1、除颤监护仪的原理除颤监护仪的原理及应用及应用江苏省人民医院临床工程处刘群除颤器的发明除颤器的发明v1947年，BECK等首次在临床上用交流电电击开胸后的心脏而使心室颤动终止。v1952年，ZOLL教授成功装置第一台除颤器-交流电胸外除颤器并应用于临床。v1962年，LOWN等证明直流电比交流电更为安全和有效。从此，成熟的直流电除颤器广泛应用于临床，挽救了成千上万病人的生命！概述概述v众所周知，自1952年美国哈佛大学医学院卓尔卓尔（PUAL ZOLLPUAL ZOLL）教授成功装置世界上第一台除颤器、1965年将体外电击除颤法引入临床以来，体外电击除颤技术与胸外按压、口对口呼吸法构成心肺复苏的
2、三大要素。v除颤电击能量的变化：v1965年：最高能量为720720焦耳。v70年代：最高能量为400400焦耳，v80年代：最高能量为360360焦耳。v90年代：双相波除颤技术逐步成熟，发展了最高能量只需要200200焦耳的低能量除颤技术。“生存链”v尽快联系医疗急救中心Dr.L.Gerber and A.Alvarezw尽早使用心肺复苏法w尽早使用除颤器w尽快进行专业治疗LP20LP12M4735M-SerialCCTNK搏动的产生：搏动的产生：1.SA Node 窦房结(60-100 bpm)2.AV Junction房室结(40-60 bpm)3.Ventricles心室(20-40
3、 bpm)正常是从窦房结开始博动正常是从窦房结开始博动 Sustained Ventricular Sustained Ventricular TachycardiaTachycardia-室速室速 心室有一个心室有一个异位兴奋灶反异位兴奋灶反复激动复激动窦房结窦房结传导冲动传导冲动Ventricular FibrillationVentricular Fibrillation -室颤室颤 心室有无数心室有无数个异位兴奋灶个异位兴奋灶无序地激动无序地激动窦窦房结传导冲动房结传导冲动.Atrial Flutter-房扑房扑 心房有一个异心房有一个异位兴奋灶反复激位兴奋灶反复激动动窦房结传导冲窦房
4、结传导冲动动AtrialAtrial Fibrillation Fibrillation-房颤房颤 心房有无数心房有无数个异位兴奋灶个异位兴奋灶无序地激动无序地激动窦窦房结传导冲动房结传导冲动.什么是除颤什么是除颤?所谓除颤就是让足够 的外加瞬间电流使所 有心肌细胞在同一时 间除极，然后同时复 极；由于窦房结兴奋 点最高，它首先发放 激动，恢复正常的博 动。除颤的基础知识v体外除颤电击心脏使心率变为正常电击由放在病人裸胸上的电极片或手柄释放v体内除颤v打开胸腔直接电击心脏v电击能量以焦尔为单位来测量vJ=A(电流)x V(电压)x Sec(时间)v电极种类体外手柄体内电极电极片v除颤v监护v起
5、搏手动除颤手动除颤完全依靠使用者v分析心率v准备工作将电极片置于病人的胸壁上或将带有导电糊的电极手柄置于病人的胸壁上v设置能量v充电v放电能量设置范围广泛（2-360J)手动除颤手动除颤自动体外除颤自动体外除颤(Auotmatde Exetmal Defibrlliator，简称AED)AED主要是供未具备高级心脏病人救护训练的初级救护人员使用 自动分析病人的心律如果需要建议使用者自动给予电击小,轻使用方便简单v使用“1-2-3”快速除颤概念“Saving a Life Is As Simple As 1-2-3”AED10除颤波形单相波单相波v该技术应用了40年之久v电击是单向传递 从“A”
