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主題:電擊器 指導老師:吳文端 老師 組員:蔡宗訓、何鴻鑫、朱堉奇、黃家材 目錄: 工作原理 使用時機 分類 動態與趨勢
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心臟電擊工作原理 用較強的脈衝電流通過心臟來消除心律失常、使之恢復竇性心律的方法,稱為電擊除顫或電複律術。起搏和除顫都是利用外源性的電流來治療心律失常的,兩者均為近代治療心律失常的方法。心臟起搏與心臟除顫復律的區別是:後者電擊復律時作用於心臟的是一次瞬時高能脈衝,一般持續時間是4~10ms,電能在40~400J(焦耳)內。用於心臟電擊除顫的設備稱為除顫器,它能完成電擊復律,即除顫。當患者發生嚴重快速心律失常時,如心房撲動、心房纖顫、室上性或室性心動過速等,往往造成不同程度的血液動力障礙。尤其當患者出現心室顫動時,由於心室無整體收縮能力,心臟射血和血液循環終止,如不及時搶救,常造成患者因腦部缺氧時間過長而死亡。如採用除顫器,控制一定能量的電流通過心臟,能消除某些心律紊亂,可使心律恢復正常,從而使上述心臟疾病患者得到搶救和治療。
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原始的除顫器是利用工業交流電直接進行除顫的,這種除顫器常會因觸電而傷亡,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,一般都用直流電除顫。一般心臟除顫器多數採用RLC阻尼放電的方法。電壓變換器是將直流低壓變換成脈衝高壓,經高壓整流後向儲能電容C充電,使電容獲得一定的儲能。除顫治療時,控制高壓繼電器K動作,使充電電路被切斷,由儲能電容C、電感L及人體(負荷)串聯接通,使之構成RLC(R為人體電阻、導線本身電阻、人體與電極的接觸電阻三者之和)串聯諧振衰減振盪電路,即為阻尼振盪放電電路,通過人體心臟的電流波形。實驗和臨床都證明這種RLC放電的雙向尖峰電流除顫效果較好,並且對人體組織損傷小。如前所述,放電時間一般為4~10ms,可以適當選取L、C實現。電感L應採用開路鐵芯線圈,以防止放電時因大電流引起鐵芯飽和造成電感值下降,而使輸出波形改變。另外,除顫中存在高電壓,對操作者和病人都有意外電擊危險,因此必須防止錯誤操作和採取各種防護電路。心臟除顫器除了應有上述充電電路和放電電路以外,還應有監視裝置,以便及時檢查除顫的進行和除顫效果。監視裝置有兩種:一種是心電示波器,在示波器熒光屏上觀察除顫器的輸出波形,從而進行監視;另一種是如心電圖機一樣的自動記錄儀,把除顫器的輸出波形以及心電圖自動描記在記錄紙上,達到監視目的。當然,有的同時具有上述兩種裝置,既可以在熒光屏上觀察波形,又可以把波形自動描記下來。有的心臟急救裝置由心臟起搏器、心臟除顫器以及監視儀、自動記錄儀一起組合而成,是心臟急救的良好儀器。
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心臟電擊的使用時機 並非在心跳完全停止時 (這純粹是電視電影的誤導,心跳完全停止時,只能予以心臟按摩), 而是當心臟仍有自發性心跳, 但這心跳卻相當不規則且為無效博動時(即心室心博過速及心室顫動), 施予電擊,以使原本各自為政,亂跳一通的心臟細胞們, 能夠回到同步狀態, 亦即回到正常而規則的節律。因此, 電擊器的正式名稱才會被稱為 “去顫器”或“除顫器”也因此,使用電擊器的時機必須根據立即性的心電圖監測結果.電擊器若使用在活人 (應該說心跳正常的人), 將會嚴重干擾到正常心臟節律之電流訊號的傳導,反而可能造成心律不整, 甚至猝死。
