Pacemaker Modes and Settings

Strong Medicine www.youtube.com

Tóm tắt ngắn gọn

Video này giải thích chi tiết về các chế độ (modes) và cài đặt (settings) của máy tạo nhịp tim (pacemaker). Các điểm chính bao gồm:

  • Nomenclatures của chế độ: Giải thích cách các chữ cái trong tên chế độ (ví dụ: VOO, VVI, AAI, VDD, DDD) biểu thị buồng tim được tạo nhịp, buồng tim được cảm nhận và phản ứng của máy tạo nhịp đối với các sự kiện được cảm nhận.
  • Các chế độ phổ biến: Mô tả chi tiết về các chế độ VOO, VVI, AAI, VDD và DDD, bao gồm các chỉ định lâm sàng và cách chúng hoạt động.
  • Cài đặt thời gian: Giải thích các cài đặt quan trọng như giới hạn nhịp tim dưới (lower rate limit), tốc độ theo dõi tối đa (maximum tracking rate), độ trễ AV (AV delay) và thời gian trơ nhĩ sau khử cực thất (post ventricular atrial refractory period - PVARP), và cách chúng ảnh hưởng đến thời gian của các sự kiện tim.
  • Các cài đặt khác: Thảo luận về độ nhạy (sensitivity), điện áp đầu ra (output) và chuyển đổi chế độ (mode switching), cùng với các yếu tố cần cân nhắc khi lựa chọn chế độ và cài đặt phù hợp cho bệnh nhân.

Giới thiệu về Chế độ và Cài đặt Máy Tạo Nhịp Tim

Video này giới thiệu về các chế độ và cài đặt của máy tạo nhịp tim, tương tự như cách các thuật ngữ này được áp dụng cho máy thở. Chế độ cung cấp cái nhìn tổng quan về hoạt động của thiết bị, trong khi cài đặt là các chi tiết nhỏ hơn.

Nomenclatures của Chế độ Máy Tạo Nhịp Tim

Chế độ được mô tả bằng bốn chữ cái. Chữ cái đầu tiên cho biết buồng tim có khả năng được tạo nhịp (A: tâm nhĩ, V: tâm thất, D: cả hai). Chữ cái thứ hai cho biết buồng tim có hoạt động điện đang được thiết bị cảm nhận (A, V, D, O: tắt cảm biến). Chữ cái thứ ba mô tả phản ứng của máy tạo nhịp đối với các sự kiện được cảm nhận (I: ức chế, T: kích hoạt, D: ức chế hoặc kích hoạt, O: không phản ứng). Chữ cái thứ tư cho biết có điều biến tần số hay không (R: có, để trống: không). Vị trí thứ năm hiếm khi được sử dụng để chỉ định tạo nhịp nhiều vị trí.

Chế độ VOO

Chế độ VOO sử dụng một điện cực ở tâm thất phải và chỉ tạo nhịp, chức năng cảm nhận bị tắt. Các xung nhịp được tạo ra không đồng bộ với hoạt động điện tim tự nhiên, có thể gây ra xung nhịp rơi vào sóng T, có nguy cơ gây rung thất. Chỉ định điển hình cho chế độ VOO là chế độ tạm thời trong phẫu thuật khi nhiễu điện từ thiết bị đốt điện có thể bị máy tạo nhịp hiểu sai. Chế độ này chỉ nên được sử dụng ở bệnh nhân phụ thuộc vào máy tạo nhịp.

Chế độ VVI

Trong chế độ VVI, điện cực tâm thất cảm nhận và tạo nhịp. Khi cảm nhận được phức bộ QRS nội tại, máy tạo nhịp sẽ ức chế tạo nhịp. Chế độ này loại bỏ nguy cơ tạo nhịp trên sóng T, nhưng thiếu đồng bộ giữa tâm nhĩ và tâm thất, có thể dẫn đến giảm cung lượng tim và các triệu chứng của hội chứng máy tạo nhịp (pacemaker syndrome) ở bệnh nhân có nhịp xoang. VVI thường được sử dụng trong trường hợp block AV kết hợp với rung nhĩ mạn tính.

