Defibrilator

Defibrilator ialah sejenis peranti perubatan yang digunakan untuk memulihkan keadaan jantung yang tidak berfungsi seperti normal, yakni denyutan jantung "terhenti". Defibrilasi adalah satu proses untuk merawat pesakit yang mengalami aritmia jantung, fibrilasi ventrikular dan takikardia ventrikal yang tidak mempunyai nadi. Proses defibrillation menyampaikan dos terapi tenaga elektrik ke jantung dengan mengunakan defibrilator. Ini akan mempolarasi jisim kritikal otot jantung, dan membenarkan ritma sinus yang normal untuk memulihkan semula perentak jantung yang berada di nod sinoatrial jantung.
Defibrilator merupakan sebuah mesin yang digunakan untuk mengejutkan jantung pesakit dan memulihkan semula corak rentak jantung kepada normal. Apabila defibrillator digunakan, ia akan mengaktifkan semula jantung dan ini akan membolehkan jantung menghantar darah ke seluruh badan seperti biasa.
Defibrilasi boleh digunakan secara luaran, transvenuous (merentasi vena) atau diimplan, bergantung kepada jenis peralatan yang digunakan atau diperlukan. Beberapa unit luaran yang dikenali sebagai defibrilator luaran automatik, atau dalam bahasa Inggeris, automated external defibrillator (AED), mengautomasikan diagnosis ritma yang boleh dipulihkan. Ini bermaksud bahawa orang awam juga boleh mengunakan defibrilator tanpa sebarang latihan.

Sejarah

Pada tahun 1899, proses defibrilasi pertama kali ditunjukkan oleh Pervost dan Batelli, dua orang doktor psikologi dari Universiti Geneva, Switzerland. Mereka menemui bahawa kejutan elektrik yang kecil boleh menyebabkan fibrilasi ventricular pada anjing dan caj yang lebih besar akan menerbalikkan keadaan tersebut.
Pengunaan defibrilator yang pertama sekali pada manusia adalah pada tahun 1974 oleh Claude Beck, seorang professor pembedahan di Universiti Case Western Reserve. Menurut Teori Beck, fibrilasi ventrikular sering berlaku pada jantung yang sihat dan mesti mempunyai cara untuk menyelamatkan jantung-jantung tersebut. Beck pertama kali menggunakan teknik ini pada seorang pesakit yang berusia 14 tahun yang menghidap kecacatan dada kongenital. Semasa pembedahan, dada lelaki itu dibedah buka dan urutan jantung dilakukan secara manual selama 45 minit sebelum defibrilator digunakan. Beck menggunakan dayung dalaman pada kedua-dua belah jantung bersertaan procainamide, sejenis ubat antiarrhythmic untuk mencapai semula irama sinus pesakit tersebut.
Defibrilator awal ini menggunakan arus selang-seli dari soket kuasa, diubah dari 110-240V yang terdapat pada kabel kepada 300-1000V yang akan disalurkan kepada jantung melalui elektrod jenis paddle (pendayung). Namun, teknik ini sering gagal untuk memulihkan fibrilasi ventrikular dan pengajian morfologi menujukkan kerosakan pada sel otot jantung post mortem. Sifat mesin AC yang menggunakan transformer yang besar menyebabkan mesin fibrilasi sukar untuk ditransportasikan.

Defibrilator manual luaran

Unit-unit ini digunakan bersama-sama dengan pembaca elektrokardiogram, atau lebih dikenali dengan akronimya, ECG, (atau lebih kerap telah terbina dalam mesin ECG), yang digunakan untuk membuat diagnosis keadaan jantung (yang paling sering fibrilasi atau takicardia walaupun terdapat beberapa irama lain yang boleh dirawat oleh kejutan yang berbeza). Pembekal penjagaan kesihatan kemudian akan memutuskan apa caj (dalam joule) untuk digunakan, berdasarkan garis panduan yang telah terbukti dan juga daripada pengalaman, dan akan menyampaikan kejutan melalui dayung atau pad yang diletakkan pada dada pesakit. Memandangkan mereka memerlukan pengetahuan perubatan terperinci, unit-unit ini secara umumnya hanya terdapat di hospital-hospital dan pada beberapa ambulans. Sebagai contoh, di United Kingdom seiap ambulans National Health Service, NHS (agensi pembekal perkhidmatan kesihatan awam UK) dilengkapi dengan defibrilator manual untuk digunakan oleh paramedik dan juruteknik. Di Amerika Syarikat, banyak Emergency Medical Technician (EMT) (anggota paramedik yang menerima latihan khusus dalam rawatan kecemasan) maju dan semua paramedik dilatih untuk mengenal pasti aritmia maut dan menyampaikan terapi elektrik dengan defibrilator manual apabila sesuai.