6、到“B”v一个大的能量一次性穿过病人的心脏v研究表明单相波能造成患者心肌损伤双相波双相波v双相电流的通过v电击的方向是从“A”到 “B”然后返回”A”v利用这项技术可以大大减小通过心脏的电流量v利用双相波技术可以减少心肌组织的损伤ABAB什么是起搏什么是起搏?体外起搏v非植入的人造的使用在体外的起搏器来刺激心脏从而达到心脏复苏的治疗v无创的人造的使用在体外的自粘性的电极片来刺激心脏从而达到心脏复苏的治疗v代替心脏自身的传导系统起搏方式v同步式v非同步式(与心脏非同步)需要:v三导联线v除颤电极什么是心律失常转复?同步转复v使用同步方式可转复快速的心律失常,同步电击落在QRS波的R波起始处.通常
7、用中等(100-150J)能量使心律失常恢复到窦性心律.v为什么用R波从R波起始处开始同步转复避免落在T波上,导致室颤突发性心脏骤停和除颤突发性心脏骤停和除颤vSCA 突发性心脏骤停不可预知的,任何人 任何地点常伴有室颤(VF)v心脏“传导系统”问题v心脏突然停止跳动v致使血压和脉搏消失v不及时治疗将导致死亡室颤唯一治疗方法v除颤v快速完成没有进行心肺复苏没有进行心肺复苏除颤太迟除颤太迟 CPR CPR CPR 除除 颤颤 0-2%生存率生存率2-8%生存率生存率20%生存率生存率30%生存率生存率%分钟分钟2 24 46 68 81010 ACLS 除除 颤颤 除除 颤颤 除除 颤颤 及时进
8、行心肺复苏及时进行心肺复苏但除颤太迟但除颤太迟及时进行心肺复苏及时进行心肺复苏除颤较快除颤较快及时进行心肺复苏及时进行心肺复苏除颤非常迅速除颤非常迅速高级生命支持及时高级生命支持及时生生 存存 率率 统统 计计除颤每拖延一分钟除颤每拖延一分钟,生还机会下降生还机会下降10%10%！发病至实行除颤治疗的时间发病至实行除颤治疗的时间:(分钟分钟)生生存存率率%时间是影响除颤成功率首要因素时间是影响除颤成功率首要因素电极位置电极位置是影响除颤成功率第二因素是影响除颤成功率第二因素两个电极的安置必须使心脏（首要是心室）位于电流的路径中心。使电流能流过整个心脏。经胸阻抗经胸阻抗是影响除颤成功率第三因素是
9、影响除颤成功率第三因素经胸阻抗经胸阻抗 -TransthoracicTransthoracic impedance impedance阻抗阻抗:是对于电流的一种阻力是对于电流的一种阻力高阻抗高阻抗:减少了心脏所接受到的电流值减少了心脏所接受到的电流值影响的因素：影响的因素：皮肤的状况皮肤的状况电极的大小电极的大小电极与皮肤的接触电极与皮肤的接触电击次数电击次数除颤技术着重点除颤技术着重点2000年心肺复苏和心血管急救国际指南指出：“除颤是依靠成功地选择适当的能量，产生有效的电流通过心脏（透心肌电流）来获得除颤效果，同时，对心脏产生最小的电损伤。如果能量和电流太小，一次电击则不能终止心率失常；而
10、如果能量和电流太大，则可能对心脏产生功能性或形态学方面的损失。选择合适的电流还可以减少重复电击的次数，从而减少心肌损伤。”除颤除颤技术要求技术要求 除颤的成功与否，关键因素是电流；除颤的成功与否，关键因素是电流；而选择的能量只是产生电流的手段。而选择的能量只是产生电流的手段。要在正确时间让电流流过心脏要有足够的电流流过心脏要有足够的时间让电流流过心脏要让电流通过所有的心肌细胞 同时，电流也是心肌损伤的罪魁祸首！同时，电流也是心肌损伤的罪魁祸首！心脏电击治疗心脏电击治疗v除颤需要足够的电流流过心除颤需要足够的电流流过心脏脏经心电流经心电流（transcardiactranscardiac cur
