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手動體外除顫器（Manual external defibrillator）是一種應用電擊來搶救和治療心律失常病人的醫療電子設備，具有療效高、作用迅速、操作簡便以及與藥物相比較為安全等優點。手動除顫器可用于一般場合心搏驟停患者的急救治療，也可用于手術過程中的急救。

臨床應用的手動體外大多兼有電復律和電除顫雙重功能。其作用機制是，在短時間內將高電壓、適當強度的電流通過心臟主體，使心肌各部瞬間同時去極化，消除心肌細胞電活動的散亂狀態或打斷折返環，使異位心律暫時消除，以恢復正常的心臟節律。由于手動除顫的充電和放電操作均為人工控制，并有明確的適應證與禁忌證，使用不當，會造成嚴重后果。因而，它對操作的要求較高，通常配置在專門科室，必須由受過培訓的專業醫務人員使用。按照其輸出波形，手動體外除顫器分為單相波除顫器和雙相波除顫器。

手動體外除顫器公認的適應證有五類，分別為心室顫動/心室撲動（室顫/室撲）、心房顫動（房顫）、心心房撲動動（房撲）、室上性心動過速（室上速）和室性心動過速（室速)。其禁忌證包括：緩慢，包括病態竇房結綜合征；過量引起的心律失常（除心室顫動外）；伴有高度或完全性傳導阻滯的心房顫動、、；嚴重的；巨大，心房顫動持續1年以上，長期心室率不快者。手動體外除顫器在使用中有以下注意事項：去除病人義齒及身上的金屬物品；導電膠應涂抹均勻，避免局部皮膚灼傷；掌握好手柄壓力；電擊板應避開內置式起搏器部位，避開潰爛或傷口部位；盡量避免高氧環境；電除顫應在病人呼氣終末時放電除顫。

實用除顫器的開發始于20世紀20年代。1956年，波士頓的心臟病專家卓爾（Zoll）等人首次成功進行了第一例人體體外除顫。

分類

除顫時，電流或電壓隨時間的變化曲線構成了除顫波形。按照手動體外除顫器的輸出波形可分為單相波除顫器和雙相波除顫器。

單相波除顫器

早期的除顫器主要采用單相除顫波形，單相波的電流方向是固定的，電流只能從一個電極流向另一個電極。

雙相波除顫器

與單相波不同，雙相除顫波形由兩個極性相反的脈沖組成，在電擊過程中電壓/電流的極性會發生翻轉，它可以有效降低除顫所需的電擊強度。

醫療用途

應用目的

臨床應用的手動體外除顫器大多兼有電復律和電除顫雙重功能，其共同作用機制是，在短時間內將高電壓、適當強度的電流通過心臟主體，使心肌各部瞬間同時去極化，消除心肌細胞電活動的散亂狀態或打斷折返環，使異位心律暫時消除，以恢復正常的心臟節律。盡管電復律、電除顫都是利用外源性電刺激來治療心律失常的，但是它們之間從臨床用途到使用方法存在著較大區別。

電復律

電復律是以患者自身的心電信號為觸發標志，同步瞬間發放高能脈沖電流通過心臟主體，使某些異位快速心律失常（大部分心肌除極）轉復為竇性心律。由于電復律必須將除顫電流脈沖落放在R波降支或R波開始后30ms以內的心室絕對不應期中，才能實現心肌整體的除極，即電脈沖釋放時機應受控于心電R波，因而，它被稱為同步電復律。電復律適用于如心房顫動、心房撲動時存有明顯QRS波群的治療，為避免在易損期發放電脈沖導致心室顫動，電復律必須要與患者的心律同步，要求在絕對不應期內實施電擊除顫。

