手动体外除颤器（Manual external defibrillator）是一种应用电击来抢救和治疗心律失常病人的医疗电子设备，具有疗效高、作用迅速、操作简便以及与药物相比较为安全等优点。手动除颤器可用于一般场合心搏骤停患者的急救治疗，也可用于手术过程中的急救。

临床应用的手动体外大多兼有电复律和电除颤双重功能。其作用机制是，在短时间内将高电压、适当强度的电流通过心脏主体，使心肌各部瞬间同时去极化，消除心肌细胞电活动的散乱状态或打断折返环，使异位心律暂时消除，以恢复正常的心脏节律。由于手动除颤的充电和放电操作均为人工控制，并有明确的适应证与禁忌证，使用不当，会造成严重后果。因而，它对操作的要求较高，通常配置在专门科室，必须由受过培训的专业医务人员使用。按照其输出波形，手动体外除颤器分为单相波除颤器和双相波除颤器。

手动体外除颤器公认的适应证有五类，分别为心室颤动/心室扑动（室颤/室扑）、心房颤动（房颤）、心心房扑动动（房扑）、室上性心动过速（室上速）和室性心动过速（室速)。其禁忌证包括：缓慢，包括病态窦房结综合征；过量引起的心律失常（除心室颤动外）；伴有高度或完全性传导阻滞的心房颤动、、；严重的；巨大，心房颤动持续1年以上，长期心室率不快者。手动体外除颤器在使用中有以下注意事项：去除病人义齿及身上的金属物品；导电胶应涂抹均匀，避免局部皮肤灼伤；掌握好手柄压力；电击板应避开内置式起搏器部位，避开溃烂或伤口部位；尽量避免高氧环境；电除颤应在病人呼气终末时放电除颤。

实用除颤器的开发始于20世纪20年代。1956年，波士顿的心脏病专家卓尔（Zoll）等人首次成功进行了第一例人体体外除颤。

除颤时，电流或电压随时间的变化曲线构成了除颤波形。按照手动体外除颤器的输出波形可分为单相波除颤器和双相波除颤器。

单相波除颤器

早期的除颤器主要采用单相除颤波形，单相波的电流方向是固定的，电流只能从一个电极流向另一个电极。

双相波除颤器

与单相波不同，双相除颤波形由两个极性相反的脉冲组成，在电击过程中电压/电流的极性会发生翻转，它可以有效降低除颤所需的电击强度。

临床应用的手动体外除颤器大多兼有电复律和电除颤双重功能，其共同作用机制是，在短时间内将高电压、适当强度的电流通过心脏主体，使心肌各部瞬间同时去极化，消除心肌细胞电活动的散乱状态或打断折返环，使异位心律暂时消除，以恢复正常的心脏节律。尽管电复律、电除颤都是利用外源性电刺激来治疗心律失常的，但是它们之间从临床用途到使用方法存在着较大区别。

电复律是以患者自身的心电信号为触发标志，同步瞬间发放高能脉冲电流通过心脏主体，使某些异位快速心律失常（大部分心肌除极）转复为窦性心律。由于电复律必须将除颤电流脉冲落放在R波降支或R波开始后30ms以内的心室绝对不应期中，才能实现心肌整体的除极，即电脉冲释放时机应受控于心电R波，因而，它被称为同步电复律。电复律适用于如心房颤动、心房扑动时存有明显QRS波群的治疗，为避免在易损期发放电脉冲导致心室颤动，电复律必须要与患者的心律同步，要求在绝对不应期内实施电击除颤。

电除颤是利用除颤器释放的电流脉冲使患者全部心肌在瞬间同时去极化（相当于一次复位），消除心肌的异常兴奋灶及折返环（心室兴奋后沿房室旁路逆行激动心房），去极化之后整个心肌处于心电静止状态，此时自律性最高的窦房结将首先发出冲动重新控制心脏整体搏动，从而实现治疗心室颤动的目的。电除颤适用于心室颤动、心室扑动及无脉性室性心动过速的治疗，其释放电流的时机与QRS波群无关（发生心室颤动时已经没有明显的R波），因而也称为非同步电除颤。

