楼氏电容｜细数心脏起搏器和ICD之间的差异

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对于全球数百万需要借助外力来调节心律的人来说，心脏起搏器和植入式心律转复除颤器（ICD）是他们所依赖的、能够改变生活的技术。虽然这两种设备都是植入式医疗设备，旨在改善心律失常（一种心脏不规则跳动的疾病）患者的生活质量，但它们各自有着不同的用途。

如图1所示，心脏起搏器是一种可植入的医疗设备，旨在帮助病人保持正常的心跳和节律。该设备自带一只小电脑，植入在病人胸部上方的皮肤下，当心脏以异常的速度跳动或失去节律时，电脑能即刻感应到，此时它会发出低能量的电脉冲，使心跳恢复到稳定的节奏和速率。

示例图1：植入患者体内的带导线起搏器。资料来源：https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/heart-arrhythmia/multimedia/pacemakers-defibrillator/img-20007313

ICD不是帮助维持正常的心跳，而是通过使用低能量或高能量的电击来预防或阻止可能导致心脏骤停的潜在危险的心律失常（图2）。与心脏起搏器一样，ICD被植入于病人的皮肤下，也包含一个跟踪心率和节律的电脑。这两种设备的关键区别在于，对于ICD来说，如果病人的心跳过快或过于异常，ICD将发出电击，使其恢复正常。有些ICD也可以像起搏器一样，当患者心率过慢时发出信号。

示例图2.：植入患者体内的ICD。资料来源：https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/heart-arrhythmia/multimedia/pacemakers-defibrillator/img-20007313

虽然心脏起搏器和 ICD有着不同的功能，但是这两种植入式的医疗装置也有许多相似之处。由于这两种设备对需要它们的病人来说至关重要，因此这些设备内部的小电路板（包含非常微小的电子元件，如电容器）必须使用高可靠性（Hi-Rel）的电气元件。

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针对生命维持技术的电气元件设计所面临的挑战

由于心脏起搏器和ICD都是植入人体内的，因此这些设备必须尽可能的小。如今，医疗设备的设计师们不断创新设备设计，以进一步缩小尺寸。目前正处于开发中的新的无引线起搏器，其尺寸仅约为传统心脏起搏器的十分之一。因此，这些设备中使用的电容器等电气元件必须走持续小型化之路，这是一项艰巨的挑战。

帮助缩小电容器尺寸的一个明智选择是使用多层陶瓷电容器（MLCC）。由于MLCC设计可以在同一个电容器内建立多层，因此它可以提供相当于使用多个并联的单层电容（SLC）的容值水平。虽然这种多层设计比SLC略厚（高），但它减少了电容器的整体体积，并能满足心脏起搏器和ICD所需的高电容值。

除了需要越来越小的电容器外，这些设备中使用的电容器还必须高度可靠。虽然高可靠性听起来可能是一个主观的术语，但在医疗行业，高可靠性有一个非常具体的含义——组件的设计必须在很长一段时间内保持一贯的卓越质量和安全性能。

这不是一项容易的任务，因为这些组件必须通过严格的测试和广泛的筛选，参考既定的军事规范（MIL-SPECs）来证明可靠性。对于医疗部件，MIL-PRF-55681和MIL-PRF-123是最常用的筛选规范。总的来说，MIL-PRF-55681定义了被指定为BX的中K稳定电介质，而MIL-PRF-123涵盖了针对高可靠性、通用（BX和BR）和温度稳定（BP和BG）陶瓷介质定值电容器（通孔和SMD）的一般要求。MIL-PRF-123的筛选规范更为严格，因此能提供相比MIL-PRF-55681更高的可靠性水平。

楼氏电容（KPD）为您提供合乎各项应用要求的电容器

楼氏电容（KPD）可协助设备制造商挑选适用的MLCC，并可在我们位于美国的工厂内共同完成设备所需的测试和筛选。在制造适用于植入式医疗设备（如ICD和心脏起搏器）的高可靠性MLCC方面，楼氏电容（KPD）拥有几十年的丰富经验。这意味着您可以确信，我们的元件能同时满足高可靠性和安全性要求，可用在关键型植入式医疗设备的电路板上。

同时，我们也深知，除了满足本文所述的电容器小型化和高可靠性要求外，还有许多其他因素在引导着电容器的选择，如材料、耐漏电性、稳定性和价格等。因此楼氏电容（KPD）提供了多种多样的Hi-Rel电容器系列产品，可满足您对医疗植入设备的确切规格要求。从执行基本电荷存储到抗电磁干扰（EMI）和高频噪声过滤，再到吸收和平滑信号等功能，我们的产品都是您高度可靠的理想之选。

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关于我们

楼氏电容事业部（Knowles Precision Devices）是楼氏集团旗下专业制造各类陶瓷电容器及微波元器件的业务单元，其产品广泛应用于航空航天、医疗、电动汽车、高端工业和通信5G市场。楼氏电容研发并制造了满足高可靠性、高耐温、高电压及高频率需求的电容类产品以应对不同的市场需求。

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