電除顫

電除顫是利用除顫器釋放的電流脈沖使患者全部心肌在瞬間同時去極化（相當于一次復位），消除心肌的異常興奮灶及折返環（心室興奮后沿房室旁路逆行激動心房），去極化之后整個心肌處于心電靜止狀態，此時自律性最高的竇房結將首先發出沖動重新控制心臟整體搏動，從而實現治療心室顫動的目的。電除顫適用于心室顫動、心室撲動及無脈性室性心動過速的治療，其釋放電流的時機與QRS波群無關（發生心室顫動時已經沒有明顯的R波），因而也稱為非同步電除顫。

臨床上通常用藥物和電擊除顫兩種方法來治療心律失常。與藥物治療相比，電擊復律的時間短暫，安全性高，療效確切，隨時都可采用，因此它成為一種有效的轉復心律方法，尤其是在某些緊急情況下（如心室顫動）能起到應急搶救的作用。早期電除顫對于心搏驟停的救治至關重要。因為心搏驟停時，最常見的心律失常是心室顫動，而治療心室顫動最為有效的方法就是電除顫，成功除顫的機會轉瞬即逝，未行轉復心室顫動數分鐘內就可能轉為心臟停搏。每延遲除顫時間1min，復蘇的成功率將下降7%~10%，而超過10min則只有2%~5%的患者有生存機會。

適應證

1.心室顫動是電除顫的絕對指征。

2.慢性心房顫動（心房顫動史在1~2年內）和持續心房撲動。

3.陣發性室上性心動過速，經常規治療無效，且伴有明顯血流動力學障礙者或預激綜合征并發室上性心動過速而用藥困難者。

4.呈1：1傳導的心房撲動。

結構原理

結構組成

手動體外除顫器包括蓄電、放電控制、能量顯示器、心電監護儀、系統控制五部分；主要由除顫電路、充電電路、放電電路、心電信號放大電路、心電信號顯示電路、控制電路、心電圖記錄器、電源以及除顫電極板等組成。現代多功能除顫器具有除顫、連續心電圖監護、打印、存儲、報警等功能，而且還能提供語音指導操作程序（如圖）。

除顫電極

根據不同的應用場合，除顫器的電極可以分為體外除顫電極和體內除顫電極兩大類。體外除顫電極適用于一般場合，主要有手持式（電極板）電極和黏附式（電極墊）電極。

體外除顫器的電極與人體直接接觸，是除顫器對患者實施救助的應用器件。體外除顫電極為導電材料，單個成人體外除顫電極的表面積約為100cm2，兒童體外除顫電極的表面積約為40cm2。電極使用的導電材料應與皮膚有良好貼服性，目的是有效地減小電極與皮膚間的接觸電阻。

（1）手持式除顫電極：是可以重復使用的電極，兩個電極分別為心尖電極和胸骨電極（或心底電極）。在兩個電極的頂部各有一個充電/除顫按鈕，只有同時按下這兩個按鈕才可以激發除顫電流。心尖電極充電/除顫按鈕的下面有一個記錄按鈕，按動記錄按鈕可以記錄除顫器的輸出波形和心電圖，以便及時檢查除顫過程和效果。

（2）黏附式除顫電極：為一次性使用電極，電極能與患者皮膚保持24h的良好接觸，并可以承受50次能量為360J的除顫電擊。

基本原理

生理學原理

除顫器選用恰當強度的脈沖電流作用于心臟，通過實施電擊，使全部（或大部分）心肌在瞬間同時去極化而處于不應期，以實現抑制異常興奮灶、消除異位心律、恢復竇性心律的治療目的。

工作原理

早期的除顫器主要是交流除顫器，交流除顫可以消除室顫，但由于它的輸出波形較為單一（以正弦波為主），無法抑制房顫。另外，交流除顫器輸入端的高強度電流會對同一電源線上的其他設備帶來干擾，易引發觸電。因此目前除心臟手術過程中還有用交流電進行體內除顫（室顫）外，一般已不再使用。現代除顫器均為電容放電式的直流除顫器，由機內直流逆變器產生除顫所需的直流高壓，通過不同的電路形式和控制方法，可以靈活地輸出多種波形以滿足臨床需求。

