UNIVERSIDAD VERACRUZANA

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1 UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA DESFIBRILADORES: TEORÍA DE FUNCIONAMIENTO, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO M O N O G R A F I A Que para evaluar la experiencia educativa Experiencia Recepcional (MEIF), del Programa Educativo Ingeniería en Instrumentación Electrónica Presenta: GERARDO GARCÍA HERNÁNDEZ Directores: MC. ÁNGEL EDUARDO GASCA HERRERA M. I. B. LUIS JULIÁN VARELA LARA XALAPA ENRÍQUEZ, VER. 2014

2 INDICE PAG. INTRODUCCIÓN.4 Capítulo I. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA DE LA ACTIVIDAD CARDIACA 1.1 El Corazón El ciclo Cardiaco Actividad Eléctrica del Corazón Despolarización y Repolarización del Corazón Sistemas de Conducción Eléctrica del Corazón Electrocardiograma Derivaciones del ECG Colocación de Electrodos Tipos de Señales de ECG El ECG Normal Efectos Fisiológicos de la Corriente Eléctrica El Joule como Unidad que Cuantifica una Descarga Eléctrica Seguridad Eléctrica de los Equipos Médicos Analizadores de Seguridad Eléctrica Fibrilación y Desfibrilación Fibrilación Ventricular Fibrilación Auricular Taquicardia Ventricular.36 Capítulo II. TEORÍA DEL FUNCIONAMIENTO DEL DESFIBRILADOR 2.1 Reseña Histórica del Desfibrilador Partes que Integran la pantalla de un Desfibrilador Tipos de Onda en Desfibriladores Onda Monofásica Onda Bifásica Desfibriladores Internos y Externos Desfibriladores Cardiacos internos Desfibriladores Cardiacos externos Modo de Operación de los Desfibriladores Externos

3 2.5 Circuito Básico de la Corriente de un Desfibrilador.. 52 Capítulo III. OPERACIÓN DE UN DESFIBRILADOR 3.1 Bases para Operar un Desfibrilador Uso de un Desfibrilador Externo Automatizado Uso de un Desfibrilador Externo Manual Monitorización de ECG Consideraciones de Acuerdo a la Edad y Talla del Paciente Consideraciones Sobre el Usuario Factores de Éxito en la Desfibrilación Riesgos de Descarga Eléctrica o Incendio Evitar Posibles Interferencias Eléctricas en el Funcionamiento del Equipo Evitar Posibles Fallas que Inhabiliten el Equipo Desfibrilador Efectos Secundarios y Riesgos al Utilizar Equipos Desfibriladores. 65 Capítulo IV. PRUEBAS Y MANTENIMIENTO DE DESFIBRILADORES 4.1 Mantenimiento Básico del Desfibrilador Verificación General Pruebas de Descarga Pruebas de Batería Limpieza del Equipo Pruebas de Funcionamiento y Mantenimiento...75 Capítulo V. CONCLUSIÓN...80 BIBLIOGRAFÍA.81 GLOSARIO.86 3

4 INTRODUCCIÓN La información sobre la teoría de funcionamiento de muchos equipos médicos, entre ellos los desfibriladores, así como la forma de operarlos y del mantenimiento que debe dárseles, no es común y por lo general se encuentra dispersa, por lo que se requiere de trabajos que hagan una recopilación de ella. El objetivo de esta monografía es generar un documento que muestre información amplia sobre lo que son y cuál es el funcionamiento de los desfibriladores, de igual modo se hará una descripción que pueda aportar información técnica al personal calificado que hace uso de estos equipos, así como a los encargados de llevar a cabo el mantenimiento del equipo médico en general y así conozcan los procedimientos de mantenimiento que permitan en ciertos casos habilitar el equipo en medio de una emergencia, las pruebas de rutina que se deban llevar a cabo cada determinado tiempo para mantener el equipo médico en óptimas condiciones. La finalidad de realizar este trabajo recepcional Desfibriladores: teoría de funcionamiento, operación y mantenimiento surge a raíz del interés generado tras haber prestado servicio social en el Centro de Especialidades Médicas del Estado de Veracruz (CEMEV) Dr. Rafael Lucio en el Departamento de Ingeniería Biomédica, en donde de manera tangible se entró en contacto con la instrumentación electrónica aplicada a la medicina Un desfibrilador es equipo médico que se encarga de administrar una descarga eléctrica llamada desfibrilación al músculo del corazón con la finalidad de revertir una fibrilación ventricular o algún otro tipo de arritmia cardiaca. 4

5 Con este trabajo se proporcionan al lector los conocimientos básicos para operar un desfibrilador, en caso de no operarlo conocer su funcionamiento y así ser capaz de efectuar un mantenimiento preventivo adecuado para el correcto funcionamiento del mismo. Por ello se detalla de la manera fácil y comprensible el contenido de este documento recepcional. 5

6 Capítulo 1 ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA DE LA ACTIVIDAD CARDIACA A lo largo de este primer capítulo se hará una revisión de las bases fisiológicas del funcionamiento del corazón, pues permitirá más adelante comprender los efectos de las señales generadas por un desfibrilador sobre este órgano. 1.1 EL CORAZÓN El corazón es un órgano muscular que en el ser humano se localiza en el pecho por detrás del esternón y costillas descansando sobre el diafragma, cerca de la línea media de la cavidad torácica [1]. Se encuentra en el mediastino, una masa de tejido que se extiende desde el esternón hasta la columna vertebral entre los pulmones. Aproximadamente dos tercios del corazón se encuentran a la izquierda de la línea media del cuerpo, es por ello que frecuentemente se dice que el corazón está en la parte izquierda del cuerpo aunque no en su totalidad como se observa en la figura 1.1 a y 1.1 b. En promedio, el corazón es del tamaño de un puño cerrado aunque no de la misma forma mide alrededor de 12 cm de largo, 9 cm en su punto más ancho y 6 cm de espesor y tiene un peso aproximado que va desde los 200 hasta los 360 gramos según las condiciones del ser vivo que lo posee. En el caso del corazón, la sangre debe ser constantemente bombeada a través de los vasos sanguíneos de manera tal que pueda alcanzar las células del organismo e intercambiar sustancias con ellas. Para lograr esto el corazón late aproximadamente veces cada día lo que suma un total de 35 millones de latidos anuales [1]. Incluso cuando se duerme, el 6

7 corazón bombea 30 veces su propio peso por minuto (5L), lo que significa más de litros de sangre en un día y 10 millones de litros en un año. Como una persona no solo duerme, el corazón bombea en forma más vigorosa cuando se está activo, el volumen de sangre bombeado al corazón en un solo día es aún mayor. El estudio científico del corazón normal y las enfermedades asociadas con él se conoce como cardiología [1]. Figura1.1a Forma y Ubicación del corazón [1]. 7

8 Figura1.1b Partes que Integran el Corazón [1]. En la figura 1.2 se muestra una representación del corazón que permite dividirlo en algunas secciones como base, ápex, diferentes caras y bordes. La cara anterior se ubica detrás del esternón y las costillas. La cara inferior es la que se ubica entre el vértice y el borde derecho y descansa principalmente sobre el diafragma. El borde derecho mira hacia el pulmón derecho y se extiende desde la cara inferior hasta la base. El borde izquierdo también llamado borde pulmonar, mira hacia el pulmón izquierdo y se extiende desde la base al ápex [1]. 8

9 Figura 1.2 Secciones que Dividen el Corazón [2] EL CICLO CARDIACO El corazón está conformado por cuatro cámaras denominadas cámaras cardiacas, las dos cámaras superiores son las aurículas y las dos cámaras inferiores son los ventrículos [1]. Las aurículas y los ventrículos trabajan en equipo, la sangre pobre de oxigeno entra a la aurícula derecha a través de las venas cavas superior e inferior procedente de los diferentes tejidos del cuerpo. 9

10 Una vez llena de sangre la aurícula derecha el músculo de su estructura se contrae y provoca que la válvula tricúspide se abra, y la sangre va hacia el ventrículo derecho, cuando este se contrae, envía la sangre hacia los pulmones a través de la arteria pulmonar para que la sangre se oxigene. La sangre ya rica en oxigeno fluye por las venas pulmonares hacia la aurícula izquierda. Cuando esta se llena la válvula mitral se abre y la sangre va hacia el ventrículo izquierdo, que bombea la sangre a través de la válvula aortica para repartir la sangre oxigenada por el cuerpo a través del sistema circulatorio [1]. En la imagen 1.3 se observa el recorrido sanguíneo a través de las aurículas y ventrículos para el funcionamiento óptimo del corazón. Figura1.3 Función de las Cámaras Cardiacas del Corazón [1]. 10