Chế độ AAI

Chế độ AAI sử dụng một điện cực duy nhất ở tâm nhĩ phải để cảm nhận và tạo nhịp sóng P. Khi cảm nhận được sóng P nội tại, máy tạo nhịp sẽ bị ức chế. AAI thường được sử dụng cho bệnh nhân rối loạn chức năng nút xoang đơn thuần mà không có block AV. Tuy nhiên, vì nhiều bệnh nhân rối loạn chức năng nút xoang cũng có bệnh lý nút AV, chế độ này không bảo vệ chống lại nhịp chậm do block AV. Do đó, các bác sĩ tim mạch hiếm khi cấy máy tạo nhịp chỉ có một điện cực tâm nhĩ, thay vào đó thường sử dụng máy tạo nhịp hai buồng có khả năng tự động chuyển đổi chế độ nếu phát hiện block AV.

Chế độ VDD

Trong chế độ VDD, chỉ có tâm thất được tạo nhịp, nhưng thiết bị cảm nhận cả tâm nhĩ và tâm thất. Chế độ này có thể thấy nhịp tim được cảm nhận ở tâm nhĩ và tâm thất, nhịp tim được cảm nhận ở tâm nhĩ và tạo nhịp ở tâm thất (do block AV), và ức chế tạo nhịp khi phát hiện ngoại tâm thu thất. Chỉ định điển hình cho chế độ VDD là block AV mà không có rối loạn chức năng nút xoang.

Chế độ DDD

Trong chế độ DDD, cả điện cực tâm nhĩ và tâm thất đều cảm nhận và tạo nhịp. Điều này dẫn đến bốn loại nhịp cơ bản: tâm nhĩ được cảm nhận và tâm thất được tạo nhịp, cả hai buồng đều được tạo nhịp, tâm nhĩ được tạo nhịp và tâm thất được cảm nhận, và cả hai buồng đều được cảm nhận. Chế độ DDD thường được sử dụng cho sự kết hợp của rối loạn chức năng nút xoang và block AV ở bệnh nhân có nhịp xoang.

Cài đặt Thời gian của Máy Tạo Nhịp Tim

Các cài đặt thời gian xác định thời điểm cụ thể để tạo nhịp tâm nhĩ hoặc tâm thất. Các cài đặt cơ bản bao gồm:

  • Giới hạn nhịp tim dưới (Lower Rate Limit): Tốc độ chậm nhất mà thiết bị sẽ cho phép tim đập (thường là 50-60 nhịp/phút).
  • Tốc độ theo dõi tối đa (Maximum Tracking Rate): Tốc độ nhanh nhất mà thiết bị sẽ tạo nhịp tim (thường là 120-130 nhịp/phút).
  • Độ trễ AV (AV Delay): Khoảng thời gian máy tạo nhịp chờ sau khi cảm nhận hoặc tạo nhịp khử cực tâm nhĩ trước khi tạo nhịp tâm thất nếu không cảm nhận được dẫn truyền tâm thất nội tại (thường là 150-200ms).
  • Thời gian trơ nhĩ sau khử cực thất (Post Ventricular Atrial Refractory Period - PVARP): Khoảng thời gian sau khử cực tâm thất mà xung động tâm nhĩ được cảm nhận sẽ bị bỏ qua để tránh theo dõi ngược dòng sóng P, có thể gây ra nhịp nhanh qua trung gian máy tạo nhịp (pacemaker-mediated tachycardia).

