cardiac pacemaker lead system

概念

1. 三个部分

• 脉冲发生器（IPG，implantable pulse generator）：密封金属外壳内的电池与电子学。外壳通常为钛，本身导电，可兼作电极。
• 导线（lead）：从 IPG 经静脉走到心腔的绝缘导体，内部是一根或两根螺旋绕制的金属导体。
• 电极（electrode）：导线远端与组织接触的金属面，面积毫米量级。最末端的称 TIP，退后一小段的环形电极称 RING。

2. 回路必须经组织闭合

电位是两点之差，因此刺激与感知都发生在两个电极之间。回路走向为：

IPG 输出 → TIP 导体 → TIP 电极 → 经组织 → RING 电极（或 IPG 外壳）→ 回到 IPG

关键的一点是回路中有一段在组织里——电流必须离开金属、穿过组织、再回到金属。参考电极放在远端（双极）还是放在 IPG 外壳（单极），决定了这段组织路径有多长，两种构型的对比见 bipolar-vs-unipolar-pacing。

心脏区域的透视特写。两根导线自上方入路：一根呈 J 形折向上方，另一根斜向下伸至心尖；按图片原题，二者分别位于右心房与右心室。每根导线的远端都能看到两个致密影——靠后的短粗带是 RING 电极，最末端是 TIP 电极，相距约一至两厘米。透视只显示金属，回路中经组织的那一段不显影；脉冲发生器在视野之外。图片作者 Gregory Marcus, MD, MAS, FACC，CC BY 3.0，经 Wikimedia Commons，原样引用未作修改。

3. 治疗信号的量级

起搏脉冲宽度约 0.2–1 ms、幅度伏特量级；被感知的心内电信号在毫伏量级。二者的频率成分大致落在 10 Hz–1 kHz 区间。

这个频段是后续一切频率选择性设计的前提：治疗与感知所占频段与射频频段相差多个数量级，因此可以在同一条导体通路上把高频挡住而不影响治疗。

4. 边界

• 本卡描述经静脉植入的常规起搏系统。无导线（leadless）起搏器把发生器与电极合为一体，没有导线段，本卡的回路描述不适用。
• 导线根数与电极构型随器械而异（单腔、双腔、双心室）；导线上有 RING 不等于它就工作在双极模式，极性由程控设置决定。
• 神经刺激器（脑深部刺激、脊髓刺激、耳蜗植入）共用”发生器 + 导线 + 电极”的结构，但触点数量与解剖环境不同，本卡的具体描述不可直接移植。

参考

• Artificial cardiac pacemaker – Wikipedia：起搏系统的组成、导线与电极的基本术语、单腔与双腔构型。
• Exner DV, Rothschild JM, Heal S, Gillis AM. “Unipolar sensing in contemporary pacemakers: using myopotential testing to define optimal sensitivity settings.” J Interv Card Electrophysiol 1998;2(1):33–40. PubMed 9869994：同一批导线上单极与双极感知的随机交叉比较，佐证参考电极位置直接改变回路所覆盖的组织范围。
• 图片：File:Fluoroscopy pacemaker leads right atrium ventricle.png，作者 Gregory Marcus, MD, MAS, FACC，CC BY 3.0。

关联

• 相关概念：bipolar-vs-unipolar-pacing、lead-lumen-guidewire-stylet
• hazard:rf-heating