心室颤动是心脏骤停事件中最常见心电节律。1899年，让·路易·普雷沃与弗雷德里希·巴特利发现了心室颤动与电击间的关系——引入一个较小的电流可能引发心室颤动，而引入一个较大的电流则可以终结这次心室颤动，让心脏恢复正常（1）。对一个正在颤动的心室施加电流以使心脏恢复正常这一治疗手段便是除颤。

2011年，美国有超过32万人在院外发生过心脏骤停，约占其总人口的千分之1.3（2）。在没有院内全面的救治设施的保护下，这些患者的生存便依赖于由旁观者与急救人员进行的CPR和自动体外除颤器。

虽然除颤都是通过对患者心脏进行电击而完成，但随着除颤技术的发展，对心脏电击的方式也不断演变。电压、电流、能量、功率等参数都可以用来作为描述除颤电击特征的参数，这些参数之间也存在着诸如欧姆定律等数量关系。然而，现在学界通常认为除颤实际上是由经过患者心脏的电流来完成的。所以，为了分析除颤技术发展的过程，我们通过描述电流与时间的函数来将除颤电流的特征可视化，并将这个函数称为除颤波形。

苏联心脏学家纳乌姆·葛尔维奇在1939年首次发表了成功在动物试验中使用电容放电的报告。这开启了直流电的除颤时代的序幕。战争结束后，葛尔维奇设计的脉冲除颤器1号于1952年开始生产。1958年，美国参议院议员休伯特·亨弗里到莫斯科拜访了赫鲁晓夫，同时也与葛尔维奇和他的研究相遇。归国后，他就复苏科技的研发与国会游说（3）。在这个背景下，伯纳德·朗与工程师巴鲁·伯克维茨将充能至1000伏特，含约100至200焦耳能量的电容器，通过电感与电极板连接到患者心脏进行放电。朗与伯克维茨的除颤方案生成了5毫秒内阻尼正弦衰减的电流，其阻尼正弦的波形也被称作朗-伯克维茨波。

朗-伯克维茨波在随后的几十年中成为了除颤的主流波形。朗-伯克维茨波是单相的，电荷全程沿着同一向量流动。其也有它的局限性：它无法根据患者的经胸阻抗来调节放电方法，电容器无论患者情况只能充能到额定的电压，所以除颤电流会由于患者阻抗不同而较大程度地变化。对于阻抗较高的患者，它释放的除颤电流更小，导致了其对这些患者的除颤成功率收到更大影响。在现代除颤惯例中，使用单相的朗-伯克维茨的除颤器通常向患者传输较大的360焦耳能量以保证除颤电流足够使患者心率转复。

直到80年代，双相的除颤波形开始出现。80年代初期，密苏里大学的“MU实验室”展开了一系列关于一种叫双相截断指数波（BTE）的除颤波形的研究。在这种波形中，指数衰减的直流电压在放电中途极性反转，然后继续衰减，直到移除电压，即截断。在双相截断指数波的模型中，与电压成正比的电流也呈指数衰减，在电压极性反转的时候电流向量也同时反转，形成第二相。双相截断指数波相比于传统的伯纳德·朗的单相波而言疗效更高，且除颤所需能量更低（4）。双相截断指数波也因此逐渐成为了除颤器市场中最为流行的波形。科技的发展为双相截断指数波与单相波相比带来的另一个优势在于其可以更自由地根据患者自身情况而调节放电的参数，比如通过调节放电时间，即截断的时间点，或调节放电电压来补偿由经胸阻抗差异导致的除颤电流差异，对不同的患者有针对性地进行除颤。不同厂家生产的除颤器也可能使用不同的适配方案。

瑞新康达^®使用的双相方波技术在双相截断指数波的基础上，将第一相指数衰减曲线调整至更平稳、变化量更小。也就是说，双相方波的除颤波形代表了更小的电流变化值。这在当前的技术环境下是通过在放电电路中增加与患者串联的机内电阻组，并在第一相放电过程中不断减少电路中的阻抗而实现的。在双相方波图中常见的锯齿线上升就是逐渐将电阻短路的过程，而锯齿线中下降的部分则是电容正常放电呈现的指数衰减的电流——直到下一个电阻被短路，电流再次上升。由于患者被串联了电阻，所以一个充能过的电容放电时，电压与能量被分摊到了患者和与其串联的电阻组上，这也意味着以双相方波放电的电容相比于双相截断指数波需要更高的电压，储存更高的能量，然而事实上这些能量中释放到患者的部分往往低于双相截断指数波的能量。采用双相方波的瑞新康达^®旗下的RCD-600在模拟50欧姆患者的200J放电试验中正相峰值电流26A，正相平均电流24A，差距2A；而较为典型的双相截断指数波除颤器在相同试验项目中正相峰值电流28.2A，而正相平均电流仅为20.2A，相差8A（5）。也就是说，在相同能量级别下，双相方波具有更低的峰值电流与更高的平均电流。这是因为双相方波更低的峰值电流与更平稳的电流分配策略——双相截断指数波中的峰值电流即放电初始时的电流，其为额定的电压所对应的电流，而双相方波的峰值电流是可以由可变电阻控制的，更接近整个放电过程中的平均电流。在120J与150J的能量级别下，双相方波的峰值电流与平均电流差距相比于200J下更小。

此外，瑞新康达^®采用的双相方波放电策略中，第一相被固定为6ms，而第二相固定4ms，总除颤放电时间持续10ms，这与通过时间补偿患者阻抗的双相截断指数波除颤器不同。瑞新康达的双相方波以调节上上文所述的机内阻抗来适应不同患者的情况——自动识别患者的阻抗并增加适量的电阻，即在对低阻抗患者除颤时串联更多的电阻，在对高阻抗患者除颤时短路更多电阻。避免了由于增加除颤时间导致的末端微电流可能引起的二次室颤。

在除颤电流波形发展至今，存在的方案也不只有前文提到的3种。然而各种波形，尤其是新兴的波形往往还需要更多的临床试验来证明它们的疗效与安全性。

1.       Beck CS. Prevost and Battelli. Ariz Med. 1965;22:691-694.

2.       Defibrillation of the heart: insights into mechanisms from modelling studies

3.       Humphrey H.H. "An important phase of world medical research: Let's compete with U.S.S.R. in research on reversibility of death." Congressional Records, October 13, 1962; A7837–A7839

4.       "Apparatus for defibrillation or cardioversion with a waveform optimized in the frequency domain". Patents. 21 June 2006.

5.       LIFEPAK 1000 DEFIBRILLATOR ® OPERATING INSTRUCTIONS，PHYSIO-CONTROL, APPENDIX A-2