简述除颤监护仪的除颤原理

邱鹏，李庆，李传华

沂水县人民医院 a.设备科；b.检验科，山东 临沂 276400

简述除颤监护仪的除颤原理

邱鹏a，李庆a，李传华b

沂水县人民医院 a.设备科；b.检验科，山东 临沂 276400

本文针对除颤监护仪的除颤原理与设计进行简要的阐述与分析，可为除颤监护仪的除颤功能的临床应用及故障维修提供理论帮助。

除颤监护仪；心脏除颤器；心电监护仪；电击除颤

心脏除颤器是一种应用电击来抢救和治疗心律失常的医疗电子设备。只有当心脏的所有肌纤维在精确地同步收缩下，心脏才能产生有效搏动。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，正常而规律的心室收缩被快速无规律的颤动所代替，引起严重的血液搏动锐减。如果正常的心律不能迅速恢复，病人很快就会死亡。除颤监护仪就是对心脏实施瞬间高能电击，使心肌细胞去极化而停止不协调的收缩，然后窦房结就能恢复正常的窦性节律。

1 除颤监护仪的组成及工作原理

除颤监护仪是心脏除颤器与心电监护仪的组合装置，除了具有除颤器的功能之外，还可以通过除颤电极或独立的心电监护电极获取心电信号，显示在监护屏幕上。它通常只作为心电监护仪使用，当出现心室颤动时发出警报，由操作者利用除颤器进行除颤，并可通过监视器观看除颤波形及除颤后的心电恢复波形。有的除颤监护仪除了有示波器显示之外，还带有记录仪，当心律出现异常或除颤之后能自动记录，把除颤器的输出波形及异常心电图自动描记在记录纸上。

图1给出了除颤监护仪的工作原理框图。该系统由心电信号模拟放大电路、微机控制电路、显示偏转电路、高压充电电路、高压放电电路、电池充电器、记录器等组成。

图1 除颤监护仪原理框图

(1)心电信号模拟放大电路：该部分电路工作原理与心电图机的浮地前置放大电路部分基本相似。

(2)微处理器控制系统：该系统由主控制电路、显示器控制电路、记录器控制电路3部分组成。每一部分有1个微处理器及外设和接口，3个微机之间用串行接口连接。① 主控电路：主控电路由单片微处理器、存储器、I/O接口和面板操作开关输入电路等组成。主控电路在仪器里起主导作用，对全系统进行控制，对操作控制部分的读取，病人ECG的处理，除颤器放电和充电的控制；与2个从处理机的通信及系统的自检诊断，通过软件计算ECG心律、增益、放电电量等。② 显示器控制电路：电路由显示器微处理机系统（单片微处理器及数据储存器、CRT门矩阵电路、D/A转换器及运放等组成）和偏转电路（三角波发生器、水平扫描放大器、垂直偏转放大器、CRT灯丝及亮度控制电路、偏转线圈、高压电源组件等组成）两部分组成。显示器电路接受心电信号的原始数据存入RAM和主控处理机送来的全部信息。将心电信号数据延迟4s后送回主控处理机，同时将心电数据和信号有关的字符送到CRT作曲线和字符的同屏显示。③ 记录器控制电路：它由单片处理器和记录状态用的一些简单I/O接口组成。与主控处理机用串行接口连接，接受主控电路送来的记录数据、同步信号，并反送记录器的有关状态信息。记录控制电路的所有控制要求，都根据主控处理机的指令及其点阵式打印头，以便在热敏记录纸上打印出心电波形和字形。

(3) 电击除颤电路：该电路由充电器、高压电容器、高压充电变压器、电流变送器、2个电击极板、极板接触及状态指示器、操作开关和切换用继电气等组成，是除颤治疗的最重要电路部分。

充电电路是一组DC-DC高压开关功率电源，在接到安全继电器工作信号、充电允许信号、充电时间控制信号后，其脉宽调制器，按照选定的充电时间要求，经过高压充电变压器输出一线性上升电流，经病人继电器充电位置开关对高压电容器充电。充电过程中，安全继电器脱开高压电容器上的分流电阻。电压检测电路检测电容器上的电压，经缓冲送至控制板以便按要求的能量重复充电到规定值。

放电时流向人体的峰值电流由高压电容器、高压电感、电流变送器、测试负载电阻、极板及人体（抗阻）等电路决定。电容器提供除颤能量，高压电感器用以平滑放电波形。电流变送器用1:2500的比例对放电电流分流，送模拟心电信号放大电路作峰值检测用。测试负载电阻安在放置电板架内，用来等效50Ω病人放电电阻的放电。

两个极板与人体的接触，其接触阻抗应尽量小。为此在使用时除涂导电膏外，还要接触阻抗指示装置，直接指示极板解除状态。

(4) 软件功能：仪器的软件功能有：以主控处理机为核心，对D/A转换器进行服务，为显示处理及记录控制传送串行数据，读出面板开关键和能量选择开关的控制要求，完成病人心电信号的数字滤波、QRS波的检出、心律计算报警、高压电容器的充电及放电控制、系统自检等。

2 除颤监护仪的典型技术指标

2.1 除颤器

波形：阻尼正弦波。

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

充电控制：触板上按钮。

充电时间：监控器显示出50Ω阻抗上的能量和自检能量。

充电指示：充电完毕发出响声、触板上指示器亮灯。触板：胸前式标准触板，成人电极为83cm2，儿科电极为21cm2。

同步器：同步工作方式时，监控器显示“SYNC”(同步)，并定期标示在记录显示仪上。每检出R波便发出响声，指明放电点，启动后在标示脉冲的30ms范围内放电。

2.2 监控器

心电输入：可选Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ导联输入；触板输入。

导联故障：电极脱落时监控器显示“LEADSOFF”闪光信号。

CMRR：>100db。

显示器：7.6cm×10.2cm，显示4s心电数据、不消隐、固定轨迹。

扫描速度：标准值25mm/s。

心率显示：数字显示20～300/min。

2.3 记录器

类型：感应式，记录纸速为25mm/s。

2.4 电池

类型：25Ah，可充电密封铝酸电池。

以上为除颤监护仪的除颤原理与设计，只有很好地了解这些才能更好地使用除颤监护仪，无论在临床应用还是维修都会有一定的帮助。

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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

作者邮箱：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