一句话总结:IEC 60601-2-27:2011 对起搏脉冲提出了两个独立要求——显示能力(201.12.1.101.12):在幅度 ±2–700 mV、宽度 0.5–2.0 ms 的起搏脉冲叠加下 ECG 波形仍须可见,起搏脉冲须在显示屏上以 ≥0.2 mV RTI 幅度显示或以人工标记(flag)标出;心率计抑制能力(201.12.1.101.13):制造商须披露设备对幅度 ±2–700 mV、宽度 0.1–2.0 ms 起搏脉冲的抑制范围(含过冲,方法A 和 B),以及与 QRS-T 波叠加和房-室顺序起搏场景下的抑制表现。抑制能力关闭时须有视觉指示。
一、两条条款的关系与差异
| 维度 | 201.12.1.101.12(显示) | 201.12.1.101.13(抑制) |
|---|---|---|
| 性质 | 基本性能要求(强制) | 披露要求(非强制,但须公开能力边界) |
| 幅度范围 | ±2–700 mV | ±2–700 mV |
| 脉宽范围 | 0.5–2.0 ms | 0.1–2.0 ms |
| 测试条件 | 仅起搏脉冲(无 QRS) | 起搏脉冲 + QRS-T + 房室顺序 |
| 输出要求 | 显示中可见 ≥0.2 mV RTI 或 flag | 披露设备是否能抑制,若不能则披露实际范围 |
| 过冲测试 | 不涉及 | 方法A(无过冲)和方法B(有过冲) |
关键区别:显示要求的是"起搏器患者在屏幕上能看到什么"——必须可见。抑制要求的是"心率计能不能不把起搏脉冲当 QRS 数"——制造商必须说清楚能不能、什么条件下能。
二、起搏脉冲显示能力(201.12.1.101.12)
2.1 要求
设备须能在起搏脉冲存在的条件下显示 ECG 信号。起搏脉冲在显示屏上的表现可以是两种方式之一:
- 直接显示:脉冲尖峰幅度 ≥0.2 mV RTI
- 人工标记:屏幕上插入的起搏脉冲 flag(如点状标记或 "Pm" 符号)
如果起搏脉冲显示受患者模式(如新生儿模式)或滤波器设置影响,须在所有这些模式下验证 flag 位置。
2.2 测试方法
使用 Figure 201.114 测试电路,结合 Figure 201.109 波形:
- 连接 R(RA)→P1,其余导联→P2
- 增益 10 mm/mV,扫描 25 mm/s
- QRS 模拟器关闭
- 起搏脉冲发生器:ap=700±70 mV,频率 1.5 Hz,dp=2±0.2 ms
- 验证显示上可见 ≥0.2 mV RTI 或 flag 正确位置
- dp 切换至 0.5±0.05 ms,重复
- ap 切换至 2±0.02 mV,重复所有测试
- 对所有导联组合和可能影响显示的患者模式重复
2.3 临床意义
显示起搏脉冲让临床操作者确认:
- 起搏器在正常工作(有脉冲输出)
- 起搏是否为有效夺获(脉冲后是否有 QRS 波)
对于双极起搏器(脉冲幅度小至 2 mV 以下),2 mV 的最低显示要求可能构成技术挑战——极低幅度脉冲在显示屏上几乎不可见,此时人工 flag 模式更为实用。
三、起搏脉冲抑制能力(201.12.1.101.13)
3.1 性质:披露而非抑制
201.12.1.101.13 不是要求设备"必须抑制"所有起搏脉冲——而是要求制造商如实披露设备的抑制能力范围。如果设备的抑制范围小于标准的 ±2–700 mV / 0.1–2.0 ms,必须在说明书中明确说明实际范围。
3.2 测试信号
方法A(无过冲):
- 过冲 ao < 5% ap,稳定时间 < 5 µs
- 上升/下降时间 ≤10% 脉宽,且 ≤100 µs
- 起搏脉冲上升沿在 QRS 起始前 10–40 ms
方法B(有过冲):
- 再充电时间常数 to 在 4–100 ms 之间
- 过冲幅度 ao 可以按方法A(0.025–0.25 ap,≤2 mV)或方法B(ap×dp/to)设置
3.3 测试流程
测试使用 Figure 201.114 电路,QRS 参数为 Figure 201.113:a=1 mV,d=100 ms;T 波参数为 Figure 201.110:aT=0.2 mV,dT=180 ms,dQT=350 ms,R-R=1 s。
| 步骤 | 内容 |
|---|---|
| a)-d) | 施加起搏脉冲 + 正常 QRS-T(ap=+2 mV,dp=2 ms),验证显示心率与披露值一致;移除 QRS-T,单独验证 |