11 1.2 ACTIVIDAD ELECTRICA DEL CORAZON Como ya se mencionó en la sección anterior, el corazón tiene cuatro cámaras: aurícula derecha e izquierda y ventrículo derecho e izquierdo, la actividad de estas debe estar sincronizada y debe seguir un orden. Para que la contracción cíclica del corazón se realice en forma sincrónica y ordenada, existe un sistema de estimulación y conducción eléctrica compuesto por fibras de músculo cardíaco especializadas en la transmisión de impulsos eléctricos. Aunque el corazón tiene inervación por parte del sistema nervioso simpático y parasimpático, este latiría aun sin estímulo de este, ya que este sistema de conducción es auto excitable. Es por esto que el corazón aun cuando es extraído del cuerpo sigue latiendo por un tiempo, como por ejemplo para ser trasplantado, pero cuando el oxígeno residual existente en las células de este órgano y/o su temperatura disminuye, dejará de hacerlo. El sistema de conducción se inicia con lo que se denomina despolarización cardíaca que es un impulso eléctrico que viaja desde las aurículas hacía los ventrículos. Para ello se compone de los siguientes elementos: el nódulo sinoauricular, el nódulo auriculoventricular, el haz de Hiss, con sus ramas derechas e izquierdas y las Fibras de Purkinje [2]. En la figura 1.4 se muestra este sistema. 11

12 Figura 1.4 Red de Estimulación Eléctrica del Corazón [2]. En el cuerpo humano se genera una amplia variedad de señales eléctricas, provocadas por la actividad química que tiene lugar en los nervios y músculos que lo conforman. El corazón produce un patrón característico de variaciones de voltaje. El registro y análisis de estos eventos bioeléctricos son importantes desde el punto de vista de la práctica clínica y de la investigación. Los potenciales se generan a nivel celular, es decir, cada una de las células es un diminuto generador de voltaje [2]. Un electrocardiograma (ECG) es un registro gráfico de la actividad eléctrica del corazón (figura 1.5) y es un medio ampliamente utilizado para valorar la condición del corazón en forma no invasiva. Este registro se usa para evaluar el estado del sistema de conducción del corazón, la condición de este órgano como una bomba y la aparición de ritmos patológicos causados por daño al tejido de conducción de las señales eléctricas [5]. 12

13 Figura1.5 ECG Tomado en 12 Derivaciones Diferentes DESPOLARIZACIÓN Y REPOLARIZACIÓN DEL CORAZÓN En el corazón existen tres tipos de células que son morfológica y funcionalmente diferentes entre cada una de ellas [2], que son: Las células contráctiles, responsables de la contracción del miocardio; de estas existen células contráctiles auriculares y células contráctiles ventriculares Las células especializadas, que son las que generan y conducen los impulsos nerviosos y constituyen los nódulos sinusal y atrio-ventricular (de conducción lenta), el haz de His y las células de Purkinje (de conducción rápida). Las células endocrinas del corazón, que secretan el péptido natri urético atrial, que es un auxiliar en el control y regulación de la tensión arterial. 13

14 Las células cardíacas presentan tres propiedades: [2]. Automatismo: son capaces de generar espontáneamente el impulso eléctrico que se propaga. Excitabilidad: capacidad de responder a un impulso eléctrico; las células especializadas generan ellas mismas los impulsos, mientras que las contráctiles son estimuladas por los impulsos propagados por las células adyacentes. Conducción: capacidad de transmitir un impulso eléctrico a las células adyacentes [ 2]. La velocidad de conducción depende de la rapidez del inicio del Potencial de Acción, que es rápido en las células de respuesta rápida, y lento en las células de respuesta lenta. Como todas las células del cuerpo, estos tres tipos de células mantienen una diferencia de concentración de iones dentro y fuera de ellas (iones de Sodio, Potasio, Calcio y otros) y cambia cuando las células están en reposo a cuando están en actividad, está diferencia de concentraciones iónicas se ve reflejada en una diferencia de potencial eléctrico, que por tanto este potencial eléctrico cambia cuando la célula está en reposo a cuando está en actividad. Cuando la célula está en reposo se dice que está polarizada, y cuando algún estímulo pone en actividad a la célula provoca un cambio de las concentraciones iónicas en su interior, y se dice entonces que la célula se ha despolarizado, normalmente un tiempo después la célula activara mecanismos que regresarán las concentraciones iónicas a sus niveles de reposo, a lo que se le llama repolarización. Todos estos cambios de concentraciones se ven reflejados como cambios de potencial eléctrico, y por tanto para las células del corazón esto se ve reflejado en e l registro de ECG, donde se pueden distinguir los momentos de despolarización y repolarización [2], como se muestra en la figura

15 Figura1.6 Ondas Generadas en un ECG a Causa de la Despolarización y Repolarización Celular [5] SISTERMA DE CONDUCCION ELECTRICA DEL CORAZON El impulso cardiaco se origina espontáneamente en el nódulo sinusal, también llamado sinoauricular o marcapasos del corazón, ubicado en la parte posterosuperior de la aurícula derecha, en la entrada de la vena cava superior [1]. (ver figura 1.4). Este nódulo cuenta con una forma ovalada y es el más grande de los marcapasos cardiacos. Esta irrigado por la arteria del mismo nombre (arteria sinusal). Desde el nodo sinusal el impulso eléctrico se desplaza, diseminándose por las aurículas a través de las vías internodales, produciendo la despolarización auricular y su consecuente contracción. En adultos sanos, el nodo sinusal descarga a una velocidad de 60 impulsos por minuto, definiendo así el ritmo sinusal normal, que se puede definir como el número de pulsaciones por minuto que genera el corazón o frecuencia cardiaca. Después de un momento la onda eléctrica llega al nódulo auriculoventricular, que se encuentra ubicada en el lado derecho de la 15

16 aurícula derecha, en el tabique interauricular, anterior al orificio del seno coronario y encima de la inserción de la lámina septal de la válvula tricúspide. En el nodo auricoventricular la onda eléctrica sufre una pequeña pausa de aproximadamente 0.1 segundos [2]. El impulso cardiaco se disemina a través de un puente de fibras entre el nodo auricoventricular y las ramas ventriculares, este puente recibe el nombre de haz de his que se encuentra irrigado por ramas de la arteria coronaria derecha y la arteria descendente anterior. Tal y como se muestra en la figura 1.7. Figura1.7 Sistema de Conducción Eléctrica del Corazón [2]. El haz de his se divide en 4 ramas que son, la rama derecha, la rama izquierda, esta última se divide en el fascículo izquierdo anterior y el fascículo izquierdo posterior, donde el impulso eléctrico es distribuido a los ventrículos mediante una red de fibras que ocasiona la contracción ventricular llamadas fibras de Purkinje. 16

17 Como nota, las células que pertenecen al sistema de conducción del corazón se encuentran irrigadas por ramas de la arteria coronaria derecha [2]. En la figura 1.8 se muestra la actividad cardiaca reflejada en una onda de electrocardiograma Figura1.8 Secuencia de Actividad Cardiaca [8]. 1.3 ELECTROCARDIOGRAMA El electrocardiograma (ECG) es la representación gráfica de la actividad eléctrica del corazón, que se obtiene con un electrocardiógrafo en forma de cinta continua o en algunos casos a través de una computadora. También 17

18 es útil para saber la duración del ciclo cardíaco [5]. En la figura 1.9 se muestra un electrocardiógrafo típico. Figura 1.9 Electrocardiógrafo Es el instrumento principal de la electrofisiología cardíaca y tiene una función relevante en el diagnóstico de las enfermedades cardiovasculares, alteraciones metabólicas y la predisposición a una muerte súbita cardiaca [5] DERIVACIONES DEL ECG En electrocardiografía, la palabra "derivaciones" se refiere a la medida de la diferencia de potencial eléctrico medido entre dos electrodos conectados al cuerpo [5], estos se colocan sujetándolos con cintas de velcro o incluyen un material adhesivo, y de ellos se desprende un cable que finalmente se 18

19 conecta al equipo de registro. Las derivaciones de un ECG utilizan diferentes combinaciones de electrodos para medir distintas señales procedentes del corazón: en forma figurada, cada derivación es como una "fotografía" de la actividad eléctrica del corazón, tomada desde un ángulo diferente [5]. En la figura 1.10 se muestran los puntos en los la forma en la que se colocan los electrodos para el registro de un ECG. Figura 1.10 Puntos de Colocación de Electrodos para Derivaciones ECG [9] COLOCACIÓN DE LOS ELECTRODOS Para realizar un ECG estándar de 12 derivaciones, hacen falta 10 electrodos, que se colocan sobre el paciente tal y como se muestra en la figura En la tabla 1.1 se especifica a detalle la manera en que deben colocar los precordiales y los extremos. 19

20 Tabla 1.1 Forma Correcta de colocar los electrodos para un ECG [9] TIPOS DE SEÑALES EN UN ECG En un electrocardiograma de 12 derivaciones se tienen10 electrodos que se describen perfectamente en la tabla 1.1, 6 de ellos son llamados precordiales que son V1, V2, V3, V4, V5, V6 y 4 extremos nombrados de sus siglas en inglés brazo derecho RA, pierna derecha RL, brazo izquierdo LA, y pierna izquierda LL. Al hacer la medición entre diferentes combinaciones de electrodos obtendremos distintas formas de onda [5], como se observa en la figura

