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1、7.1心脏起搏器简介心脏起搏器简介7.2固定型和固定型和R波抑制型心脏起搏器波抑制型心脏起搏器7.3心脏起搏器的能源和电极心脏起搏器的能源和电极7.4心脏心脏(xnzng)除颤器的一般介绍除颤器的一般介绍7.5典型的心脏除颤器典型的心脏除颤器医学电子仪器原理医学电子仪器原理(yunl)(yunl)与设计与设计第七章第七章心脏起搏器与除颤器心脏起搏器与除颤器第一页，共五十八页。心脏起搏器心脏起搏器CardiacPacemaker第七章第七章 心脏起搏器与除颤器心脏起搏器与除颤器第二页，共五十八页。心脏起搏器心脏起搏器CardiacPacemaker人工心脏起搏人工心脏起搏用外加脉冲代替心脏起搏点
2、的电兴奋，刺激用外加脉冲代替心脏起搏点的电兴奋，刺激心脏搏动的一种治疗方法。心脏搏动的一种治疗方法。是是心律失常心律失常非药物治疗的一种有效治疗方法。非药物治疗的一种有效治疗方法。人工心脏起搏器人工心脏起搏器能产生能产生(chnshng)一定形式电脉冲，并将脉一定形式电脉冲，并将脉冲传至心脏，使心脏按一定频率有效收缩的脉冲发生器。冲传至心脏，使心脏按一定频率有效收缩的脉冲发生器。能替代或补充正常激励和控制心脏收缩的生理电子系统。能替代或补充正常激励和控制心脏收缩的生理电子系统。人工心脏起搏技术是实现生物机能控制的典型范例。人工心脏起搏技术是实现生物机能控制的典型范例。第七章第七章 心脏起搏器与
3、除颤器心脏起搏器与除颤器第三页，共五十八页。7.1.1心脏心脏(xnzng)起搏技术的发展简史起搏技术的发展简史17611846一种由于严重心律失常以致循环障碍、脑供血一种由于严重心律失常以致循环障碍、脑供血不足引起的危险急症，称为阿斯综合征，或不足引起的危险急症，称为阿斯综合征，或“心源性脑心源性脑缺氧综合征缺氧综合征”。是发展人工心脏起搏技术的重要背景。是发展人工心脏起搏技术的重要背景。1791观察到肌肉对电刺激有收缩反应。观察到肌肉对电刺激有收缩反应。1819用直流电刺激死刑者停止搏动的心脏，使之复跳。用直流电刺激死刑者停止搏动的心脏，使之复跳。1858、1862动物实验，用电刺激使心脏
4、跳动。动物实验，用电刺激使心脏跳动。1930Hyman创制发条脉冲发生器心脏起搏器，重创制发条脉冲发生器心脏起搏器，重7.2kg，用针穿刺心房通电起搏抢救心脏停搏患者，命名为用针穿刺心房通电起搏抢救心脏停搏患者，命名为心脏心脏起搏器起搏器临床临床43例，救活例，救活14例，但受不公正舆论指责。例，但受不公正舆论指责。7.1心脏起搏器简介心脏起搏器简介(jinji)第四页，共五十八页。7.1心脏起搏器简介心脏起搏器简介(jinji)7.1.1心脏起搏技术的发展简史心脏起搏技术的发展简史19471958刺激窦房结复跳；胸壁刺激刺激窦房结复跳；胸壁刺激(75150V，2ms脉冲脉冲)成功，但痛苦大；
5、心外膜电极成功，但痛苦大；心外膜电极(dinj)起搏；心内膜电极起搏；心内膜电极(dinj)起搏。起搏。1958Elmqvist(瑞典瑞典)工程师、工程师、Senning医师医师第一台第一台埋藏式固定埋藏式固定频率起搏器。术后，频率起搏器。术后，20多次排除故障，患者存活多次排除故障，患者存活20余年。余年。1960晶体管电路、锌汞电池起搏器，盛行十余年。晶体管电路、锌汞电池起搏器，盛行十余年。1971以以后，锂电池逐渐代替汞电池。后，锂电池逐渐代替汞电池。1963P波同步型心室起搏；按需起搏；房室顺序起搏；房波同步型心室起搏；按需起搏；房室顺序起搏；房室全能起搏；频率自适应起搏；抗心动过速起
