典型体外心脏除颤器的功能及其结构特点

3．3　典型体外心脏除颤器的功能及其结构特点

目前先进的除颤器生产厂商主要集中在美国、日本、德国以及瑞士等国。他们的产品各具特色，但基本上均采用先进的数字信号处理系统对心电信号进行分析，能够识别心律异常；最大能量充电时间一般在5s左右，为急救争取了时间；电池工作时最大能量充电次数越来越多，充电效率较高。

本节介绍日本光电公司TEC－7731C型心脏除颤器，这是现代一种比较先进的体外除颤器，这里重点介绍其功能和结构特点。

3．3．1　TEC－7731C型心脏除颤器的功能

1．功能概况

该型心脏除颤器的基本功能概括见表3．1。

表3．1　TEC－7731C型心脏除颤器基本功能

该心脏除颤器除了具有除颤功能外，还有监视装置和记录装置，以便及时检查除颤的进行和除颤效果。监视装置是彩色液晶显示屏，可以观察除颤器的输出波形、心电图波形以及各种信息，从而进行监测；记录装置是热线阵记录器，可以把心电图波形自动描记在记录纸上，实现记录目的。使用选配的DSI和NIBP接口单元，还可进行SpO₂和CO₂的监护以及测量无创血压。另外，还配备有无创心脏起搏功能。可见该仪器将心脏除颤器、心脏起搏器、监护仪、自动记录仪等多种功能集于一体，是心脏急救的得力仪器。

2．面板功能

图3．16所示为TEC－7731C型心脏除颤器的外形。

图3．16　TEC－7731C型心脏除颤器外形

彩色液晶显示屏可显示监护波形、报警设置和其他设置。

能量/模式选择旋钮：可用于打开/关闭电源，以及选择监护模式、固定起搏模式、按需起搏模式和除颤/心脏复律的放电能量。

同步按钮：可在同步复律和除颤模式间选择切换。充电/AED按钮：可进行所选能量的充电。如果选择了AED模式，按下此键会开始AED分析。放电按钮：使用一次性电极片或体内电极板时，同时按下这两个按钮进行放电。

记录键：按此键开始记录器记录。事件键：按此键开始事件记录。ECG导联键：按此键可改变ECG导联。ECG灵敏度键：按此键可改变ECG灵敏度。报警消声键：按此键可临时关闭或报警消音。报警设置键：在监护模式下，按此键打开报警设置画面，可确定或改变报警设置。

起搏频率控制旋钮：可选择起搏频率（次/min）。起搏强度控制旋钮：可选择起搏电流强度。开始/停止键：按下此键开始起搏，再次按下此键，停止起搏。

电极板手柄充电按钮：按下会进行所选能量的充电。放电按钮：同时按下左右两个手柄上的放电按钮将释放所充能量。进行同步复律时，按下两个放电按钮后，除颤器可在适当时间放电。

热笔描式记录器位于仪器左侧，记录纸由孔隙送出，出口处带有裁纸刀。

3．全自动除颤（AED）功能

全自动除颤（AED）功能可对室速、室颤等危重心律失常的心电信号进行高度精确的自动识别，通过带有语音提示的友好界面指导使用者按照关键步骤迅速进行电击除颤。使用者打开AED并粘贴电极后，机器可以记录分析患者心电信号，如果确有电击除颤指征的心律，则立即给予放电除颤，它为早期除颤争取了宝贵时间。

（1）AED放电方式选择。AED有三种除颤方式备选：全自动、半自动、手动。

①全自动放电——为机器默认方式。当连接电极后主机自动识别和诊断心律失常，如判断存在需要电击复律的室速或室颤，则机器按照机内设定的程序自动选择能量、充电、放电进行复律。

②半自动放电——半自动放电方式是在全自动放电中增加了人工确认的步骤。半自动与全自动放电的区别主要在于：主机识别心律失常并自动选择能量进行充电后，并不自动放电除颤，而是通过声音提示或屏幕提示告知抢救者，经由抢救者确认并按下“放电”键后才进行放电复律。

