论文摘要
背景:每年有数十万人发生心源性猝死,其中主要是由心室纤颤（简称室颤）引起。室颤是心脏电活动极度混乱的表现,一般很难自行终止,室颤时心脏丧失泵血功能,并可危及病人生命。动物实验和临床研究都已证明,电击可以有效终止室颤。而且,除颤时间跟除颤成功率密切相关。据统计,每延迟1分钟除颤,复苏成功率下降7%-10%,因此心血管急救指南中把早期除颤作为生存链中关键的一环。体外自动除颤器（automated external defibrillator,AED）可对室速、室颤等危重心律失常的心电信号进行自动识别并迅速进行电击复律的先进设备,它的出现给早期除颤的实现带来了更大的可能。为了实现早期除颤的目标,一些发达国家在人口密集的公共场所配置操作方便的AED,以便对突发室颤的病人进行及时救治。除颤成功与否以及除颤效率的高低和多种因素有关,其中包括放电波形、波形脉冲宽度、电极放置的位置、电极板尺寸、经胸阻抗、病人自身情况等等。对已知的影响因素进行优化筛选,可以在一定程度上提高除颤的成功率并降低除颤阈值,这意味着可以降低除颤所需能量,从而获得低能量除颤既对心肌损伤小,又避免能量浪费的益处。本文完成了AED样机的初步研制工作,并对低能量除颤进行了初步的探讨。目的:研发出拥有自主知识产权的双相波体外自动除颤器,达到并超越国外同类产品的水平。通过动物实验验证自主研制的体外自动除颤器（AED）对室速/室颤（VT/VF）识别的敏感性、特异性并探讨AED除颤波形的脉冲宽度改变对室颤（VF）除颤效果的影响。方法:AED由除颤器、监护二大部分及相关软件构成,除颤器与监护部分既可单独亦可联合使用。心电信号的识别分析采用自行设计的多参数自学习和自适应调节的时域分析算法,除颤器部分的放电设计采用标准的双相指数截断波形。动物实验采用梅山猪,应用交流电刺激诱发VT/VF,记录分析AED对VT/VF的识别过程,评价AED对VT/VF识别的敏感性和特异性。除颤采用4ms+1ms+4ms和5ms+1ms+5ms两组不同脉冲宽度的双相波除颤,记录除颤成功次数,评价除颤阈值,统计分析来比较两组除颤效果的不同。结果:识别系统可对3通道心电图中的任意一路进行分析;识别心律失常的心率阈值可任意设定（默认值为150次/分）;系统采用自学习的方式确定识别参数的初始值,并可根据不同情况自适应调整识别参数。记录的AED除颤放电波形为双相指数截断波形,正、负向脉冲宽度各为5ms。在识别实验中共诱颤96次,放电除颤145次,记录心电数据167段次,共计103740秒。VT/VF的识别准确性为99.5%,敏感性为98.2%,特异性为99.6%,阳性预测率为95.5%,阴性预测率为99.8%。在不同脉宽的除颤实验中诱发VF81次,成功除颤26次。两组在总的放电电压、放电能量及除颤成功率方面无统计学差异,但除颤能量阈值4ms+1ms+4ms组低于5ms+1ms+5ms组。结论:自行研制的AED各模块工作正常,识别,充放电过程衔接连贯,识别算法设计合理,除颤波形输出良好,整机可以较准确对心电信号进行即时识别并自行快速充放电,具有较高的识别敏感性和特异性,达到或优于国外同类产品的水平,基本可以满足早期、快速、自动除颤的要求。波形的脉冲宽度对除颤效果有影响。适当的缩短脉冲宽度,可以减小除颤阈值并有可能提高除颤成功率。