微信焦点（第7期）：从“中国好游客”说开去，心肺复苏及除颤仪知识大普及 by ADI_Amy
一位本身就是医生的中国游客在美国圣地亚哥海洋公园抢救突发心跳骤停游客的照片走红网络，网友纷纷转载点赞并夸其为“中国好游客”。他坚持胸外按压约十多分钟，等到除颤仪(也称除颤仪，AED)到位后成功将其复苏。
心搏骤停一旦发生，如得不到即刻及时地抢救复苏，4～6分钟后会造成患者脑和其他人体重要器官组织的不可逆的损害，因此心搏骤停后的心肺复苏（CPR）及迅速除颤可以获得最高的成活率。这里分享CPR的基本知识和概念，已经除颤仪相关概念知识及相关解决方案，供关注医疗电子的小伙伴们参考。
心搏骤停临床表现
绝大多数病人无先兆症状，常突然发病。少数病人在发病前数分钟至数十分钟有头晕、乏力、心悸、胸闷等非特异性症状。心搏骤停的主要临床表现为意识突然丧失，心音及大动脉搏动消失。一般心脏停搏3～5秒 ，病人有头晕和黑朦；停搏5～10秒由于脑部缺氧而引起晕阙，即意识丧失；停搏10～15秒可发生阿-斯综合征，伴有全身性抽搐及大小便失禁等；停搏20～30秒呼吸断续或停止，同时伴有面色苍白或紫绀；停搏60秒出现瞳孔散大；如停搏超过4~5分钟，往往因中枢神经系统缺氧过久而造成严重的不可逆损害。辅助检查以心电图最为重要，心搏骤停4分钟内部分病人可表现为心室颤动，4分钟后则多为心室静止。
心肺复苏急救措施及方法
初步急救或现场急救，目的是在心脏骤停后，立即以徒手方法争分夺秒地进行复苏抢救，以使心搏骤停病人心、脑及全身重要器官获得最低限度的紧急供氧（通常按正规训练的手法可提供正常血供的25%—30%）。基础包括突发心脏骤停的识别、紧急反应系统的启动、早期心肺复苏、迅速使用自动体外除颤仪(AED)除颤。
胸外按压的方法是确保患者仰卧于平地上或用胸外按压板垫于其肩背下，急救者可采用跪式或踏脚凳等不同体位，将一只手的掌根放在患者胸部的中央，胸骨下半部上，将另一只手的掌根置于第一只手上。手指不接触胸壁。成人按压频率为至少100次/分，下压深度至少为125px，每次按压之后应让胸廓完全回复。
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自动体外除颤仪相关知识及解决方案
AED系统理论与典型架构
自动体外除颤仪(AED)是一种便携式电子器件，可以自动诊断可能危及患者生命的心室纤维性颤动和心室性心博过速两种心律失常症状。
自动是指器件可以自主分析患者状况，并且为了帮助分析的顺利开展，多数产品都具有语音提示，有些还可能有显示屏，用于指示用户操作方法。借助简单的语音和可视命令，AED在设计时充分考虑易用性，即使是外行也可轻松上手。
除颤仪可以是体外式、经静脉式或植入式，具体取决于应用类型。体外除颤仪按操作方式可以分为手动型和自动型两种，按能量传输方式则可分为单相波形和双相波形两种。
除颤需要通过一种称为除颤仪的设备将治疗剂量的电能注入患者心脏。这会使心肌的电信号传导部分去极化，终止节律障碍，并借助人体心脏窦房结中的天然起搏器重新建立正常窦性心律。能量选择由AED器件根据ECG和两个除颤仪电极的阻抗自动确定，然后，安全处理器控制电路，以选定的能量为高电压电容充电。
在除颤前后，都可以使用选配的多导联ECG监护仪(3/5/10导联)对治疗效果进行评估。除颤仪电极中的ECG是简单的单导联ECG，用于R波识别等基本ECG测量，而可选的多导联ECG则是诊断监护功能，可以发现复杂问题。
AED的设计考虑和主要挑战
在AED设计中，安全性是首要考虑因素。任何操作都必须确保操作人员和患者的安全，因此有必要采用一些冗余设计。
• 安全保障机制和操作处理器都需要相互检查，确保做出正确的决定。
• 如果超时，则使已充电电容放电。
• 能量传输的双重确认机制。
• 语音提示非常有用。
• 如果目标阻抗超出人体的正常范围，则禁用除颤功能。
隔离在设备的内外部都是非常重要的。
• 设备必须确保在内部高电压与器件表面/端口之间有着充足的隔离措施。
• 设备必须在内部高电压器件与低电压器件之间提供隔离机制。正如大家所知，除颤工作于高电压模式，而信号处理器则工作于低电压模式。因此可以使用基于继电器的路径开关。
快速响应至关重要。AED是一种用于挽救生命的器件，因此，器件响应越快，挽回生命的可能性就越大。
• 能快速启动并工作。
• 能对体外患者监护仪触发输出等外部信号快速响应。
• 实时R波识别，以确定传输能量的确切时间。