Defibrilator manual dalaman

Ini adalah keturunan langsung kerja Beck dan Lown. Defibrilator ini adalah hampir sama dengan versi luar, kecuali bahawa caj itu telah dihantar melalui dayung dalaman melalui sentuhan langsung dengan jantung. Peranti ini boleh ditemui secara eksklusif dalam teater operasi, di mana dada adalah dalam keadaan terbuka, atau boleh dibuka dengan cepat oleh pakar bedah.

Defibrilator Luaran Automatik (AED)

Kotak AED mempunyai maklumat mengenai bagaimana untuk menggunakannya dalam kakitangan Jepun, Inggeris, Cina dan Korea, dan stesen dilatih untuk menggunakannya. Peranti unit mudah ini adalah berdasarkan kepada teknologi komputer yang direka untuk menganalisis rentak jantung itu sendiri, dan kemudian menasihati pengguna sama ada kejutan diperlukan. Ia direka untuk digunakan oleh pengendali peranti yang memerlukan sedikit latihan untuk mengendalikannya dengan betul. Peranti ini biasanya terhad dalam aspek menyampaikan kejutan joule tinggi untuk VF (fibrilasi ventrikel) dan VT (tachycardia ventrikular) irama, menjadikan ia terhad untuk digunakan oleh profesional kesihatan, yang boleh mendiagnosis dan merawat pelbagai masalah dengan manual atau unit semi-automatik. Unit automatik juga mengambil masa (biasanya 10-20 saat) untuk mendiagnosis irama, di mana profesional boleh mendiagnosis dan merawat keadaan jauh lebih cepat dengan mengunakan unit manual. Selang masa untuk analisis, yang memerlukan perhentikan tekanan dada, telah ditunjukkan dalam beberapa kajian bahawa mempunyai kesan signifikan negatif kepada kejayaan kejutan. Kesan ini membawa kepada perubahan terkini dalam garis panduan defibrilasi AHA (memanggil selama dua minit CPR setiap selepas kejutan tanpa menganalisis rentak jantung) dan beberapa agensi mengesyorkan bahawa AEDs tidak perlu digunakan apabila defibrillator manual dan pengendali terlatih boleh didapati. Unit peranti ini memantau pesakit selama 24 jam sehari dan secara automatik akan menyampaikan satu kejutan dwifasa jika diperlukan. Peranti ini terutamanya ditunjukkan dalam pesakit yang menunggu implan defibrilator . Pada masa ini hanya satu syarikat mengeluarkan ini dan pengeluarannya adalah terhad.

Bahagian-Bahagian Defibrilator

Bahan mentah yang bersesuaian dari segi biologi mesti digunakan dalam pembinaan defibrilator kerana ianya berinteraksi dengan pesakit. Bahan tersebut juga mesti lengai dari segi farmakologi,tidak mempunyai toksik , boleh disterilkan, dan mampu berfungsi dalam pelbagai keadaan persekitaran. Pelbagai bahagian defibrilator yang termasuk sarung kotak kawalan, mikroelektronik, dan elektrod, semuanya dibuat daripada bahan-bahan yang bersesuaian dari segi biologi. Biasanya, selongsong diperbuat daripada polistirena plastik keras atau aloi logam ringan.
Elektrod diperbuat daripada titanium dan getah silikon. Mikroelektronik diperbuat daripada semikonduktor silikon yang telah diubahsuai. Bahan-bahan utama yang digunakan dalam pembinaan bateri pula boleh termasuk asid plumbum, nikel-kadmium, zink, litium, sulfur dioksida, dan mangan dioksida.
Reka bentuk asas defibrilator luaran termasuk kotak kawalan, sumber kuasa, elektrod penghantaran, kabel, dan penyambung.Elektrod mengumpul maklumat tentang irama jantung dan mikropemproses (komputer) menafsirkan mereka. Ketika fibrilasi ventrikular, komputer akan mengesyorkan kejutan elektrik yang dihantar melalui pad elektrod yang pelekat. Kejutan merebak melalui dada pesakit dan ke dalam jantung. Terdapat pad elektrod khas yang berkuasa rendah untuk digunakan pada kanak-kanak kerana terdapat terlalu banyak kuasa dalam pad yang lebih besar dan jantung kanak-kanak kecil tidak dapat menahan kejutan yang lebih besar. Apabila defibrilator menyampaikan kejutan elektrik ke jantung, ia membekukan jantung buat seketika dan seterusnya memberhentikan semua aktiviti. Justeru,menyediakan hati untuk berentak semula dengan rentak biasa.

