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当植入了起搏器的心脏病患者进行心电图(ECG)测验时，心脏科医生有必要能够检测到起搏器的存在及其作用。起搏信号的电气特征（或称伪像）由小而窄的脉冲构成。由于这些伪像被淹没在噪声和较大的心电信号中，因此难以检测到。本文将描绘起搏伪像的性质，一起介绍检测这种伪像的一种器材和办法。
心脏作为一种生化机电体系，会发作电脉冲，从右上心房的 窦房结(SA)传导至 房室结(AV)。窦房结节充当作该体系的起搏器（图1）。
该电脉冲发作P波，在图2中的ECG截图中能够看见。电信号从房室结节开端传达，经过浦肯野纤维体系，来到心室，导致心室肌肉缩短。这种缩短（R波）使含氧血从左心室进入并流过身体，一起使缺氧血从右心室进入肺部。
假如心脏这种机电体系存在缺点，则或许导致许多心脏问题。例如，当心脏搏动过慢或许不搏动时，便是心动过缓。关于这种状况，典型的手术医治办法是在患者胸部皮下植入一个起搏器（脉冲发作器），并将心内膜导联线经过静脉直接引导至心脏，如图3所示。
在称为心动过速的另一类心律失常症状中，心脏搏动过快。这是一种非常严峻的疾病，可经过植入式心脏除颤器(ICDs)进行医治。现代ICD也可医治多种缓慢性心律失常。
当心脏变大时，由于传导途径变长，打乱了心室缩短的机遇，因此或许发作心力衰竭。成果构成一种正反馈体系，进一步加剧心脏担负。 植入式心脏再同步(ICR)器材一起使两个心室和（一般）一个心房起搏，进而对心室从头守时。实践上，这些器材会改好心输出量，从而使心脏康复到必定程度。心脏再同步医治(CRT)器材是一种包括ICD在内的体系。
CRT器材在图4(a)中的透视图画中能够看见。医生便是运用这种印象来放置导联线的。关于非专业人士来说，这种印象是很难解读的。能够看到心脏淡淡的概括——这是搏动中的心脏的静态视图。起搏器坐落右心房上，心脏极点指向右下方。在这个典型的导联线放置实例中，黑色箭头指向右心房导联线。虚线黑色箭头指向右心室导联线。赤色箭头标明的导联线只能看到一部分，这是左心室导联线（红箭头指向电极顶级）。图4(b)展现的是双腔起搏器的典型导联线放置透视图画。右心房导联线指向上方，置于右心房中。右心室导联线则坐落右心室顶部。
植入式起搏器（图5）一般都很轻、体积小。它们含有必要的电路，以便经过植入式导联线来监控心脏的电活动，并在必要时影响心肌以保证心脏跳动的规律性。起搏器有必要是低功耗器材，它们选用的都是小型电池，寿数一般是10年。美国国家工程院称，到2010年，每年超越40万台起搏器被植入患者身体。4
起搏伪像
在正常的ECG图中，一般很难发现简略的植入式起搏器的活动，由于超快脉冲（宽度仅稀有微秒）会被过滤掉，但在任何状况下，在毫秒级分辨率的心电图中，这些脉冲都太窄，而不会呈现。但是，其信号能够经过起搏伪像揣度出来，伪像是与经过ECG导联线在皮肤外表测得的心脏自身电活动相伴的电压脉冲。检测和辨认起搏伪像的才干很重要，由于伪像显现了起搏器的存在，并且有助于评价其与心脏的交互作用。
由于伪像起伏小、宽度窄、波形多变，成果使起搏伪像难以检测，尤其是存在或许数倍于伪像起伏的电噪声时。别的，起搏疗法现已非常兴旺，现在稀有十种起搏形式，从单腔起搏到三腔起搏等，不胜枚举。使得起搏伪像检测愈加杂乱的是，起搏器会发作导联线完整性脉冲、分钟通气量(MV)脉冲、遥测信号以及或许被误以为起搏伪像的其他信号。
实时起搏器遥测技术的运用使得在心电图上显现起搏伪像不如曩昔那么重要了，但经验丰富的医生能够从心电图中推测出患者所运用的起搏疗法的品种，并确认起搏器是否作业正常。别的，包括以下规范在内的一切相关医用规范都要求显现起搏伪像。这些规范对需求捕获的起搏器信号的高度和宽度等具体要求有所差异。
- AAMI EC11:1991/(R)2001/(R)2007
- EC13:2002/(R)2007, IEC60601-1 ed. 3.0b, 2005
- IEC60601-2-25 ed. 1.0b
- IEC60601-2-27 ed. 2.0, 2005
- IEC60601-2-51 ed. 1.0, 2005
例如，IEC60601-2-27规则：