6、搏；埋藏式室全能起搏；频率自适应起搏；抗心动过速起搏；埋藏式自动复律除颤器。自动复律除颤器。全世界每年约有全世界每年约有30万万个起搏器安装与更换。个起搏器安装与更换。第五页，共五十八页。7.1心脏起搏器简介心脏起搏器简介(jinji)7.1.2人工心脏起搏的作用人工心脏起搏的作用主要主要(zhyo)用以用以治疗治疗缓慢型心律失常缓慢型心律失常心律失常是多种病因引起心肌电生理特性改变的一种疾病。心律失常是多种病因引起心肌电生理特性改变的一种疾病。某些严重心律失常的药物疗效差，如，高度或完全性房室传某些严重心律失常的药物疗效差，如，高度或完全性房室传导阻滞、重度病态窦房结综合症。安装起搏器则效果
7、显著。导阻滞、重度病态窦房结综合症。安装起搏器则效果显著。用于某些疾病的用于某些疾病的诊断诊断例如，心房调搏辅助诊断可疑冠心病，心房超速起搏法诊断窦房结例如，心房调搏辅助诊断可疑冠心病，心房超速起搏法诊断窦房结功能不全，预测完全性房室传导阻滞患者是否有发生心脑综合症的危险功能不全，预测完全性房室传导阻滞患者是否有发生心脑综合症的危险等。等。用于用于实验研究实验研究心血管生理、病理生理、药理和临床应用心血管生理、病理生理、药理和临床应用第六页，共五十八页。7.1心脏起搏器简介心脏起搏器简介(jinji)7.1.3心脏起搏的适应症心脏起搏的适应症长期起搏的适应症长期起搏的适应症房室传导阻滞房室传导
8、阻滞三束支阻滞伴有心脑综合症者三束支阻滞伴有心脑综合症者病态窦房结综合症；心动过缓为主伴有有心脑综合症者病态窦房结综合症；心动过缓为主伴有有心脑综合症者临时性起搏适应症临时性起搏适应症心脏病变可望恢复，紧急情况下保护性应用、诊断心脏病变可望恢复，紧急情况下保护性应用、诊断(zhndun)应用。应用。短时间使用心脏起搏器，几小时、几天至几星期。短时间使用心脏起搏器，几小时、几天至几星期。（适应症例，见教科书）（适应症例，见教科书）第七页，共五十八页。7.1心脏起搏器简介心脏起搏器简介(jinji)7.1.4心脏起搏器的分类心脏起搏器的分类按照起搏器与按照起搏器与病员病员(bngyun)的关系分类
9、的关系分类按照起搏器与按照起搏器与患者患者P波与波与R波波的关系分类的关系分类按照起搏器按照起搏器电极分类电极分类感应式感应式经皮式经皮式(体外携带式体外携带式)埋藏式埋藏式非同步非同步(tngb)(tngb)(固定固定)型型同步型同步型单极型单极型双极型双极型第八页，共五十八页。7.1心脏起搏器简介心脏起搏器简介(jinji)7.1.4心脏起搏的分类心脏起搏的分类感应式感应式脉冲发生器在体外，起搏电极与接受器植体内。体内无电脉冲发生器在体外，起搏电极与接受器植体内。体内无电源但易受干扰。源但易受干扰。经皮式经皮式起搏器在体外，按需起搏（频率、幅度、脉宽、感知起搏器在体外，按需起搏（频率、幅度
10、、脉宽、感知灵敏度均可调），携带不便，易感染，仅用于临时抢救。灵敏度均可调），携带不便，易感染，仅用于临时抢救。埋藏式埋藏式起搏器埋植与胸部或腹部皮下，得到起搏器埋植与胸部或腹部皮下，得到(ddo)广泛使用，广泛使用，关键是电池寿命问题。关键是电池寿命问题。非同步非同步(固定固定)型型发出的起搏脉冲与发出的起搏脉冲与P波或波或R波无关。波无关。同步型同步型分为分为P波同步起搏器和波同步起搏器和R波同步起搏器。波同步起搏器。单极型单极型阴极置于右心室（或右心房），阳极置于胸部（起搏器阴极置于右心室（或右心房），阳极置于胸部（起搏器外壳）或腹部皮下（体外携带式）外壳）或腹部皮下（体外携带式）双极型
11、双极型起搏器的阴极与阳极均与心脏直接接触。起搏器的阴极与阳极均与心脏直接接触。第九页，共五十八页。7.1心脏起搏器简介心脏起搏器简介(jinji)7.1.4心脏起搏的分类心脏起搏的分类北美起搏和电生理北美起搏和电生理(shngl)学会与英国起搏和电生理学会与英国起搏和电生理(shngl)组组NBG起搏器编码起搏器编码（1987年）年）起搏心腔起搏心腔感知心腔感知心腔感知的反应感知的反应程控功能，程控功能，频率自适应频率自适应抗快速性心率抗快速性心率失常功能失常功能V=心室心室V心室心室T触发触发P=程控频率程控频率和和/或输出或输出P抗快速性抗快速性心率失常心率失常A心房心房A心房心房I抑制抑
