基于生物医学信号控制可用于起搏器依赖患者的高频电刀研究

The traditional high frequency electric knife system start randomly by the operator, if in ventricular alert period, will inhibit pacing pulse release, this may lead to life-threatening cardiac arrest in patients with pacemaker dependent, therefore, pacemaker must be programmed as pacing with fixed rate mode which may lead to competition rhythm, and even induce arrhythmia. Interference signal in ventricular refractory period which from onset of the R wave will trigger pacemaker noise reversion and not inhibit pacing pulse, this indicate that take R wave as the start signal for high frequency electric knife can be used in patients with pacemaker dependent.The present study is aim to prepare a kind of high frequency electric knife system which controlled by the body surface electrocardiogram R wave and can be used without pacemaker programming in patients with pacemaker dependent. Using the ADuC847 micro control chip of semiconductor companies in the United States and passive linear network to against the interference of high frequency electric knife, then processing the digital electrocardiosignal to R wave identification circuit after analog-to-digital conversioned, and synchronous triggering high frequency electric knife in ventricular refractory period by using monostable trigger circuit，and then trigger pacemaker noise reversion. The incidence of trigger noise reversion and pacemaker pulse suppression were compared between traditional and R wave trigger mode, respectively, so that , clearing the feasibility and safety of this device used in patients with pacemaker dependent .

传统的高频电刀系统由术者随机启动，对依赖起搏器的患者，如在起搏器警觉期启动，电刀干扰信号将抑制起搏脉冲而危及生命，因此必须将起搏器程控为固定频率模式工作，但可能导致竞争心律，甚至诱发心律失常，而在心电图R波后的心室不应期发生的干扰信号将触发起搏器的噪音反转功能，不抑制起搏脉冲，提示将R波作为电刀的启动信号可应用于起搏器依赖的患者。本研究拟采用美国亚德诺半导体公司的ADuC847微控芯片，将经无源线性网络屏蔽电刀干扰采集到的心电信号进行模数转换处理后输送给R波识别电路，通过单稳态触发电路同步触发启动电刀，制备一种基于心电图R波控制的，在起搏器不应期启动并触发起搏器噪音反转，不需要程控起搏器工作模式即可用于起搏器依赖患者的高频电刀系统。分别应用传统及R波触发模式启动电刀进行自身对比研究，比较两种模式的起搏脉冲抑制发生率及触发起搏器噪音反转的成功率，明确该系统用于起搏器依赖患者的可行性及安全性。

背景：高频电刀因具有高效的电凝及组织切割功能,能较传统手术刀手术明显减少出血及血肿而广泛应用于各种外科手术，但因其产生高频电磁干扰信号，对于植入并依赖起搏器的患者，可能抑制起搏脉冲,导致心脏停搏。因此，必须由心脏专科医生携带沉重的起搏器程控仪在术前将起搏器程控为固定频率模式（DOO或VOO），该过程繁琐耗时。.主要研究内容：制备一种可直接用于起搏器依赖患者的高频电刀系统并验证应用于临床的可行性及安全性。.重要结果： 高频电刀主机采用上海沪通GD350-B系统，心电R波控制器采用深圳朗锐慧康心电采集模块，控制模块采用意法半导体（ST）公司的32位单片机STM32F103C8T6，与心电采集模块通过串口进行通信，心电数据经过处理后，由R波同步触发高频电刀输出。测定高频电刀启动信号及输出与R波的延时。验证研究入选更换起搏器的患者10例，其中房室传导阻滞6例，病窦综合征4例，起搏器程控仪接体表心电图，测定电刀输出与起搏器心室起搏（VP）脉冲及心室感知(VS)的延时间期，分析触发噪音反转(NR)的成功率。.数据：高频电刀启动信号及输出与R波的延时分别为5.6ms及33.6ms。电刀输出与起搏器VP脉冲及VS的延时分别为128.70±20.22ms及113.60±22.67ms,R波触发型高频电刀系统可100%触发起搏器噪音反转, 可安全地直接用于起搏器依赖的患者。.科学意义： R波触发型高频电刀系统不抑制起搏脉冲，不仅可以提高患者的手术安全性、简化手术准备程序，对医疗机构为患者提供高效安全的医疗服务具有重要的意义，且可获得显著的社会及经济效益。