临床上通常用药物和电击除颤两种方法来治疗心律失常。与药物治疗相比，电击复律的时间短暂，安全性高，疗效确切，随时都可采用，因此它成为一种有效的转复心律方法，尤其是在某些紧急情况下（如心室颤动）能起到应急抢救的作用。早期电除颤对于心搏骤停的救治至关重要。因为心搏骤停时，最常见的心律失常是心室颤动，而治疗心室颤动最为有效的方法就是电除颤，成功除颤的机会转瞬即逝，未行转复心室颤动数分钟内就可能转为心脏停搏。每延迟除颤时间1min，复苏的成功率将下降7%~10%，而超过10min则只有2%~5%的患者有生存机会。

1.心室颤动是电除颤的绝对指征。

2.慢性心房颤动（心房颤动史在1~2年内）和持续心房扑动。

3.阵发性室上性心动过速，经常规治疗无效，且伴有明显血流动力学障碍者或预激综合征并发室上性心动过速而用药困难者。

4.呈1：1传导的心房扑动。

手动体外除颤器包括蓄电、放电控制、能量显示器、心电监护仪、系统控制五部分；主要由除颤电路、充电电路、放电电路、心电信号放大电路、心电信号显示电路、控制电路、心电图记录器、电源以及除颤电极板等组成。现代多功能除颤器具有除颤、连续心电图监护、打印、存储、报警等功能，而且还能提供语音指导操作程序（如图）。

除颤电极

根据不同的应用场合，除颤器的电极可以分为体外除颤电极和体内除颤电极两大类。体外除颤电极适用于一般场合，主要有手持式（电极板）电极和黏附式（电极垫）电极。

体外除颤器的电极与人体直接接触，是除颤器对患者实施救助的应用器件。体外除颤电极为导电材料，单个成人体外除颤电极的表面积约为100cm²，儿童体外除颤电极的表面积约为40cm²。电极使用的导电材料应与皮肤有良好贴服性，目的是有效地减小电极与皮肤间的接触电阻。

（1）手持式除颤电极：是可以重复使用的电极，两个电极分别为心尖电极和胸骨电极（或心底电极）。在两个电极的顶部各有一个充电/除颤按钮，只有同时按下这两个按钮才可以激发除颤电流。心尖电极充电/除颤按钮的下面有一个记录按钮，按动记录按钮可以记录除颤器的输出波形和心电图，以便及时检查除颤过程和效果。

（2）黏附式除颤电极：为一次性使用电极，电极能与患者皮肤保持24h的良好接触，并可以承受50次能量为360J的除颤电击。

除颤器选用恰当强度的脉冲电流作用于心脏，通过实施电击，使全部（或大部分）心肌在瞬间同时去极化而处于不应期，以实现抑制异常兴奋灶、消除异位心律、恢复窦性心律的治疗目的。

早期的除颤器主要是交流除颤器，交流除颤可以消除室颤，但由于它的输出波形较为单一（以正弦波为主），无法抑制房颤。另外，交流除颤器输入端的高强度电流会对同一电源线上的其他设备带来干扰，易引发触电。因此已经不再使用。现代除颤器均为电容放电式的直流除颤器，由机内直流逆变器产生除颤所需的直流高压，通过不同的电路形式和控制方法，可以灵活地输出多种波形以满足临床需求。

使用时，直流升压逆变器将直流低压转换成直流高压，通过继电器的常开触点向储能电容C充电。除颤治疗时，继电器动作，常开触点闭合，切断充电回路，由储能电容C经电感L向人体（负载R）放电。经人体组成的RLC电路为串联谐振衰减振荡电路，也称为阻尼振荡放电电路。其中，电感器的主要作用是降低峰值电压，防止在放电初始阶段的电流过大或电压过高。

为防止除颤电击对人体皮肤造成灼伤，除颤器必须具备阻抗检测功能，当发现电极与皮肤接触不良时，能即刻报警。有些除颤器还有电极压力感受装置，如果手持式电极未达到足够大的压力，电路不会启动除颤功能。另外，除颤器还有内置心电监测系统和同步装置（下图中虚线部分），由于心电监测与除颤使用同一对电极，可以提高心律不齐的节律识别和纠正效率。除颤器使用完毕关机后，放电装置能自动对储能器件进行安全的内部放电。