Mối quan hệ giữa Cài đặt và Thời gian của các Sự kiện Tim

Các cài đặt thời gian này xác định thời gian của các sự kiện tim. Ví dụ, sau khi cảm nhận được sóng P nội tại, máy tạo nhịp sẽ chờ trong khoảng thời gian độ trễ AV đã lập trình để xem có dẫn truyền AV nội tại hay không. Nếu không, nó sẽ tạo nhịp tâm thất. Khoảng thời gian giữa hai nhịp tâm thất liên tiếp được xác định bởi giới hạn nhịp tim dưới. Khoảng VA (VA interval) là khoảng thời gian từ nhịp tâm thất đến nhịp tâm nhĩ, được tính gián tiếp bằng cách lấy giới hạn nhịp tim dưới trừ đi độ trễ AV.

Các Cài đặt Quan Trọng Khác

Ngoài các cài đặt thời gian, còn có ba cài đặt quan trọng khác:

  • Độ nhạy (Sensitivity): Điện áp mà điện cực phải đo để phản ứng với khử cực nội tại. Độ nhạy càng thấp, máy tạo nhịp càng nhạy.
  • Điện áp đầu ra (Output): Điện áp mà máy tạo nhịp cung cấp cho cơ tim để tạo nhịp tim. Điện áp đầu ra phải đủ cao để tạo nhịp 100% thời gian, nhưng không quá cao để lãng phí pin.
  • Chuyển đổi chế độ (Mode Switching): Một tập hợp các cài đặt xác định khi nào chế độ tạo nhịp sẽ tự động chuyển từ chế độ này sang chế độ khác khi nhịp tim nội tại thay đổi. Ví dụ, máy tạo nhịp ở chế độ DDD có thể chuyển sang VVI hoặc DDI nếu nhịp xoang chuyển thành rung nhĩ để ngăn ngừa nhịp tim thất quá nhanh.

Lựa chọn Chế độ và Cài đặt

Việc lựa chọn chế độ và cài đặt phù hợp cho bệnh nhân cụ thể phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm vấn đề dẫn truyền cơ bản của bệnh nhân, nhịp tim cơ bản, mong muốn tránh tạo nhịp thất phải (RV), duy trì đồng bộ AV và kéo dài tuổi thọ pin.

Summarize any YouTube video in seconds

Get summaries like this one for any video, in your language, with the free Summ app.

Download on the Apple Store
Get it on Google Play

Transcript

YouTube Transcript Generator

0:00 [Music] this is eric from strong medicine and this is the second video in this three video series on pacemakers so what exactly are modes and settings these are the set of instructions that tell a pacemaker what to do the difference between modes and settings for pacemaker is completely analogous to those terms as applied to ventilators modes provide a very general overview of what the device is doing while settings are the small details i'll start with modes the nomenclature for which is universal modes are described using four letters the letter in position one describes which chamber is potentially

0:47 being paced options include a for atrium v for ventricle and d for dual meaning both a and v the second position is for the chamber whose electrical activity is being actively sensed by the device where options include a v d and o if sensing function is temporarily disabled the third position is the tricky one it describes what the pacemaker's response is to sensed events options here include an i for inhibiting a pacemaking pulse in response to a sensed event t for triggering a pulse in response to a sensed event d is for when pulses can either be inhibited or triggered and o if there is no response to sensed events

1:32 or if sensing is disabled notably t that is a triggered only response without any inhibition has no clinical purpose and should never be used in practice when used the fourth position is to indicate whether or not there is rate modulation available in r means that the pace rate changes based on perceived physiologic need the most common way for a pacemaker to determine this is via an accelerometer within the generator which interprets repetitive physical motion of the device as an indicator that the person is walking quickly or jogging or swimming or something active different pacemaker models have alternative means of identifying increased need for situations in which the pacemaker itself might not be moving up and down despite

2:18 heavy exercise such as bicycling if this function is not present or if it's turned off for some reason the fourth position is left blank the nomenclature does allow for a fifth position to indicate the presence of something called multi-site pacing which you will almost never see used in practice so it's typically left off i'll run through examples of the five most representative pacemaker modes and for simplicity we'll assume that none of these are rate responsive modes so the same principles would apply if they were i'll start with the most basic mode voo voo mode uses a right ventricular lead and that lead only paces it has its sensing function turned off