12、制M多项参数程控多项参数程控S电击电击D双腔双腔D双腔双腔DT+IC遥测遥测DP+SO无无O无无R频率自适应频率自适应O=无无O无无注：注：、用于抗过缓用于抗过缓心率心率(xnl)失常的起搏失常的起搏厂家常用厂家常用S表示单腔（心房或心室）表示单腔（心房或心室）第十页，共五十八页。7.1心脏起搏器简介心脏起搏器简介(jinji)7.1.4心脏起搏的分类心脏起搏的分类使用使用NBG起搏器编码起搏器编码(binm)的例：的例：VVI心室起搏，心室感知的按需型起搏器心室起搏，心室感知的按需型起搏器DDDR心房、心室都具有起搏和感知功能，响应方式可以是触心房、心室都具有起搏和感知功能，响应方式可以是触
13、发式，也可以是按需抑制型，具有频率自适应功能发式，也可以是按需抑制型，具有频率自适应功能第十一页，共五十八页。7.1心脏起搏器简介心脏起搏器简介(jinji)7.1.4心脏起搏的分类心脏起搏的分类(fnli)1固定型起搏器固定型起搏器以固定频率以固定频率(非同步非同步)发放起搏脉冲刺激心室发放起搏脉冲刺激心室(VOO)或心房或心房(AOO)，只发只发出固定频率、幅度的脉冲出固定频率、幅度的脉冲(约约70次次/分分)，不受自主心，不受自主心率支配，一旦心脏自主心率支配，一旦心脏自主心律超过起搏频率，便可发律超过起搏频率，便可发生竞争心律（生竞争心律（电脉冲落于易电脉冲落于易激期激期），有可能诱发
14、心室纤），有可能诱发心室纤颤或室性心动过速而危及病颤或室性心动过速而危及病人安全，目前仅临时人安全，目前仅临时(lnsh)用用于测试磁铁频率或用于竞争于测试磁铁频率或用于竞争起搏终止某些心动过速。起搏终止某些心动过速。第十二页，共五十八页。7.1心脏起搏器简介心脏起搏器简介(jinji)7.1.4心脏起搏的分类心脏起搏的分类2R波同步型起搏器波同步型起搏器（起搏器发放脉冲受（起搏器发放脉冲受R波控制）波控制）(1)R波抑制型波抑制型(按需型，按需型，VVI型型)单极电极置于心室，兼有起搏与感知功能，常称为心室按需型起单极电极置于心室，兼有起搏与感知功能，常称为心室按需型起搏器。适应证广泛。搏器
15、。适应证广泛。平时以固有频率发放脉冲，当心脏自搏心率超过起搏器脉冲频率，将自平时以固有频率发放脉冲，当心脏自搏心率超过起搏器脉冲频率，将自动感知并抑制起搏器脉冲发放。一旦自搏心率低于起搏器的固有频率，即心动感知并抑制起搏器脉冲发放。一旦自搏心率低于起搏器的固有频率，即心室电极感知不到自搏心率产生的室电极感知不到自搏心率产生的R波，起搏器将等待预定的一段时间波，起搏器将等待预定的一段时间(逸搏间逸搏间期期)后，立即又按固有起搏频率发放脉冲。这种后，立即又按固有起搏频率发放脉冲。这种按病人需要而工作按病人需要而工作(gngzu)的的起搏器应用最广泛。起搏器应用最广泛。(2)R波触发型波触发型(备用
16、型，备用型，VVT型型)当自身心搏当自身心搏R波出现时，立即触发起搏器发出一个脉冲，是落波出现时，立即触发起搏器发出一个脉冲，是落在不应期内的无效脉冲。若自身心搏未发生，则起搏器脉冲起作用在不应期内的无效脉冲。若自身心搏未发生，则起搏器脉冲起作用(备用型备用型)。有无效脉冲产生，功耗较大，应用少。有无效脉冲产生，功耗较大，应用少。第十三页，共五十八页。7.1心脏起搏器简介心脏起搏器简介(jinji)7.1.4心脏起搏的分类心脏起搏的分类3P波同步型起搏器波同步型起搏器（起搏器发放脉冲（起搏器发放脉冲(michng)受受P波控制）波控制）心房、心室都放置电极心房、心室都放置电极心房电极感知心房电