除颤时，电流或电压随时间的变化曲线构成了除颤波形。除颤波形的设计是提高除颤效率的关键技术，除颤的输出波形主要分为单相波和双相波。

单相除颤波形

早期的除颤器主要采用单相除颤波形，单相波的电流方向是固定的，电流只能从一个电极流向另一个电极。单相除颤波形在临床应用中存一些缺陷，主要表现为电流峰值较大，对心肌功能有损伤；对胸阻抗变化没有自动调整的功能，对高阻抗患者的除颤效果不理想；对房颤的转复能力较差。最常见的单相除颤波形有单相阻尼正弦波和单相指数截断波（如下图）。

双相除颤波形

与单相波不同，双相除颤波形由两个极性相反的脉冲组成，在电击过程中电压/电流的极性会发生翻转，它可以有效降低除颤所需的电击强度。双相除颤波形的技术优势是，双相波的电流峰值可以大幅降低，电击对心脏造成的损伤较小；通过反方向的第二相（负向）电流可以消除第一相（正向）的残留电荷，能有效地防止除颤后的室颤复发；从第一相到第二相过渡时的高强度电压变化，能导致组织的超极化及初始相位的钠通道再激活，使得第二相波可以更好地刺激心肌。除颤器应用的双相波主要有如三种形式，即双相指数截断波、双相方波及双相脉冲波（如下图）。

20世纪90年代末，美国心脏协会（aha)组织专家对双相波除颤的安全性和有效性进行了系统性的研究论证，最终认为低能量双相波是“安全的、可接受的和临床上有效的”。从此以后，双相波进入美国心脏学会（AHA）和欧洲复苏委员会（ERC）的临床指南，取代单相波成为临床上主要推荐的除颤波形。

1.缓慢心律失常，包括病态窦房结综合征。

2.毛地黄过量引起的心律失常（除心室颤动外）。

3.伴有高度或完全性传导阻滞的心房颤动、心房扑动、房性心动过速。

4.严重的低钾血症暂不宜作电复律。

5.左心房巨大，心房颤动持续1年以上，长期心室率不快者。

1.去除病人义齿及身上的金属物品。

2.导电胶应涂抹均匀，避免局部皮肤灼伤。

3.掌握好除颤器手柄压力。

4.电击板应避开内置式起搏器部位，避开溃烂或伤口部位。

5.尽量避免高氧环境。

6.电除颤应在病人呼气终末时放电除颤。

体外除颤器在国家药品监督管理局医疗器械分类目录中的基本信息：

电击除颤技术的缘起最早可以追溯到18世纪，早在1775年，丹麦医师Abildgaard进行了一系列实验，他通过对母鸡身体施加的电脉冲使母鸡“没有生命”，随后又通过施加电脉冲使它们恢复知觉，他还发现在胸部以外的地方实施这种电击是没有效果的。但是Abildgaard并不知道室颤的存在。。

1900年，日内瓦大学的两位生理学家Prevost和Batelli在对心室颤动（VF）的狗的研究中发现，弱的交流电（AC）或直流电（DC）的冲击产生心室纤维性颤动，而强大的电流可以除颤。。

实用除颤器的开发始于20世纪20年代。1947年，美国心脏外科医生贝克（Beck）第一次通过电除颤挽救了人的生命，他在外科手术中通过电击暴露的心脏恢复了一名14岁患者的心脏搏动。1956年，波士顿的心脏病专家卓尔（Zoll）等人首次成功进行了第一例人的体外除颤。在1961年，亚历山大（Alexander）等人第一次描述了交流电电击终止室性心动过速（VT)，这是第一次电击治疗应用于非心室纤颤的报告。

在除颤器发展早期，人们一直在争论交流电和直流电除颤的优劣，直到20世纪60年代，美国波士顿的医学博士Bernard Lown及其同事的工作证明了除颤技术中直流电相对于交流电的优越性和安全性。从此以后，直流电除颤逐渐成为主流。

随着现代电子技术的进步和临床医学的需要，由20世纪60年代以来的40年间，除颤器技术有了重大的发展和广泛的使用，成为医院、诊所、急救中心、急救站必不可少的重要的急救装备。