3:03 this is what a rhythm strip might look like for a patient in vo mode there is a mix of different kinds of beats here is a ventricular paste beat which can be identified by the vertical pacing spike followed by a wide and unusual qrs complex although the pacing spike comes right after a p wave the pacemaker either has no atrial lead or the sensing function of the atrial lead is turned off so the timing here is purely coincidental the next beat looks different because the qrs complex is the result of normal intrinsic conduction through the av node and his purkinje system this pacing spike that lands here doesn't do anything because the ventricle is still in its refractory period the next beat looks similar except now the pacing spike occurs right on the t wave which is particularly dangerous as

3:50 that risks triggering ventricular fibrillation luckily in this case it doesn't and is followed by another intrinsic beat and then another paste beat if you look carefully you'll realize that the pacing spikes are separated by an identical duration of time in this case one second or 1000 milliseconds and they are marching right through whatever the heart is doing on its own whether or not a pacing spike triggers a qrs complex and thus ventricular contraction only depends upon whether or not the ventricle is in its refractory period at that precise moment this is called asynchronous pacing meaning the heart's intrinsic conduction system and the artificial pacemaker are firing irrespective of whatever the other one is doing the only typical indication for vo mode

4:37 is as a temporary mode occasionally used in surgery when the electrical noise from an electrocautery device might be misinterpreted by the pacemaker to eliminate the risk of a pacing spike occurring on the t wave this mode should only be used in pacer dependent patients unlike this example which is something you would never want to see in real life next is a much more common mode to see vvi in vvi mode the ventricular lead senses in addition to pacing and when it senses an intrinsic qrs complex the response is to inhibit pacing hence the eye so this narrow qrs complex here has been normally conducted through the heart's own intrinsic conduction system the ventricular lead senses this and therefore doesn't pace right away

5:24 but after a duration of time has passed without the pacemaker sensing another intrinsic complex it does go ahead in pace this mode eliminates the problem of potentially pacing on t waves that was seen in vo but it lacks any synchrony between the atria and ventricles for patients in sinus rhythm which can result in diminished cardiac output and flashes of symptoms whenever the atrial contracts against an already contracting ventricle which is known as pacemaker syndrome therefore this is not a mode to use for patients in sinus rhythm but rather is typically used in the combination of av block and chronic atrial fibrillation the next mode is aai which uses a single lead in the right atrium so instead of sensing and pasting qrs

6:10 complexes it's sensing and pacing p waves here's an example of an atrial sensed beat in which the pacemaker detects the normal intrinsic p wave and thus is inhibited from delivering an immediate atrial pacing spike and for this beat enough time has elapsed without a p wave being sensed that the pacemaker paces the atria if you remember with the vo and vvi examples which intrinsic and paste qrs complexes look different we see the same thing with intrinsic and paste p waves though the difference is much more subtle because p waves are so much smaller now what's going on here that looks like a pacing spike on a t wave again so is that risking v fib well in this case no since that pacing spike is not being

6:56 delivered to the ventricle but rather to the atria which we can only tell for certain because i've told you what mode the pacemaker is in aai mode is typically used for patients with isolated sinus node dysfunction without av block the downside to relying on aai is that the majority of patients with sinus node disease have some degree of av node disease as well and this mode does not protect against brady arrhythmias caused by av block so even though this patient has a pacemaker if they were to suddenly develop complete heart block the pacemaker would be of absolutely no help while in this mode so cardiologists rarely implant a pacemaker with a single atrial lead even if aai is the desired mode it would