设备须能够显现存在起伏为±2 mV至±700 mV、持续时刻为0.5 ms至2.0 ms的起搏器脉冲的心电图信号。显现屏上的起搏器脉冲应明晰可见，折合到输入端(RTI)的起伏不得小于0.2 mV；
AAMI EC11则规则：
设备须能显现存在起伏为2 mV至250 mV、持续时刻为0.1 ms至2.0 ms、上升时刻少于100 µs且频率为100 脉冲/分的起搏器脉冲的心电图信号。关于持续时刻为0.5 ms至2.0 ms（起伏、上升时刻和频率参数如上一句所规则）的起搏器脉冲，有必要在心电图中显现该起搏器脉冲；显现屏上应予以明晰的展现，折合到输入端的起伏不得小于0.2 mV。
就需求捕获的高度和宽度来说，尽管这些差异很小，但终归是差异。
起搏器的起搏方法
A一切起搏导联线都有两个电极，电极的方位决议着信号的极性。
在 单极性起搏 中，起搏导联线由单起搏导联线顶部的电极与起搏器外壳自身的金属壳所构成，因此只要一根导联线刺进心脏。这种起搏形式导致的起搏伪像在皮肤外表或许为数百毫伏，宽度为两、三毫秒。现在，单极性起搏已不再常用。
在 双极性起搏中，用起搏导联线顶端的电极使心脏起搏。回来电极是一个环形电极，非常挨近顶端电极。现在，大都起搏伪像都是由双极性起搏形成的。这类导联线发作的伪像比单极性起搏发作的伪像要小得多；皮肤外表的脉冲或许非常小，高度只要几百微伏，宽度只要25 μs，伪像的均匀高度和宽度分别为1 mV和500 μs。当检测矢量与起搏导联线矢量不直接成行时，伪像的起伏或许会更小。
许多起搏器能够经过编程，使脉冲宽度短至25 μs，但这些设置一般只用于在电生理学实验室中进行的起搏器阈值测验中。将下限值设为100 μs，即可消除将分钟通气量(MV)和导联线完整性(LV导联线)脉冲误检为有用的起搏伪像问题。这些低于阈值的脉冲一般编程至10 μs与50 μs之间。
市面上各种不同的起搏器是针对不同的腔室起博：
- 单腔起搏 只对心脏一个腔室起搏；或许为单极性，也或许为双极性。单腔起搏运用于右心房或右心室。
- 双腔起搏 一起对右心房和右心室起搏。
- 双心室起搏 一起对右心室和左心室起搏。别的，心脏一般在右心房起搏。这种起搏形式很难正确显现呈现，其原因有二：首要，两个心室的起搏或许一起发作，在皮肤外表表现为单个脉冲。第二，左心室导联线的放置与右心室导联线一般不在同一矢量上，并且实践上或许与其是成正交关系。一般状况下，右心房可在导联线aVF中得到最佳展现，而右心室则可在导联线II中得到最佳展现。大都心电图体系并不选用三个同步导联线检测电路或算法，成果使左心室导联线最难捕获。因此有时最好用其间一个V导联线来检测。
起搏伪像波形
大都起搏脉冲都有着超快的上升沿。起搏器输出端测得的上升时刻一般为100 ns左右。当在皮肤外表丈量时，受起搏导联线电感和电容的影响，上升时刻会略低。皮肤外表的起搏伪像大多为10 μs或以下。作为内置维护机制的杂乱器材，起搏器或许会发作高速毛刺，尽管不会影响心脏，但会影响起搏器检测电路。
图6所示为抱负起搏伪像的示例。正脉冲的上升边缘很快。在脉冲到达最大起伏之后，会发作容性下降，然后呈现后沿。之后，在起搏脉冲的再充电部分，伪像会改动极性。之所以需求该再充电脉冲，是为了使心脏安排坚持净零电荷。关于单相脉冲，离子会在电极周围集合，成果发作的直流电荷或许导致心脏安排损坏。
选用心脏再同步器材会给起搏伪像的检测和显现带来更多费事。这些器材对患者的右心房和左右心室起搏。两个心室的脉冲或许非常挨近、堆叠或一起发作；左心室乃至或许在右心室之前起搏。现在，大都器材都是一起对两个心室起搏，但研讨显现，调整时序特功用够改好心输出量，对大都患者有利。分隔检测和显现两个脉冲并非总能如愿以偿，许多时分，它们将在心电图电极上表现为单个脉冲。假如两个脉冲一起发作，且导联线方向相反，则两个脉冲或许在皮肤外表彼此抵消。尽管发作这种状况的几率很小，但咱们完全能够想象极性相反的两个心室起搏伪像一起呈现在皮肤外表的状况。假如两个脉冲被很短的时刻距离抵消，则成果发作的脉冲波形将变得非常杂乱。
图7所示为心脏再同步器材起搏形式在盐水箱中的示波器轨道。这是起搏器验证的规范测验环境；咱们以为，盐水的导电功用与人体类似。由于示波器探头非常挨近起搏导联线，成果导致起伏远远大于皮肤外表的预期值。别的，由于盐溶液导致心电图电极阻抗变低，成果使噪声远远低于皮肤外表丈量的正常值。
