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1、第七章 心肺复苏器、除颤器与心脏起搏器,7.1 心肺复苏器7.2 电刺激治疗仪器设计原理7.3 心脏起搏器7.4 除颤器,7.1 心肺复苏器,心肺复苏（CPR)原理心肺复苏的基本程序心肺复苏器原理心肺复苏器的技术参数控制电路原理产品实例,心肺复苏研究内容,复苏学又称为心肺脑复苏(Cardiac Pulmonary Cerebral Resuscitation,CPCR)，是研究心跳呼吸骤停后，由于缺血缺氧所造成的机体组织细胞和器官衰竭的发生机制及其阻断并逆转其发展过程的方法，目的在于保护脑和心、肺等重要脏器不致达到不可逆的损伤程度，并尽快恢复自主呼吸和循环功能。,心肺复苏历史回顾,1974-开
2、始面向公众进行心肺复苏培训 1980-ACLS指南第一次制定 1986-儿童BLS、ALS指南制定 1992-成立国际心肺复苏指南筹备委员会 2000-第一次国际心肺复苏指南制定,一、心肺复苏原理,心肺复苏（CPR）是针对呼吸心跳停止的急症危重病人所采取的抢救关键措施，即胸外按压形成暂时的人工循环并恢复自主搏动，采用人工呼吸代替自主呼吸，快速电除颤转复心室颤动，以及尽早使用血管活性药物来重新恢复自主循环的急救技术。心肺复苏的目的是开放气道、重建呼吸和循环。人们只有充分了解心肺复苏的知识并接受过此方面的训练后才可以为他人实施心肺复苏。心肺复苏=(清理呼吸道)+人工呼吸+胸外按压+后续的专业用药
3、据美国近年统计，每年心血管病人死亡数达百万人，约占总死亡病因1/2。而因心脏停搏突然死亡者60-70%发生在入院前。因此，美国成年人中约有85%的人有兴趣参加CPR初步训练，结果使40%心脏骤停者复苏成功，每年抢救了约20万人的生命。心脏跳动停止者，如在4分钟内实施初步的CPR，在8分钟内由专业人员进一步心脏救生，死而复生的可能性最大，因此时间就是生命，速度是关键。,心肺复苏流程,早期呼救,早期 CPR,早期除颤,早期 ACLS,早期呼救：使患者及早获救；早期CPR：可以增加患者生存机会早期除颤：恢复正常的心脏节律；早期ACLS：为正常呼吸而进行的气管插管，药物治疗，监护和其他技术。,二、心肺
4、复苏的基本流程,基础生命支持（basic life support,BLS）又称初期复苏；加强生命支持（advanced life support,ALS）又称后期复苏；长期生命支持（prolonged life support,PLS）复苏后处理。时间是抢救的关键，在心跳停止后4min内开始基础生命支持（BLS），8min内开始加强生命支持（ALS），CPR存活率最高。BLS的基本措施为A(airway)保持气道通畅；B(breathing)人工呼吸；C（circulation)建立人工循环；D(defibrillation)电除颤或药物治疗，简称ABCD持续。不过近年来研究表明用CBAD程
5、序更合理有效。胸外心脏挤压：胸外按压（external chest compression)是BLS建立人工循环最有效和简便的方法。心肺复苏机就是按照这一原理研制的。,三、心肺复苏机原理,四、技术参数的选择,压力范围：0.20.5MPa；按压频率：60100/min，建议选取典型值60、80、100/min(快压)胸腹按压比：参照传统的手工方法，有效的比值为1：1按压距离：3.55.5cm，适应不同年龄，不同形体；按压充气比：5：1（双人操作）或15：2（单人操作）。05年起新标准为30：2（单人）,因为近年来的大量研究均表明30：2比起原来的15：2复苏效果要好，过多的人工呼吸没有帮助反而占