7:41 be much more common for the patient to receive a dual chamber pacemaker with the ability to automatically switch modes from aai to something else if the device detects that av block has developed in vdd mode the ventricle is the only chamber paste but the device senses from both the atra and the ventricle in this mode we can see an a-sensed v-sensed beat in which the pacemaker detects normal intrinsic conduction an a-sensed v-paste beat which the patient's sinus node depolarizes normally giving a normal p wave but because of av block it's not followed by a normal qrs complex within a set period of time resulting in a ventricular pacing spike followed by an unusual paste qrs complex this is considered to

8:28 be a triggered response since the timing of the ventricular spike was determined by sensing of the previous p wave and when the ventricular lead senses a premature ventricular contraction the lead output is inhibited resulting in no immediate pacing spike the typical indication for vdd mode would be av block without sinus no dysfunction sort of the opposite of the indication for aai the last node i'll discuss is ddd in ddd mode the atrial and ventricular leads both sense and pace this results in four basic types of beats a sensed v-paste a-paste v-paste a-paste v-sensed

9:13 and a-sensed v-sensed ddd mode is typically used for the combination of sinus node dysfunction and a b block in a patient in sinus rhythm let's move on to pacemaker settings these are the more specific rules that a pacemaker will follow i'll start with those settings that are involved in timing cycles which is how the pacemaker decides the specific moments to pace the atria or ventricle not all timing cycle settings are relevant for all modes but i'll be focusing on ddd since it demonstrates the widest variety of principles there are four basic settings related to the timing cycle the first is the lower rate limit which is the lowest rate at which the device will allow the heart to beat

9:59 typical values are 50 to 60 beats per minute although a heart rate in the 50s might intuitively feel slow since many people consider this to be bradycardic there's generally no harm from rates to slow at least while at rest also the lower the lower rate limit is set the longer the battery of the device will last reducing the interval between generator changes the converse to the lower rate limit is the maximum tracking rate occasionally called the upper rate limit this is the fastest rate at which the device will pace the heart typical values here are 120 to 130 beats per minute though higher rates might be used in middle aged or younger patients with pacemakers the word tracking here refers to the process by which a pacemaker paces the ventricle

10:44 at the intrinsic atrial rate so if the atria naturally beats faster and faster the pacemaker will pace the ventricles faster and faster too in a one-to-one ratio that is up until the maximum tracking rate is reached the av delay is directly programmed in vdd and ddd modes this is the period of time the pacemaker waits after a sensed or paced atrial depolarization before pacing the ventricle if intrinsic ventricular conduction is not sensed it is analogous to the pr interval typical values are 150 to 200 milliseconds though pacemakers can be programmed to have different av delays for sensed versus paced atrial beats since paste atrial beats necessarily have longer intrinsic av

11:32 delays av delay can also be rate adaptive that is shorter at faster heart rates during perceived exertion which is how our av node works naturally and the last major timing setting is something called the post ventricular atrial refractory period or p-varp this is the period of time after ventricular depolarization during which an atrial impulse sensed by the atrial lead will be ignored for timing cycle purposes that might sound complicated and a little esoteric but among other purposes the p-varp prevents sensing and inappropriate tracking of retrograde p waves which could trigger pacemaker mediated tachycardia typical values are 250 to 300 milliseconds

12:17 and as with av delay it can be rate adaptive so let's take a closer look at how these settings determine the timing of cardiac events so here's an example of what an ecg might record for a patient in ddd mode we have a mix of a sensed vpaste beats a paste v paste beats a paste v-sensed beats and a-sensed v-sense beats the four timing settings i've already discussed are directly programmed into the pacemaker while a few other values are subsequently determined indirectly let's start with this p wave here this is an intrinsic natural p wave that is sensed by the pacemaker the pacemaker then waits to see if intrinsic a b conduction occurs and it

13:03 waits for the length of the programmed av delay in this case intrinsic conduction did not occur so a ventricular pacing spike is delivered after the pacing spike the p var begins which extends some time into the t wave based on the setting when taken together the a b delay and the p-varp are known as the total atrial refractory period now let's look at the next beat in this case because there was no intrinsic p-wave sensed the pacemaker delivers an atrial pacing spike followed by the av delay and then a ventricular pacing spike the interval between these two successive pace ventricular beats is defined by the lower rate limit although we commonly think about the lower rate limit in terms of beats per minute