Manakala defibrilator yang diimplan terdiri daripada tiga bahagian: defibrilator, pembawa dan pengaturcara. Defibrilator adalah sebuah kotak logam kecil yang mengandungi elektronik dan bateri. Ia adalah serupa dengan perentak jantung di mana ia direka untuk membetulkan aritmia, tetapi bukannya untuk meningkatkan kadar jantung yang perlahan, defibrillator mengesan dan membetulkan kedua-dua kadar jantung yang cepat dan lambat. Pembawa adalah khusus, nipis, dan wayar bertebat yang dilampirkan untuk defibrilator untuk mengesan irama jantung dan menyampaikan terapi yang diperlukan. Pengaturcara tinggal di hospital klinik di mana kakitangan perubatan memantau defibrilator. Defibrilator diimplan di dalam dada pesakit dan disambungkan ke jantung.Ketiga-tiga bahagian defibrilator yang diimplan bekerjasama untuk mengesan sama ada lambat atau cepatnya jantung seseorang dan seterusnya doktor akan memberikan rawatan yang diperlukan untuk membetulkan masalah tersebut dengan menggunakan maklumat mengenai defibrilator yang disimpan di dalam pengaturcara.

Kaedah operasi defibrilator

Defibrilator adalah alat penting dalam mengekalkan fungsi jantung yang betul. Sedikit latar belakang dalam kardiologi akan membantu dalam pemahaman peranan defibrilator. Pertama, fibrilasi ventrikular adalah satu keadaan jantung di mana jantung individu otot kontrak dalam cara yang rawak, tidak selaras. Jantung seolah-olah menggigil, dan peredaran darah berhenti. Permohonan kejutan elektrik untuk memulihkan fungsi jantung yang normal adalah satu-satunya cara berkesan merawat fibrilasi ventrikular dan mencegah kematian.
Berikut adalah kaedah pengendalian:
1.Hidupkan defibrilator. Sesetengah AED boleh menghidupkan defibrilator secara automatik apabila tudung AED dibuka dan mempunyai kemudahan untuk mengenal pasti butang hijau. Jika lebih daripada satu penyelamat hadir, terus berikan CPR sehingga kejutan diaruskan.
2.Tanggalkan pakaian mangsa , cincin dan barang kemas. Kenalpasti tindikan dan buang semua kancing.
3.Kemudian lekatkan pad elektrod ke dada mengikut gambarajah dibawah. Satu di sebelah kanan atas dada, lain di sebelah kiri lebih rendah.
4.Hentikan CPR. Masukkan pad elektrod ke dalam penyambung. Defibrilator akan menganalisis denyutan jantung pesakit dan menilai keperluan untuk kejutan. Semasa proses ini, dilarang menyentuh pesakit.
5.Jika AED menentukan bahawa kejutan diperlukan, mesin akan mengarahkan anda dengan suara untuk memberikan kejutan dengan menekan butang oren. Ya, ia adalah penting untuk mengatakan "henti" sebelum berbuat demikian, kerana penyelamat tidak perlu berada di dalam hubungan dengan pesakit pada masa ini. Mesin akan memeriksa denyutan jantung mangsa untuk melihat jika satu lagi kejutan diperlukan. Jika ya, anda akan diberitahu untuk tekan butang oren lagi. Beberapa AED akan membekalkan arusan kejutan secara automatik seperti yang diperlukan.
6.Periksa pernafasan dan nadi mangsa. Jika hati telah kembali berdenyut, tetapi pesakit tidak bernafas, CPR harus diaplikasikan. Jika didapati tiada denyutan nadi, ulangi proses defibrilasi.

Wayar elektrik plumbum

Jika wayar plumbum yang memberikan nyawa rehat impuls elektrik, ia mungkin gagal untuk bertindak balas dalam krisis atau menyampaikan satu kejutan yang tidak perlu.

Kesilapan penyelenggaraan

Satu laporan yang disiarkan dalam "Jurnal Persatuan Perubatan Amerika" (JAMA) mendapati bahawa, beberapa kegagalan berlaku adalah disebabkan oleh kepincangan dan kesilapan dalam penggunaan operator dan penjagaan defibrilator dan penyelenggaraan akaun bagi bahagian yang tinggi kegagalan defibrillator.

Pengimbasan kembali

Syarikat yang mengeluarkan defibrillators rosak akan menghadapi masalah secara besar-besaran untuk mengimbas kembali. Menurut laporan sebuah laman web maklumat, Medtronic terpaksa untuk menarik balik setiap defibrilator mengandungi Sprint Fidelis membawa wayar selepas komponen rosak menyebabkan 599 kecederaan yang diketahui pada tahun 2007.