21 Figura 1.11 Diferentes Formas de Onda de Algunas Derivaciones de ECG [5]. La medición de cualquiera de las derivaciones se hace registrando la diferencia de potencial entre dos puntos o terminales. Las derivaciones llamadas unipolares requieren de circuitos adicionales para generar terminales extra, estos son simples, por ejemplo conectando un par de resistencias entre RA y LA, al medio de estas dos resistencias se forma un terminal que será proporcional a (RA+LA)/2, utilizando este terminal como negativo y el electrodo LL como terminal positivo nos da una derivación llamada avf. Además de una terminal más llamado Terminal Central de Wilson con sus siglas en inglés WCT [5]. La figura 1.12 muestra lo descrito en este párrafo. 21

22 Figura Terminales Adicionales para las Derivaciones Unipolares [5]. La tabla 1.2 resume las terminales que son necesarias para el registro de cada una de las 12 derivaciones de un ECG Nombre de la derivación Terminal positivo Terminal negativo I RA LA II RA LL III LA LL avr RA (LA+LL)/2 avl LA (RA+LL)/2 avf LL (LA+RA)/2 V1 V1 WCT V2 V1 WCT V3 V1 WCT V4 V1 WCT V4 V1 WCT V6 V1 WCT Tabla 1.2 Terminales para el Registro de 12 Derivaciones del ECG [5]. 22

23 EL ECG NORMAL El trazo típico de un electrocardiograma registrando un latido cardíaco normal consiste en una onda P, un complejo QRS y una onda T. hay una deflexión más en el trazo conocida como onda U pero normalmente no es visible [5]. En la figura 1.13 se muestra una onda de ECG normal señalando cada una de las partes de la misma. Figura 1.13 Onda Normal de ECG y Partes que la Conforman [9]. La onda P es la señal eléctrica que corresponde a la despolarización auricular. Resulta de la superposición de todos los cambios de potencial de las células que intervienen durante la despolarización de la aurícula derecha (Parte inicial de la onda P) y de la izquierda (Final de la onda P). La re polarización de la onda P, queda eclipsada por los cambios de potencial producidos por la despolarización ventricular (Complejo QRS) [5]. Para que la onda P sea sinusal, es decir para que se considere normal en ritmo y amplitud, debe reunir ciertas características: 23

24 1- No debe superar los 0,25 mv. Si lo supera, esta en presencia de un Agrandamiento Auricular Derecho. 2- Su duración no debe superar los 0,11 segundos en el adulto y 0,07-0,09 segundos en los niños. Si esta aumentado, posee un Agrandamiento Auricular Izquierdo y derecho. 3- Tiene que ser redondeada, de rampas suaves, simétricas, de cúspide roma y de forma ovalada. 4- Tiene que preceder al complejo ventricular. El complejo QRS corresponde a la corriente eléctrica que causa la contracción de los ventrículos derecho e izquierdo (despolarización ventricular), la cual es mucho más potente que la de las aurículas y compete a más masa muscular, produciendo de este modo una mayor deflexión en el electrocardiograma. La onda Q, cuando está presente, representa la pequeña corriente horizontal del potencial de acción viajando a través del septum interventricular. La duración normal del complejo QRS es de 60 a 100 milisegundos. Cuando aparece completo, el complejo QRS consta de tres vectores, nombrados usando la nomenclatura descrita por Willem Einthoven: [5]. Onda Q. Es la primera onda del complejo y tiene valores negativos, desciende en la gráfica del ECG. Onda R. Le sigue a la onda Q, es positiva y en la imagen clásica del ECG, es la de mayor tamaño. Onda S. Es cualquier onda negativa que le sigue a la onda R La onda T representa la repolarización de los ventrículos. Durante la formación del complejo QRS, generalmente también ocurre la 24

25 repolarización auricular que no se registra en el ECG normal, ya que queda oculta por el complejo QRS. En la mayoría de las derivaciones, la onda T es positiva. Las ondas T negativas pueden ser síntomas de enfermedades, aunque una onda T invertida es normal en derivaciones como avr y en ocasiones en V1 [5]. 1.4 EFECTOS FISIOLÓGICOS DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA La electricidad es parte del funcionamiento interno de un ser vivo y existen efectos sobre el organismo cuando esta se aplicada por medio de una fuente externa [7]. Para que la electricidad produzca efectos en el organismo, el cuerpo humano debe convertirse en parte de un circuito eléctrico; para que circule corriente por el cuerpo humano deben existir al menos dos puntos de conexión entre el cuerpo y una fuente de energía eléctrica alimentación o tensión externa [7]. La magnitud de la corriente que se genere a través del cuerpo dependerá de la diferencia de potencia entre los dos puntos de conexión y la resistencia eléctrica o impedancia eléctrica del cuerpo que exista también entre esos dos puntos. La mayor parte de los tejidos internos del cuerpo contienen un elevado porcentaje de agua con gran cantidad de iones disueltos (formando un electrolito) por lo que la resistencia o impedancia eléctrica que presentan es relativamente baja y pueden considerarse como un conductor, no obstante la piel que recubre a los tejidos internos presenta una resistencia o impedancia bastante elevada, por lo que el cuerpo humano puede considerarse como un conductor volumétrico no homogéneo en la que la distribución de flujo de la corriente eléctrica viene determinada por la conductividad local del tejido [7]. 25

26 Si una fuente de energía eléctrica toca el cuerpo, y la piel por ejemplo no se encuentra del todo seca, lo cual disminuye su resistencia o impedancia, la corriente generada entre los puntos de contacto puede ser lo suficientemente grande como para hacerla perceptible, tal como sucede cuando alguien por accidente toca un cable eléctrico en una toma domiciliaria, aun cuando solo se tome uno de los cables el otro punto de conexión puede ser también el suelo o cualquier punto que tenga contacto con la tierra, contando como un punto de conexión con la fuente de energía eléctrica [7], esta situación se dramatiza en la figura Figura1.14 Descarga Eléctrica al Encender un Foco [7]. Los efectos que la corriente eléctrica produce sobre el cuerpo humano dependen fundamentalmente de los siguientes parámetros: magnitud de la corriente que circula por el tejido, frecuencia, tiempo de exposición a la corriente eléctrica, zona por la que circula [7]. La corriente eléctrica puede afectar al tejido principalmente de tres formas: a) En primer lugar si se aplica una corriente eléctrica que excita de los tejidos excitables, como nervios o músculos, y está excitación es de baja intensidad, se presentará una sensación de hormigueo, pero que si alcanza una intensidad lo suficientemente elevada puede ser 26

27 dolorosa y molesta. La estimulación de estos nervios o músculos motores puede provocar contracciones y si ésta aumenta puede producirse la tetanización del músculo (que es el momento en que el músculo se queda contraído totalmente, es decir rígido y no puede relajarse). b) Puede aparecer un incremento de la temperatura del tejido debido a la resistencia que presenta y la energía disipada por el mismo. c) Por último, si el aumento de temperatura se a elevado puede provocar lesiones en el tejido. Aunque en ocasiones esto puede ser aprovechado como herramienta, por ejemplo en electrocirugía se utiliza una corriente eléctrica concentrada procedente de un generador de radiofrecuencia con una frecuencia entre 2 y 5 MHz, que se utiliza para cortar tejido y al mismo tiempo coagular pequeños vasos sanguíneos, tal y como se muestra en la figura 1.15 en donde se ve el uso de este dispositivo llamado electrocauterio. Figura1.15 Electrocauterio para Corte de Tejido y Coagulación de Vasos Sanguíneos 27

28 El órgano más susceptible a la corriente eléctrica es el corazón. Un estímulo que tetanice el corazón provoca la contracción completa del miocardio que detiene la acción de bombeo del corazón e interrumpirá por tanto la circulación sanguínea [7]. Si la circulación no se restablece en pocos minutos, el cerebro será el primero órgano que pudiera dañarse, y si la condición no mejora puede provocar la muerte. No obstante, si la corriente tetanizante se elimina al cabo de poco tiempo y no se han producido lesiones importantes al corazón, el latido del corazón podría reanudarse de forma espontánea [2] EL JOULE COMO UNIDAD QUE CUATIFICA UNA DESCARGA ELECTRICA. El Joule es la unidad del sistema internacional para medir energía o trabajo [9], a su vez puede estar asociada con la potencia, que mide en que tiempo se libera esa energía de la siguiente forma: 1 watt = 1 Joule/seg O bien 1 Joule = 1 watt x seg De manera más sencilla se puede decir que: Un watt es igual a la cantidad de joules que se usan o dispersan dentro de una unidad de tiempo. Puede generase mucha potencia con la misma cantidad de energía si esta se utiliza en poco tiempo, o bien generar menos potencia si esta se utiliza en un tiempo más prolongado, por lo que puede hacerse un juego entre la cantidad de energía disponible y el tiempo en que esta es utilizada para generar diferentes potencias 28