13:48 from a pacemaker's perspective it's more logical to think of it in terms of milliseconds which in this case is about 1040. the timing of this atrial spike that is how long it waits for an intrinsic p wave is based on this time interval known as the va interval the va interval is indirectly determined as the difference between the lower rate limit in milliseconds and the av delay sometimes the timing intervals initially appear to be different than they've been programmed for example with this a paste vsense beat the pr interval is less than the av delay this happens because a b conduction occurred naturally and naturally happened to be shorter than the a b delay likewise the interval between two successive ventricular depolarizations

14:34 can be less than the lower rate limit interval for similar reasons here the interval is less than the lower rate limit because the naturally occurring p wave happens sooner than the va interval expires in this case it's the shorter intrinsic a b conduction that leads to the shorter interval between ventricular depolarizations and with this final a-sensed v-sensed beat here it's the combination of both an intrinsic p wave and intrinsic a b conduction that leads to the shorter interval between ventricular depolarizations with modern pacemakers and newer algorithms timing cycles can be much more complex than this but this is the basic idea of how the settings impact the timing of cardiac events in addition to those settings that are

15:20 related to timing cycles there are three additional important ones to discuss first is the sensitivity this is the voltage a lead must measure in order to respond to an intrinsic depolarization that is to either inhibit or to trigger a pacing spike the lower the sensitivity setting the more sensitive the pacemaker is and vice versa sensitivity should have a safety margin of about two so if an atrial depolarization has an amplitude of 1.0 millivolts the sensitivity should be no higher than 0.5 millivolts typical sensitivity settings for the device out of the box are 0.5 millivolts for an atrial lead and 2 millivolts for a ventricular lead in contrast to all the other settings

16:06 i'm discussing in this video lead sensitivities are usually not changed once the pacemaker has been implanted the output is the voltage the pacemaker delivers to the myocardium in order to pace the heart the ability of a pacemaker's output to initiate depolarization is dependent upon both the voltage and the pulse width of the pacemaker spike the higher the voltage the shorter the pulse width needs to be and vice versa the output should be high enough to pace 100 of the time that the pacemaker intends to but not so high as to unnecessarily waste battery life typical output is 1.5 to 2 times the threshold at which the pacemaker can initiate depolarization known as capturing the

16:51 heart contemporary pacemakers auto-adjust the output daily based on self-measured thresholds to ensure capture the last additional setting of notes is something called node switching which is really a collection of settings that determine when the pacing mode should automatically switch from one to another with changes in the heart's intrinsic rhythm for example in a particularly common mode switch a pacemaker in ddd mode will switch to either vvi or ddi if sinus rhythm were to convert into atrial fibrillation atrial flutter or another superventricular tachycardia in order to prevent extreme ventricular rates there are also settings regarding rate modulation which i'm not listing here but they include the range of heart

17:37 rates the speed of acceleration and deceleration of heart rates and the degree of activity required to trigger a change in rate with all these modes and settings one might wonder how a cardiologist chooses them for a specific patient i mentioned common indications for some of the modes but it's obviously a lot more complicated than that it would take an electrophysiology fellowship to fully understand it but some of the considerations include the patient's underlying conduction problem the underlying rhythm the desire to avoid rv pacing which helps to preserve cardiac output and decreases the risk of pacing induced cardiomyopathy we want to preserve ab synchrony whenever possible since this

18:23 also helps to preserve the cardiac output and also decreases the risk of pacemaker syndrome and last we want to preserve battery life as much as possible by minimizing unnecessary pacing and optimizing pacing output that's it for this video on modes and settings and the final one in the pacemaker series will cover icd's biventricular pacemakers and the effects of magnets and mri scanners on these devices you

Share

YouTube Video Summaries