AED是用電讓停止的心臟重新跳動的機器嗎？
― 電擊其實是讓顫動的心臟暫時安靜下來
車站或學校牆上那個紅色或橘色的箱子。裡面的AED常被誤認為是「對停止的心臟通電，讓它重新跳動的機器」。事實正好相反。AED通電的時機，不是心臟停止的時候，而是心臟亂七八糟地顫動的時候。電擊的任務，是讓這種顫動暫時全部停下來。
醫療劇裡的手術室。監視器的線變成一直線，發出「嗶——」的聲音。醫生大喊「離手！」，將電極貼在胸口通電。身體猛然一震，線條開始重新起伏。
很多人心中的電擊畫面，大概就是這樣。但實際的醫療現場，不會對已經變成一直線的心臟使用電擊。因為通電也沒有效果。
那麼，電擊究竟是在什麼時候、為了什麼目的而使用呢？答案就在我們胸口裡，每一秒都在重複的「電流行進」之中。
電擊有效，是因為兩個理由
大多數突發性心跳停止，都是從心臟細胞各自失調、擅自收縮的狀態開始的。心臟只是微微顫動，無法送出血液。
電擊會讓所有正在顫動的細胞，同時進入「休息」狀態。趁著這片安靜，心臟的節律點便能重新找回節奏。
也就是說，AED與其說是啟動引擎的機器，更像是在合唱亂了調時，讓全員暫時閉嘴的指揮。讓我們依序來看。
心臟靠電流的「行進」運作
心臟的右上方，有一個叫竇房結（又譯「竇結」）的小地方。它每分鐘會自己發出60～80次左右的電訊號。訊號像波一樣傳遍心臟壁，細胞便依序收縮。從上面的腔室到下面的腔室，整齊地收縮，於是血液被擠壓送出。
重要的是，細胞一旦收縮過一次，之後有一段短暫的時間不會對下一個訊號做出反應，這叫「休息期」。正因為有這段休息期，訊號波才只會往一個方向前進，心臟才能規律地跳動。
然而，因心肌梗塞或強烈撞擊等原因，訊號波有時會打轉形成渦流。渦流會分裂成多個，心臟各處的細胞開始各自擅自收縮。這就是心室顫動。此時心臟只是微微顫抖，幾乎無法發揮泵血的功能。圖1中間，就是這時候的心電圖。
電擊，讓所有細胞一起進入「休息」狀態
在心室顫動的心臟裡，有的細胞正在收縮，隔壁的細胞在休息，再隔壁的細胞又快要收縮。完全亂七八糟。此時從外部通以強電流，心臟絕大部分的細胞會在同一瞬間做出反應，一起進入「休息」時段。
當所有細胞都在休息的時候，原本打轉的訊號波就沒有地方可以前進了。渦流失去去處而消失。而休息結束後，最先發出訊號的，就是原本的節律點——竇房結。心臟就這樣找回了自己的節奏。
所以，對監視器已經變成一直線的心臟（心搏停止），電擊是無效的。因為根本沒有紊亂的訊號存在，也就沒有東西可以消除。電視劇裡的那個畫面，被認為只是為了畫面效果而設計的演出。
每拖一分鐘，存活機會就下降一次
心室顫動持續的話，心臟肌肉會因缺氧而逐漸衰弱。據說每延遲一分鐘電擊，存活機會就會下降約7～10％。而如果周圍的人持續進行壓胸的心臟按摩，下降的幅度則會趨緩至每分鐘約3～4％。
在日本，從打119到救護車抵達現場，全國平均約需10分鐘。請試著把圖2的滑桿移到10分鐘看看。什麼都不做乾等，和一邊壓胸一邊使用AED，兩者之間的差距相當大。
AED會從貼片讀取心臟的電訊號，只有在心室顫動等電擊能發揮效果的狀態下，才會建議電擊。若判斷不需要，就算按下按鈕也不會通電。設計上就是讓不會看心電圖的人也能安心使用。
剛被重設的心臟，還只能微弱地跳動。因此AED的語音會在電擊後馬上指示要壓胸。在交給救護人員之前，請持續依照AED的語音指示進行。
那麼，該怎麼做呢？
- 大聲呼喊周圍的人，請人打119並拿AED指著某人說「你，去打119」「你，去拿AED」，對方會更容易採取行動。