17、极感知P波波(心房激动心房激动)送起搏器放大并延迟约送起搏器放大并延迟约120ms触发起搏器发生脉冲触发起搏器发生脉冲刺激心室刺激心室(心室电极心室电极)对有房室传导阻滞患者，相当于一条人造房室传导通路。不能用于对有房室传导阻滞患者，相当于一条人造房室传导通路。不能用于窦房结综合症患者。电路复杂，使用不方便。窦房结综合症患者。电路复杂，使用不方便。P波抑制型（波抑制型（AAI型）型）单极电极置于心房，兼有起搏与感知功能，常称为心房按需型起单极电极置于心房，兼有起搏与感知功能，常称为心房按需型起搏器。可保持房室顺序收缩。仅适用于房室传导功能正常的病窦患者。搏器。可保持房室顺序收缩。仅适用于房室传
18、导功能正常的病窦患者。第十四页，共五十八页。7.1心脏起搏器简介心脏起搏器简介(jinji)7.1.4心脏起搏的分类心脏起搏的分类4房室顺序型起搏器房室顺序型起搏器心房、心室各放置一个电极心房、心室各放置一个电极每次先发放一个心房起搏脉冲每次先发放一个心房起搏脉冲经适当延迟经适当延迟再发放一个心室起搏脉冲再发放一个心室起搏脉冲(保持房室激动生理顺序保持房室激动生理顺序)如有自身心脏活动，其如有自身心脏活动，其QRS波将抑制后一脉冲发放波将抑制后一脉冲发放5双灶按需型起搏器双灶按需型起搏器两个两个(lin)相关脉冲发生器，按一定时序发放起搏脉冲，使心房和心室相关脉冲发生器，按一定时序发放起搏脉冲
19、，使心房和心室的起搏都是按需方式工作。的起搏都是按需方式工作。第十五页，共五十八页。7.1心脏起搏器简介心脏起搏器简介(jinji)7.1.4心脏起搏的分类心脏起搏的分类6程序控制型起搏器程序控制型起搏器能够与体外控制装置通讯的起搏器。能够与体外控制装置通讯的起搏器。按照患者病理生理需要，由医生按照患者病理生理需要，由医生(yshng)或患者任意改变起搏参数和起搏或患者任意改变起搏参数和起搏器工作方式。器工作方式。双腔双腔(DDD)起搏器起搏器心房和心室都放置电极。不同的心率反应为不同的起搏方式，总能保心房和心室都放置电极。不同的心率反应为不同的起搏方式，总能保持心房和心室得到同步、顺序、协调
20、的收缩。持心房和心室得到同步、顺序、协调的收缩。自身心率慢于起搏器低限频率自身心率慢于起搏器低限频率房室顺序起搏房室顺序起搏(DVI)自身心房自身心房(P)频率超过起搏器低限频率（房室传导功能障碍）频率超过起搏器低限频率（房室传导功能障碍）感知感知P波触发心室起搏波触发心室起搏(VDD)自身心房自身心房(P)频率过缓（房室传导功能是好的）频率过缓（房室传导功能是好的）起搏心房，并下传心室起搏心房，并下传心室(AAI)第十六页，共五十八页。7.1心脏起搏器简介心脏起搏器简介(jinji)7.1.4心脏起搏的分类心脏起搏的分类频率自适应频率自适应(R)起搏器起搏器起搏器频率能自动起搏器频率能自动(
21、zdng)适应肌体对心排血量适应肌体对心排血量(需氧量需氧量)的要求。研究使的要求。研究使用的代谢感受器有用的代谢感受器有10余种，体动型、每分钟通气量型两种得到应用。余种，体动型、每分钟通气量型两种得到应用。例例：VVIR型（心室按需自适应型）型（心室按需自适应型）AAIR型（心房按需自适应型）型（心房按需自适应型）DDDR型（双腔自适应型）型（双腔自适应型）第十七页，共五十八页。7.1心脏起搏器简介心脏起搏器简介(jinji)7.1.5心脏起搏的几个参数心脏起搏的几个参数1起搏频率起搏频率6090次次/min能维持心输出量最大时的心率。能维持心输出量最大时的心率。2起搏脉冲幅度和宽度起搏脉