6、用了心脏按压的时间，日本美国的一些学者甚至建议仅作心脏按压而不做人工呼吸。,五、控制电路原理,可调频率方波发生器,呼吸/按压转换器,反相器,功放,功放,功放,换气装置,按胸装置,按腹装置,在操作过程中，患者的脉搏、血压、胸廓起伏从显示器反射给操作者，使其可以及时调整按压充气比、按压频率、按压深度，满足复苏过程不同患者或不同阶段的需求。,六、产品实例,1.乐清产QNS-1c心肺复苏机,主要技术指标,1.电源电压：交流：220V10，50Hz。直流：24V2.功率：35W3.动力源：高压氧气（瓶装氧气）4.工作压力：0.2MPa-0.25MPa5.按压频率可调：60、80、100次分6.充气时间可
7、调：1-2秒次7.按压充气比可调：4：1、5：18.按压深度可调：,2、萨博心肺复苏器,基本装置包括：背板，按压臂与柱装连接，定时与流量控制器，移动氧气箱,特点：,固定的刚性连接，可减少因手动按压时胸部者力点错误而引起的外伤一体式设计，保证使用时在几秒内可完成参数设置；定时、全通量充气，保证最大的充气量，有效地扩充胸廓；仅有三个操作键，易于操作；手提式轻便设计，易于移动到患者担架旁进行操作；定时装置，保证按压频率稳定且重复性好；在移动的救护车上只需一个操作者就可进行CPR的操作。全气动装置，无需外部电源或动力。对病人进行监护或除颤时，无需将按压器撤离；日常保养简单，维护费用低。缺点：全气动装置
8、，一瓶8升压缩氧气只能支持10分钟。只能产生与标准徒手心肺复苏相同的血流动力。,安装示意,使用示意,1007型萨博心肺复苏机操作面板介绍,3.数字式多功能心肺复苏机MSCPR-1A型(河南迈松生产）,特点,特点,特点：电脑芯片控制按压深度，按压深度误差率小于2mm 按压深度动态显示，在使用过程种可直接调整 三种按压通气比，三种按压频率 内置锂电池，可持续工作5小时并可使用车载电源 液晶显示屏，中文界面,MSCPR-1A型心肺复苏机技术参数,电源电压：AC 220V22V，50Hz1Hz；DC 12.6V1V气源压力：0.3MPa0.7Mpa输入功率：DC：15W；AC：50W复苏充气量 0ml
9、1200ml可调按压深度：20mm50mm可调，每次调节5mm按压频率：80次/min、90次/min、100次/min三种按压频率模式，可切换。按压通气比：30:2，15:2，5:1三种按压通气比模式，可切换 垂直调节高度：125mm内置锂电池，可持续工作5小时主机尺寸：450515600 托板尺寸：45046056,4.蓝仕威克HLR-301心肺复苏机,基本系统包括：可在挑起声门同时供氧、给药的多功能喉镜、开放喷射呼吸机和氧源系统。各部分浓缩在一个担架箱体内，一机多用，容易掌握，适合各种抢救场合使用。,特点：,可在几十秒内可靠开放气道（Airway Open）,并可同步恢复通气（Breat
10、hing），使医生在有氧状态下实施安全气管插管。可在需要时经病人声门雾化给药（Drug）。可对各类呼吸衰竭病人加强供氧，并向其声门雾化麻药，防止因刺激声门引起迷走反射，致使心搏骤停，最终实施清醒插管，可有效遏止病情进一步恶化，大幅度提高抢救成功率。对于喉痉挛牙关紧闭窒息的患者，可快速实施环甲膜穿刺术，并能及时向体内进行手控间断喷射供氧，可迅速缓解缺氧状态。适合于全麻诱导气管插管，消除了无通气期，不受病人解剖畸形及气管插管困难因素的影响。适用于气道异物取除术，在取除异物的全过程中，始终能保持向体内喷射供氧，为防止脑缺氧提供保障。,手柄和轮子能使一个人就能轻松移动担架，快速到达急救现场。,担架包括