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分類 (一)按是否與R波同步來分 1、非同步型除顫器。這種除顫器在除顫時與患者自身的R波不同步,可用在心室顫動和撲動(因為這時沒有振幅足夠高、斜率足夠大的R波)。 2、同步型除顫器。這種除顫器在除顫時與患者自身的R波同步。一般是利用電子控制電路,用R波控制電流脈衝的發放,使電擊脈衝剛好落在R波的下降支,這樣使電擊脈沖不會落在易激期,從而避免心室纖顫。可用於除心室顫動和撲動以外的所有快速性心律失常,如室上性及室性心動過速、心房顫動和撲動等。 (二)按電極板放置的位置來分 1、體內除顫器。這種除顫器是將電極放置在胸內直接接觸心肌進行除顫的。早期除顫主要用於開胸心臟手術時直接心肌電擊,這種體內除顫器結構簡單。現代的體內除顫器是埋藏式的,這與早期體內除顫器不大相同,它除了能夠自動除顫以外,還能自動進行心電的監護、心律失常的判斷、療法的選擇。 2、體外除顫器。這種除顫器是將電極放在胸外,間接接觸心肌除顫。目前臨床使用的除顫器大都屬於這一類型。
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體外心臟去顫電擊器市場動態與趨勢 體外心臟去顫電擊器(External Defibrillator)又簡稱為心臟電擊器,此儀器有兩大類型,分別是應用在醫院、救護車的專業型電擊器(Manual ExternalDefibrillator, MED),及應用於公共場所、居家的自動式簡易心臟電擊器(Automated External Defibrillator, AED)。心臟電擊器是急救系統中最重要的醫療器材之一,在醫院已廣泛使用多年,產品銷售也呈現穩定的成長,而近十年來較受到矚目的趨勢則是自動式簡易心臟電擊器AED 的發展、普及化,由於AED具可攜式及使用流程非常簡單的特性,因此也被稱之為傻瓜電擊器,操作時僅需按照圖示將電極片貼到病人胸前的特定位置,機器即能自動判讀病患的心跳狀況,並給予適當電擊刺激,使突發性心臟驟停的患者,從心室纖維顫動(VF) 或無脈性心室頻脈( Pulseless VT)恢復正常脈動。由產品的銷售進行分析,AED的成長速度相對高於專業用MED,未來發展頗具潛力。
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2009 年歐美合併市場銷售將達10 億美金,以AED 產品成長最快
根據Frost and Sullivan 的估計,2009 年心臟電擊器在美國的銷售將達670億美金(如圖1),其中AED 較去年成長15.8%,達409.5 億美金,佔整體銷售的61.1%;MED 較去年成長2.2%,達261.8 億美金,佔整體銷售的38.9%。2009年心臟電擊器在歐洲的銷售將達335 億美金(如圖2),其中AED 較去年成長13.2%,達120 億美金,佔整體銷售的35.8%;MED 較去年成長12.0%,達215億美金,佔整體銷售的64.2%。綜合評估歐美心臟電擊器2009 年的表現將達10億美金,而2006~2012 的年複成長率CAGR 達9.3%,其中,AED 的成長表現為12.2%,高於MED 的6.1%。在競爭者分析方面,心臟電擊器產品的主要廠商包括Medtronic、Philips、Zoll、Cardiac Science、Welch Allyn、Heartsine、 Defibtech,其中Medtronic、Philips、Zoll 合占美國86.9%的市占率及歐洲78.0%的市占
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心血管疾病的威脅日趨嚴重,AED 的重要性及需求隨之上升
由歐美的心臟電擊器產品銷售趨勢可發現,AED 的整體成長動能高於MED,主因為AED 的操作便利性及心血管疾病威脅漸大所帶來的需求上升所致,另外,各國政府的大力推廣也是AED 成長趨高的原因之一。AED 使用步驟簡易且具有語音引導操作,並能免設定即自動給予適當電擊刺激,故歐、美、日等國家已開放非醫護人員的一般民眾,也能自行操作使用,並以政策力量鼓勵公共場所如百貨公司、工作場所、遊樂場所、交通運輸站等地點設置AED。目前AED 處於高成長的市場階段,未來在老年人口、慢性病患者數目持續上升之下,市場成長動能仍可期待。