Programarea pacemakerelor

Programabilitatea unui pacemaker reprezintă proprietatea prin care se permite modificarea funcţiei pacemakerului, după implantare, în funcţie de necesităţile clinice. Programarea se realizează prin aplicarea capului programatorului pe torace, deasupra generatorului de puls, şi efectuarea modificărilor parametrilor programabili în funcţie de tipul pacemakerului şi necesităţile pacientului.

Principalele caracteristici tehnice programabile sunt:

Frecvenţa de stimulare

Este condiţionată de intervalul automatic, care reprezintă perioada dintre doi stimuli consecutivi. La o frecvenţă de stimulare de 70/min, acesta este 857 msec.

Pragul de stimulare

Reprezintă energia minimă necesară pentru a stimula miocardul sau curentul electric de intensitate minimă eliberat de către pacemaker, capabil de a depolariza ţesutul cardiac în imediata vecinătate a sondei, cu propagarea ulterioară a frontului de depolarizare în întreaga cavitate a inimii. Energia eliberată se setează de obicei, la o valoare dublă faţă de pragul de stimulare (la pacienţi pacemaker-dependenţi chiar de 3-4 ori energia minimă) pentru a asigura o margine de siguranţă în ceea ce priveşte stimularea, fără prea mare consum al bateriei. Dacă pragul de stimulare este prea mare pe de o parte, se stimulează, de exemplu, şi muşchiul pectoral sau alte structuri extracardiace, iar pe de altă parte consumul energetic va fi crescut cu scăderea duratei de viaţă a bateriei.

Imediat după implantare, pragul de stimulare creşte progresiv, datorită inflamaţiei de la nivelul buzunăraşului şi locului de contact al sondelor cu endocardul, care determină formarea de ţesut fibros neexcitabil, în jurul vârfului electrodului. Pragul de stimulare continuă să crească până la un interval de aproximativ două luni de la implantare, după care se stabilizează (pacientul trebuie să revină la medic pentru reprogramarea parametrilor). În consecinţă, în primele două luni de la implantare, se menţine un voltaj de siguranţă crescut, care ulterior, în vederea conservării vieţii bateriei, trebuie reprogramat.

Stimularea depinde de trei parametri: voltaj, timp de stimulare (de obicei 0,5m/sec) şi impedanţă, cu care se poate „jongla” în funcţie de necesităţi. De exemplu, dacă vrem să obţinem stimulare optimă la un pacient cu pacemaker, fără să creştem prea mult voltajul (pentru a nu consuma bateria, a evita stimularea structurilor extracardiace, etc), putem păstra voltajul la o valoare mai mică, la care asociem creşterea timpului de stimulare.

Pragul de detecţie sau de „sensing”

Reprezintă pragul minim la care activitatea electrică intrinsecă este înregistrată de stimulator. Activitatea cardiacă intrinsecă este detectată, în mod normal de pacemaker, la nivelul sondei, sub forma unui curent electric de mică intensitate, care apoi este transmis la generatorul de puls. Activitatea electrică atrială (unda P pe electrocardiograma de suprafaţă) este transmisă de-a lungul sondei atriale, canalului atrial al stimulatorului, fiind detectată ca activitate atrială. Activitatea ventriculară (complexul QRS) este captată la nivelul sondei plasate în ventricul, fiind transmisă canalului ventricular şi detectată de pacemaker ca şi activitate ventriculară.

Pentru a fi posibilă transmiterea bidirecţională a informaţiilor, de la inimă la pacemaker, şi invers, este necesară prezenţa unui circuit electric închis. La fel ca în cazul stimulării („pacing”), şi detecţia („sensing”) poate fi unipolară sau bipolară. Astfel, „sensing”-ul bipolar detectează activitatea cardiacă intrinsecă care are loc între cei doi electrozi ai sondei bipolare (vârful şi inelul metalic), în timp ce „sensing”-ul unipolar, detectează activitatea electrică care ia naştere între vârful sondei şi cutia metalică a generatorului de puls. În cazul detecţiei unipolare, datorită ariei mari de „sensing”, este posibilă detectarea de potenţiale electrice extracardiace (de exemplu miopotenţiale, generate de muşchiul diafragmatic sau muşchiul pectoral) care pot fi interpretate eronat ca fiind activitate electrică cardiacă. Este important de subliniat faptul că pacemakerul interpretează un impuls ca fiind atrial sau ventricular, în funcţie de sonda pe care acest stimul ajunge la generatorul de puls. Pacemakerul va interpreta, ca fiind activitate atrială (unda P), orice impuls electric transmis prin sonda atrială, canalului atrial, chiar dacă, în realitate, acest impuls este, de exmplu, un complex QRS cu amplitudine suficient de mare încât să fie captat la nivelul sondei atriale.