11、氧气瓶,氧气调节系统，心肺复苏机和一些附属设备，可紧密折叠,轻便易储存,抢救病人时，担架可快速、简便的打开并放置各种设备。,担架的简易设备储放盒可有效收纳输液架、绑带、心肺复苏胸腔按压器及其他附属品。,优点：,采用美国心脏学会心肺复苏（CPR）操作指南最新标准；保持90-100次/分钟按压；按压深度安全精确：保持1.5-2英寸；更快更安全地提高血液动力(比徒手按压)；设计科学方便：主机背板科学合理，高度伸展病人的颈部，快速打开呼吸道；立即抽出呼吸道分泌物及呕吐物；胸部绑带可根据病人情况 调整到合适的位置；配备两个压缩氧气瓶,可以快速切换，不影响心肺复苏机的正常工作；胸部按压机设计精巧，按压同时
12、可以进行心电监护及除颤等其他操作；根据病人情况,精确调节呼吸潮气量，呼吸面罩具有安全报警系统；配置齐全，功能强大，具有：心脏按压、吸痰及清除口腔异物、呼吸、途中给氧、给药系统 等5大功能。,5.AutoPulse-无创自动心肺复苏系统,无需任何调整步骤，自动识别病人胸廓大小，按压深度为胸廓的20%。按压模式：连续按压模式，不中断按压、每7次按压一个通气同步指示，152模式与302最新标准模式可选择。电池动力系统，无需压缩气体。标配便携背包，可携带到病人家中或其他事发现场。在上下楼梯、倾斜角度45内，不中断按压搬运病人。在救护车内的狭窄空间内使用非常方便。,7.2 电刺激治疗类仪器设计,刺激信号
13、频率1kHz，人体耐受电流小，以刺激效应为主不安全神经肌肉组织产生刺激兴奋的最佳频率为100Hz（正弦波）刺激频率1MHz，以热效应为主,7.2.1 刺激方式与效应,电刺激系统：脉冲发生器，导联线，电极一、电刺激的类型表面电刺激：电极置表皮，刺激系统置体外经皮电刺激：电极置体内，脉冲发生器及导联置体外植入式刺激：电刺激系统全部植入人体,二、电刺激与电兴奋的基本因素 刺激序列三个参数：频率、幅度、脉宽,1、强度阈2、时间阈3、强度时间曲线 基强度IR 时值表示兴奋性的高低I IR（1+/t）,三、电刺激引起组织兴奋的原理极兴奋法则：组织兴奋的产生和大小与通电强度、极性有关通电阴极产生兴奋断电阳极
14、产生兴奋,四、电刺激的其它效应刺激的电化学效应：可逆与不可逆；不可逆过程改变电极表面成分，引起周围组织的PH值改变而产生有毒物质，从而对电极和组织产生损害；电极腐蚀：会破坏电极，但腐蚀只发生在刺激的阳极相；单相阴极波形使注入电流和腐蚀最小，但单方向电流在界面发生的化学反应不能恢复，故对电极驱动是不可逆的；组织损伤 工作在不可逆区域的电极，产生明显的组织损伤 具有不可恢复电荷的波形，最可能引起组织损伤 高频度的神经兴奋会引起组织损伤；,五、电刺激常见波形,植入式电刺激器的基本要求,一、封装设计密封封装为植入电子电路提供针对体液渗透的长期防护；材料包括金属、陶瓷和玻璃。二、导联和电极设计导联线：足
15、够的柔韧，足够坚固，可伸展电极：耐腐蚀，与导联线直径相差要小,三、安全设计寿命10年以上1、生物相容性：与活组织共存，不干扰组织功能，不产生有损组织反应，也不易被组织改变其属性；2、防电磁干扰和静电放电的能力要强；3、生产和测试：生产：洁净工作室，高品质元件，严格的生产工艺流程测试：植入前需经严格测试,7.3 心脏起搏器,7.3.1 心脏起搏器概述一、作用：心脏起搏器是一种高智能化、高性能的电脉冲发生器。通过起搏器和起搏导管来辅助心脏完成跳动，泵血功能，从而达到治疗目的。二、心脏起搏系统的基本结构：起搏脉冲发生器、电源、导线、刺激电极,起搏刺激器外观,起搏用电极导管,X线下的起搏刺激器，下面部
