心脏除颤器的原理

心脏除颤器的原理

　心脏除颤器又名电复律机，它是一种应用电击来抢救和治疗心律失常的一种医疗电子设备。具有疗效高、作用快、操作简便以及与药物相比较为安全等优点，广泛应用于部队各级医疗单位。

　　除颤器工作原理

　　用较强的脉冲电流通过心脏来消除心律失常、使之恢复窦性心律的方法，称为电击除颤或电复律术。起搏和除颤都是利用外源性的电流来治疗心律失常的，两者均为近代治疗心律失常的方法。心脏起搏与心脏除颤复律的区别是：后者电击复律时作用于心脏的是一次瞬时高能脉冲，一般持续时间是4～10ms，电能在40～400J（焦耳）内。用于心脏电击除颤的设备称为除颤器，它能完成电击复律，即除颤。当患者发生严重快速心律失常时，如心房扑动、心房纤颤、室上性或室性心动过速等，往往造成不同程度的血液动力障碍。尤其当患者出现心室颤动时，由于心室无整体收缩能力，心脏射血和血液循环终止，如不及时抢救，常造成患者因脑部缺氧时间过长而死亡。如采用除颤器，控制一定能量的电流通过心脏，能消除某些心律紊乱，可使心律恢复正常，从而使上述心脏疾病患者得到抢救和治疗。

　　原始的除颤器是利用工业交流电直接进行除颤的，这种除颤器常会因触电而伤亡，因此，目前除心脏手术过程中还有用交流电进行体内除颤（室颤）外，一般都用直流电除颤。

　　一般心脏除颤器多数采用RLC阻尼放电的方法，其充放电基本原理如图6-1-1所示。

　　电压变换器是将直流低压变换成脉冲高压，经高压整流后向储能电容C充电，使电容获得一定的储能。除颤治疗时，控制高压继电器K动作，使充电电路被切断，由储能电容C、电感L及人体（负荷）串联接通，使之构成RLC（R为人体电阻、导线本身电阻、人体与电极的接触电阻三者之和）串联谐振衰减振荡电路，即为阻尼振荡放电电路，通过人体心脏的电流波形如图6-1-2所示。

　　实验和临床都证明这种 RLC放电的双向尖峰电流除颤效果较好，并且对人体组织损伤小。如前所述，放电时间一般为 4～10ms，可以适当选取L、C实现。电感L应采用开路铁芯线圈，以防止放电时因大电流引起铁芯饱和造成电感值下降，而使输出波形改变。另外，除颤中存在高电压，对操作者和病人都有意外电击危险，因此必须防止错误操作和采取各种防护电路。

　　心脏除颤器除了应有上述充电电路和放电电路以外，还应有监视装置，以便及时检查除颤的进行和除颤效果。监视装置有两种：一种是心电示波器，在示波器荧光屏上观察除颤器的输出波形，从而进行监视；另一种是如心电图机一样的自动记录仪，把除颤器的输出波形以及心电图自动描记在记录纸上，达到监视目的。当然，有的同时具有上述两种装置，既可以在荧光屏上观察波形，又可以把波形自动描记下来。

　　有的心脏急救装置由心脏起搏器、心脏除颤器以及监视仪、自动记录仪一起组合而成，是心脏急救的良好仪器。

　　除颤器分类

（一）按是否与R波同步来分

1、非同步型除颤器。这种除颤器在除颤时与患者自身的R波不同步，可用在心室颤动和扑动（因为这时没有振幅足够高、斜率足够大的R波）。
2、同步型除颤器。这种除颤器在除颤时与患者自身的R波同步。一般是利用电子控制电路，用R波控制电流脉冲的发放，使电击脉冲刚好落在R波的下降支，这样使电击脉冲不会落在易激期，从而避免心室纤颤。可用于除心室颤动和扑动以外的所有快速性心律失常，如室上性及室性心动过速、心房颤动和扑动等。

（二）按电极板放置的位置来分

1、体内除颤器。这种除颤器是将电极放置在胸内直接接触心肌进行除颤的。早期除颤主要用于开胸心脏手术时直接心肌电击，这种体内除颤器结构简单。现代的体内除颤器是埋藏式的，这与早期体内除颤器不大相同，它除了能够自动除颤以外，还能自动进行心电的监护、心律失常的判断、疗法的选择。
2、体外除颤器。这种除颤器是将电极放在胸外，间接接触心肌除颤。目前临床使用的除颤器大都属于这一类型。