第一个脉冲是心房，第二个脉冲是右心室，第三个脉冲是左心室。导联线置于盐水箱中，其矢量经过优化以便把脉冲明晰地显现出来。负向脉冲为起搏，正向脉冲为再充电。心房脉冲的起伏略大于其他两个脉冲的起伏，由于导联线的矢量略微好于两根心室导联线，但在实践运用中，再同步器材中的悉数三个起搏输出都编程为相同的起伏和宽度。关于真实的患者，每根起搏器导联线的起伏和宽度一般都是不同的。
检测起搏伪像
在对方针信号的形状和缘由有了开始了解之后，咱们能够会集评论怎么检测起搏伪像这个话题了。以契合本钱效益的方法检测一切起搏伪像并按捺一切或许的噪声源是不或许做到的，这是其性质使然。部分难点在于，起搏检测体系有必要监控多个腔室，检测进程中会遇到搅扰信号，并且不同制作商出产的起搏器品种繁复。伪像的检测计划从硬件处理计划到数字算法，非常广泛。接下来，咱们将对此进行具体评论。
心脏再同步器材所用的起搏导联线不或许都具有相同的矢量。右心房导联线一般与导线线II对齐，但有时也或许直接指向胸部以外，因此或许需求Vx矢量才干看见。右心室导联线一般置于右心室顶部，因此常常与导联线II对齐。从冠状窦穿过的左心室起搏导联线实践上坐落左心室的外部。一般状况下，该导联线与导联线II对齐，但其方向却或许是V轴向。植入式除颤器和再同步器材的起搏导联线有时置于心脏中未发作堵塞的区域。把它们置于堵塞区域周围，这是该体系选用三个矢量并要求高功用起搏伪像检测功用的原因地点。
一个首要噪声源是大都植入式心脏器材所运用的H场遥测计划。其他噪声源包括呼吸胸阻抗丈量、电灼器和与患者相连的其他医疗设备带来的传导噪声。
此外，每家起搏器制作商都选用不同的遥测计划，使起搏伪像检测变得愈加杂乱。在有些状况下，一家制作商或许针对不同的植入式器材类型选用多种不同的遥测体系。实践上，许多植入式器材或许一起选用H场遥测以及MICS频段或ISM频段遥测进行通讯。不同类型选用不同的H场遥测计划，这种状况使得滤波器的规划变得非常困难。心电图器材有必要为CF级，但其他医疗器材则或许是B级或BF级，并且其较高的走漏电流或许搅扰心电图收集设备的功用。
ADAS1000心电图模仿前端包括起搏伪像检测算法
ADAS1000（图8）是一款5通道心电图(ECG)模仿前端(AFE)，旨在协助处理新一代低功耗、低噪声、高功用系留式和便携式ECG体系规划人员面临的部分应战。ADAS1000专门针对监控级和确诊级心电图丈量而规划，由5个电极输入和1个专用右腿驱动(RLD)输出参阅电极构成。
ADAS1000不光支撑根本的心电图信号监控元件，还配有多种功用，比方前面评论过的呼吸丈量（胸阻抗丈量）、导联线/电极衔接状况、内部校准、起搏伪像检测功用等。
一个ADAS1000支撑5个电极输入，为进行传统的6导联心电图丈量供给了便利。经过别的级联一个ADAS1000-2（辅佐）器材，体系能够进行真实的12导联丈量；经过级联多个器材（3个及以上），体系可丈量15条及以上的导联线。有关ADAS1000不同变体的概况，请参阅表1。
表1. ADAS1000现有类型概览
| 产品类型 | 电极数 | 额定特性 | 输入噪声, 0.05 Hz至 150 Hz (μV p-p) |
CM I/P 规模(V) | 电源电压 | 封装选项 |
| ADAS1000 | 5 个心电图电极 + RLD | 呼吸、起搏和起搏I/F | 10 | ±1 | 3.3 至 5.5 | 56引脚 LFCSP 64引脚 LQFP |
| ADAS1000-1 | 5 个心电图电极 + RLD | 10 | ±1 | 3.3 至 5.5 | 56引脚 LFCSP | |
| ADAS1000-2 | 5个心电图电极 (组合形式配套组件) | 10 | ±1 | 3.3 至 5.5 | 56引脚 LFCSP 64引脚 LQFP | |
| ADAS1000-3 | 3 个心电图电极 + RLD | 10 | ±1 | 3.3 至 5.5 | 56引脚 LFCSP 64引脚 LQFP | |
| ADAS1000-4 |
3 个心电图电极 + RLD
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