29 Como dato al tema de desfibriladores, estos equipos pueden generar cargas de 200 J que de forma típica se lleva medio segundo en utilizarse, por lo que 200 julios generan 400 watts [11]. Una forma de almacenar energía eléctrica para su posterior uso, es a través de un capacitor (C), el cual se carga hasta un voltaje específico (V), entonces la energía almacenada en este estará dada por la ecuación: E= 1 / 2 cv 2 (joule) Asi con un mismo capacitor, pero cargado a diferentes voltajes se generan diferentes cantidades de energía almacenadas en él [11]. 1.5 SEGURIDAD ELÉCTRICA DE LOS EQUIPOS MÉDICOS Como ya se explicó, una descarga de energía eléctrica que genere una fuerte excitación del tejido muscular o nervioso, puede ser peligrosa. Actualmente muchos instrumentos médicos son electrónicos y muchos de ellos se conectan a la toma de energía eléctrica para suministrarles la energía con la cual funcionan, por lo que es importante reducir al mínimo los riesgos de que por un mal funcionamiento esa conexión al toma corriente pueda llegar a tener contacto con un paciente o con el usuario de estos equipos. Por lo anterior, la tecnología médica ha aumentado considerablemente la seguridad de los equipos y ha reducido los riesgos debido a su manejo y utilización. En la actualidad, en las aplicaciones médicas los niveles de seguridad que deben reunir los sistemas de instrumentación están normalizados. Resulta obvio que no pueda asegurarse un riesgo nulo en el uso del equipo, sin embargo, una adecuada utilización de los mismos por usuarios instruidos minimiza los riesgos eléctricos y aumenta la seguridad del paciente [ 7]. 29

30 En la figura 1.16 se observa parte del procedimiento que se debe seguir para comprobar el funcionamiento de equipo médico para evitar daño tanto en el equipo y en el paciente, procedimiento que se explicará más a detalle posteriormente. Por tal motivo en caso de que el equipo presente una falla, se debe desarrollar sistemas de seguridad lo más viables posibles para así brindar una atención eficaz al paciente y no generar ningún tipo de daño en el mismo. Figura1.16 Prueba de Seguridad Eléctrica a Equipo Médico [10]. No solo la seguridad eléctrica es importante también hay otras fuetes de peligro como lo son el fuego, aire, agua, productos químicos, drogas, diversos tipos de radiación, el propio personal médico, en este caso se hace un mayor hincapié en el tema de seguridad eléctrica aunque no hay que restar importancia a lo antes mencionados. 30

31 1.5.1 ANALIZADORES DE SEGURIDAD ELÉCTRICA. Existen diversos equipos comerciales que se denominan analizadores de seguridad eléctrica y se utilizan para comprobar el funcionamiento de equipos de los servicios médicos [7]. Estos equipos abarcan desde detectores de continuidad hasta detectores de aislamiento. En la figura 1.17 se muestra un detector de seguridad eléctrica el cual es utilizado comúnmente en los hospitales para determinar que los equipos médicos se encuentren en óptimas condiciones de uso, y así evitar algún accidente con los pacientes. En la figura 1.18 se muestra el uso del mismo. Figura1.17 Analizador de Seguridad Eléctrica [10]. Los llamados detectores de continuidad son equipos que detectan posibles cortocircuitos entre cables al mismo tiempo que verifican que exista un camino físico entre dos puntos de un equipo. 31

32 Por otro lado la alimentación de los equipos médicos normalmente se protege de la red por medio de un transformador de aislamiento, el cual a diferencia de los transformadores comunes donde los embobinados primario y secundario están enrollados unos sobre el otro, en estos se encuentran totalmente separados. Para comprobar fallos en el aislamiento del equipo o posibles derivas a tierra puede utilizarse un monitor de aislamiento de línea también denominado detector dinámico de tierra que se utiliza para detectar la corriente de primer fallo en el transformador de aislamiento. Estos monitores miden alternativamente la corriente de fugas resistiva y capacitiva entre conductores y tierra [7]. Figura1.18 Analizador de Seguridad Eléctrica en Funcionamiento [10]. 1.6 FIBRILACIÓN Y DESFIBRILACIÓN El corazón debe de seguir una secuencia adecuada de contracciónrelajación de las diferentes partes que lo componen para su correcto funcionamiento, pero si por algún motivo esa secuencia se vuelve 32

33 desordenada o desincronizada se dirá que el corazón ha entrado en fibrilación. Por ejemplo los accidentes con energía eléctrica pueden producir fibrilación ventricular (desincronización de los ventrículos). Aun cuando en la mayoría de los casos una descarga eléctrica que atraviese el corazón no es benéfica, si esta es aplicada de manera correcta y controlada puede resultar en un beneficio [3], tal es el caso del desfibrilador, que como se esquematiza en la figura 1.19 aplicado correctamente es el método más eficiente para revertir una fibrilación. Figura1.19 Uso de la Desfibrilación [3]. Cuando un desfibrilador aplica una descarga eléctrica de manera correcta y controlada se hace referencia a tres factores que son de gran importancia: 33

34 a) El tiempo durante el que es aplicada la descarga eléctrica. b) El sitio donde son colocados los puntos de conexión al cuerpo para aplica la descarga eléctrica c) La intensidad de la descarga. La fibrilación del corazón es un evento que afecta a una parte del mismo, y es importante saber cuál es la zona que esta fuera de sincronía [3]. El registro de ECG es una herramienta que puede aportar esta información, ya que su forma cambia de acuerdo al lugar donde esté ocurriendo la fibrilación [5]. como explicaremos en las secciones siguientes FIBRILACION VENTRICULAR La fibrilación ventricular es una arritmia caracterizada por un desorden o caos electromecánico de los ventrículos cuyo único tratamiento efectivo es el inmediato contra choque o desfibrilación [15]. La fibrilación resulta cuando un frete de onda eléctrico induce una reentrada y desencadena una cascada de nuevos fretes de onda. En el corazón enfermo la mayor predisposición a frete de onda, reentrada, fibrilación, ha sido tradicionalmente adjudicada al incremento de la heterogeneidad tisular, causada por el remodelado eléctrico o estructural asociado al proceso de enfermedad [15], en la fig se muestra un ejemplo de impresión de ECG con fibrilación ventricular. 34

35 Figura señal de ECG con fibrilación ventricular [15] FIBRILACIÓN AURICULAR La fibrilación auricular es una taquiarritmia supreventricular caracterizada por una actividad auricular rápida, entre 400 y 700 ciclos por minuto, de forma desorganizada, con el consecuente deterioro de la función mecánica auricular [14]. En el electrocardiograma se caracteriza por la ausencia de la onda P y la presencia de oscilaciones rápidas u ondas fibrilatorias que varían en forma, tamaño e intervalo [5], tal y como se muestra e la fig l Figura 1.21 Señal de ECG con Fibrilación Auricular [14]. 35

36 1.6.3 TAQUICARDIA VENTRICULAR Es un latido cardiaco rápido que se inicia en los ventrículos. La taquicardia ventricular es una tasa de pulsos de más de 100 latidos por minuto, con al menos tres latidos cardiacos irregulares consecutivos, tal como se muestra en la fig La afección se puede desarrollar como una complicación temprana o tardía de un ataque cardiaco y también es común que ocurra en pacientes con miocardiopatía, insuficiencia cardiaca, cirugías de corazón, miocarditis, valvulopatia cardiaca, entre otras [15]. La taquicardia ventricular se puede presentar en ausencia de una enfermedad cardiaca. El tejido cicatricial se puede formar en el musculo de los ventrículos días, meses o años después del ataque cardiaco [15]. Figura 1.22 Ejemplo de Taquicardia Ventricular en Señal de ECG [15]. 36

37 Capítulo 2 TEORÍA DE FUNCIONAMIENTO DEL DESFIBRILADOR En este capítulo se presenta la evolución del desfibrilador a lo largo de la historia, y se explicará su funcionamiento, detallando las amplitudes, tiempos y formas de las descargas eléctricas que estos generan. Los desfibriladores son dispositivos médicos que aplica una descarga eléctrica al corazón para reestablecer su ritmo cardiaco normal, en pacientes que se encuentran sufriendo una fibrilación ventricular o algún otro tipo de arritmia que requiera una descarga eléctrica. Su construcción y forma de funcionar ha ido cambiando a lo largo de la historia como se menciona a continuación. 2.1 RESEÑA HISTÓRICA DEL DESFIBRILADOR Las investigaciones realizadas por Carl Ludwig en 1849 demostraron que el corazón trabaja través de estímulos eléctricos. Su perspectiva ayudó a liderar el camino hacia el primer desfibrilador aunque en realidad el nunca diseño uno físicamente. A partir de estos estudios se dio a conocer que el corazón genera una señal eléctrica repetitiva y que tiene una forma típica, surge el término fibrilación que es cuando el corazón se contrae y relaja desordenadamente y por lo tanto la señal eléctrica pierde su forma característica, esto provoca que la persona en principio sufra de dolores en la parte posterior de su brazo izquierdo, dificultades para respirar o incluso para mantenerse consiente. 37