Pragul de „sensing” se stabileşte în funcţie de amplitudinea undelor de depolarizare atrială/ventriculară. Asta înseamnă că, dacă setăm un prag de detecţie ventriculară de 2,5 mV, amplitudinea complexului QRS trebuie să fie minim 2, 5 mV pentru a fi detectată de sonda ventriculară şi transmisă pacemakerului, pentru a fi înregistrată ca activitate ventriculară intrinsecă. Creşterea pragului de sensibilitate, poate să nu detecteze activitatea intrinsecă, dacă amplitudinea acesteia nu ajunge la nivelul pragului stabilit, făcând pacemakerul mai puţin sensibil. Pe de altă parte, scăderea pragului de „sensing”, peste o anumită valoare, face pacemakerul să fie foarte sensibil, înregistrând şi alte activităţi electrice: unde T, miopotenţiale sau detecţia undei R pe sonda atrială. La un pacient pacemaker-dependent sensibilitatea pacemakerului trebuie setată la valori cât mai mari posibile, pentru a evita înregistrarea miopotenţialelor, percepute astfel ca activitate electrică intrinsecă şi urmate de încetarea activităţii pacemakerului. Ajustarea adecvată a acestui parametru permite detecţia optimă a activităţii intrinseci cardiace, fără interferenţa altor potenţiale electrice.

Un pacemaker poate fi programat să răspundă la stimulii cardiace intrinseci, prin inhibarea generării de impulsuri electrice, sau să fie programat astfel încât să nu ţină cont de activitatea spontană a inimii şi să genereze stimuli în ciuda prezenţei acesteia. Dacă pacemakerul este programat să ţină cont de activitatea intrinsecă a cordului, el nu va livra stimuli dacă detectează impulsuri electrice spontane într-un anumit interval de timp stabilit prin programare (dacă este programat la o frecvenţă de stimulare de 60/min, el va emite stimuli doar dacă nu este înregistrată nicio activitate electrică intrinsecă timp de o secundă, de la ultimul stimul generat sau detectat).

Modul de programare al pacemakerelor de tip „triggered” (generează impuls atunci când se detectează activitate intrinsecă) se întâlneşte la stimulatoarele cardiace bicamerale, programate de obicei, ca atunci când detectează activitate într-o cameră cardiacă (atriu), să emită un impuls pentru a stimula cealaltă cameră (ventricul), după un interval prestabilit. Acest tip de stimulare este cunoscută sub denumirea de „triggered pacing” sau „tracking”, deoarece activitatea ventriculară urmează activitatea atrială intrinsecă, în relaţie 1:1, indiferent de frecvenţa acesteia, până la o frecvenţă maximă programată („upper rate limit”).

Perioadele refractare

Acestea pot fi programate pe fiecare canal al pacemakerului. În timpul perioadelor refractare, orice eveniment electric detectat, va fi ignorat de către stimulator.

Cea mai importantă perioadă refractară la stimulatoarele bicamerale este perioada refractară atrială post-ventriculară (PRAPV). PRAPV este definită ca fiind intervalul de timp după un impuls ventricular stimulat sau detectat, în care canalul atrial este refractar la orice activitate electrică (nu stimulează, nu detectează). Astfel, dacă apare o undă P precoce după un complex QRS, aceasta nu va mai fi urmată de un alt complex QRS, efect cel mai bine vizibil în cazul stimulatoarelor bicamerale programate în mod „tracking”.

PRAPV are rol de a preveni apariţia tahicardiei mediate electronic (aceasta va fi limitată, de asemenea, şi de „upper rate limit”) şi permite stimulatorului să răspundă frecvenţelor atriale rapide într-o manieră fiziologică.

„Lower rate limit”

Reprezintă frecvenţa la care stimulatorul va intra în funcţiune. La pacemakerele VOO sau AOO, „lower rate limit” este frecvenţa de stimulare, iar la VVI sau AAI, este frecvenţa la care stimulatorul va intra în funcţiune, doar dacă nu detectează activitate electrică intrinsecă cu frecvenţă peste valoarea „lower rate limit”. Dacă limita inferioară a frecvenţei este setată la 60/min, pacemakerul va intra, în mod normal, în funcţiune la o frecvenţă cardiacă de 59/min. Există însă, două situaţii, în care se permite scăderea frecvenţei cardiace sub „lower rate limit”, fără ca pacemakerul să înceapă descărcarea de impulsuri: (1) histerezis=diferenţa dintre frecvenţa cardiacă intrinsecă la care începe „pacing”-ul şi frecvenţa de stimulare; funcţia de histerezis permite practic, scăderea frecvenţei cardiace cu o anumită valoare sub „lower rate limit”, fără ca pacemakerul să-şi înceapă activitatea, (2) funcţia de histerezis nocturn („sleep function”), care permite o scădere a frecvenţei cardiace pe parcursul nopţii.