③手动放电——设置为手动放电方式后，能量选择、充电、放电等均由抢救者操作完成。

（2）AED治疗判断心律失常的主要依据。连接电极导线至患者后，AED将主要依据心动过速的频率、持续时间、QRS波群形态以及RR间期的稳定性等指标进行诊断，以识别出需要立即电击复律的恶性室性心律失常。完成诊断程序一般需要8～12s，据上一次放电后需要20s左右。

诊断室速或室颤后，在放电前AED会再次确认，如果此时的心室率仍高于诊断频率，则继续治疗；但若低于治疗频率，则终止治疗。

①心动过速的频率。一般来说诊断频率的范围为120～240bpm（建议值160～200bpm），治疗频率建议值为200～240bpm。当患者心率小于诊断频率时不启动心动过速检测程序；而当心率大于或等于治疗频率时不再进行室速与室上速鉴别，直接启动电击复律治疗。

②QRS波群形态。选取正常QRS波作为参考模板，当患者心率落入心动过速诊断窗口时，取样与模板QRS波群进行多方面比较，根据QRS波群Q波、R波和S波的数目、顺序、极性、高度、面积等多方面进行打分，与模板越不符合者，室速的可能性越大。检测窗口一般为4s。

③RR间期的稳定性。主要是为鉴别快速房颤与室速所设。心动过速的稳定性是指检测窗口中长RR间期与短RR间期之间的差值。如果所测差值大于或等于程控值，则提示心动过速不稳定，高度提示为房颤；相反，则满足稳定性，支持室速。

3．3．2　TEC－7731C型心脏除颤器的电路结构特点

图3．17是TEC－7731C型心脏除颤器电路简化框图，它的控制系统由主控制器、从控制器、电源控制器以及可编程门阵列等几个部分组成。

图3．17　TEC－7731C心脏除颤器电路简化框图

主控制器为控制核心，它除了协调从控制器、电源控制器和可编程门阵列以外，还直接控制LED指示灯组、控制按键组、能量/模式旋钮、起搏参数旋钮（频率和电流），另外还控制心电12导联、ZB/ZS端口和语音存储器等电路。

可编程门阵列主要控制彩色LCD显示器、扬声器、描笔记录器等。所以主控制器与可编程门阵列共同完成仪器与操作者交互界面的控制。

从控制器主要控制双相高压产生，以及患者心电（ECG）、血氧分压（SpO₂）、二氧化碳（CO₂）、无创血压等信息输入通道，完成仪器与患者能量和信息交互界面的控制。

电源控制器主要控制交流电源与镍氢（Ni－MH）电池的选通、镍氢电池的充电，以及产生本机使用的各种直流电压，同时也对电池电压进行监测，保证电池的有效性。

更详细的电路框图见图3．18。图中可见三个控制器的核心都是一个CPU。工作时序上，主CPU、从CPU和主FPGA共用一个25MHz振荡器时钟，保证了彼此的工作同步。主控制器中的实时时钟电路备有后备电池，使仪器保持持续的时间计时，而不受断电影响。

图3．18　TEC－7731C心脏除颤器电路框图

可编程门阵列由主FPGA、显示FPGA和主PLD等组成。主FPGA控制扬声器、记录器和PC存储卡，显示FPGA控制彩色LCD显示器。主PLD协调两者被主CPU访问的地址和时序。

高压电路与控制电路之间用光电继电器隔离，保证了控制器免受高压冲击。除颤电极板、心电导联、氧分压（SpO₂）探测器、二氧化碳（CO₂）传感器等电路采用浮地技术，保证了使用时患者免受意外漏电电击的危险。

电源控制器不仅对镍氢（Ni－MH）电池进行充电管理，而且对电池电压进行监测，保证电池的有效性。