11、rent current）v当电流流过心脏时将能量释当电流流过心脏时将能量释放给心脏放给心脏经心电流经心电流经心电流经心电流心脏电击治疗心脏电击治疗v只有只有5%5%的除颤电流可以通的除颤电流可以通过心脏过心脏 ！v其余的电流被分流了其余的电流被分流了没有向心脏释放能量没有向心脏释放能量除颤电流除颤电流分流电流分流电流1。Lerman et al,Circulation Research 1990;67(6):1420-1426.心脏电击治疗心脏电击治疗v分流情况随病人而定分流情况随病人而定病人胸部阻抗越小分流越多病人胸部阻抗越小分流越多(并联）并联）经心电流越少经心电流越少v除颤器设计时必须
12、满足除颤器设计时必须满足提供更多的除颤电流给低阻提供更多的除颤电流给低阻抗病人抗病人分流电流变化分流电流变化小小，而经心电，而经心电流变化流变化大大15 A1.5 A经心电流经心电流6.75 A6.75 A15 A7.13 A7.13 A0.74 A经心电流经心电流高阻抗病人高阻抗病人低阻抗病人低阻抗病人除颤除颤电流二大要素电流二大要素电流均值电流均值 Current AverageCurrent Average 除颤的有效成分除颤的有效成分峰值电流峰值电流 Peak CurrentPeak Current 损害心肌功能的主要成分损害心肌功能的主要成分除颤仪的基本工作原理v心脏除颤器(defi
13、brillator)又名电复律机，它是一种应用电击来抢救和治疗心律失常病人的医疗电子设备。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。v加在病人胸部皮肤上电极的电击，持续时间定在310ms，强度为几千伏和几十安。v电击能量由操作者选择，对于大多数除颤器，范围是50360J。除颤监护仪工作原理框图除颤监护仪工作原理框图一、除颤仪的基本原理一、除颤仪的基本原理v 一般除颤仪多采用RLC阻尼放电，释放瞬时高能脉冲v电容C、电感L及人体(负荷)串联接通，构成RLC谐振衰减振荡电路，即阻尼振荡放电 心脏除颤器的充放电基本原理图 阻尼放电波形除颤器工作过程除颤器工作过程 在除颤仪的高压电容器
14、充电至选定的能量在除颤仪的高压电容器充电至选定的能量.同时按住电击开关的瞬间同时按住电击开关的瞬间,将储存在高压电将储存在高压电容器的能量容器的能量,通过机内阻抗和人体胸廓放电通过机内阻抗和人体胸廓放电,产生足够的电流产生足够的电流,达到除颤的功能达到除颤的功能.原理公式原理公式能量能量=电流电流 x 电压电压 x 时间时间 (焦耳焦耳)(安培安培)(伏伏)(秒秒)原理公式原理公式电电 压压阻阻 抗抗 电电 流流=阻阻 抗抗=机内阻抗机内阻抗+经胸阻抗经胸阻抗电压、阻抗与电流相互关系电压、阻抗与电流相互关系 Energy flow between 2 points;measured in am
15、ps.Resistance to flow of current;measured in ohms()Electrical Potential Between two points.二、除颤波形二、除颤波形 除颤是依靠成功地选择适当的能量，产生有效的电流通过心脏来获得除颤效果，低能量、高成功率和低心肌损伤是除颤技术的重点，目前除颤仪的除颤波形有单相和双相两类。v单相波（单相波（第一代除颤技术）第一代除颤技术）单相衰减正弦波是最经典的、最常见的单相除颤技术，其脉冲形式是以单方向释放电流，是一种延用了近四十年的除颤技术。单相除颤技术分类单相除颤技术分类单相切角指数波单相阶梯波改良型单相除颤技术改良
16、型单相除颤技术应用范围小应用范围小电流时间（毫秒）电流时间（毫秒）单相除颤技术缺点单相除颤技术缺点 单项波除颤机理，决定了其终止单项波除颤机理，决定了其终止室颤的电流需要室颤的电流需要50-6050-60安培，由于安培，由于电流峰值太大，心肌功能损害比电流峰值太大，心肌功能损害比较严重。较严重。假设人体的经胸阻抗都是假设人体的经胸阻抗都是5050欧姆，欧姆，对经胸阻抗的变化没有自动调整对经胸阻抗的变化没有自动调整性能，高阻抗病人的除颤效果不性能，高阻抗病人的除颤效果不理想。理想。房颤转复能力差房颤转复能力差v双相波（第二代除颤技术）双相波（第二代除颤技术）Monophasic CurrentB
