現(xiàn)在的醫(yī)療電子設(shè)備不再局限于醫(yī)院、診所或醫(yī)生手中出現(xiàn)，市面上也存在提供給非醫(yī)療從業(yè)者使用的醫(yī)療設(shè)備。與印象中的傳統(tǒng)醫(yī)療設(shè)備相比，便攜式醫(yī)療電子設(shè)計反而變得更小，更便攜，更易于使用。例如自動體外除顫器，常出現(xiàn)在許多公共場所，如體育場館，學(xué)校，機場，健身俱樂部以及許多商業(yè)和政府辦公室等場景都會放置除顫器設(shè)備。
醫(yī)療設(shè)備規(guī)格通常有著高標(biāo)準(zhǔn)的要求，以確保使用時安全可靠地運行。因便攜式設(shè)備在通常情況下還需要電池供電，加上緊湊尺寸和耐久性的條件，其電子設(shè)計需完成更多的額外挑戰(zhàn)，才能應(yīng)對惡劣的操作條件。
本文將探討便攜式醫(yī)療電子設(shè)備的自動體外除顫器（aed）應(yīng)用，了解其電路設(shè)計中使用的電阻器技術(shù)的具體要求。
自動體外除顫器與醫(yī)院中的外部除顫器工作原理相同。它們常用于救治被心律失常（心律不齊）危及生命的患者，在心臟驟停的情況下，通過施加電擊來重建正常的心律。 需要注意的是，外部除顫器是通過放置在胸部表外的撥片輸送電荷，而內(nèi)部除顫器（通常出現(xiàn)在手術(shù)室中）是通過與心臟直接接觸的撥片輸送高壓電脈沖。
與醫(yī)院型除顫器的不同之處在于，它們是為了經(jīng)過培訓(xùn)的醫(yī)生，護理人員進行手動操作而設(shè)計的，醫(yī)療人員可以診斷心臟病并了解休克水平采取怎樣的應(yīng)用操作。此外，這些除顫器可能具有內(nèi)置的心電圖（ecg）讀取器，但在通常的情況下，有許多醫(yī)院患者，特別是有心臟驟停風(fēng)險的患者，可能已經(jīng)連接到綜合診斷監(jiān)測設(shè)備，其設(shè)備能為臨床醫(yī)生提供所有詳盡的信息。
相比之下，aed是更便攜、易操作的設(shè)備，主要供非醫(yī)療保健專業(yè)人士使用。正如其名稱所示，aed可自動分析和診斷患者的心律，并自動進行電擊或明確告知用戶是否需要電擊以及如何進行電擊。因此，有別于專業(yè)醫(yī)療設(shè)備，aed的能力方面受到更多限制，并且只能治療常見可電擊的心律失常類型的患者（通常稱為vt和vf），但不能在心臟停止后的狀態(tài)下起作用。
aed通常被認(rèn)為是“公共使用”設(shè)備，主要設(shè)置于購物中心，火車站等類似地點，隨著科技的發(fā)展，身體穿戴和個人類型aed正變得越來越受到患者群體的歡迎，甚至升級為必不可少的家庭醫(yī)療設(shè)備。
圖1：簡化的除顫器電路原理圖
該原理圖僅展示了基本的充電/放電電路，除顫器的基本電氣設(shè)計相對簡單（如圖1所示），關(guān)鍵元件是存儲電容器c，其充電到足以將額定電力水平傳遞給心臟。
充電電路包括dc電源和串聯(lián)電阻器r1，其限制充電電流并限定充電時間。根據(jù)電容器值和所需的沖擊電量，電源可能需要提供高達(dá)1000v的電壓，甚至可能高達(dá)5000v。因此，對于便攜式aed電池供電設(shè)計，均來自dc-dc轉(zhuǎn)換器。由r2和r3組成的分壓電阻監(jiān)控電容器電壓，并提供較低的電壓信號，在達(dá)到所需的充電水平時斷開電源。
通過電感器i放電，它與電阻器r4組合產(chǎn)生強阻尼脈沖，通常情況下有大約5ms內(nèi)的時間提供100焦耳的能量。所示系統(tǒng)提供固定極性脈沖，而現(xiàn)在大多數(shù)除顫器是雙相的設(shè)計，以便反轉(zhuǎn)交替脈沖的極性。雙相除顫器能實現(xiàn)更高的成功率并在降低的能量水平下運行。rs和cs形成緩沖電路，包括rt在內(nèi)，可以提供測試除顫器輸出的手段。
aed中使用的電阻器的性能和規(guī)格要求很高。圖1中的電阻器r1，r2和r4必須都能夠承受高電壓，但r1帶有充電電流，所以雖然它的精確值（可能是100kω），因此精度不是那么重要，它可能需要具備耗散大約10w功率的能力。r4關(guān)鍵用于對輸送到撥片的電荷脈沖限定以使其值（例如10ω）和電涌處理能力（約300焦耳）。r2和r3的值比可以是500：1，以將如1000v的電源電壓分壓至2v的電壓水平，與典型微控制器的比較器輸入范圍兼容。
因此，如果r2為10mω，則r3需要約為20kω。假設(shè)系統(tǒng)可以校準(zhǔn)，那么這些設(shè)備的確切值和容差也不那么重要了。然而，溫度穩(wěn)定性和電壓線性是關(guān)鍵性能特征，由tcr（電阻率溫度系數(shù)）和vcr（電阻率電壓系數(shù)）的參數(shù)決定。對于tcr，合適的數(shù)值為±100ppm /℃，對于vcr，合適的數(shù)值為-1至-5ppm / v，其具有負(fù)系數(shù)要求。
對于r1，其應(yīng)用需要無感、軸向引線設(shè)計，額定電壓高達(dá)48kv，額定功率為0.7至17w，電阻為1kω至100mω。其需具有±100ppm /oc tcr系數(shù)，也適用于r2和r3。對于r4以及為了保護可能連接到撥片的任何敏感監(jiān)視器輸入，需要合適的脈沖耐受電阻器。rs的合適值為50ω，而rt可能約為5kω，也需提供必要的脈沖處理能力。r4，rs和rt都應(yīng)該是無感電阻設(shè)置。
使用與上述相同的原理的電阻，用于監(jiān)視便攜式醫(yī)療設(shè)備的電池壽命都是非常重要的，需要類似規(guī)格和功率更高的電阻器來為這項任務(wù)提供正確的解決方案。

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