În cazul unui pacemaker cu funcţie rate-adaptive, „lower rate limit” va varia în funcţie de activitatea detectată de senzorul pentru funcţia de adaptare la frecvenţa cardiacă, însă nu va fi mai mică decât valoarea programată.

Intervalul atrio-ventricular

Este un parametru programabil doar la stimulatoarele bicamerale şi reprezintă intervalul de timp cuprins între un impuls atrial stimulat sau detectat şi generarea unui stimul ventricular de către pacemaker. Este analog intervalului PQ de pe electrocardiograma de suprafaţă, fiind practic timpul de umplere ventriculară. Intervalul AV poate fi de două feluri: interval AV detectat (care urmează unei activităti atriale intrinseci, detectate) şi interval AV stimulat (care urmează unui stimul atrial generat de pacemaker).

„Upper rate limit”

Reprezintă frecvenţa maximă cu care pacemakerul poate descărca impulsuri. Are două componente: (1) „upper sensor rate limit” prezentă la stimulatoarele cu funcţie rate-adaptive şi care reprezintă frecvenţa maximă la care senzorul de adaptare a frecvenţei în funcţie de activitatea fizică poate conduce pacemakerul, valoare peste care, indiferent de efortul depus de pacient, frecvenţa de stimulare nu mai poate creşte, (2) „upper tracking rate” prezentă la pacemakerele setate în mod „triggered” sau „tracking” şi care reprezintă frecvenţa atrială maximă la care pacemakerul va descărca un stimul ventricular după fiecare activare atrială detectată. Dacă frecvenţa atrială creşte peste valoarea programată a funcţiei „upper rate limit”, va apărea un aspect Wenkebach-like (pseudo-Wenkebach sau comportament Wenkebach de pacemaker, care reprezintă caracterul decremenţial al conducerii atrio-ventriculare, care apare la creşterea frecvenţei atriale, caracterizat prin alungirea progresivă a conducerii atrio-ventriculare). Acest comportament se referă la răspunsul unui stimulator bicameral programat în mod „tracking”, la creşterea frecvenţei atriale. Dacă frecvenţa atrială creşte peste valoarea setată „upper tracking rate”, pacemakerul va întârzia progresiv stimularea ventriculară prin creşterea progresivă a intervalului AV, astfel încât unda P se apropie tot mai mult de complexul QRS precedent stimulat, până când o undă P va cădea în intervalul PRAPV, nemaifiind urmată de complex QRS. Şi ciclul se reia. Alteori, când un pacemaker este incorect programat, nu va exista o întârziere progresivă a intervalului AV, asemănătoare caracterului decremenţial fiziologic al nodului atrio-ventricular la creşterea frecvenţei, ci va apărea direct bloc atrio-ventricular cu conducere 2:1. Acest fenomen se întâlneşte atunci când intervalul AV sau PRAPV sunt programate la valori prea mari, astfel încât tot a doua undă P cade în intervalul PRAPV. În cazul în care „upper tracking rate” este setată la 120/min, iar frecvenţa atrială creşte peste 120/min, trecerea bruscă de la o frecvenţă de 120/min, la 60/min, poate fi însoţită de simptome precum vertijul sau sincopa.

„Mode switch”

Activarea acestui parametru la stimulatoarele bicamerale determină trecerea automată de la un mod „triggered” (DDD) la unul „non-triggered” (DDI sau VVI), în cazul apariţiei tahiaritmiilor atriale. Este util a se face diferenţa, în acest sens, dintre tahicardia sinusală care apare ca răspuns normal la un efort fizic, şi fibrilaţia sau flutterul atrial cu frecvenţe atriale de peste 300/min. În acest scop, se setează un prag al frecvenţei atriale maxime, peste care, orice creştere a frecvenţei atriale va fi însoţită de trecerea la un mod „non-triggered”.

Intervalul de magnet

Este activat prin aplicarea unui magnet la nivelul toracelui deasupra pacemakerului. El variază în funcţie de pacemaker, fiind în general mai scurt decât intervalul automatic, pentru a depăşi frecvenţa cardiacă şi a permite „pacing”-ul. Este utilizat, de obicei, pentru testarea bateriei, el crescând progresiv odată cu consumarea bateriei.

SURSE: 2 (pg. 13) ; 5 (pg. 904) ; 6 (pg. 260) ; 12 (pg. 17, 28, 38, 49)