- 如果沒有正常呼吸，就用力快速按壓胸口正中央速度約每分鐘100～120次，深度約5公分為標準。猶豫的話，按下去也沒關係。
- AED送到後，打開蓋子依照語音指示操作貼上貼片後，AED會自動檢查心臟狀態。出現電擊指示時，所有人都要離開不要碰到身體。
通電瞬間如果有人碰到倒下者的身體，電流也可能傳到周圍的人身上。當AED說「請離手」時，所有人都要放手並遠離。如果胸口是濕的，要在貼上貼片前先擦乾。對學齡前兒童，若有兒童用貼片或模式，請使用。猶豫時，119的指揮人員會在電話中指導操作步驟。
總結
突然倒下的人的心臟，多半不是停止，而是亂七八糟地顫動著。AED的電擊，就是把這種顫動一次性消除，為心臟製造一個找回自己節奏的空檔。到電擊為止的每一分鐘都左右著存活機會，而連接這段時間的，就是在場的人伸出的手。
AED不是讓心臟跳動的機器。
而是讓亂掉的合唱，暫時安靜下來的指揮。
關於正常心臟靠電訊號運作的原理，詳見「心臟為什麼能自己持續跳動？」；關於身體通電時的危險，詳見「用濕手碰插座，為什麼會那麼危險？」。
- 在通勤、通學的路上或工作地點，找找看AED放在哪裡，找出3個地方。順便算一下緊急時來回需要幾分鐘。
- 把手指放在手腕或頸部，數15秒的脈搏再乘以4。這就是竇房結每分鐘發出的訊號次數。
- 把枕頭放在地上，試著用「每分鐘100～120次」的速度按壓看看。你會發現比想像中快，持續2分鐘手臂就相當累。
消防局或紅十字會等機構，會舉辦可以練習AED與心臟按摩的講習會。事先動過一次身體，遇到緊急情況時會更容易採取行動。
想了解更多的人 ― 用語、公式、與教科書的連結從國中理化到大學專業科目，明確標示屬於哪個程度的內容
- 國中國中理化課程範圍
- 高中高中「物理」「生物」課程範圍
- 高中＋高中進階內容，或教科書專欄性質的內容
- 大學高中不教、屬於大學專業科目（電生理學、醫學工程）的內容
- 研究即使在大學也不被當作「定論」教授，目前研究者仍在探討中的話題
國中用語：這個現象有名字
- 心室顫動：心臟下方腔室（心室）的細胞無法同步收縮，心臟只是顫動而無法送出血液的狀態。
- 除顫：用電擊消除顫動。AED是「自動體外心臟電擊去顫器」的簡稱。
- 竇房結：位於心臟右上方（右心房）的一群能自行發出跳動訊號的細胞。天然的節律點。
- 不應期：細胞興奮一次之後，有一段短暫時間不會對下一個刺激做出反應。本文中所說的「休息」。
國中高中用公式確認：一次電擊的能量大概多少？
AED會把電池的電力儲存在電容器（儲存電力的元件）裡，然後一次性釋放出來。我們用電容器儲存能量的公式，來估算一次電擊的大小。這裡的電容與電壓，是用於計算的範例數值。
| 用符號寫 | E ＝ ½ × C × V² |
| 用文字寫 | 儲存的能量 ＝ ½ × 電容 × 電壓的平方 |
| 這個公式從何而來 | 每次一點一點地搬入電荷時，都要對抗已經儲存的電荷做功。把這些功加總起來，就是以能量形式留下來的量（能量守恆） |
| 符號 | 意義與單位 |
| E | 電容器儲存的能量（焦耳） |
| C | 電容器的電容（法拉） |
| V | 施加在電容器上的電壓（伏特） |
| 電容（範例：100微法拉） | 0.0001 法拉 |
| 電壓（範例） | 1700 伏特 |
| 通電時間（估計值） | 約0.01 秒（10毫秒） |
| 重力加速度 | 9.8 公尺每秒平方 |
| 電壓的平方 | 1700 × 1700 ＝ 2890000 |
| 乘上電容 | 2890000 × 0.0001 ＝ 289 |