22、冲幅度和宽度脉冲幅度：脉冲幅度：5V脉冲脉冲(michng)宽度：宽度：0.51ms起搏能量与电极形状、面积、材料及导管阻抗损耗等有关。起搏能量与电极形状、面积、材料及导管阻抗损耗等有关。3感知灵敏度感知灵敏度R波同步型：波同步型：1.52.5mVP波同步型：波同步型：0.81mV4反拗期反拗期同步型起搏器具有的对外界信号不敏感的时间同步型起搏器具有的对外界信号不敏感的时间(不应期不应期)。R波同步型：波同步型：30050ms，防止，防止T波或起搏脉冲后电位。波或起搏脉冲后电位。P波同步型：波同步型：300500ms，防止窦性过速或干扰误触发。，防止窦性过速或干扰误触发。第十八页，共五十八页。
23、起搏系统的构成起搏系统的构成（起搏电路、电池、金属外壳与起搏导管电极）（起搏电路、电池、金属外壳与起搏导管电极）一脉冲发生器（起搏电路）一脉冲发生器（起搏电路）将将CMOSASIC起搏芯片与电阻、电容等元件一起安装在陶瓷基起搏芯片与电阻、电容等元件一起安装在陶瓷基片上构成混合型（片上构成混合型（Hybrid）厚膜集成电路作为起搏器主体电路）厚膜集成电路作为起搏器主体电路。感知感知心电活动或其他生理反应，按需自动调整起搏功能，形成和发心电活动或其他生理反应，按需自动调整起搏功能，形成和发放放(ffng)脉冲。体现了小型化，程控化和多功能化。脉冲。体现了小型化，程控化和多功能化。二电池二电池需体积
24、小、容量大、缓慢释放能量、密封性能好及性能可需体积小、容量大、缓慢释放能量、密封性能好及性能可靠的电池，目前普遍使用锂碘电池，起搏器使用寿命达靠的电池，目前普遍使用锂碘电池，起搏器使用寿命达10年以年以上。决定起搏器的功能寿命的因素：上。决定起搏器的功能寿命的因素：电池容量；电池容量；电池自放电池自放电；电；输出阻抗；输出阻抗；电路功效；电路功效；工作的百分率：起搏电路的工作的百分率：起搏电路的消耗比感知电路大得多；消耗比感知电路大得多；输出程控；输出程控；持续的电池消耗。持续的电池消耗。7.2固定固定(gdng)型和型和R波抑制型心脏起搏器波抑制型心脏起搏器第十九页，共五十八页。起搏系统的构
25、成起搏系统的构成（起搏电路、电池、金属外壳与起搏导管电极）（起搏电路、电池、金属外壳与起搏导管电极）三电极导线三电极导线电极接触心脏经导线与起搏器连接电极接触心脏经导线与起搏器连接。用生物相容性好、韧性用生物相容性好、韧性(rnxn)好、抗老化、耐腐蚀的材料制成。电极通常采用爱尔近合金好、抗老化、耐腐蚀的材料制成。电极通常采用爱尔近合金(Elgiloy)或用镍或用镍铬铬钴钴钼合金制成，且含多孔，其优点是：钼合金制成，且含多孔，其优点是：纤维组织长入电极空隙可增加固定性。纤维组织长入电极空隙可增加固定性。电极感知的有效面积电极感知的有效面积较大。有的电极顶端有激素缓释放装置，电极头的材料以表面活
26、较大。有的电极顶端有激素缓释放装置，电极头的材料以表面活化各向同性低温热解碳或铂为优。化各向同性低温热解碳或铂为优。导线的金属材料要求电阻率小，强度高，一般用抗折强度较高的不导线的金属材料要求电阻率小，强度高，一般用抗折强度较高的不锈钢。锈钢。导线绝缘层有高纯硅橡胶和医用聚氨酯两种，两者生物相容性均导线绝缘层有高纯硅橡胶和医用聚氨酯两种，两者生物相容性均好，但前者较粗且脆弱，后者较细而坚固，但易老化。好，但前者较粗且脆弱，后者较细而坚固，但易老化。四起搏器外壳四起搏器外壳金属钛生物相容性好，毫无锈蚀。采用钛材料拉伸成型，各部以金属钛生物相容性好，毫无锈蚀。采用钛材料拉伸成型，各部以较大圆弧连接
27、，采用激光焊接封装。较大圆弧连接，采用激光焊接封装。7.2固定固定(gdng)型和型和R波抑制型心脏起搏器波抑制型心脏起搏器第二十页，共五十八页。ASIC设计设计(shj)ApplicationSpecificIntegratedCircuits全定制全定制ASIC芯片（掩膜芯片（掩膜ASIC）定义芯片上所有定义芯片上所有(suyu)晶体管的几何图形和工艺规则，将设计结果交晶体管的几何图形和工艺规则，将设计结果交由由IC厂家掩膜制造完成。优点：芯片可获得最优性能，即面积利用率高、厂家掩膜制造完成。优点：芯片可获得最优性能，即面积利用率高、速度快、功耗低。缺点是：开发周期长，费用高，只适合大批量