在需求方面,心臟驟停易發生在有心臟病及心血管疾病病史的族群,高齡和肥胖亦是主要誘發因子,尤其心血管疾病及心臟病是全球及台灣的前三大人口死因,威脅人類健康甚大,在美國每年就約有450,000 名成年人及7,000 名兒童因為心臟驟停而死亡,日本估計每年也有60,000 人以上因心臟麻痺而需急救,而台灣每年則約有13,000 人死於心血管疾病。同時,根據主計處統計,台灣每天約有95 人次需進行心肺復甦的急救,且此數值正處於上升的趨勢。然而,心臟驟停也會發生在平日看似健康的正常人身上,國內已有幾件學童在校園內疑似因運動而心臟驟停的案例。根據中山醫學大學附設醫院為台灣國中、國小新生進行心臟病篩檢的研究指出,學童先天性心臟病盛行率達3%,但高達82%的病童,在篩檢前並不知道自己有心臟病,而這些皆是校園猝死的高危險群。
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主要經濟大國已積極推廣AED 的使用 AED 在歐美盛行十多年,技術及市場發展在多年的發展之下已頗具規模,如美國早在柯林頓總統時代即以法案推動政府機關安裝AED,布希執政時亦持續推動美國各州投入經費安裝AED 並訓練人員操作。最初AED 主要由醫護人員、軍方或緊急援救如消防員、警察使用,後來技術的進步使儀器操作更加簡單,使得公眾場所的一般民眾皆能便利操作,除此之外,美國的善良撒馬利亞人法案(Good amaritan law)提供為傷者、病人緊急救護的自願救助者免除責任的法律保護,使民眾為他人做急救時,不用擔心因對第三者急救過失造成傷亡而遭到追究,此一法案也間接推動AED 在美國的普及化,因此,在人口密集度高的公共場所如機場、捷運站、火車站、學校、電影院、博物館、金融機構、商業大樓、飯店、百貨公司、遊樂場、健身中心、工廠等場所皆可發現AED 的蹤影。日本的AED 使用情況,原本也必須由醫護人員操作或得到醫生批准,但是從2004 年7 月1 日起,日本政府通過法案,明確規範普通市民也可使用AED,此法案使日本AED 在這幾年內即迅速普及,一般的車站或人口密集度高的公共場所皆能發現AED,部分的新興住宅並將AED 列為標準救護器材,做為居家購入使用。
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公共場所用AED 最具成長動力,居家用AED 則是未來趨勢
統計目前各國的AED 設置處,仍以交通樞紐站最為密集常見,如日本東京羽田機場已設置53 台AED、荷蘭阿姆斯特丹史基沃機場設置55 台AED,若再由美國AED 於各應用場域之銷售比例觀測未來趨勢,預計至2013 年美國AED市場將有60%以上的AED 是應用於公共場所(public access)的設置,其次為救護車等緊急救護系統(pre-hospital。未來在公共場所的AED 系統需求仍是主要的市場成長驅動力。在AED 產品的未來發展方向,則朝向居家型AED 演進,其他的新產品開發尚包括個人穿戴式AED、幼兒用AED。目前FDA 核准的居家用AED 僅有Philips 的一項產品,可在美國OTC(over the counter)通路購買。居家用AED規格較公共場所使用的要求更加嚴格,如電力供應系統的穩定度,操作需更佳人性化及簡便。一般而言,市場上常見的AED,其規格大約在重量4 公斤以下,標準配備包含電池組、拋棄式電極貼片、急救時同步錄音儲存及簡易型救護包,操作功能至少應具有『自動判斷心律是否需要電擊』及『自動進行充電』、電擊能量最高不得超過 360 焦耳、電擊後之充電時間低於25 秒、急救過程中有完整中文語音提示、具防水、防撞擊功能、具同步錄音記錄功能。個人穿戴式AED 則適用於心臟驟停的高風險族群,如慢性心血管患者、心臟病患者,讓病患可於日常生活中方便穿戴,且在病患心臟發生驟停時,AED可以立即自動給予電擊刺激,使其恢復心臟脈動,個人穿戴式AED 目前僅有Zollmedical’s 的一項產品通過FDA 的上市核可。
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