一種可用于船員救護的便攜式心臟復蘇裝置

對于遠航船舶上的船員而言，具備救護與自救的知識和條件，可以在突發狀況出現時，實施有效的救助，使人身安全得到保障。對于個人健康而言，心臟出現問題現今已不罕見，心臟急癥如急性心梗、嚴重的心律失常等均有可能導致心臟驟停，其他原因如氣管異物等也可致呼吸心跳驟停，并迅速危及生命。針對這一問題開展救助方式與工具的研究是具有重要意義的。

心臟驟停與按壓復蘇

心臟驟停是指心臟射血功能的突然終止，大動脈搏動與心音消失，重要器官如腦嚴重缺血、缺氧，導致生命終止。在心臟驟停期，病人的意識完全喪失，如不立即搶救，一般在數分鐘內進入死亡期。罕有自發逆轉者。如能給予及時恰當的搶救，有復蘇的可能。

心臟驟停病人的胸廓仍具有一定的彈性，胸骨和肋骨交界處可因受壓下陷。因此，當按壓胸部時，使血液向前流動的機制是由于胸腔內壓力普遍增加，以致胸內壓力＞頸動脈壓＞頭動脈壓＞頸靜脈壓，使血液向頸動脈，流向頭部，回流到頸靜脈。

胸外心臟按壓技術要求高， 對于按壓的部位、頻率和力度等都有一定的要求， 一般人員很難控制動作的精準程度，也會因此貽誤對心臟驟停病人的及時搶救。胸外心臟按壓體力消耗大， 對于非專業人員而言，要持續而準確地實施救護難度很大。若按壓的力度掌握不好， 常造成病人肋骨骨折、氣胸等并發癥。

為克服上述弊端， 該項目研制出了一種操作方便、經濟實用的胸外心臟按壓復蘇器。

便攜式心臟復蘇裝置的結構設計

該裝置為防止船員出現心臟意外而設計，確保按壓功能的實現、結構簡單、操作方便，是基本的要求。

1、設計構思

以機械的方式代替人工手動復蘇，可確保急救更加有效。采用電機作為動力源，通過電子控制技術進行操作，能夠準確達到標準的按壓頻率，減少了救護人員雙手重疊施壓時壓力不均、部位不準確而影響急救效果的可能性。它是根據醫院急救心臟驟停病人而采用體外心臟按壓的要求專門設計的，攜帶方便，使用簡單。

2、基本結構

該項目設計的心臟復蘇裝置由電機、曲柄滑塊機構、壓桿、按壓頭、支架，以及上下平臺組成，如圖1所示。上平臺用來固定電機，下平臺供被施救者平躺以接受救助。鋼制支撐架鏈接上下木質平臺，壓桿由曲柄滑塊機構帶動，作上下往復運動，按壓病人胸部，實現心臟復蘇。設計還充分考慮到人體工程學的要求，壓桿端部跟病人胸腔接觸的倒“T”型結構部分加裝皮碗或類似的柔性材料，減少對病人肌體的傷害。

裝置的控制部分設計

便攜式心臟復蘇裝置的控制部分主要包括電源模塊、電機驅動模塊、核心控制板、紅外對管模塊，以及轉速調節及按鍵模塊。

驅動電路板中的電源模塊為系統其它各個模塊提供所需要的電源。設計中，除了需要考慮電壓范圍和電流容量等基本參數之外，還要在電源轉換效率、降低噪聲、防止干擾和電路簡單等方面進行優化。

設計中選擇了完整的兩片半橋驅動芯片＋極低內阻的N溝道MOSFET組成電機驅動模塊?？蓪㈤_關損耗降至最低，提高電源利用率，并可控制電流峰值。

選擇飛思卡爾公司的DG128作為整個系統的主控制器。核心控制板負責采集紅外對管信息并輸出驅動電機的控制信號。

采用紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質的特點，以反射回來的紅外光為依據來確定電機是否到達凸輪轉動的最高處，以保證動作的準確性及足夠的按壓行程。

采用脈寬調制方法，當電機通電時，其速度增加，電機斷電時，其速度減低。按照一定的規律改變通、斷電的時間，即可使點擊的速度達到并保持一個穩定值。在設計中對電機轉速的調節分為4檔，即快速、較快、較慢速、慢速。通過按鍵來控制，單片機檢測到按鍵的動作后，即可發出相應的指令來改變脈寬的占空比，從而改變按壓器電機的轉速。

使用方法與實用價值

便攜式心臟復蘇裝置的使用過程如圖2至圖7所示。打開便攜箱（圖2，圖3），稍稍抬起病人的上身，將下平臺的兩塊托板從左右兩側插入病人身下接攏扣上，同時將支撐架的搭扣與上下平臺連接起來（圖4，圖5），調整按壓頭的位置，用頻率調節器和幅度調節器分別設定按壓頻率和按壓幅度（圖6），打開電源開關即可開始工作（圖7）。

心臟驟停的施救必須爭分奪秒。從醫學角度上講，超過了心肺復蘇的安全時限( 心跳停止3- 5min)，對于病人的救助和復蘇是很不利的。所以，在裝置設計中特別注意了各連接部分的便捷性要求，多采用搭扣的形式，盡量縮短準備時間。

船員在長途航行的過程中，需要具備全面的自救與救護的知識，同時需要有實用的設備來完成救護工作。該項目所研究的心臟復蘇裝置依據醫學和人體工學的原則進行設計，且具有操作簡單、輕巧便攜的特點，可適用于船員的救護。

（作者單位：武漢理工大學）