Аппараты: дефибрилляторы, АНД и электрокардиографы изнутри
Различать типы дефибрилляторов и ЭКГ-аппаратов, на практике объяснять энергию, форму импульса и импеданс и проследить основные узлы любого дефибриллятора от аккумулятора до электродов.
Чем эта группа аппаратов отличается от остальных
Большая часть медицинской техники работает каждый день, и если она ломается, это замечают через несколько часов. С дефибриллятором всё наоборот. Он может месяцами стоять на реанимационной тележке или висеть на стене, выключенный или в режиме ожидания, а потом за секунды выйти на полную мощность в руках взволнованной медсестры или случайного прохожего. Никто не узнает, что он неисправен, пока он не понадобится. Это меняет сам подход к обслуживанию: ваша задача не столько чинить то, на что жалуются, сколько регулярно и с записями доказывать, что аппарат готов.
У электрокардиографа с дефибриллятором общий входной тракт — электроды, кабели и усилитель, которые снимают электрический сигнал сердца, — и многие неисправности у них одинаковые. Поэтому курс рассматривает их вместе. ЭКГ измеряют и мониторы пациента; их разбирает курс mon-l1, и мы ссылаемся на него, а не повторяем.
С какими аппаратами вы встретитесь
Ручным дефибриллятором управляет обученный врач: он смотрит ЭКГ, выбирает энергию, заряжает и наносит разряд. Большинство современных ручных аппаратов — мониторы-дефибрилляторы: в одном корпусе ЭКГ-монитор, часто SpO2, неинвазивное давление, CO2 и принтер, а нередко ещё и чрескожный кардиостимулятор. В этом курсе в качестве примеров — Philips Efficia DFM100, серия Nihon Kohden TEC-5600, ZOLL R Series и X Series.
Автоматический наружный дефибриллятор (АНД) сам анализирует ритм через электроды и решает, рекомендован ли разряд. Полуавтоматический АНД просит пользователя нажать кнопку разряда; полностью автоматический наносит разряд сам после предупреждения. У многих больничных мониторов-дефибрилляторов тоже есть режим АНД. АНД для общественных мест, например Nihon Kohden AED-3100 или Physio-Control LIFEPAK 1000, рассчитаны на необученных людей, поэтому голосовые подсказки, готовность электродов и самотестирование — центральная часть их конструкции.
Электрокардиограф записывает диагностическую ЭКГ, обычно в 12 отведениях, и печатает или сохраняет её. Холтеровский регистратор — маленький регистратор ЭКГ на батарейках, который пациент носит сутки и дольше; запись выгружается на ПК и анализируется программой. У холтеров свои неисправности: карты памяти, мелкие батареи, изношенные разъёмы и версии ПО.
Энергия, форма импульса и импеданс простыми словами
Дефибриллятор накапливает энергию в высоковольтном конденсаторе, а затем за несколько миллисекунд отдаёт её через грудную клетку пациента. Энергию указывают в джоулях. Фибрилляцию же прекращает ток, который проходит через сердечную мышцу, а этот ток зависит от напряжения и от сопротивления между электродами — его называют трансторакальным импедансом. У пациента с большой массой тела, сухой кожей или плохо наложенными электродами импеданс выше, и та же накопленная энергия даёт через сердце меньший ток.
Старые аппараты использовали монофазный импульс: ток идёт в одну сторону. Монофазным аппаратам обычно нужны были большие энергии, до 360 Дж. Современные аппараты используют бифазные импульсы: ток идёт в одну сторону, а затем меняет направление. Бифазный разряд даёт тот же эффект при меньшей энергии, и аппарат обычно измеряет импеданс пациента непосредственно перед разрядом или во время него и подстраивает напряжение или длительность фаз. У каждого производителя своя форма бифазного импульса и свой диапазон энергий: например, сервисная документация ZOLL R Series указывает максимум 200 Дж на 50 Ом, а LIFEPAK 1000 можно настроить до 360 Дж. Никогда не переносите шаги энергии и пределы одной марки на другую.
Импеданс измеряется непрерывно через электроды с помощью слабого безопасного высокочастотного сигнала, а многие аппараты измеряют его ещё раз во время самого разряда. Это измерение нужно для трёх вещей: аппарат по нему понимает, наложены ли электроды (сообщения «подключите электроды», «проверьте электроды»), подстраивает форму импульса, а АНД ещё и распознаёт движение и артефакт от СЛР. Если дефибриллятор пишет «нет контакта» и на пациенте, и на тестовой нагрузке, неисправность в аппарате, а не в пациенте. Запомните эту фразу, она понадобится в уроке 6.