| 取一半（能量） | 289 ÷ 2 ＝ 144.5 焦耳 |
| 換算成每秒（功率） | 144.5 ÷ 0.01 ＝ 14450 瓦特 |
| 相當於幾台1000瓦微波爐 | 14450 ÷ 1000 ≒ 14 台 |
| 相當於把1公斤的物體舉高幾公尺的功 | 144.5 ÷ 9.8 ≒ 15 公尺 |
一次電擊大約是150焦耳，與實際AED大多使用的150～200焦耳幾乎相同。就量而言，不過是把1公斤的物品舉高15公尺左右的程度。但因為是在百分之一秒內釋放，那一瞬間的威力相當於十幾台微波爐。能讓心臟細胞一起歸位，靠的不是量，而是這個「速度」。
高中高中＋細胞的「電」與電擊的波形
高中心臟細胞平常維持著內側比外側低約0.09伏特的狀態（靜止電位）。訊號傳來時，鈉離子流入使內側轉為正電（動作電位），這成為細胞收縮的觸發點。動作電位期間不會接受下一個刺激，這就是不應期。
高中＋過去的去顫器，只會讓電流朝一個方向流動（單相波形）。現在的AED大多採用途中讓電流方向反轉的雙相波形。據說能用較少的能量達到相同效果，對心肌的負擔也較小。
大學渦流為何產生、又為何消失
心臟肌肉是電生理學上所謂「興奮性介質」的一種，條件齊備時，興奮的波會持續以渦旋狀打轉。這稱為螺旋波（折返），心室顫動被認為就是這種渦流分裂成多個的狀態。對於去顫為何有效，學界提出了「臨界質量假說」等理論，認為只要讓心肌中一定比例以上同時興奮，渦流就無法持續。
📖 公式推導與更深入的內容：除顫（日文維基百科） ／ 心室顫動（日文維基百科）
研究目前還不清楚的事
- 顫動從哪裡產生、又如何維持。 究竟是少數大渦流扮演主導角色，還是多個小渦流不斷替換，至今仍有爭論。
- 最好的通電方式是什麼。 波形、能量、貼片位置的最佳組合，至今仍在臨床研究中持續比較。
- 如何更快送達AED。 各國都在嘗試用無人機運送AED，或通知附近協助者手機的機制。
也就是說，本文的內容，也只是「目前所知範圍內的說明」。不過，「越早按壓、越早通電」能讓更多人得救，這一點已有許多紀錄證實。
與教科書的連結（依程度分類）
| 程度 | 科目・單元 | 本文對應位置 |
|---|---|---|
| 國中 | 理化二年級「電流」「血液循環」 | 心臟的結構、通電的現象 |
| 高中 | 物理「電容器」、生物「興奮的傳導」 | 能量公式、靜止電位與不應期 |
| 高中＋ | 物理・生物進階 | 雙相波形 |
| 大學 | 電生理學・醫學工程 | 螺旋波、臨界質量假說 |
| 研究 | 循環系統學・復甦科學 | 顫動的成因、AED的送達方式 |
| ― | 與生活的連結 | 看到有人倒下時的119通報・心臟按摩・AED |
- 日本總務省消防廳（総務省消防庁）「救急・救助の現況」等急救相關資料
- 日本蘇生協議會（日本蘇生協議会）『JRC蘇生ガイドライン2020』醫學書院（医学書院）
- American Heart Association, Guidelines for Cardiopulmonary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care
- 日本急救醫療財團（日本救急医療財団）「AEDの適正配置に関するガイドライン」
※本文為大眾科普解說。文中所列數值，僅為理解原理所用的參考估算值。實際的急救處置，請依照AED的語音指引，以及119的指揮人員、消防、地方政府等的指示進行。建議參加講習會實際練習。