| e) | 对 ap 值 ±2、±100、±300、±500、±700 mV 重复 a)-d) |
| f) | 施加无效起搏模式(Figure 201.112):自主心率 30 bpm,起搏率 80 bpm |
| g)-h) | 增加心房起搏脉冲(室前 150 ms 和 250 ms),两脉冲均存在 |
| j) | 对全部 ap 值重复房-室顺序测试 |
| k) | 切换至方法B(有过冲)重复全部测试 |
| l) | dp=0.1 ms 重复全部测试 |
| m) | 所有患者模式下重复 |
3.4 起搏抑制关闭指示
如果设备提供手段关闭起搏脉冲抑制能力:
- 显示屏上必须有视觉指示告知操作者起搏抑制已关闭
- 心率计在抑制关闭时可能将起搏脉冲误计为 QRS——可能导致心率虚高
四、心脏复律同步脉冲(201.12.1.101.14)
若设备在信号输出端口提供用于同步除颤器放电的脉冲:
- R 波峰值到同步脉冲起始的时间间隔 ≤35 ms
- 脉冲特性(幅度、宽度、形状、输出阻抗)须在说明书中披露
- 测试使用 Figure 201.113 QRS 波形,幅度 a=0.5/2.0/5.0 mV,宽度 d=70/100/120 ms(新生儿 40/70/100/120 ms)
关键事实
- IEC 60601-2-27:2011 Clause 201.12.1.101.12 要求起搏脉冲显示范围为幅度 ±2–700 mV、宽度 0.5–2.0 ms
- IEC 60601-2-27:2011 Clause 201.12.1.101.12 规定显示方式为 ≥0.2 mV RTI 可见脉冲或人工标记
- IEC 60601-2-27:2011 Clause 201.12.1.101.13 要求披露对 ±2–700 mV、0.1–2.0 ms 起搏脉冲的抑制能力
- IEC 60601-2-27:2011 Clause 201.12.1.101.13 规定抑制测试须含方法A(无过冲)和方法B(过冲 4–100 ms)
- IEC 60601-2-27:2011 Clause 201.12.1.101.14 规定同步脉冲的 R 峰→脉冲延迟 ≤35 ms
常见问题
Q: IEC 60601-2-27 起搏脉冲检测范围是多少? A: 显示要求 ±2–700 mV、0.5–2.0 ms(201.12.1.101.12);抑制披露要求 ±2–700 mV、0.1–2.0 ms(201.12.1.101.13)。注意显示和抑制的脉宽下限不同(0.5 ms vs 0.1 ms)。
Q: 心率计必须能抑制所有起搏脉冲吗? A: 不是。标准只要求披露抑制能力范围。如果无法抑制全范围,制造商须在说明书中说明实际可抑制的范围和条件。但说明书必须包含起搏器患者警告——心率计可能在心搏停止或心律失常期间继续计起搏脉冲数(201.7.9.2.9.101 b)7))。
Q: 双极起搏器为什么更难检测? A: 双极起搏脉冲幅度(0.5–2 mV)远低于单极(5–10 mV),在显示屏上几乎不可见,心率计算法也难以与噪声区分。标准的 2 mV 最低显示要求充分考虑了双极起搏场景。
Q: 起搏脉冲的过冲为什么要单独测试? A: 临床中起搏脉冲通过 AC 耦合进入放大器后会产生反向过冲(面积平衡)。如果心率计算法设计不当,可能将过冲的负向尖峰误判为另一个 QRS 波——导致心率计数翻倍。方法B 的过冲测试(to=4–100 ms)覆盖了这一真实场景。
参考文献
- IEC 60601-2-27:2011 (Edition 3.0), Clause 201.12.1.101.12 — Pacemaker pulse display capability
- IEC 60601-2-27:2011, Clause 201.12.1.101.13 — Rejection of pacemaker pulses
- IEC 60601-2-27:2011, Clause 201.12.1.101.14 — Synchronizing pulse for cardioversion
- IEC 60601-2-27:2011, Figure 201.109 — Pacemaker pulse characteristics
- IEC 60601-2-27:2011, Figure 201.114 — Pacemaker test circuit