Синхронизированная кардиоверсия и кардиостимуляция
Некоторые ритмы лечат разрядом, который должен совпасть с зубцом R пациента, чтобы не попасть в уязвимую фазу сердечного цикла. Это синхронизированная кардиоверсия. Аппарат находит зубец R на своём ЭКГ-входе, ставит на нём метку, а когда оператор удерживает кнопку разряда, ждёт следующий зубец R и разряжается с очень малой задержкой. Если аппарат не видит зубцы R отчётливо, разряда не будет. Аппарат, по ошибке оставленный в режиме синхронизации, выглядит точно так же, как аппарат, который «не даёт разряд». Многие аппараты по умолчанию выходят из синхронизации после каждого разряда или после выключения, но это настраивается, поэтому нужно знать, как настроен каждый аппарат на вашем объекте.
Чрескожная кардиостимуляция подаёт через электроды повторяющиеся импульсы тока меньшей силы, чтобы сердце сокращалось с заданной частотой. Оператор задаёт частоту и ток в миллиамперах. Стимуляция использует те же электроды и кабель, что и дефибрилляция, а для режима «по требованию» ей нужна исправная ЭКГ. Проверяют её функцией стимулятора в анализаторе дефибрилляторов, как описано в уроке 3.
Цепочка внутри дефибриллятора
Любой дефибриллятор, от маленького АНД до полноценного монитора-дефибриллятора, устроен по одной цепочке. Энергия приходит от аккумулятора, от сети через встроенный блок питания или от того и другого. Высоковольтное зарядное устройство превращает низкое напряжение аккумулятора в несколько тысяч вольт и заряжает конденсатор. Во время заряда плата управления измеряет напряжение на конденсаторе и останавливается на уровне, соответствующем выбранной энергии. Когда оператор нажимает «разряд», коммутирующий каскад — реле или полупроводниковые ключи, например IGBT в мостовой схеме для бифазного импульса, — подключает конденсатор к выходу на пациента и формирует импульс. Если разряд не нанесён, внутренняя схема сброса после истечения времени или по отмене безопасно разряжает конденсатор на резистор внутри аппарата.
Вокруг этой цепочки находятся входной тракт ЭКГ, который должен пережить разряд через того же пациента и быстро восстановиться; электроды или утюги и их кабель; интерфейс пользователя и голосовые подсказки; память событий и принтер. Аккумулятор — часть энергетического тракта, а не просто питание электроники. Заряд конденсатора несколько секунд забирает из аккумулятора большой ток. Уставший аккумулятор может прекрасно держать экран и всё равно «сесть» при заряде. Это самая частая причина, по которой дефибриллятор «на столе работает», а у пользователя выключается при заряде.
У электрокардиографа цепочка проще: кабель пациента и отведения, защищённый входной каскад, усилители и фильтры, аналого-цифровой преобразователь, процессор, который строит отведения и измерения, термопринтер, память и выгрузка, аккумулятор и зарядное устройство. Подробно — в уроке 5.
- Энергетический тракт: аккумулятор или сеть — зарядное устройство — ВВ-конденсатор — коммутация — электроды.
- Тракт безопасности: схема сброса и таймер, которые разряжают конденсатор, если разряд не нанесён.
- Измерительный тракт: электроды или ЭКГ-отведения — защищённый вход — распознавание ритма и импеданс.
- Тракт записей: память событий, журнал самотестов, принтер и выгрузка.
Что входит в Уровень 1 и где он заканчивается
На Уровне 1 от вас ожидают осмотр, чистку, проверки, замену частей, которые производитель разрешает менять пользователю, — аккумуляторов, электродов, кабелей, утюгов, бумаги, предохранителей, — чтение журналов ошибок и самотестов, проверку характеристик анализатором по процедуре производителя и поиск неисправности до узла. Всё найденное и сделанное вы записываете.