28、产品开发。速度快、功耗低。缺点是：开发周期长，费用高，只适合大批量产品开发。半定制半定制ASIC芯片芯片约束性设计方法：门阵列设计法和标准单元设计法，主要目的是简化约束性设计方法：门阵列设计法和标准单元设计法，主要目的是简化设计，以牺牲芯片性能为代价来缩短开发时间。设计，以牺牲芯片性能为代价来缩短开发时间。可编程可编程ASIC芯片（可编程逻辑器件）芯片（可编程逻辑器件）自七十年代以来，经历了自七十年代以来，经历了PAL、GAL、CPLD、FPGA几个几个发展阶段，高密度发展阶段，高密度CPLD/FPGA已达已达200万门万门/片，集成度高、应片，集成度高、应用产方便，特别适合于样品研制或小批量
29、产品开发，可以很容易用产方便，特别适合于样品研制或小批量产品开发，可以很容易转由掩膜转由掩膜ASIC实现，开发风险低。实现，开发风险低。第二十一页，共五十八页。7.2.1一种一种(yzhn)固定型心脏起搏器电路分析固定型心脏起搏器电路分析多谐振荡器多谐振荡器单稳态电路单稳态电路(dinl)输出电路输出电路R2、C1决定频率决定频率R3决定脉宽决定脉宽复合管射随输出功率放大、复合管射随输出功率放大、Ri高高Ro低低7.2固定固定(gdng)型和型和R波抑制型心脏起搏器波抑制型心脏起搏器第二十二页，共五十八页。7.2固定固定(gdng)型和型和R波抑制型心脏起搏器波抑制型心脏起搏器7.2.2R波抑
30、制型心脏起搏器的一般结构原理波抑制型心脏起搏器的一般结构原理1感知放大器感知放大器选择性放大选择性放大(fngd)R波，辨认心脏自身搏动，推动按需功能控制器波，辨认心脏自身搏动，推动按需功能控制器要求：要求：双向感知、放大双向感知、放大8001000倍、频宽倍、频宽1050Hz、工作电流工作电流3mA、稳定、可靠、抗干扰能力强、稳定、可靠、抗干扰能力强2按需功能控制器按需功能控制器为起搏器提供稳定的反拗期，还可克服为起搏器提供稳定的反拗期，还可克服“竞争心律竞争心律”的危险的危险感知感知R波后，控制器在反拗期内抑制脉冲发放波后，控制器在反拗期内抑制脉冲发放3脉冲发生器脉冲发生器（受控于按需控制
31、电路）（受控于按需控制电路）要求：要求：频率频率30120Hz、脉宽、脉宽1.11.5ms可调、幅度可调、可调、幅度可调、易起振、稳定、可靠易起振、稳定、可靠第二十三页，共五十八页。7.2固定固定(gdng)型和型和R波抑制型心脏起搏器波抑制型心脏起搏器7.2.3QDX2型体外心脏起搏器的电路分析型体外心脏起搏器的电路分析R波按需抑制型（波按需抑制型（VVI）1各单元电路分析各单元电路分析感知放大器感知放大器按需功能按需功能(gngnng)控制电路控制电路脉冲发生器脉冲发生器2按需功能的实现按需功能的实现患者的自主心率低于起搏频率时的情况患者的自主心率低于起搏频率时的情况自主心率不齐自主心率不
32、齐自主心率完全高于起搏频率的情况自主心率完全高于起搏频率的情况第二十四页，共五十八页。感知放大器感知放大器按需功能按需功能(gngnng)控制电路控制电路脉冲发生器脉冲发生器R波输入波输入微分作用微分作用放大放大(fngd)正脉冲正脉冲限制限制T波、波、P波波互补型单稳态触发器互补型单稳态触发器形成反拗期形成反拗期VT6开关开关(kigun)控制脉冲发控制脉冲发生生互补式张弛振荡器互补式张弛振荡器锯齿波电路锯齿波电路产生起搏脉冲产生起搏脉冲第二十五页，共五十八页。第二十六页，共五十八页。自主心率自主心率t1t2起搏器固有输出起搏器固有输出单稳输出单稳输出t3反拗期反拗期C7锯齿锯齿(jch)波