Cara defibrilator berfungsi

Defribrilator digunakan apabila keadaan yang dikenali sebagai fibrilasi ventrikular berlaku. Fibrilasi ventrikular adalah keadaam jantung dimana otot-otot jantung kontrak secara rawak atau tidak selaras. Pada waktu ini, jantung menghadapi keadaan seperti menggigil dan peredaran darah akan terhenti. Bagi mengelakkan kematian apabila berlaku keadaan seperti ini, fibrilasi ventrikular adalah cara terbaik untuk memulihkan kembali fungsi jantung. Ia merupakan satu alat elektrik berbentuk seperti kotak yang mengandungi komputer dan bateri yang diimplan ke dalam jantung untuk memerhatikan keadaan jantung dari semasa ke semasa. Terdapat tiga komponen utama didalam sebuah defribrilator iaitu kapasitor, induktor dan bekalan kuasa elektik. Kombinasi atau interaksi antara ketiga-tiga komponen ini membolehkan defribrilator berfungsi untuk mengembalikan ritma jantung yang betul. Berikut adalah penjelasan yang lebih mendalam mengenai ketiga-tiga komponen tersebut:

Kapasitor

Kapasitor adalah satu komponen yang meemainkan peranan penting didalam defribrilator. Kapasitor mempunyai pelbagai komponen seperti sepasang konduktor plat logam dan penebat. Penebat tersebut berada di antara konduktor dan tidak menderma elektron di kawasan ini. Sebaliknya konduktor menderma elektron dan ini mengalakkan pengaliran arus.
Ia berfungsi untuk menyimpan tenaga dalam bentuk cas elektrik dalam jumlah yang besar. Kemudian dalam masa yang singkat cas elektrik tersebut akan dilepaskan. Untuk memberi gambaran secara kuantitatif , kita perlu kira kemuatan iatu keupayaan untuk menyimpan cas. Formula untuk mengira kemuatan berkaitan caj (Q), voltan (V), dan kapasitan (C):
Formula C=Q/V
Menurut formula ini, kapasitan adalah berkadar langsung dengan cas dan berkadar ssecara tidak langsung dengan voltan.
Mekanisme defribrilator ditunjukkan dalam rajah di bawah:
Apabila suis berada di posisi 1, arus terus dari bekalan kuasa mengalir ke kapasitor dan electron mula mengalir. Elektrik akan mengalir dan mula berkumpul pada setiap elektrod pemuat. Cas bertentangan yang terkumpul menghasilkan perbezaan potensi (V) yang menentang kuasa elektromagnet dari bekalan kuasa (E). selain itu, kuasa elektromagnet juga boleh dikaitkan dengan keluasan pertindihan plat(A), caj(Q) dan pemalar dielektrik(Eo) dalam persamaan yang berikut:
E = Q / (Eo x A)
Kerja yang dilakukan untuk menggerakkan caj (Q) melalui perbezaan voltan ialah:
W = VQ
Oleh sebab, voltan meningkat kerja yang lebih diperlukan. Kapasitor yang dicaj akan menyimpan dan mengeluarkan caj selepas seketika. Caj yang terkumpul adalah bersamaan dengan CV.

Induktor

Induktor adalah gegelung wayar yang menghasilkan medan magnet apabila arus mengalir melalui gegelung wayar tersebut dan ini memanjangkan tempoh pengaliran arus. Induktor ini akan menjana arus elektrik yang bertentangan dengan pergerakan arus elektrik melaluinya. Induktor biasanya mempunyai nilai microhenries (μH).

Sumber tenaga

Transformer digunakan untuk menukarkan voltan utama dari 240 V kepada 5000 V. Transformer digunakan untuk membolehkan doctor memilih nilai voltan yang diperlukan. Bagi memberi sumber tenaga tambahan, bateri dalaman yang boleh dicaj semula juga digunakan.

Masa depan

Pada masa yang akan datang, rekabentuk defibrilator akan bertambah baik supaya penggunaannya lebih selamat dan efisien. Contohnya, perekacipta sentiasa mencari cara untuk menambah baik reka bentuk electrode untuk mengurangkan kebarangkalian operator peranti daripada terkena kejutan elektrik. Baru-baru ini, Amerika Syarikat telah mengeluarkan paten baru yang menggunakan system elektrode yang menggunakan kabel yang berbentuk Y. Kemajuan dalam pembuatan litar bersepadu boleh memudahkan penggunaan peranti serta ringan.
Satu lagi aspek penting untuk penambahbaikan defibrilator adalah melalui teknologi bateri. Saintis di US Department of Energy’s Bookhaven National Laboratory telah mendaftat sejenis logam aloi yang akan menambaikan prestasi bateri yang boleh dicas semula. Adunan aloi ini dengan nikel/ hidrida logam boleh meningkatkan kapasiti untuk menyimpan cas. Selain itu, peningkatan prestasi reka bentuk defibrilator seperti penambahan sensor boleh menyampaikan maklumat penting tentang keadaan pesakit.