38 Años después en 1899 J.L Prevost y F. Batelli fueron los primeros en utilizar el término desfibrilación, el cual se refiere a un impulso eléctrico que se le da al corazón cuando esta está siendo víctima de una fibrilación ventricular [11], ambos aplicaron grades dosis de energía eléctrica a los corazones, demostrando que esto podía hacer que el corazón restableciera su ritmo cardiaco normal. Hooker, Kouwenhoven y Langworthy realizaron varios estudios, financiados por la industria eléctrica que estaba interesada en patrocinar estos puesto que sus trabajadores se exponían a gran riesgo de muerte por descarga eléctrica de alto voltaje [11], en 1933 se publicó un informe de desfibrilación interna exitosa aplicando corriente alterna a un animal. Kouwenhoven realizó múltiples estudios en perros, entre 1950 y 1955, aplicando desfibrilación médiate electrodos puestos en la pared torácica. El primer desfibrilador mecánico y práctico utilizado físicamente en un consultorio médico, hospital o ambulancia se remota a el año de 1947, cuando el cardiólogo Claude s. Beck de los Hospitales Universitarios de Cleveland, Ohio, utilizó un proceso de desfibrilación para salvar con éxito la vida de un ser humano [11]. Desde entonces, Beck ha sido considerado el creador del primer desfibrilador. En 1967 Pantridge y Geddes reportaron un aumento en el número de pacientes que sobrevivieron a paros intrahospitalarios, médiante el uso de una unidad móvil de cuidado coronario equipada con un desfibrilador de corriente continua de alimentación por batería [11]. Hacia 1970 fueron diseñados instrumentos experimentales internos y externos para detectar la fibrilación ventricular automáticamente. En 1979 Diack y colaboradores describieron la experiencia clínica y experimental con el primer desfibrilador automático externo (DEA) [11]. El primer desfibrilador automático interno se implanto en un ser humano en febrero de En ese mismo año, Weaver y asociados informaron que la iniciación rápida de RCP 38

39 (Reanimación Cardio Pulmonar) y desfibrilación precoz, podría restaurar un ritmo organizado y hacer que se recuperara la conciencia, a pacientes que sufrían paros cardiacos fuera del hospital [11]. Aún en 1980 Eisenberg y Copass publicaron un aumento en la tasa de supervivencia de pacientes con paros cardiacos desfibrilados por técnicos médicos de urgencias especialmente capacitados, comparada con la de pacientes que recibieron el tratamiento usual y rutinario, que incluía RCP y trasporte al hospital [11]. Las estadísticas han mostrado tasas más altas de reanimación por desfibrilación exitosas, cuando el proceso ha sido intervenido durante los primeros minutos en que el corazón entró en fibrilación. Además se han venido implementando progresos en la tecnología de los desfibriladores, cambiando los tipos de onda generadas durante la descarga eléctrica, de ondas monofásicas a bifásicas, utilizando dispositivos electrónicos más actuales que los hace más livianos, más pequeños y especialmente más seguros y efectivos. Actualmente existen muchas compañías que investigan y desarrollan nuevas versiones de estos equipos que se intentan sean más efectivos y que permitan verificar que han tenido el efecto deseado, para ello algunos desfibriladores incluyen un sensor de oximetría de tipo dedal que se encarga de medir la saturación de oxigeno que se genera en el cuerpo del paciente, sensores de capnografia [3] (que mide la cantidad de CO2 en el ciclo respiratorio), brazalete para tomar la presión sanguínea de manera no invasiva [3], un termómetro para medir la temperatura corporal y monitores para visualizar un canal de electrocardiografía (ECG) [3]. el cual ayudará para verificar el ritmo y la efectividad del tratamiento, o incluso existen los llamados desfibriladores de cardioversión sincronizada en los cuales usan esta señal de ECG para sincronizar el momento en que realizará la descarga, ya que estudios han demostrado que es más efectivo cuando se logra la sincronización con la onda R del electrocardiograma y emitir la descarga con la despolarización de los ventrículos, evitando 39

40 hacerlo durante la re polarización ventricular que se puede ver en la onda T del electrocardiograma. Cabe mencionar que al sincronizar el desfibrilador este realizará la descarga por si solo sin necesidad de tener a un operador. Este método se utilizó por primera vez en humanos por Zoll, en los años 50 para el tratamiento de la Fibrilación Ventricular [3]. Los desfibriladores con marcapasos incluyen un marcapasos no invasivo externo como parte integral del equipo. Los marcapasos son aparatos electrónicos generadores de impulsos, este impulsa artificial y rítmicamente el corazón cuando los marcapasos naturales del mismo ya no logra mantener el ritmo y frecuencia adecuados, además son capaces de monitorizar la actividad eléctrica cardiaca espontanea, y según su programación desencadena impulsos eléctricos o no. En la figura 2.1 se muestra un ejemplo de desfibrilador de la marca Zoll con algunos de los accesorios que lo conforman tal es el caso de las paletas que son las encargadas de realizar la descarga eléctrica cuando se hace de forma manual, más adelante se dará un ejemplo del uso correcto de las mismas así como la manera en que deben colocarse sobre el cuerpo para no causar ningún tipo de accidente en el paciente, las perillas de encendido y apagado y las de selección de marcapasos, una impresora para poder imprimir la derivación del electrocardiograma al momento en que se realiza la descarga, unos botones de selección que son los encargados de definir la cantidad de joule que se utilizaran en la descarga y un monitor para llevar un registro de cada una de los estudios que se realicen al paciente. 40

41 IMPRESORA BOTONES DE SELECCION DE PARAMETROS PERILLAS PARA MARCAPASOS MONITOR PERILLA DE ENCEDIDO Y APAGADO PALETA Figura 2.1 Desfibrilador Zoll [16]. Muchas compañías importantes de hoy en día trabajan arduamente para lograr desarrollar equipo médico mucho más sofisticado tal es el caso de General Electric, Welch Allyn, Proguetti, hp, Nihon Khoden, Siemens y Zoll 2.2 PARTES QUE INTEGRAN LA PANTALLA DE UN DESFIBRILADOR Indicador de frecuencia cardiaca El indicador de frecuencia cardíaca muestra las frecuencias cardíacas comprendidas entre 20 y 300 min 1. El indicador aparece en el modo Manual o cuando se utiliza el cable de ECG de 3 hilos. Símbolo de estado de la batería Cuando el desfibrilador está encendido, este símbolo aparece en la pantalla para indicar el un índice de nivel de carga relativo. Una barra indica que el nivel de la batería es bajo. Cuando el nivel de la batería es muy bajo, el símbolo está en blanco y aparece en la pantalla el mensaje SUSTITUYA BATERÍA. 41

42 ECG El ECG que aparece en la pantalla no es un ECG de diagnóstico, obtenido mediante los electrodos de terapia o el cable de ECG del cable II. Etiquetas de las teclas de acceso directo Estas etiquetas definen la función que puede activarse pulsando la tecla de acceso directo. ANALIZAR y DESARMAR son ejemplos de funciones [4]. En la figura 2.2 se muestra el ejemplo de una pantalla de desfibrilador con sus indicadores correspondientes. Figura 2.2 Pantalla de un Desfibrilador [16]. 2.3 TIPOS DE ONDA EN DESFIBRILADORES La clasificación de los desfibriladores actualmente se basa con el tipo de descarga que proporciona al paciente relacionado con el tipo de onda que generan [3]. son el monofásico y el bifásico. La generación de este tipo de 42

43 señales están presentes tanto en desfibriladores externos (que son equipos como el que se muestra en la figura 2.1) como internos que van implantados quirúrgicamente en el paciente (como se muestra en la figura 2.5 y 2.6) ONDA MONOFASICA La descarga eléctrica en este tipo de desfibriladores fluye en una sola dirección, desde un electrodo (o pala) hacia el otro sin retorno. La onda monofásica administra corriente de una polaridad, lo anterior se representa en las figuras 2.3 y 2.4 en conjunto con las ondas bifásicas que se explicaran más tarde. Las ondas monofásicas también se pueden clasificar según la tasa a la que el pulso de corriente baja a cero, generando diferentes potencias en la descarga [3], como ya se explicó en la sección Actualmente se fabrican pocos desfibriladores de onda monofásica ya que se ha comprobado que los desfibriladores de onda bifásica son más efectivos y seguros al suministrar una descarga al paciente para reverti r una fibrilación ventricular, sin embargo los equipos de onda monofásica se siguen fabricando y utilizando aunque de una manera menos frecuente. No hay un tipo de onda específico que se asocie invariablemente con una mayor incidencia de retorno a la normalidad de la actividad eléctrica cardiaca o supervivencia, sin embargo en algunas investigaciones se señala que cuando se utiliza dosis equivalentes o inferiores a las dosis monofásicas, las descargas bifásicas son más seguras y eficaces para eliminar una fibrilación ventricular [3]. 43