Вы не вскрываете высоковольтную часть, не ремонтируете и не меняете ВВ-конденсатор, зарядное устройство и платы коммутации, не меняете прошивку и калибровочные коэффициенты, если вы не обучены и не авторизованы на эту модель и не работаете по процедуре производителя. Высоковольтный ремонт — за пределами Уровня 1: диагностировать, записать, передать дальше. Почему эта граница существует, объясняет урок 2.
| Деталь | Что делает | Как отказывает | |
|---|---|---|---|
| 01 | Аккумулятор | Питает зарядное устройство и электронику; у АНД часто единственный источник | Держит ожидание, но садится под нагрузкой заряда; вздувается; стоит не тот тип |
| 02 | Блок питания / сетевой модуль | Питает аппарат и заряжает аккумулятор от сети | Аккумулятор не заряжается; аппарат работает только от батареи |
| 03 | Высоковольтное зарядное устройство | Повышает напряжение аккумулятора до напряжения заряда конденсатора | Медленный заряд, тайм-аут заряда, нет заряда |
| 04 | ВВ-конденсатор | Накапливает энергию разряда | С возрастом теряет ёмкость: низкая энергия или медленный заряд |
| 05 | Каскад коммутации и схема сброса | Отдаёт и формирует импульс; разряжает конденсатор, если разряда нет | Нет разряда, нет второй фазы, ошибки внутреннего сброса в журнале |
| 06 | Электроды, утюги и кабель | Соединяют выход с пациентом и измеряют импеданс | Высохший гель, обрыв жил, трещины разъёмов, «проверьте электроды» |
| 07 | Входной тракт ЭКГ | Снимает ЭКГ через отведения или электроды, защищён от разряда | Помехи, обрыв отведения, нет меток синхронизации, долгое восстановление после разряда |
| 08 | Плата управления и память | Интерфейс, анализ ритма, самотесты и журналы | Ошибки самотеста, сбитые дата и время при севшей батарейке |
| 09 | Термопринтер | Печатает ЭКГ, отчёты о событиях и тестах | Пустая или бледная печать, ошибки бумаги, износ шестерён или вала |
От сети работает, от аккумулятора — нет
Старый дефибриллятор без встроенного самотеста пришёл из отделения с короткой запиской: сам выключается. На столе, от сети, он заряжался и разряжался на тестовую нагрузку без проблем. Тогда инженер отключил сетевой шнур и повторил проверку от аккумулятора. В режиме ожидания экран светился, но как только начинался заряд, аппарат полностью гас и не включался, пока не подключали сеть. Аккумуляторы стояли родные, аппарат интенсивно эксплуатировался. Новые аккумуляторы правильного типа, полностью заряженные, устранили неисправность. Инженер также объяснил отделению, почему между применениями аппарат должен стоять на зарядке.
Аккумулятор — часть энергетического тракта. Прежде чем признать дефибриллятор исправным, всегда проверяйте заряд и разряд только от аккумулятора, а не только от сети.
«Нет контакта» и на пациенте, и на тестовом резисторе
Отечественный дефибриллятор Аксион ДКИ-Н-11 писал «нет контакта» и при подключении к пациенту, и при подключении к собственному разрядному тестовому резистору, поэтому до разряда дело не доходило. Раз сообщение появлялось и на заведомо исправной нагрузке, инженер исключил электроды, кожу и гель и занялся схемой измерения импеданса. Пассивные элементы вокруг неё оказались исправны. Коллеги сообщили, что по опыту завода при таком симптоме виновата одна микросхема в измерительной цепи — аналого-цифровой преобразователь, и инженер заказал её. Устранила ли замена неисправность, в источнике не сказано.
Если аппарат пишет «нет контакта» на заведомо исправной тестовой нагрузке, неисправность в измерении импеданса внутри аппарата, а не в подключении пациента.
Чек-лист на объекте
- Опишите каждый аппарат на объекте: тип (ручной, АНД, монитор-дефибриллятор, ЭКГ, холтер), модель, серийный номер, форма импульса и максимальная энергия.
- Запишите, как настроен каждый аппарат: режим АНД или ручной при включении, поведение синхронизации после разряда, шаги энергии.
- Найдите сервисную документацию производителя и процедуру проверки характеристик для каждой модели.
- Составьте список частей, заменяемых пользователем, с правильными каталожными номерами: аккумуляторы, электроды, кабели, утюги, бумага.
- Согласуйте с руководителем, какие работы относятся к Уровню 1, а какие уходят в авторизованный сервис.