临床应用能量作为除颤的剂量，但是决定除颤是否成功的关键因素是流过心肌的电流。操作除颤器时，要选择适当的能量，使除颤电流全部（或大部）通过心脏，以获得最佳的除颤效果。由于电流也是造成心肌损伤的主要因素，因此低能量、高成功率和低心肌损伤一直是除颤技术研究的方向。除颤波形的设计是提高除颤效率的关键技术，围绕除颤器的波形设计出现了许多创新性的研究成果。

由于体外除颤器的电极不是与患者的心脏直接接触，电极与心脏之间存在皮肤接触电阻和人体阻抗（一般为30~70Ω）。由于这些阻抗的不确定性和个体差异性，会直接影响除颤的电流、能量及除颤的效率。因此，体外除颤器应用环节中的阻抗变化增加了设置电击强度的难度。新一代的除颤器普遍使用了阻抗补偿技术，通过这项技术能对患者的胸阻抗适当补偿。根据除颤器所使用波形的不同，用于体外除颤阻抗补偿的技术手段主要有电流补偿技术、脉宽补偿技术、双相补偿技术及占空比补偿技术。

自动体外除颤器（automatic external defibrillator，AED）是在手动除颤器的基础上增加了心电监测、分析和控制模块，可以经内置分析系统检测和确定发病者是否需要予以电除颤，并能自动进行除颤救治。普通人稍加培训即能熟练使用，是为现场急救设计的急救设备。由于全自动除颤器小巧便携、易于操作，可以由普通人使用，适用于第一急救现场，因此多用于院外，具有良好的发展前景。

体内除颤器（implantable cardioverter defibrillator，ICD），全称是植入式心律转复除颤器。体内除颤器通过静脉通路，将导管电极放置在心腔内，通过与心肌直接接触实施除颤。它可以自动检测心动过速和室颤，并能有针对性地采取恰当的电击治疗措施。这种通过静脉植入的方式不需要开胸术植入心外膜电极，可以避免手术创伤。体内除颤器的原理与体外除颤器基本相同，但与体外除颤器相比，体内除颤器还具备异常心电信号的自动检测功能及可与心肌直接接触的除颤电极。植入式体内除颤器是预防高危心脏病患者心搏骤停的可靠治疗手段，被认为是预防心脏性猝死的主要治疗设备。自1980年发明体内除颤器以来，体内除颤器技术得到了长足的进步。

克劳德·贝克

克劳德·贝克（Claude Beck）是美国俄亥俄州克利夫兰的一名心脏外科医生。1947年，乌尔里希·贝克在给一位14岁的少年施行外科手术过程中，患者遭遇心脏骤停。贝克医生将除颤器的两个电极连接到患者暴露的心脏上，用110伏的电压电击4次，成功将患者的心脏恢复到正常搏动。患者最终完全康复。这是人类历史上第一次通过电除颤挽救了人的生命。

保罗·莫里斯·卓尔

保罗·莫里斯·卓尔（Paul Maurice Zoll），波士顿心脏病专家。1956年，卓尔对除颤器作出重大改进，应用高压直流电容器获得可控的储存电量，然后通过2个放置在病人胸壁上的电击板，用70V，1.5A的交流电，在胸外进行了0.15秒的放电除颤成功，达到不开胸而消除心室纤颤的目的，实现人类历史上第一次体外除颤。从而牢固地奠定了心脏除颤器治疗VF的临床基础。

弗兰克·潘特里奇

弗兰克·潘特里奇（Frank Pantridge）是爱尔兰心脏病学家，他发明了便携式除颤器。1965年，心脏病已成为最常见的死亡原因之一，其中很多病人的死亡是由于心室颤动导致的。当时世界上许多医院都安装了除颤设备，但大多数心脏病的发作都发生在医院之外，病人因得不到及时的除颤救治而失去生命。面对这种情况，潘特里奇意识到需要发明一种可以移动的除颤器，以便及时赶到病发现场为病人施救。他设计用转换器将汽车电池的12伏电压转换成230伏电压，为除颤器供电。他的第一个装置重达70公斤，安装在贝尔法斯特的救护车上。在此后的三年内，经过潘特里奇的不断改进，他的除颤器重量减少到了便于携带的3公斤。潘特里奇的除颤器很快被美国所采用，并为他赢得了“急诊医学之父”的称号。