44 2.3.2 ONDA BIFASICA En este tipo de desfibriladores se incorpora el flujo de corriente eléctrica en dos direcciones. La corriente eléctrica fluye en una dirección, revierte su trayectoria fluyendo en dirección contraria hacia el lugar de inicio. (En la fig. 2.3 y 2.4 se muestran las formas de onda monofásica y bifásica al igual que las direcciones del flujo de corriente en ambos casos donde P1 en la onda monofásica es la parte positiva de la onda y P1 en la onda bifásica representa a la parte positiva y negativa de la misma.) Figura 2.3 Onda Monofásica y Bifásica [3]. Figura 2.4 Flujos de Corriente Monofásica y Bifásica [3]. 44

45 La forma de onda bifásica ha probado ser superior a la forma de onda monofásica para desfibrilar con desfibriladores implantables. Las investigaciones aún no han logrado determinar la forma de onda bifásica óptima aunque algunas otras confirman que las descargas de energía bifásica menor o iguales a 200 joule son seguras y efectivas. Hoy en día los fabricantes de desfibriladores han optado casi en su mayoría por desarrollar dispositivos de desfibrilación de onda bifásica ya que al necesitar un grado menor de corriente genera un menor daño al cuerpo del paciente en especial al corazón [3], pero se aclara que la descarga por una onda monofásica no es dañinas ni genera daños ya que es igual un método efectivo y recomendado para prevenir una fibrilación ventricular, tal y como se señaló en el apartado de la descripción de onda monofásica. 2.4 DESFIBRILADORES INTERNOS Y EXTERNOS Los equipos de desfibrilación se pueden clasificar en dos tipos, internos y externos DESFIBRILADORES CARDIACOS INTERNOS Existen desfibriladores que se colocan en sujetos con antecedentes de paro cardiaco o con alto riesgo de padecer uno de estos episodios. Este tipo de equipo consta de algunos de los componentes descritos anteriormente. El paciente transporta unos electrodos en las cámaras cardiacas, conectados a una pila implantada bajo la piel (generalmente, colocada a la altura de las clavículas). Los electrodos son capaces de detectar las arritmias cardiacas y reconocen cuando se trata de una fibrilación ventricular. En ese momento, el 45

46 dispositivo genera una corriente eléctrica, la sincroniza con la actividad eléctrica del corazón y la descarga a través de los cables para interrumpir el circuito vicioso de la fibrilación ventricular [3]. (En la Figura 2.5 se muestra un ejemplo de desfibrilador cardiaco interno ya instalado en un paciente mientras que en la figura 2.6 se muestra un desfibrilador interno comercial real, el cual a su vez es comparado con una cinta métrica para dar una idea del tamaño que tiene este tipo de equipo médico.) Figura 2.5 Ejemplo de Desfibrilador Cardiaco Interno ya Ubicado en el Paciente [9]. 46

47 Figura 2.6 Ejemplo de Desfibrilador Cardiaco Interno Comercial [11] DESFIBRILADOR CARDIACO EXTERNO Los desfibriladores externos, son equipos relativamente grandes aunque portátiles, subdivididos en aquellos denominados manuales y automáticos; pues existe una diferencia importante en ellos, los primeros requieren de que el operador decida en qué momento se realiza la descarga de energía, y en el segundo el propio instrumento lo hace. Pero a continuación se menciona más a detalles cada uno. En los desfibriladores manuales el operador deberá reconocer los parámetros de un electrocardiograma el cual puede observarse por medio de un monitor de signos vitales o en algunos casos el mismo desfibrilador cuenta con una pantalla que lo muestra. El operador debió capacitarse con lecciones para reconocer el tipo de problema en el ECG y una formación relativamente simple para manejar este tipo de equipo. Cuándo se está 47

48 indicando una fibrilación ventricular, se trata con una descarga eléctrica seleccionando la energía necesaria, cargando y aplicando la descarga, mismas que dependen por ejemplo de la edad y talla del paciente. Figura 2.7 Ejemplo de Desfibrilador Manual Modelo Code Master Marca HP [11]. Por otro lado los desfibriladores externos automáticos todo el proceso lo lleva a cabo el propio equipo, por medio de un electrocardiógrafo integrado al equipo este decide el momento exacto para realizar la descarga la cual se lleva a cabo por medio de parches que se colocan en el tórax. El operador básicamente sólo tiene que seguir las instrucciones visuales y verbales que proporciona el dispositivo. Hay una tendencia actual de contar con estos equipos en lugares públicos (estadios de fútbol, grandes superficies, auditorios, instalaciones deportivas). Un desfibrilador automático permite que casi cualquier persona en una emergencia pueda utilizarlo. En la Figura 2.8 se muestra un ejemplo de desfibrilador externo automatizado. 48

49 Figura 2.8 Ejemplo de Desfibrilador Externo Automatizado Modelo Heart Start Marca Philips [11] MODOS DE OPERACIÓN DE LOS DESFIBRILADORES EXTERNOS Los desfibriladores externos tiene tres modos básicos de desfibrilación: externa, interna y cardioversión sincronizada, que se explican a continuación. a) Desfibrilación externa: las palas sobre el tórax del paciente y descarga un choque eléctrico o desfibrilación apretando simultáneamente dos putos de descarga uno para cada pala (esternón y ápex). la descarga eléctrica debe durar menos de 20 milisegundos y entrega un choque ya sea de tipo monofásico de 5 a 360 joule o de tipo bifásico de 5 a 200 joule. En ocasiones se usa gel, pasta conductora o parches desechables para desfibrilación y así 49

50 mejorar la conducción entre las palas y el pecho del paciente. Las palas de desfibrilación utilizadas en este modo contemplan tamaño adulto o pediátrico y deberán estar perfectamente aisladas para proteger al operador de la descarga. Tal y como se muestra en la figura 2.9. Figura 2.9 Ejemplo de Desfibrilación Externa [9]. b) Desfibrilación interna: En este tipo de desfibrilación la energía es descargada directamente al corazón cuando el pecho se encuentra abierto y por tanto este se encuentra expuesto directamente, este tipo de procedimiento se utiliza en cirugía a corazón abierto, tal y como se muestra en la figura El máximo de energía para este modo de desfibrilación directamente al corazón es de 50 joule, esta energía deberá estar limitada por el mismo desfibrilador para evitar daños sobre el musculo del corazón. Las palas utilizadas en este modo son más pequeñas de unos 50 mm en caso de los adultos y aún más pequeñas en casos pediátricos o neonatales. Su forma es cóncava y están elaboradas con un material especial que permite ser utilizadas con métodos comunes tales como óxido de etileno, plasma o vapor. 50

51 Figura 2.10 Ejemplo de Desfibrilación Interna [11]. c) Desfibrilación con cardioversión sincronizada: aunque al igual que en los dos casos anteriores se aplica una descarga eléctrica en este modo de operación ya no se llama desfibrilador. La intensidad de la descarga es más compleja de determinar ya que dependerá de factores de interpretación del ECG, los cuales no se mencionaran en este trabajo por su complejidad. La cardioversión se utiliza para la corrección de fibrilación auricular y algunas arritmias como las taquicardias supraventriculares. En cambio como ya se mencionó el termino desfibrilación se usa para cuando se trata de fibrilación ventricular. Siempre se deberá verificar que el pulso del marcador de sincronía aparezca marcado en la curva R del electrocardiograma, indicando que puede darse la descarga en ese momento. El operador es quien libera la descarga apretando el botón, sin embargo esta no es aplicada al paciente hasta que el circuito de verificación y control del desfibrilador identifica la siguiente onda R, previniendo la descarga durante el periodo vulnerable representado en el ECG por 51

52 la oda T y que podría provocar una fibrilación ventricular. En la figura 2.11 se observa un ejemplo de la utilización de parches y la forma en la que se aplica una descarga a un paciente cuando se está en modo de cardioversión. La energía utilizada para la cardioversión varía de acuerdo al tipo de arritmia a tratar. Para algunos casos como la taquicardia ventricular estable requiere entre 10 y 50 joule, mientras otras como la fibrilación auricular llegan a requerir hasta 100 joule. La cantidad de energía va a depender de la duración de las arritmias, la morfología entre otras cosas. Figura 2.11 Ejemplo de Utilización de Desfibrilador en Modo de Cardioversión [12]. 2.5 CIRCUITO BÁSICO EN LA CONSTRUCCIÓN DE UN DESFIBRILADOR Como ya se mencionó en las secciones y 2.3.2, es necesario obtener un pulso de energía eléctrica monofásico o bifásico para la señal que aplica un desfibrilador. Este pulso puede ser obtenido mediante un circuito de descarga capacitiva. Como se observa en la figura

53 Figura 2.12 Diagrama de Ejemplificación de Aislamiento de Salida [4]. La corriente de carga se obtiene normalmente utilizando un transformador elevador. Con esa corriente se lleva a cabo la carga al capacitor C hasta un voltaje V, como ya se ha mencionado entonces se obtendrá un nivel de energía almacenado dado por la ecuación: E = CV 2 /2 El usuario descarga el capacitor cuando coloca firmemente los electrodos sobre el cuerpo del paciente y esto activa el circuito de tiempo. El capacitor es descargado a los electrodos y al torso del paciente, el cual representa una resistencia primaria de carga de alrededor de 50 Ω que puede variar de paciente a paciente. El proceso puede repetirse de ser necesario, considerando que como regla casi general, el tiempo de carga máximo en estos equipos puede llegar a lo los 10 segundos, aunque normalmente es menor a este. Capacitores electrolíticos utilizados en los desfibriladores son de cerca de 200 µf y se cargan a valores aproximados de 2 kv. E= (200x10-6 F) x(2000v) 2 /2 =400J 53

