復旦亮出新型體外自動除顫器 核心技術「可電擊復律心律自動判別演算法」完全自主創新

鄔小玫（右）和學生正在檢測體外自動除顫器。 張琦 攝

關於心臟驟停，有這樣一組數據：全球每年700萬人發生心臟驟停，其中中國超過50萬人。大部分心臟驟停伴隨的心律是室顫或快速型室速等惡性心律失常，目前電擊除顫是唯一有效的終止惡性心律失常的方法。搶救工作分秒必爭，每延遲除顫1分鐘，成功率下降7%至10%。通俗來講，除顫器就是搶救心臟驟停患者的「滅火器」。

在即將揭開面紗的中國工博會高校展區，國內第一款獲得醫療器械註冊的體外自動除顫器將亮相。其中核心技術「可電擊復律心律自動判別演算法」完全自主創新，若將設備應用於一般公眾場所，普通人經過簡單培訓也能實施急救。

多重難關探索14年

「一位國內知名心血管病專家找到我們談合作，希望能聯合開發除顫器。」復旦大學資訊科學與工程學院醫電團隊鄔小玫教授回憶。由此，產學研醫四方攜手，開始了長達14年的探索。當時，這一設備研發在國內尚屬空白，技術門檻一重又一重。首先是電路設計。一個普通手機充電頭的電壓是5伏特，而除顫器放電電壓高達1000伏特—2000伏特，這種高低壓混合電路在設計和測試上稍有差池，就會造成電路的損壞。

高壓充放電技術的研發也碰到不少困難。「早期最缺的是器件，沒有耐高壓/大容量的電容，控制放電過程的大功率電子開關、電池等器件也找不到。」讓鄔小玫印象深刻的是，最早樣機放電電路用的開關管都是用進口儀器上拆下來的舊管子做的。

而最不容易的是如何判斷呈昏厥狀態的患者是心臟驟停，還是非心源性原因。這個問題對自動除顫器來說性命攸關。由於其使用場所不一定有專業的醫療監控檢測設備，使用者也非專業醫療人員，所以判斷要不要除顫，需要機器更聰明。「如果發生了需要電擊的心律失常卻沒有實施除顫，很可能造成患者死亡的悲劇；但是如果在不需要除顫時卻對病人實施了電擊，則可能損傷病人身體甚至誘發心律失常。」鄔小玫介紹，在國外成熟的自動除顫儀產品技術中，判斷患者是否發生了「可電擊復律心律」的演算法堪稱核心機密。要攻克難關，只有從頭做起，從基礎資料庫做起。

據介紹，除顫器的演算法需要通過心電資料庫進行驗證。產業化團隊用於驗證這款新型體外自動除顫器的資料庫，不僅包含了國外標準心電資料庫的信號，還增加了國內急救中心採集的中國人群心電信號數據，且由國內權威心電專家分類，數據量更大，可體現中國人群的體質特點。

與網路相連將有更多應用

美國心臟病協會推薦的自動除顫儀「可電擊復律心律」判別演算法的敏感性在92%以上，特異性達95%以上。經過驗證，在中國研究團隊研發的核心演算法控制下，敏感性和特異性均超過這一指標。

與此同時，這款除顫器具有網路管理功能，可每天將自檢結果、使用情況等數據傳送至管理中心。管理中心在對除顫器進行實時監測的同時，還可利用除顫器收集到的數據助力產品進一步研發。而團隊也正計劃推出相應的APP供用戶查詢附近除顫器位置，並有可能導入專業醫師在線指導的功能。「除顫器與網路相連，在未來將會有更充分的開發和更廣闊的應用。」

談到體外自動除顫器的發展前景，鄔小玫認為，借鑒國外經驗，人流密集的公共場所都是可供應用的場景，並且「傻瓜機」的工作模式對操作者的專業性要求不高，更容易普及。「就像滅火器一樣，除顫器應該在公共場所密集分布，保證一有病情發生就能迅速獲得。」她說：「也正是因為它更容易操作，所以對心臟驟停病人來說能獲得及時的救治，早一秒搶救就少一分危險，這是有很大價值的。」據透露，現在團隊正致力於研究低能量除顫方法，在保證除顫成功率的前提下減小對患者的損傷；另一方面，將嘗試結合各種形式的穿戴設備，研發低能耗、小型化的家用或穿戴式除顫器，滿足更多應用場景和人群的需求。（記者 彭德倩 通訊員 肖暖暖）