33、波发放起搏脉冲发放起搏脉冲起搏后心律起搏后心律QRS波前均有起搏脉冲波前均有起搏脉冲自自主主心心率率(xnl)低低于于起起搏搏频频率率第二十七页，共五十八页。自主心率自主心率(xnl)不齐不齐t1t2(发放发放)自自主主(zzh)心心率率不不齐齐第二十八页，共五十八页。t150Hz，按需功能控制器不工作，起搏器为固定式，按需功能控制器不工作，起搏器为固定式2按需功能控制器按需功能控制器3脉冲发生器和输出脉冲倍压电路脉冲发生器和输出脉冲倍压电路4最高起搏频率限制电路最高起搏频率限制电路5能量能量(nngling)补偿电路和去颤保护电路补偿电路和去颤保护电路第三十一页，共五十八页。感知感知(gnz
34、h)放大器放大器单稳单稳(按需控制按需控制)去颤保护去颤保护(boh)抗干扰转换网络抗干扰转换网络第三十二页，共五十八页。单稳单稳tu脉冲发生器脉冲发生器脉冲倍压电路脉冲倍压电路控制门、锯齿控制门、锯齿(jch)波、振荡器波、振荡器能量补偿电路能量补偿电路最高起搏频率最高起搏频率(pnl)限制限制输出脉冲输出脉冲第三十三页，共五十八页。第三十四页，共五十八页。感知感知R波波微分微分(wifn)，成为双向波，成为双向波只放大正极性脉冲只放大正极性脉冲经抗干扰转换后经抗干扰转换后单稳（按需功能控制）单稳（按需功能控制）最高起搏频率限制最高起搏频率限制第三十五页，共五十八页。第三十六页，共五十八页。
35、7.3.1心脏起搏器的能源心脏起搏器的能源(nngyun)1锌汞电池锌汞电池2锂电池锂电池锂碘电池（主要使用）锂碘电池（主要使用）锂亚硫酰氯电池锂亚硫酰氯电池锂铬酸银电池锂铬酸银电池锂碘化铅电池锂碘化铅电池3核素电池核素电池4“生物燃料生物燃料”电池电池7.3心脏起搏器的能源心脏起搏器的能源(nngyun)和电和电极极第三十七页，共五十八页。7.3心脏起搏器的能源心脏起搏器的能源(nngyun)和电极和电极7.3.2心脏起搏器的电极心脏起搏器的电极1导线（起搏导管）和电极的作用导线（起搏导管）和电极的作用2电极类型电极类型按安置和用途分：按安置和用途分：心内膜电极心内膜电极心外膜电极心外膜电极
36、心肌电极心肌电极按心内膜使用的电极分：按心内膜使用的电极分：单极心内膜电极单极心内膜电极双极心内膜电极双极心内膜电极3电极的结构电极的结构(jigu)及现状及现状第三十八页，共五十八页。7.4.1心脏除颤器的作用心脏除颤器的作用电击除颤电击除颤(电复律术电复律术)用较强的脉冲电流消除心律失常，用较强的脉冲电流消除心律失常，使之恢复窦性心律的方法。使之恢复窦性心律的方法。除颤器除颤器Defibrillator用于心脏电击除颤的设备。用于心脏电击除颤的设备。电击复律作用于心脏的是一次瞬时高能脉冲：电击复律作用于心脏的是一次瞬时高能脉冲：持续时间：持续时间：410ms电能：电能：40400Ws(J)
37、严重快速心律失常严重快速心律失常(心房扑动、心房纤颤、室性心动过速心房扑动、心房纤颤、室性心动过速)，造成，造成血液动力障碍。采用除颤器消除心律紊乱血液动力障碍。采用除颤器消除心律紊乱(wnlun)、恢复心律正常，使、恢复心律正常，使患者得到抢救和治疗。患者得到抢救和治疗。电击复律电击复律时间短暂、安全性高、疗效确切、随时可采用时间短暂、安全性高、疗效确切、随时可采用7.4心脏除颤器的一般心脏除颤器的一般(ybn)介绍介绍第三十九页，共五十八页。7.4.2心脏除颤器的一般原理心脏除颤器的一般原理一般方法：一般方法：RLC阻尼阻尼(zn)放电放电心脏急救设备：心脏急救设备：心脏起搏器、心脏除颤器
38、心脏起搏器、心脏除颤器监视器、记录仪监视器、记录仪7.4.3心脏除颤器的类型心脏除颤器的类型按是否与按是否与R波同步分：波同步分：非同步型除颤器非同步型除颤器同步型除颤器同步型除颤器按电极放置位置分：按电极放置位置分：体内除颤器体内除颤器体外除颤器体外除颤器7.4心脏心脏(xnzng)除颤器的一般介绍除颤器的一般介绍第四十页，共五十八页。7.4心脏除颤器的一般心脏除颤器的一般(ybn)介绍介绍7.4.4心脏除颤器的主要性能指标心脏除颤器的主要性能指标1最大储能值最大储能值除颤器电击前，储能电容储能值除颤器电击前，储能电容储能值400Ws2释放电能量释放电能量实际向病人释放的电能量，以等效患者电