• 针对电击程序的实时能量控制机制，与不同的能量传输波形存在IP关联关系。
• 快速充电和能量传输，可节省时间。
可靠性极其重要。AED可以用于多种领域，医院内外，救护车、直升机等高振动条件，以及阳光、多雨天气等室外应用环境。因此，AED可能需要具备抗振能力、防水能力等，以适应各种复杂条件。
• 宽工作温度范围。
• 在温度范围内，性能漂移低，如偏置电流和噪声。
• 电路应该能够在较大的电流浪涌下正常工作。
交互模式使得AED操作起来非常简单。
• 语音提示可以用来指示执行下一步操作。
• 录音功能可以用来记录救助程序，供取证使用。
现代AED需要具备多种接口能力。
• ISM、WIFI等无线连接能力可以用于医院中的器件，而GPRS/3G则对医院外的器件非常有用。
• 像LAN、UART、存储卡等外设则用于电气医疗系统。
ADI整体解决方案
ADI提供大量的放大器、数据转换、信号处理、音频处理、隔离和电源管理解决方案，使AED应用的产品质量和可靠性达到最佳程度。此外，ADI还提供评估板、仿真工具和应用专业技术，为客户的设计和开发工作提供支持。
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RE: 微信焦点（第7期）：从“中国好游客”说开去，心肺复苏及除颤仪知识大普及 by ADI_Amy:
ADI除颤仪解决方案推荐
CMOS DRAKE公司在他们的自动体外除颤器（AED）的设计中就采用了咱们ADI的BLACKFIN处理器作为这款救生产品的核心处理器。本文为您解析该处理器与ADI公司的数据转换器、放大器、耦合器和开关一起配合工作用于低功率、低成本的救生设备的优势。
AED是一种对心率异常以至危及生命的患者进行监测、评估和自动处理的医用设备。该系统使用心电图（ECG）分析算法来确认心率和异常，以建议使用者是否需要进行心脏除颤。在做出除颤决定之后，此设备对存储电容器充电，并且产生一个双相输出电流。过去曾经用传统的微处理器（MCU）、可编程系统芯片（SOC）和嵌入式单板机驱动AED。然而，由于ECG分析算法需要高性能处理器，并且需要低成本和快速投放市场，所以 CMOS DRAKE公司认识到采用BLACKFIN处理器提高AED性能的机会。
“我们的AED解决方案设计目标有三个：降低成本，降低功率和提高性能” ，CMOS DRAKE公司生物医学工程师，理学硕士EDUARDO AZEVEDO先生说。“使用BLACKFIN处理器作为我们的核心处理器，我们能够将DSP功能与多处理器相结合——而不是多个分立的处理器组合——从而能够无缝控制32 MB 同步动态存储器（SDRAM）、2 MB 从闪存到代码存储、小型从闪存到数据交换，以及液晶显示器(LCD)显示。另外，BLACKFIN处理器创新的功能和独特的体系结构与诸如EZKIT开发工具这样的预先准备好的开发工具相结合，节省了我们的设计时间，同时提供了更经济有效和功能强大的解决方案。”
“医用设备为更好地服务于大众的健康和生活方式而不断发展，但是，为了使这些设备具有适当的功能，必须完成复杂的算法并且不断地捕获最微小的细节，”ADI会聚平台和业务部总经理JOHN CROTEAU先生说。“由于在整个信号链路中都使用了BLACKFIN处理技术，所以CMOS DRAKE公司的AED不仅达到了最佳性能，而且也节省了印制电路板（PCB）面积和材料成本（BOM）以提供低功耗的救生产品。”
为了充分发挥BLACKFIN处理器的作用，CMOS DRAKE公司还选用了ADI生产的业界领先的模拟集成电路（IC）。AED系统中采用的模拟IC包括模数转换器(ADC)、运算放大器、耦合器、多路复用器和模拟开关。
BLACKFIN处理器在会聚处理中的作用
BLACKFIN处理器包括具有业界最高性能和最低功耗的新一类16 BIT和32 BIT嵌入式处理器，它们适合于会聚处理是至关重要的应用场合，这些汇聚功能包括多格式音频、视频、语音和图像处理；多模式基带和分组处理；以及实时的安全和控制处理。正是软件灵活性和可扩展性的这种强有力的结合促进了BLACKFIN处理器在多种会聚应用中被广泛采用，例如便携式和网络媒体播放器；车载远程信息处理、医用设备、信息娱乐和驾驶助手；卫星和地面无线电；以及网络安全系统。
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