使用時，直流升壓逆變器將直流低壓轉換成直流高壓，通過繼電器的常開觸點向儲能電容C充電。除顫治療時，繼電器動作，常開觸點閉合，切斷充電回路，由儲能電容C經電感L向人體（負載R）放電。經人體組成的RLC電路為串聯諧振衰減振蕩電路，也稱為阻尼振蕩放電電路。其中，電感器的主要作用是降低峰值電壓，防止在放電初始階段的電流過大或電壓過高。

為防止除顫電擊對人體皮膚造成灼傷，除顫器必須具備阻抗檢測功能，當發現電極與皮膚接觸不良時，能即刻報警。有些除顫器還有電極壓力感受裝置，如果手持式電極未達到足夠大的壓力，電路不會啟動除顫功能。另外，除顫器還有內置心電監測系統和同步裝置（下圖中虛線部分），由于心電監測與除顫使用同一對電極，可以提高心律不齊的節律識別和糾正效率。除顫器使用完畢關機后，放電裝置能自動對儲能器件進行安全的內部放電。

除顫波形

除顫時，電流或電壓隨時間的變化曲線構成了除顫波形。除顫波形的設計是提高除顫效率的關鍵技術，除顫的輸出波形主要分為單相波和雙相波。

單相除顫波形

早期的除顫器主要采用單相除顫波形，單相波的電流方向是固定的，電流只能從一個電極流向另一個電極。單相除顫波形在臨床應用中存一些缺陷，主要表現為電流峰值較大，對心肌功能有損傷；對胸阻抗變化沒有自動調整的功能，對高阻抗患者的除顫效果不理想；對房顫的轉復能力較差。最常見的單相除顫波形有單相阻尼正弦波和單相指數截斷波（如下圖）。

雙相除顫波形

與單相波不同，雙相除顫波形由兩個極性相反的脈沖組成，在電擊過程中電壓/電流的極性會發生翻轉，它可以有效降低除顫所需的電擊強度。雙相除顫波形的技術優勢是，雙相波的電流峰值可以大幅降低，電擊對心臟造成的損傷較小；通過反方向的第二相（負向）電流可以消除第一相（正向）的殘留電荷，能有效地防止除顫后的室顫復發；從第一相到第二相過渡時的高強度電壓變化，能導致組織的超極化及初始相位的鈉通道再激活，使得第二相波可以更好地刺激心肌。除顫器應用的雙相波主要有如三種形式，即雙相指數截斷波、雙相方波及雙相脈沖波（如下圖）。

20世紀90年代末，美國心臟協會（aha)組織專家對雙相波除顫的安全性和有效性進行了系統性的研究論證，最終認為低能量雙相波是“安全的、可接受的和臨床上有效的”。從此以后，雙相波進入美國心臟學會（AHA）和歐洲復蘇委員會（ERC）的臨床指南，取代單相波成為臨床上主要推薦的除顫波形。

安全風險

禁忌證

1.緩慢心律失常，包括病態竇房結綜合征。

2.毛地黃過量引起的心律失常（除心室顫動外）。

3.伴有高度或完全性傳導阻滯的心房顫動、心房撲動、房性心動過速。

4.嚴重的低鉀血癥暫不宜作電復律。

5.左心房巨大，心房顫動持續1年以上，長期心室率不快者。

注意事項

1.去除病人義齒及身上的金屬物品。

2.導電膠應涂抹均勻，避免局部皮膚灼傷。

3.掌握好除顫器手柄壓力。

4.電擊板應避開內置式起搏器部位，避開潰爛或傷口部位。

5.盡量避免高氧環境。

6.電除顫應在病人呼氣終末時放電除顫。

管理類別

體外除顫器在國家藥品監督管理局醫療器械分類目錄中的基本信息：

發展歷史

電擊除顫技術的緣起最早可以追溯到18世紀，早在1775年，丹麥醫師Abildgaard進行了一系列實驗，他通過對母雞身體施加的電脈沖使母雞“沒有生命”，隨后又通過施加電脈沖使它們恢復知覺，他還發現在胸部以外的地方實施這種電擊是沒有效果的。但是Abildgaard并不知道室顫的存在。。