39、阻实际向病人释放的电能量，以等效患者电阻50计计3释放效率释放效率释放电能与储存释放电能与储存(chcn)电能之比。电能之比。50804最大储能时间最大储能时间储能电容充电到最大储能值所需时间。储能电容充电到最大储能值所需时间。1015s5最大释放电压最大释放电压以最大储能值释放能量时，负荷上的最高电压。以最大储能值释放能量时，负荷上的最高电压。安全要求：安全要求：100电阻负荷上最高电压电阻负荷上最高电压5000V第四十一页，共五十八页。第四十二页，共五十八页。第四十三页，共五十八页。7.5.1一种电路比较简单的心脏除颤器的电路分析一种电路比较简单的心脏除颤器的电路分析1充放电电路充放电电路
40、2同步电路同步电路除颤放电与患者自主除颤放电与患者自主R波同步波同步，避开易激期，保证安全，避开易激期，保证安全电击除颤时刻电击除颤时刻(shk)从从R波下降沿开始波下降沿开始除颤前，须预试除颤前，须预试R波同步性波同步性7.5典型典型(dinxng)的心脏除的心脏除颤器颤器第四十四页，共五十八页。第四十五页，共五十八页。双端差动输入双端差动输入(shr)单端输出单端输出放大放大(fngd)正尖正尖脉冲脉冲R波波微分微分(wifn)整形整形控制可控硅控制可控硅导通导通第四十六页，共五十八页。第四十七页，共五十八页。7.5典型典型(dinxng)的心脏除颤器的心脏除颤器7.5.2QC11除颤器的
41、电路除颤器的电路(dinl)分析分析1除颤充电及控制电路除颤充电及控制电路直流变换器直流变换器高压储能电容器高压储能电容器高压储能指示高压储能指示除颤充电控制电路除颤充电控制电路高压充电安全电路高压充电安全电路第四十八页，共五十八页。7.5典型典型(dinxng)的心脏除颤器的心脏除颤器7.5.2QC11除颤器的电路分析除颤器的电路分析2除颤放电控制电路除颤放电控制电路驱动电路驱动电路控制电路控制电路3电源部分电源部分220V交流供电，输出交流供电，输出(shch)12V(稳压稳压)、24V(未稳压未稳压)镉镍电池，镉镍电池，21节干电池节干电池电池自动充电电池自动充电第四十九页，共五十八页。
42、第五十页，共五十八页。第五十一页，共五十八页。第五十二页，共五十八页。第五十三页，共五十八页。心脏起博器与心脏除颤器的区别：心脏起博器与心脏除颤器的区别：起博和除颤都是利用外源性的电流治疗心律失常的方法起博和除颤都是利用外源性的电流治疗心律失常的方法心脏起博器心脏起博器通过产生一定频率、幅度和宽度的电脉冲剌激心脏，通过产生一定频率、幅度和宽度的电脉冲剌激心脏，使有起博功能障碍或房室传导疾病的心脏按一定频率应激使有起博功能障碍或房室传导疾病的心脏按一定频率应激收缩。频率收缩。频率6090次次/分，脉冲幅度分，脉冲幅度5V，脉冲宽度，脉冲宽度0.51ms，能量几微焦耳。，能量几微焦耳。心脏除颤器心
43、脏除颤器产生作用于心脏的一瞬间高能脉冲，消除心律失常，恢产生作用于心脏的一瞬间高能脉冲，消除心律失常，恢复复(huf)窦性心律。持续时间窦性心律。持续时间410ms，电能，电能40400J第五十四页，共五十八页。第五十五页，共五十八页。第五十六页，共五十八页。第五十七页，共五十八页。内容(nirng)总结 7.1 心脏起搏器简介。是心律失常非药物治疗的一种有效治疗方法。心脏病变可望恢复，紧急情况下保护性应用、诊断应用。全定制ASIC芯片（掩膜ASIC）。采用除颤器消除心律紊乱、恢复心律正常，使患者得到抢救和治疗。按是否与R波同步(tngb)分：非同步(tngb)型除颤器。释放电能与储存电能之比。储能电容充电到最大储能值所需时间。心脏除颤器第五十八页，共五十八页。