簡述除顫監護儀的除顫原理

邱鵬，李慶，李傳華

沂水縣人民醫院 a.設備科；b.檢驗科，山東 臨沂 276400

簡述除顫監護儀的除顫原理

邱鵬a，李慶a，李傳華b

沂水縣人民醫院 a.設備科；b.檢驗科，山東 臨沂 276400

本文針對除顫監護儀的除顫原理與設計進行簡要的闡述與分析，可為除顫監護儀的除顫功能的臨床應用及故障維修提供理論幫助。

除顫監護儀；心臟除顫器；心電監護儀；電擊除顫

心臟除顫器是一種應用電擊來搶救和治療心律失常的醫療電子設備。只有當心臟的所有肌纖維在精確地同步收縮下，心臟才能產生有效搏動。當患者發生嚴重快速心律失常時，如心房撲動、心房纖顫、室上性或室性心動過速等，往往造成不同程度的血液動力障礙。尤其當患者出現心室顫動時，正常而規律的心室收縮被快速無規律的顫動所代替，引起嚴重的血液搏動銳減。如果正常的心律不能迅速恢復，病人很快就會死亡。除顫監護儀就是對心臟實施瞬間高能電擊，使心肌細胞去極化而停止不協調的收縮，然后竇房結就能恢復正常的竇性節律。

1 除顫監護儀的組成及工作原理

除顫監護儀是心臟除顫器與心電監護儀的組合裝置，除了具有除顫器的功能之外，還可以通過除顫電極或獨立的心電監護電極獲取心電信號，顯示在監護屏幕上。它通常只作為心電監護儀使用，當出現心室顫動時發出警報，由操作者利用除顫器進行除顫，并可通過監視器觀看除顫波形及除顫后的心電恢復波形。有的除顫監護儀除了有示波器顯示之外，還帶有記錄儀，當心律出現異常或除顫之后能自動記錄，把除顫器的輸出波形及異常心電圖自動描記在記錄紙上。

圖1給出了除顫監護儀的工作原理框圖。該系統由心電信號模擬放大電路、微機控制電路、顯示偏轉電路、高壓充電電路、高壓放電電路、電池充電器、記錄器等組成。

圖1 除顫監護儀原理框圖

(1)心電信號模擬放大電路：該部分電路工作原理與心電圖機的浮地前置放大電路部分基本相似。

(2)微處理器控制系統：該系統由主控制電路、顯示器控制電路、記錄器控制電路3部分組成。每一部分有1個微處理器及外設和接口，3個微機之間用串行接口連接。① 主控電路：主控電路由單片微處理器、存儲器、I/O接口和面板操作開關輸入電路等組成。主控電路在儀器里起主導作用，對全系統進行控制，對操作控制部分的讀取，病人ECG的處理，除顫器放電和充電的控制；與2個從處理機的通信及系統的自檢診斷，通過軟件計算ECG心律、增益、放電電量等。② 顯示器控制電路：電路由顯示器微處理機系統（單片微處理器及數據儲存器、CRT門矩陣電路、D/A轉換器及運放等組成）和偏轉電路（三角波發生器、水平掃描放大器、垂直偏轉放大器、CRT燈絲及亮度控制電路、偏轉線圈、高壓電源組件等組成）兩部分組成。顯示器電路接受心電信號的原始數據存入RAM和主控處理機送來的全部信息。將心電信號數據延遲4s后送回主控處理機，同時將心電數據和信號有關的字符送到CRT作曲線和字符的同屏顯示。③ 記錄器控制電路：它由單片處理器和記錄狀態用的一些簡單I/O接口組成。與主控處理機用串行接口連接，接受主控電路送來的記錄數據、同步信號，并反送記錄器的有關狀態信息。記錄控制電路的所有控制要求，都根據主控處理機的指令及其點陣式打印頭，以便在熱敏記錄紙上打印出心電波形和字形。

(3) 電擊除顫電路：該電路由充電器、高壓電容器、高壓充電變壓器、電流變送器、2個電擊極板、極板接觸及狀態指示器、操作開關和切換用繼電氣等組成，是除顫治療的最重要電路部分。

充電電路是一組DC-DC高壓開關功率電源，在接到安全繼電器工作信號、充電允許信號、充電時間控制信號后，其脈寬調制器，按照選定的充電時間要求，經過高壓充電變壓器輸出一線性上升電流，經病人繼電器充電位置開關對高壓電容器充電。充電過程中，安全繼電器脫開高壓電容器上的分流電阻。電壓檢測電路檢測電容器上的電壓，經緩沖送至控制板以便按要求的能量重復充電到規定值。