17、iphasic Current双相切角指数波双相切角指数波双相波电流首先从一个方向通过，然后反转，向相反方向通过简称简称:BTE:BTE双相双相切角指数波切角指数波除颤技术分类除颤技术分类一、高能量双相切一、高能量双相切 角指数波角指数波SURVIVALINKPHYSIO-CONTROL(现在的美敦力现在的美敦力)ADAPTIV Biphasic Technology WelchAllyn(伟伦伟伦)二、低能量双相切二、低能量双相切 角指数波角指数波HEARTSTREAM（现在的非利浦）（现在的非利浦）Smart Biphasic Technology双相切角指数波双相切角指数波(BTEBTE
18、)除颤技术除颤技术优势优势1.双相除颤技术的电击电流双向性能，双相除颤技术的电击电流双向性能，除极效果更加理想。除极效果更加理想。2.电流均值的增加，提高了除颤成功率。电流均值的增加，提高了除颤成功率。3.由于电流峰值的减少，降低了心肌功由于电流峰值的减少，降低了心肌功能损害程度。能损害程度。4.能感应经胸阻抗的变化，采用时间补能感应经胸阻抗的变化，采用时间补偿或电压补偿的方式，高阻抗病人的偿或电压补偿的方式，高阻抗病人的除颤成功率有所改善。除颤成功率有所改善。时间时间(毫秒毫秒)-1012398106754电电压压(V)0-500100015002000500 根据病人阻抗调整波形根据病人阻
19、抗调整波形(12 ms)相位相位 I阻抗补偿技术阻抗补偿技术安全检查（测量阻抗）安全检查（测量阻抗）相位相位 II50403020100-10-200510152025303540因人而异的电击治疗因人而异的电击治疗50,150 J(1)75,150 J（2）125,150 J（3）时间时间(毫秒毫秒)电电流流(A)v150-150-150 Jv因分流而调整除颤电因分流而调整除颤电流流v特定的波形形态特定的波形形态v每个病人的每次除颤每个病人的每次除颤双相切角指数波双相切角指数波(BTE)(BTE)除颤技术特性除颤技术特性一、时间补偿特性一、时间补偿特性Rtotal=Ro+Rp经胸阻抗经胸阻抗
20、-电容电阻时间常数电容电阻时间常数-放电时间自然地延长放电时间自然地延长电流均值电流均值-除颤效果除颤效果-电电 压压总阻抗总阻抗 电电 流流=电流时间（毫秒）变化范围：5-20毫秒双相切角指数波双相切角指数波(BTEBTE)除颤技术特性除颤技术特性放电时间的延长部放电时间的延长部分会增加引发心脏分会增加引发心脏再次颤动的概率再次颤动的概率电流时间（毫秒）变化范围：5-20毫秒双相切角指数波双相切角指数波(BTEBTE)除颤技术特性除颤技术特性二、二、电压补偿特性电压补偿特性 经胸阻抗增加充经胸阻抗增加充电电压增加达到增电电压增加达到增加电流的目的加电流的目的问题：问题：经胸阻抗的测定必须使用
21、除颤电极片在经胸阻抗的测定必须使用除颤电极片在“充电充电”前完成。如果使用前完成。如果使用“体外除颤体外除颤板板”，电压补偿特性自动失效。而，电压补偿特性自动失效。而“体外体外除颤板除颤板”仍然是国内最普及的除颤方式。仍然是国内最普及的除颤方式。电流时间（毫秒）变化范围：5-20毫秒最新除颤技术：双相方波除颤技术最新除颤技术：双相方波除颤技术双相方波除颤技术双相方波除颤技术是美国是美国ZOLL公司公司在在1999年发明并注年发明并注册专利的最新一代册专利的最新一代除颤技术。除颤技术。电电流流时时 间间ICCM,WT,11/2000双相方波除颤机理双相方波除颤机理稳定的正相电流更能稳定的正相电流