16、分为高能量电池。电池能量耗竭时需更换整个起搏器。,1、起搏刺激器及电源,起搏器电极与导线,电极与导线,电极,导线,三、心脏起搏器的发展史 1930年，美国医生海曼制造了一台由发条驱动的脉冲发生器，机重达7.2公斤，应用针型电极经胸膛穿刺使心脏起搏，抢救心脏停跳的病人获得成功。1952年，美国波士顿哈佛医学院的佐尔医生，设计了一种体外起搏器，在心脏停跳患者的心脏部位和左肋下皮肤处放置阴阳两电极，给予每分钟90次的电刺激，从而抢救了两位因房室传导阻滞而濒死的病人。佐尔（zoll)心脏起搏器之父。1958年瑞典人设计制造并为病人安装了世界上第一例埋藏式固定频率起搏器。1960年，美国弗里曼医生发明的
17、心内膜起搏电极导管问世了。使用这种导管，不再需要开胸植入，只需经皮穿刺静脉即可将这种导管送入心腔，克服了开胸手术创伤大，刺激胸壁，不方便，患者承受痛苦大等缺点，使心脏起搏技术有了极大的改观。1964年，荷兰卡托拉诺斯医生等研制了按需心室起搏器。这种起搏器可通过电极导管心室端的另一个电板感知到心室的电活动，由此判断是否需要发放下一次电脉冲。,1969年，出现了房室顺序起搏方式的起搏器，在心室按需起搏方式的基础上增加了心房起搏，对于自身心率较慢的病人可进行心房心室双控起搏，但因其没有心房感知功能，还不能算是真正的双腔起搏。1977年，经过对这种起搏器的不断改进和完善，另一种全新的房室全能型起搏器脱
18、颖而出，并沿用至今。这种起搏方式，囊括了上述种种起搏方式的优点，根据病人的不同情况，可自动进行各种不同方式的起搏。80年代中期，频率适应性起搏应运而生。这种起搏器，利用置于机壳内和电极导管上的生物传感器来感知人体新陈代谢增高的某项指标后，通过起搏器的算式，加快起搏频率，以更好的适应生理需要，频率适应性起搏器可以使于单腔，也可应用于双腔。90年代初期，双传感器频率适应性起搏器开始投入临床应用，以互相校证和补充对生理需要的感知灵敏性和反应速度，避免过度感知和伪感知。,四、心脏起搏器的临床适应症心脏起搏分：临时起搏和埋藏式起搏（以前称永久性起搏）两种。临时起搏适用于原发病可能被治愈，以后不一定复发，
19、和因发生了需要心脏起搏的心律失常，为在治疗原发病时维持平稳的心律而使用的心脏起搏方式。一旦原发病治愈，心律失常可自行消失，临时起搏也可撤除。是一种过渡性措施。长期起搏适用于所有需长时间起搏的缓慢性心律失常病人，包括III度或度房室传导阻滞、完全性房室传导阻滞、病窦综合征、反复发作的颈动脉性晕厥和心室停搏，对伴有心动过缓引起的症状，阿-斯综合征发作或心力衰竭的患者尤其适用。,五、心脏起搏器的分类 按起搏器的种类分可分为程控式和非程控式 程控式：是指起搏器的各类参数除出厂时调定外，安装于病人体内 后，仍可通过遥控装置，根据病人需要来精确调改各种参 数，现在使用的大都是该类起搏器。非程控式：指起搏器
20、的各种参数是出厂时调试固定的，安装后更改 参数较困难，现较少使用。按起搏器与病人的关系分：感应式、经皮式、埋藏式按与P波或R波的关系分：非同步型和同步型按起搏电极分：有单极型和双极型,传导系统解剖,窦房结,右房,右室,单腔起搏器,双腔起搏器,各类起搏器简介：固定型同步型起搏器:按需型起搏器（VVI），备用型起搏器（VVT），P波同步型房室顺序起搏器双灶按需型 程序控制型,表征心脏起搏器的性能和特征的五位编码制（NBG编码）表7-1起搏器五字母编码法,六、心脏起搏器的参数,起搏频率：起搏器发放脉冲的频率起搏脉冲幅度和宽度：幅度：发放脉冲的电压强度 宽度：发放单个脉冲的持续时间感知灵敏度:起搏器被