54 Esta energía almacenada no necesariamente es la misma que se entrega al paciente, pérdidas en el circuito de descarga y en los electrodos, derivan en una energía entregada real que es menor [10]. La duración típica del pulso del desfibrilador es de tres a nueve milisegundos pero esta duración puede variar dependiendo el modelo del desfibrilador. Cargar el desfibrilador a sus máximos niveles de energía toma típicamente de 5 a 15 segundos. Muchos desfibriladores retienen la carga por 60 segundos, esto también puede variar en función del fabricante [10]. Debido al alto voltaje y altas corrientes que generan estos equipos es importante que esos se operen con las conexiones a tierra recomendadas y evitar utilizarlos sitios con presencia de agua o superficies conductivas cuando se induce la desfibrilación [5]. 54

55 Capítulo 3 OPERACIÓN DE UN DESFIBRILADOR En este capítulo se explicara la preparación con la que debe contar el personal que opera un desfibrilador, y de esta manera tener los cocimientos para la operación de estos equipos. Como ya se mencionó, hay tipos de desfibriladores llamados automáticos que puede ser utilizado casi por cualquier persona, pero hay otros llamados manuales que requieren de una preparación más a fondo para utilizarlos. Hay que tener en cuenta que la desfibrilación es sólo un aspecto de la atención médica necesaria para resucitar a un paciente con un ritmo de ECG desfibrilable. En función de la situación, es posible que se requieran otras medidas: Resucitación cardiopulmonar (RCP) Oxígeno suplementario Terapia con fármacos La American Heart Association ha identificado las siguientes conexiones críticas en la cadena de la supervivencia a un paro cardíaco súbito (PCS) [4]. Acceso rápido RCP adecuado en tiempo y técnica Desfibrilación adecuada en tiempo y forma Soporte vital avanzado y rápido El estado fisiológico del paciente puede afectar a la probabilidad de éxito de la desfibrilación. Por tanto, no poder resucitar a un paciente no es un 55

56 indicador de un mal rendimiento del desfibrilador. Por otra parte un paciente pueden mostrar una respuesta muscular (por ejemplo, contracciones musculares o espasmos) durante la transferencia de energía La presencia de este tipo de respuesta no es un indicador fiable de la energía real administrada ni del rendimiento del desfibrilador [10]. 3.1 BASES PARA OPERAR UN DESFIBRILADOR EXTERNO Al tener un desfibrilación delante lo primero que sé tiene que saber es de qué tipo de equipo es y con qué modos de operar y accesorios cuenta. Antes de poner en operación un equipo desfibrilador siempre habrá que cerciorarse de que el paciente presenta signos como: estar inconsciente, sin respiración regular, y no debe mostrar signos de circulación, de ser posible poner en funcionamiento primero el monitoreo del ECG ya que si un desfibrilador es puesto en operación y el paciente no lo requiere o los parámetros no son elegidos de acuerdo a las características del mismo puede ser dañino en lugar de benéfico USO DE UN DESFIBRILADOR EXTERNO AUTOMÁTICO. En un equipo desfibrilador externo automático es relativamente simple seguir las instrucciones [18], como se muestra en la figura

57 Figura 3.1 Diagrama de Instrucciones para uso de un Desfibrilador Externo Automático [18]. 57

58 Como se observa el proceso de desfibrilación va acompañado de aplicar una técnica de RCP para incrementar la efectividad. Básicamente el equipo de desfibrilación externo automático da todos los pasos a seguir en el proceso, solicita datos de edad, peso y talla aproximados del paciente, con los que calcula los niveles de descarga. Además prácticamente todos los equipos automáticos usan el modo de cardioversión sincronizada, y con ello determinan el momento más adecuado para realizar la descarga USO DE UN DESFIBRILADOR EXTERNO MANUAL. El uso de un desfibrilador externo manual, a diferencia del automático requiere de un usuario. De acuerdo al tipo de equipo con que se cuente, podrá utilizar los accesorios como: la monitorización del ECG o elegir los electrodos y niveles de descarga apropiados de acuerdo a la edad, talla y peso del paciente MONITORIZACIÓN DE ECG La monitorización de ECG se utiliza tanto en pacientes de todas las edades que se encuentran conscientes o inconscientes para reconocer la forma del ECG y monitorizar la frecuencia cardíaca. Observar en la figura 3.2. Figura 3.2 Ejemplo de Onda de ECG que Requieren Desfibrilación 58

59 El monitoreo del electrocardiograma es posible llevarlo a cabo antes, durante y después de la descarga eléctrica. En la actualidad casi todos los desfibriladores llevan a cabo la medición a través de las palas externas de desfibrilación o a través de los parches auto adheribles. En la figura 3.3 se muestra un ejemplo de monitoreo de parámetros. Figura 3.3 Pantalla de Desfibrilador Monitoreando Parámetros CONSIDERACIONES DE ACUERDO A LA EDAD Y TALLA DEL PACIENTE Un primer elemento a elegir de acuerdo a la edad del paciente es el tipo de palas o electrodos a usar. Un desfibrilador puede utilizarse con electrodos de desfibrilación estándar sólo en adultos y niños mayores de 8 años que pesen más de 25 kg o utilizarse en niños menores de 8 años de edad que pesen menos de 25 kg con los electrodos de desfibrilación de energía reducida para lactantes/niños. En la figura 3.4 se muestra un ejemplo del tamaño de las palas para cada uno de os casos mencionados. 59

60 Figura 3.4 Ejemplo de Paletas Adulto y Pediátricas Por otra parte dependiendo de la edad y talla del paciente será el nivel de energía que ha de seleccionarse en la descarga. En niños solo se recomienda una descarga de una intensidad única calculada en 4J/Kg. En cambio en el adulto se recomienda iniciar con una descarga de 200J, de no funcionar se aplicarán sucesivamente otras de 200J, 300J y finalmente hasta llegar a los 360J [12] CONSIDERACIONES SOBRE EL USUARIO El desfibrilador requiere la interacción del usuario para desfibrilar al paciente. Este tipo de equipo médico sólo debe utilizarlo el personal que haya sido capacitado y autorizado por un médico y que posea como mínimo las siguientes técnicas y formación [17]. Formación en RCP Curso de formación sobre el uso de desfibriladores equivalente al recomendado por la Asociación americana de cardiología American Heart Association. Curso de formación sobre el uso del desfibrilador 60

61 La energía eléctrica descargada sobre el paciente en cada modo de operación, es proporcionada por un gran capacitor el cual es cargado durante un periodo de varios segundos atreves de baterías recargables o de la corriente altera respondiendo a la ecuación descrita en la sección Alarmas visuales y/o audibles informan al operador cuando el capacitor se encuentra cargado en su totalidad y por tal motivo el dispositivo está listo para usarse. 3.2 FACTORES DE ÉXITO EN LA DESFIBRILACION Al realizar una desfibrilación se deben tomar en cuenta diferentes elementos que nos garanticen una eficiente reanimación, como lo son: EL TIEMPO: el primer y más importante factor para el éxito en una desfibrilación es el tiempo utilizado para aplicar una desfibrilación y lograr revertir el caos del corazón. Será muy importante contar con un desfibrilador que se encuentre a la mano y que este cargado al máximo y listo para utilizarse. POSICIÓN DE LAS PALAS Y ELECTRODOS: las palas para desfibrilación deben estar ubicadas a la altura del corazón, en particular los ventrículos deben encontrarse en el camino del paso de la corriente, los huesos no son conductores de la electricidad por lo que las palas no deberían colocarse sobre el esternón. IMPEDANCIAS TRANSTORACICA: una desfibrilación exitosa requiere que suficiente corriente eléctrica pase atreves del pecho del paciente para despolarizar una masa crítica del miocardio. La impedancia transtoracica se refiere a la resistencia del cuerpo al paso de corriente eléctrica atreves de él [10]. 61