22、更能充分打开钠离子通道充分打开钠离子通道消极作用更理想。消极作用更理想。很低的反相电流即能很低的反相电流即能达到充分的复极效果达到充分的复极效果双相方波除颤技术着重点双相方波除颤技术着重点着重除颤的透心肌着重除颤的透心肌“电流电流”的核心作用：的核心作用：除颤成功与否的决定因素是除颤成功与否的决定因素是“电流电流”！除颤的能量只是产生除颤的能量只是产生“电流电流”的手段！的手段！平均电流越高，除颤成功率越高！平均电流越高，除颤成功率越高！尖峰电流越高或平均电流过大，心肌损伤程度尖峰电流越高或平均电流过大，心肌损伤程度越严重！越严重！双相方波除颤技术着重点双相方波除颤技术着重点着重除颤的透心肌着
23、重除颤的透心肌“电流电流”的核心作用：的核心作用：双相方波除颤技术双相方波除颤技术以人体的经胸阻抗值以人体的经胸阻抗值为基准，以最低的能量产生最合适的除为基准，以最低的能量产生最合适的除颤颤“电流电流”，达到最佳的除颤效果和最，达到最佳的除颤效果和最小的心肌损伤！小的心肌损伤！双相方波除颤技术工作原理双相方波除颤技术工作原理采用数码可变电阻技术，自采用数码可变电阻技术，自动测量人体阻抗，快速调节机动测量人体阻抗，快速调节机内数码电阻值：内数码电阻值：人体阻抗高人体阻抗高 数码内阻降低数码内阻降低 人体阻抗低人体阻抗低 数码内阻提高数码内阻提高总阻抗保持基本不变总阻抗保持基本不变双相方波除颤技术
24、工作原理双相方波除颤技术工作原理 选择的能量决定了对应的电压。选择的能量决定了对应的电压。由于总阻抗保持基本不变，所由于总阻抗保持基本不变，所以除颤电流就可以保持稳定。以除颤电流就可以保持稳定。电电 压压机器内阻机器内阻+经胸阻抗经胸阻抗电电 流流=合理的平均电流合理的平均电流Source:ZOLL Medical Corporation0.05.010.015.020.025.030.050 Ohms75 Ohms100 Ohms125 Ohms150 OhmsImpedance(ohms)Average Current(amps)厂家厂家1(200J)厂家厂家2(360J)ZOLL(200
25、J)低阻抗病人：低阻抗病人：电流足以终止室颤电流足以终止室颤关键要控制过高的电流，关键要控制过高的电流，避免造成过大的心肌损伤。避免造成过大的心肌损伤。合理的平均电流合理的平均电流Source:ZOLL Medical Corporation高阻抗病人：高阻抗病人：关键要产生较大的电流，关键要产生较大的电流，避免除颤失败，增加除颤避免除颤失败，增加除颤次数。次数。0.05.010.015.020.025.030.050 Ohms75 Ohms100 Ohms125 Ohms150 OhmsImpedance(ohms)Average Current(amps)厂家厂家1(200J)厂家厂家2(
26、360J)ZOLL(200J)双相方波除颤的放电时间比例双相方波除颤的放电时间比例双相方波双相方波(RBW)双相切角指双相切角指数波数波低阻抗病人低阻抗病人 高阻抗病人高阻抗病人-200102030405004812-10-200102030405004812-10-200102030405004812-10-200102030405004812-10 不管是高阻抗还是低阻抗病人，双相除颤时不管是高阻抗还是低阻抗病人，双相除颤时间比例保持间比例保持6 6毫秒：毫秒：4 4毫秒：既可确保最低的能毫秒：既可确保最低的能量阈值，还可避免阻抗的增加延长电击时间，量阈值，还可避免阻抗的增加延长电击时间，
