的
方法，可以将呼吸运动、心脏搏动、血液流动和血压变化、肌肉收缩或者一
些不规则的震动中的能量转化为电能，有可能达到这样的目的：心脏起搏器
驱动心脏跳动的过程中，心跳又反过来给起搏器充电。形成循环，起搏器就
无断电之忧了。
单根氧化锌纳米线发电机示意图。
上图为没有弯曲时的情况，电路中没有电流。
下图为弯曲氧化锌线的时候，电路中有电流流过。LOGO来自最新研究成果——供电方式
美国的一个科研团队开发出一种能从人体器官的自然运动中获取足够持续维 持心脏起搏器运转的电能的仪器。以伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩分校的约 翰·罗杰斯为首的科学家在美国《国家科学院学报》月刊上公布了这一成果。
活动中获得能量，向动物活体内植入的传感器（如心脏起搏器、植入性血糖
仪等）提供电能。
实验主要采用一种特殊材料制成的长条形纳米线，通过生物活动，如肌
肉运动，驱动纳米线不断弯曲、伸直或延伸缩短，变形的纳米线可产生压电
效应使电荷发生运动。这种单根纳米线发电机（SWG），形象的来说就像
一个“电荷泵”，利用外力引起的机械形变驱动电路中的电荷运动。
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Contents
心脏起搏器简介 工作原理、结构机制
分类和功能 分类简介、功能分代
最新研究成果
供电方式、 植入方式、 技术功能改善等
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起搏器分类
根据起搏器与病人的关系将起搏器分为： ① 感应式：脉冲发生器在体外，通过载波发射给体内的接收线圈，
经检波为原形起搏脉冲，通过电极刺激心脏——趋于淘汰
④ 四腔起搏器：双房+双室（治疗患者同时有心衰和阵发性房颤）
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单腔起搏系统－心室
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单腔起搏系统－心房
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双腔起搏系统
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三腔起搏系统
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起搏器功能分代
自1958年10月在瑞典斯德哥尔摩植入人类第一例永久性人工心脏起搏器 至今已50余年。50年来起搏器技术发展迅速，根据起搏器功能和特点，可 将人工心脏起搏器分成4代
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最新研究成果——植入方式
新式纳米技术无线起搏器——Nanostim
• 这个名为Nanostim的起搏器是传统起搏器的十分之一，并被永 久的放置于心脏的一个房室内，在十分钟内设备即可定位
• 起搏器从腿部的静脉植入，不会留下疤痕，通过类似于锚状的 装置固定到心脏室壁内侧