21、抑制或触发所需最小的R波或P波的幅值 R波同步型取值约：1.52.5mV P波同步型取值约：0.81mV反拗期：起搏器对外界信号不敏感期（心动周期的不应期）R波同步型：30050msP波同步型：300500ms,7.3.2 固定型和R波抑制型起搏器,一、固定型心脏起博器电路介绍,二、R波抑制型起博器结构介绍,7.3.3 心脏起博器的能源和电极,一、心脏起博器的能源1、锌汞电池2、锂电池：锂碘电池，锂亚硫酸酰氯电池，锂铬酸银电池，锂碘化铅电池3、核素电池4、“生物燃料”电池,二、心脏起博器的电极1、电极类型 依其安置及用途分类：心内膜电极，心外膜电极，心肌电极 依心内膜使用的电极分类：单极心内膜
22、电极，双极心内膜电极，其它特殊电极：经胸外壁起搏电极，食道心房电极，纵隔心房电极2、电极的结构及形状 电极形状：勾头，盘状，柱状，环状，螺旋状，伞状,7.4 心脏除颤器,普美康 DM30,ZOLL M系列,ZOLL自动除颤仪,WelchAllyn除颤仪,心科除颤监护仪,HP除颤器,美敦力,美敦力,除颤仪的发展,3岁女孩意外事件（1774）阿氏(Abelard)电击鸟实验（1775）路德维格/霍法首次提出“室颤”（1849）provost证实狗室颤能被电击而复跳(1889),除颤仪的发明,1947年，贝克设计、发明首台除颤（1.5A交流，110V）。术中应急除颤。1956年，佐尔改进除颤仪，实施
23、首例体外除颤（15A交流，710V）,对电除颤的认识,电除颤用于其他心律失常（60年代，佐尔）直流电除颤效果更好（60年代，劳恩）体外自动除颤仪（AED，70年代）电除颤是治疗心搏骤停/室颤最佳方法，愈早成功率愈高（80年代以来）,7.4.1 心脏除颤器的一般介绍一、作用：心脏除颤器是一种应用电击来抢救和治疗心律失常的一种医疗电子设备。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，由于心室无整体收缩能力，心脏射血和血液循环中止，如不及时抢救，常造成患者因脑部缺氧时间过长而死亡。除颤器通过产生较强的脉冲电流通
24、过心脏，能消除某些心律紊乱，使心律恢复正常，因而广泛应用于心脏病患者的抢救和治疗工作中。,二、一般原理 图7-13 一般除颤器电原理图 除充、放电电路外，还有监视装置以便及时检查除颤的进行及除颤效果,结构示意图,原理图,三、除颤器的类型1、按除颤电流的工作方式分：交流除颤、直流除颤 A、交流除颤,B、电容放电式直流除颤,C、几种常用除颤波形,2、按R波是否同步分：同步型，非同步型3、按电极板放置位置分：体内除颤器，体外除颤器,四、主要性能指标1、最大储能值：单位Ws(J)，最大为400Ws W=CU22、释放电能：实际向病人释放电能的多少，通常以50为等效患者电阻3、释放效率：释放能量与储存电
25、能之比，大多50%80%4、最大储能时间：电容充到最大值所需时间，多在1015s5、最大释放电压：除颤器以最大储能向一定负荷释放能量时在负 荷上的最高电压值；安全规定：向100 负荷释 放的最高电压值不超过5000V,电除颤要点,给电击板涂以导电糊或垫上盐水纱布,打开除颤器电源开关，确定于非同步相放电,选择能量水平并给电容器充电,充电键,能量选择键,正确安放电击板于胸部的位置，并用约11kg压力按压,再次核对监测仪的心律，明确无人与病人接触后，同时按压两个电击板的放电电钮,除颤成功转为窦性心律,职业规范行为,背齐用物,病员准备,开机,连接心电监护仪,涂抹导电膏，选择除颤方法，功率,记录,除颤完毕整理用物,观察除颤效果,充电、放电,核对，解释；病人取平卧位，暴露前胸；开放气道；吸氧,携用物至床旁，接通电源,除颤方法：同步或非同步功率：非同步单向电除颤360焦耳，双相200焦耳,如室颤持续存在，应按30：2进行持续胸外按压5个循环后，若仍为室颤应再次除颤,部位：右锁骨中线第二肋下和心尖部；操作者及周围人避免接触床单位；电极板与皮肤密切接触，保证导电良好,电除颤操作流程图,