放電時流向人體的峰值電流由高壓電容器、高壓電感、電流變送器、測試負載電阻、極板及人體（抗阻）等電路決定。電容器提供除顫能量，高壓電感器用以平滑放電波形。電流變送器用1:2500的比例對放電電流分流，送模擬心電信號放大電路作峰值檢測用。測試負載電阻安在放置電板架內，用來等效50Ω病人放電電阻的放電。

兩個極板與人體的接觸，其接觸阻抗應盡量小。為此在使用時除涂導電膏外，還要接觸阻抗指示裝置，直接指示極板解除狀態。

(4) 軟件功能：儀器的軟件功能有：以主控處理機為核心，對D/A轉換器進行服務，為顯示處理及記錄控制傳送串行數據，讀出面板開關鍵和能量選擇開關的控制要求，完成病人心電信號的數字濾波、QRS波的檢出、心律計算報警、高壓電容器的充電及放電控制、系統自檢等。

2 除顫監護儀的典型技術指標

2.1 除顫器

波形：阻尼正弦波。

輸出能量：分為2、 3、 5、 7、 10、 20、 30、50、 70、 100、150、 200、 300、 360J。

充電控制：觸板上按鈕。

充電時間：監控器顯示出50Ω阻抗上的能量和自檢能量。

充電指示：充電完畢發出響聲、觸板上指示器亮燈。觸板：胸前式標準觸板，成人電極為83cm2，兒科電極為21cm2。

同步器：同步工作方式時，監控器顯示“SYNC”(同步)，并定期標示在記錄顯示儀上。每檢出R波便發出響聲，指明放電點，啟動后在標示脈沖的30ms范圍內放電。

2.2 監控器

心電輸入：可選Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ導聯輸入；觸板輸入。

導聯故障：電極脫落時監控器顯示“LEADSOFF”閃光信號。

CMRR：>100db。

顯示器：7.6cm×10.2cm，顯示4s心電數據、不消隱、固定軌跡。

掃描速度：標準值25mm/s。

心率顯示：數字顯示20～300/min。

2.3 記錄器

類型：感應式，記錄紙速為25mm/s。

2.4 電池

類型：25Ah，可充電密封鋁酸電池。

以上為除顫監護儀的除顫原理與設計，只有很好地了解這些才能更好地使用除顫監護儀，無論在臨床應用還是維修都會有一定的幫助。

[1] 劉光輝.簡述除顫監護儀的臨場應用[M].北京:北京航空航天大學出版社,2004:25-40.

[2] 潘權.除顫監護儀的工作原理[J].醫療設備信息,2007(7): 32-33.

[3] 陳霖新.心臟除顫器的功能與原理[M].北京:化學工業出版社,2003.

[4] 郝魁紅,王化祥,任思明,等.一種新型除顫測試分析儀[J].中國醫療器械雜志,2003(3):183-186.

[5] 林黨柒.醫用設備管理淺談論[J].醫療裝備, 2006(4):15.

[6] 胡大可.淺談除顫監護儀的原理[J].醫療設備信息,2006(6): 32-33.

[7] 張亮,等.關于醫院醫療設備安全的一點探討[J].醫療衛生裝備,2004(1):40

[8] 賈建革,李詠雪.心臟除顫器/除顫監護儀的檢測[J].醫療裝備, 2002(5):3-6.

[9] 李成良.電工[M].北京:中國勞工出版社,1996.

[10] 朱峰,肖勝利,梁紅軍.心臟除顫器的工作原理[J].現代物理知識,2006(4):40.

[11] 桂朝偉,譚愛璐.除顫監護儀的工作原理與維護保養[J].醫療保健器具,2008(3):31-33.

Brief Discussion on the Principle of Defibrillation Monitor

QIU Penga,LI Qinga,LI Chuan-huab
a.Equipment Department;b.Clinical Laboratory,Yishui County People's Hospital, Linyi Shandong 276400,China

R197.39

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2010.11.016

1674-1633(2010)11-0041-02

2010-06-09

2010-07-05

作者郵箱：61997035@qq.com

Abstract:This paper briefly expounds on the principle and design of defibrillation monitor,thus to provide theory assistance of clinical application and troubleshooting of defibrillation monitor.

Key words:defibrillation monitor;cardiac defibrillator;ECG monitor; electric shock defibrillation