1900年，日內瓦大學的兩位生理學家Prevost和Batelli在對心室顫動（VF）的狗的研究中發現，弱的交流電（AC）或直流電（DC）的沖擊產生心室纖維性顫動，而強大的電流可以除顫。。

實用除顫器的開發始于20世紀20年代。1947年，美國心臟外科醫生貝克（Beck）第一次通過電除顫挽救了人的生命，他在外科手術中通過電擊暴露的心臟恢復了一名14歲患者的心臟搏動。1956年，波士頓的心臟病專家卓爾（Zoll）等人首次成功進行了第一例人的體外除顫。在1961年，亞歷山大（Alexander）等人第一次描述了交流電電擊終止室性心動過速（VT)，這是第一次電擊治療應用于非心室纖顫的報告。

在除顫器發展早期，人們一直在爭論交流電和直流電除顫的優劣，直到20世紀60年代，美國波士頓的醫學博士Bernard Lown及其同事的工作證明了除顫技術中直流電相對于交流電的優越性和安全性。從此以后，直流電除顫逐漸成為主流。

隨著現代電子技術的進步和臨床醫學的需要，由20世紀60年代以來的40年間，除顫器技術有了重大的發展和廣泛的使用，成為醫院、診所、急救中心、急救站必不可少的重要的急救裝備。

發展方向

除顫低能量化

臨床應用能量作為除顫的劑量，但是決定除顫是否成功的關鍵因素是流過心肌的電流。操作除顫器時，要選擇適當的能量，使除顫電流全部（或大部）通過心臟，以獲得最佳的除顫效果。由于電流也是造成心肌損傷的主要因素，因此低能量、高成功率和低心肌損傷一直是除顫技術研究的方向。除顫波形的設計是提高除顫效率的關鍵技術，圍繞除顫器的波形設計出現了許多創新性的研究成果。

阻抗補償技術

由于體外除顫器的電極不是與患者的心臟直接接觸，電極與心臟之間存在皮膚接觸電阻和人體阻抗（一般為30~70Ω）。由于這些阻抗的不確定性和個體差異性，會直接影響除顫的電流、能量及除顫的效率。因此，體外除顫器應用環節中的阻抗變化增加了設置電擊強度的難度。新一代的除顫器普遍使用了阻抗補償技術，通過這項技術能對患者的胸阻抗適當補償。根據除顫器所使用波形的不同，用于體外除顫阻抗補償的技術手段主要有電流補償技術、脈寬補償技術、雙相補償技術及占空比補償技術。

自動體外除顫器

自動體外除顫器（automatic external defibrillator，AED）是在手動除顫器的基礎上增加了心電監測、分析和控制模塊，可以經內置分析系統檢測和確定發病者是否需要予以電除顫，并能自動進行除顫救治。普通人稍加培訓即能熟練使用，是為現場急救設計的急救設備。由于全自動除顫器小巧便攜、易于操作，可以由普通人使用，適用于第一急救現場，因此多用于院外，具有良好的發展前景。

體內除顫器

體內除顫器（implantable cardioverter defibrillator，ICD），全稱是植入式心律轉復除顫器。體內除顫器通過靜脈通路，將導管電極放置在心腔內，通過與心肌直接接觸實施除顫。它可以自動檢測心動過速和室顫，并能有針對性地采取恰當的電擊治療措施。這種通過靜脈植入的方式不需要開胸術植入心外膜電極，可以避免手術創傷。體內除顫器的原理與體外除顫器基本相同，但與體外除顫器相比，體內除顫器還具備異常心電信號的自動檢測功能及可與心肌直接接觸的除顫電極。植入式體內除顫器是預防高危心臟病患者心搏驟停的可靠治療手段，被認為是預防心臟性猝死的主要治療設備。自1980年發明體內除顫器以來，體內除顫器技術得到了長足的進步。

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