邱鵬,李慶,李傳華
沂水縣人民醫(yī)院 a.設(shè)備科;b.檢驗科,山東 臨沂 276400
簡述除顫監(jiān)護儀的除顫原理
邱鵬a,李慶a,李傳華b
沂水縣人民醫(yī)院 a.設(shè)備科;b.檢驗科,山東 臨沂 276400
本文針對除顫監(jiān)護儀的除顫原理與設(shè)計進行簡要的闡述與分析,可為除顫監(jiān)護儀的除顫功能的臨床應(yīng)用及故障維修提供理論幫助。
除顫監(jiān)護儀;心臟除顫器;心電監(jiān)護儀;電擊除顫
心臟除顫器是一種應(yīng)用電擊來搶救和治療心律失常的醫(yī)療電子設(shè)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(chǎn)生有效搏動。當患者發(fā)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(xiàn)心室顫動時,正常而規(guī)律的心室收縮被快速無規(guī)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(fù),病人很快就會死亡。除顫監(jiān)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(xié)調(diào)的收縮,然后竇房結(jié)就能恢復(fù)正常的竇性節(jié)律。
除顫監(jiān)護儀是心臟除顫器與心電監(jiān)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(jiān)護電極獲取心電信號,顯示在監(jiān)護屏幕上。它通常只作為心電監(jiān)護儀使用,當出現(xiàn)心室顫動時發(fā)出警報,由操作者利用除顫器進行除顫,并可通過監(jiān)視器觀看除顫波形及除顫后的心電恢復(fù)波形。有的除顫監(jiān)護儀除了有示波器顯示之外,還帶有記錄儀,當心律出現(xiàn)異?;虺澲竽茏詣佑涗?,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(jiān)護儀的工作原理框圖。該系統(tǒng)由心電信號模擬放大電路、微機控制電路、顯示偏轉(zhuǎn)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(jiān)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(tǒng):該系統(tǒng)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(shè)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(guān)輸入電路等組成。主控電路在儀器里起主導(dǎo)作用,對全系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)(單片微處理器及數(shù)據(jù)儲存器、CRT門矩陣電路、D/A轉(zhuǎn)換器及運放等組成)和偏轉(zhuǎn)電路(三角波發(fā)生器、水平掃描放大器、垂直偏轉(zhuǎn)放大器、CRT燈絲及亮度控制電路、偏轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)存入RAM和主控處理機送來的全部信息。將心電信號數(shù)據(jù)延遲4s后送回主控處理機,同時將心電數(shù)據(jù)和信號有關(guān)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(tài)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(shù)據(jù)、同步信號,并反送記錄器的有關(guān)狀態(tài)信息。記錄控制電路的所有控制要求,都根據(jù)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(tài)指示器、操作開關(guān)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(guān)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(diào)制器,按照選定的充電時間要求,經(jīng)過高壓充電變壓器輸出一線性上升電流,經(jīng)病人繼電器充電位置開關(guān)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(jīng)緩沖送至控制板以便按要求的能量重復(fù)充電到規(guī)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(nèi),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(yīng)盡量小。為此在使用時除涂導(dǎo)電膏外,還要接觸阻抗指示裝置,直接指示極板解除狀態(tài)。
(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(zhuǎn)換器進行服務(wù),為顯示處理及記錄控制傳送串行數(shù)據(jù),讀出面板開關(guān)鍵和能量選擇開關(guān)的控制要求,完成病人心電信號的數(shù)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(tǒng)自檢等。
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(jiān)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(fā)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(jiān)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(fā)出響聲,指明放電點,啟動后在標示脈沖的30ms范圍內(nèi)放電。
2.2 監(jiān)控器
心電輸入:可選Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ導(dǎo)聯(lián)輸入;觸板輸入。
導(dǎo)聯(lián)故障:電極脫落時監(jiān)控器顯示“LEADSOFF”閃光信號。
CMRR:>100db。
顯示器:7.6cm×10.2cm,顯示4s心電數(shù)據(jù)、不消隱、固定軌跡。
掃描速度:標準值25mm/s。
心率顯示:數(shù)字顯示20~300/min。
2.3 記錄器
類型:感應(yīng)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(jiān)護儀的除顫原理與設(shè)計,只有很好地了解這些才能更好地使用除顫監(jiān)護儀,無論在臨床應(yīng)用還是維修都會有一定的幫助。
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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