高压电容老化对除颤器的影响

　　心脏除颤器在有生命危险的心脏节律的急救和次危险的快速节律的选择性治疗中得到广泛的应用。各医院早期采用的多是 RCL 型除颤器，随着长时间的使用，除颤器内部提供能量的高压电容不可避免地发生老化，进而影响除颤器的使用。本文简单分析因高压电容老化而对 RCL 型(单峰)除颤器产生的影响。

　　1、对释放能量的影响

　　除颤器的设计采用电容能量储存方式。电容储存能量为：(其中，E 为高压电容储存的能量，C 为电容值，U 为高压电容两端的电压。)对任一设定的能量数值，对应的高压电容两端电压 U 为一确定值。而随着高压电容的老化，电容值减小，电容储能减小。

　　随着高压电容的老化，电容损耗增大，消耗在电容上的能量增加，传递出的能量减小。

　　2、对除颤器放电波形的影响

　　对于 RCL 型除颤器，其放电电路如图 1 示。L 为开路铁心电感，其作用为防止放电起始阶段释放的电流过大或电压过高。uc(0-)=U，iL(0-)=0，放电时开关闭合。R为人体等效电阻、导线本身电阻、人体与电极的接触电阻三者之和。人体等效电阻因个人体质等因素影响，约在 25Ω~125Ω 之间。

　　放电电路为 RLC 二阶放电回路，放电过程利用零输入响应分析。放电波形由基尔霍夫电压定律决定，为阻尼振荡放电电路。

　　在实际应用中，加在病人胸部皮肤的电击，持续时间在 3ms~10ms，强度为几千伏和几十安培。

　　除颤器输出电流波形为衰减的正弦波或是指数衰减波形曲线，这取决于电容、电感和病人的等效电阻。如图 2 所示，当病人等效电阻增加，会拉长放电时间降低电流的峰值，放电能量不变。

　　当对一个 50Ω 电阻(标准模拟病人电阻)放电时，除颤器在电阻上产生迅速衰减的正弦波或是轻度不完全衰减的正弦波(在主波后产生一个微小的极性翻转的波形)。如图3 所示，高压电容老化引起容值变小，放电电流幅度降低，放电能量减小。

　　3、其它影响

　　伴随电容老化，电容的漏电流增大，电容保持能量的能力降低;高压电容易被高压击穿，使用时应注意。除高压电容老化影响外，高压继电器、充电控制、电压测量等模块都会对除颤器使用和放电产生影响。由于除颤器的特殊性，日常精心的维护和定期的计量检测都是必要的，以保证除颤器的正常使用。

　　(作者：范建飞 吴小丰 大连市计量检定测试所)