27、降低除颤电流！造成除颤失败！降低除颤电流！造成除颤失败！75%80%85%90%95%100%200J 单相波单相波93%n=184p=0.0599%120J ZOLL 双相方波双相方波Mittal et al.Journal of American College of Cardiology 1999;34:1595-1601.对室颤的治疗有更好的成效对室颤的治疗有更好的成效首次电击成功率统计首次电击成功率统计双相方波除颤技术的临床性能双相方波除颤技术的临床性能除除颤颤成成功功率率对高阻抗室颤的治疗有更好的成效对高阻抗室颤的治疗有更好的成效Mittal et al.Journal of Am
28、erican College of Cardiology 1999;34:1595-1601.99%95%60%80%100%90 欧欧姆姆120J ZOLL 双相方波双相方波200J 单相波单相波100%63%p=0.02双相方波除颤技术的临床性能双相方波除颤技术的临床性能双相方波除颤技术双相方波除颤技术 -唯一能测定病人阻抗值、除颤电流唯一能测定病人阻抗值、除颤电流 及真实能量的除颤技术及真实能量的除颤技术！时间时间 日期日期 心电图幅度心电图幅度 心率心率 选择能量选择能量 实际电击电流实际电击电流 实际电击能量实际电击能量 病人阻抗病人阻抗最新科研统计数据最新科研统计数据平均电流是除颤
29、的有效成分，平均电流越高，平均电流是除颤的有效成分，平均电流越高，除颤有效率越高。除颤有效率越高。能量能量和电流峰值电流峰值是除颤所导致心肌功能损伤的主要因素。终止VF的电流有效时间不超过1212毫秒毫秒，大于12毫秒的电流对除颤效果的改善没有意义，反而会增加心肌功能的损伤程度和导致室颤的再次发生。三、电极三、电极v体外除颤电极是金属的，表面积在70100cm2之间。使用时它们必须用一种导电材料和皮肤耦合以便达到电极皮肤间的低电阻。手持式 粘贴式 手持式除颤器电极图手持式除颤器电极图四、同步四、同步v同步电路的作用是除颤放电时与患者自主的R波同步，触发电路确保在ECG的QRS波期间施加电击。v
30、操作者选择除颤器的“同步”模式后，除颤器便自动检测QRS波并在QRS波期间施加电击；而且在ECG显示器上电击与QRS同步显示五、自动体外除颤器五、自动体外除颤器v自动体外除颤器(AED):在紧急情况下使用，可以自动或半自动识别和快速治疗心律不齐。操作者不需要知道在哪些ECG波形出现时需要电击 在全自动模式下，AED可以完全靠自控。而在半自动模式下，操作者必须确认来自AED的电击请求再提供电击 除颤器的类型除颤器的类型非同步型除颤器非同步型除颤器: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)。同步型除颤器同步型除颤器:这种除颤器在除颤
31、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。体内除颤器体内除颤器: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。体外除颤器：体外除颤器：这种除颤器是将电极放在胸外，间接接触除颤。除颤器的主要性能指标除颤器的主要性能指标v最大储能值最大储能值 指在除颤器电击前，必须先向除颤器内的电容器储存电能(用充电方法实现)v释放电能量释放电能量 指除颤器实际向病人释放电能的多少，负载为50时，最大允许误差为15或4J(取较大值)。v释放效率释放效率 这是指释放能量和储存电能之比 15%（持续为30s或在除颤仪自动放电时间内）。v最大储能时间最大储能时间 指电容充电到最大储能值时所需要的时间，充电时间15s。v最大释放电压最大释放电压 指除颤器以最大储能值向一定负荷释放能量时在负荷上的最高电压值