62 La impedancia transtoracica es afectada por varios factores tales como: tamaño y colocación de los parches o palas, la interface entre la piel y los electrodos, el número de choques anteriores y el tiempo entre los choques y la presión hacia las palas. A continuación se describen los factores ya mencionado para que de esta manera sean más entendibles para el usuario. 1- Tamaño de las palas: palas grandes disminuyen la resistencia al paso de la corriente logrando un mayor flujo de corriente hacia el corazón. El tamaño en adultos varía entre 8 y 13 cm de diámetro, mientras que las pediátricas tienen un diámetro de 4.5 cm aproximadamente 2- Interface entre la piel y los electrodos: la piel es muy mal conductor de la electricidad, por lo que se requiere algún material como interface para reducir la impedancia como gel o pasta conductora. 3- Numero de choques previos a la descarga: la impedancia transtoracica disminuye aproximadamente un 8% después de la primera desfibrilación, esto quiere decir que mientras más seguidas sean las descargas más baja será la impedancia. 4- Presión hacia las palas: una correcta presión sobre la superficie de descarga disminuye la cantidad de aire en los pulmones contribuyendo a un mejor paso de la corriente. De igual modo, para una reanimación correcta además de esos factores es importante saber el procedimiento necesario de soporte de vida. 3.3 RIESGO DE DESCARGA ELÉCTRICA O INCENDIO Los niveles de energía que generan los desfibriladores (hasta 360 julios) si no son utilizados de manera adecuad eléctrica puede causar lesiones personales graves o la muerte. No intente manejar el equipo a menos que esté completamente familiarizado con estas Instrucciones de uso y con el 62

63 funcionamiento de todos los controles, indicadores, conexiones y accesorios [3]. A continuación se describen sugerencias para evitar riesgos innecesarios durante la operación y/o mantenimiento de estos equipos: a) Para evitar el riesgo de una descarga eléctrica no desmonte el desfibrilador. No contiene componentes que pueda reparar el usuario y existe riesgo de alta tensión. Póngase en contacto con el personal de servicio técnico autorizado. b) También para evitar riesgos de una descarga eléctrica o incendio, no sumerja ninguna parte de este equipo en agua ni en otros líquidos. Evite derramar líquidos sobre el equipo o sobre sus accesorios. No lo limpie con acetonas ni otros agentes inflamables. No ponga este equipo ni sus accesorios en la autoclave ni los esterilice, a menos que se especifique lo contrario. c) Para evitar ocasionar algún incendio o explosión no utilice este equipo cerca de gases o anestésicos inflamables. Tenga cuidado al manejar este equipo cerca de fuentes de oxígeno (como dispositivos de máscara con válvula y bolsa, o tubos de ventilación). Corte la fuente de gas o aléjela del paciente durante la desfibrilación. 3.4 EVITAR POSIBLES INTERFERENCIAS ELÉCTRICAS CON EL FUNCIONAMIENTO DEL EQUIPO. Cuando se opere un desfibrilador es recomendable que se aleje de los equipos que estén en funcionamiento cerca que puedan emitir una fuerte interferencia electromagnética o de radiofrecuencias, que puede afectar al rendimiento del desfibrilador. Esta interferencia de radiofrecuencia puede dar lugar a un funcionamiento inadecuado del equipo, la distorsión del ECG o la imposibilidad de detección de un ritmo desfibrilable. Evite el uso equipo 63

64 cerca de cauterizador, equipos de diatermia, teléfonos celulares u otro equipo portátil y de comunicaciones de RF móvil. Algunas otras causas que pudieran generar una interferencia eléctrica con el desfibrilador, o bien cómo el desfibrilador puede ocasionar que otros equipos fallen por la interferencia que este ocasione: a) La utilización de cables, electrodos o accesorios no especificados para la utilización con este equipo puede ocasionar un aumento de las emisiones o una disminución de la resistencia de interferencia electromagnética que puede afectar al rendimiento de este equipo o los equipos que operen cerca del mismo. Use sólo las piezas y accesorios especificados en el manual de servicio y/o instrucciones de uso. b) Algunos desfibriladores pueden causar una interferencia electromagnética, en especial durante la carga y la transferencia de energía. La interferencia electromagnética puede afectar el funcionamiento de los equipos que se operen en la cercanía del equipo. Verifique los efectos que puedan tener las descargas del desfibrilador en los demás equipos, antes de usarlo en una situación de emergencia. 3.5 EVITANDO POSIBLES FALLAS QUE INHABILITEN EL EQUIPO DESFIBRILADOR Existen diversas circunstancias que se pueden presentar durante la operación de un desfibrilador que pudieran ocasionar que el equipo quede inhabilitado para su uso, dejando al paciente sin la posibilidad de recibir atención, por lo que se sugieren tomar las siguientes precauciones: a) Para evitar el posible paro del equipo tenga siempre a la mano una batería de repuesto totalmente cargada y que haya tenido un 64

65 mantenimiento adecuado. Sustituya la batería cuando el equipo muestre una advertencia de nivel de batería bajo. b) Para que el equipo no presente un funcionamiento inadecuado cuide no usar cables, electrodos o baterías de otros fabricantes que puede hacer que el equipo funcione incorrectamente, e invalida la certificación de la agencia de seguridad. Use sólo los accesorios especificados en el manual de usuario y/o instrucciones de uso. 3.6 EFECTOS SECUNDARIOS Y RIESGOS AL UTILIZAR DESFIBRILADORES. A continuación se mencionan algunos de los riesgos asociados al uso de los desfibriladores. Quemaduras en la piel en la zona de colocación de las palas o parches, quemaduras de primer y segundo grado son más comunes que ocurran cuando se aplica más de una descarga. - Las palas deberán ser colocadas con presión sobre el pecho del paciente durante la desfibrilación. - Si se administra más de una descarga deberán revisarse las palas para asegurarse que existe suficiente gel antes de realizar la siguiente descarga. - Cuando se usan electrodos desechables, el operador deberá revisar la fecha de expiración del paquete así como la integración de la misma - Además de las quemaduras, una pobre técnica de aplicación reduce sustancialmente la cantidad de energía entregada al corazón del paciente. 65

66 Los operadores deben considerar que la energía entregada dependerá de las diferentes impedancias tisulares. Aunque 50Ω es la impedancia estándar esta puede variar entre los 20Ω y 100Ω Un punto muy importante en el buen manejo y disponibilidad de los desfibriladores tiene que ver con las baterías: - Se sugiere que todas las baterías sean cambiadas cada año máximo cada dos años. - Después de cada descarga se sugiere poner a cargar las baterías - Para mayor duración de la batería deberá cuidarse la temperatura a la que este expuesta la batería - Será necesario contar con un indicador de carga de batería en el desfibrilador para que mientras el desfibrilador esté conectado a la corriente alterna las baterías internas se encuentren cargando. Será necesario proteger al paciente de posibles daños revisando los equipos para evitar corrientes de fuga. Antes de llevar a cabo una desfibrilación tanto los usuarios como el personal en general deberán permanecer alejados del paciente, cama y desfibrilador para evitar posibles descargas. El único contacto que podrá darse con el paciente será el del operador atreves de las paletas del desfibrilador. Un riesgo potencial podría darse si se intentara descargar un desfibrilador al aire. Algunos desfibriladores cuentan con un botón de descarga interna pero hay que revisarlo de acuerdo a la marca y modelo. Para el caso de limpieza: 66

67 - Se recomienda limpiar tanto la caja externa del desfibrilador, como los cables, las palas, con un pañuelo mojado con una ligera solución jabonosa para después secar con un paño seco. - Una vez limpiada la superficie habrá que seguir las recomendaciones especificadas de desinfección de cada proveedor - Nunca deberá esterilizar con gas o autoclave el desfibrilador - Para el caso de las palas internas deberán seguirse las recomendaciones especificadas de cada proveedor, integradas en el manual de usuario del equipo [4]. 67

68 Capítulo 4 PRUEBAS Y MANTENIMIENTO DE DESFIBRILADORES En este capítulo se describirá el mantenimiento de rutina y las pruebas de funcionamiento que se deben realizar a equipos desfibriladores. 4.1 MANTENIMIENTO BASICO DEL DESFIRILADOR A continuación se explicaran los detalles a cubrir para realizar un mantenimiento preventivo a un desfibrilador, añadiendo imágenes del mismo para hacer más claro y entendible el proceso VERIFICACIÓN GENERAL. La inspección visual es una parte importante dentro de la verificación de todos los desfibriladores. Es de suma importancia para aquellos equipos utilizados en el ambiente hospitalario. Los usuarios deben estar pendientes de los signos visibles que muestren un posible mal funcionamiento. La carcasa debe estar limpia e intacta. Los cables del equipo deben de estar acomodados de manera que no puedan ser dañados. El material aislante de los cables no debe presentar rasgaduras o fisuras. Las terminales de conexión y las clavijas deben estar intactas. Las palas y las bases del equipo donde se colocan, deberán estar limpios y libres de rupturas. En caso de utilizar electrodos adhesivos tipo parches, verificar que los empaques que los contienen estén perfectamente sellados y sin fisuras así también corroborar que no haya expirado su fecha de caducidad. Además cualquier accesorio o consumible adicional deberá estar funcional y disponible. Si el equipo tiene la opción de ser energizado por batería y esta 68

69 se carga por medio de alimentación AC, deberá estar conectado para permitir la carga de la batería cuando no esté en uso el equipo. Otros modelos de desfibriladores alimentados por batería requieren un mantenimiento especial a la misma, por todo lo anterior, los usuarios y operadores de los equipos deben estar familiarizados con estos requerimientos. En la figura 4.1 se muestran las partes del equipo que se deben inspeccionar antes de ejecutar un mantenimiento. BOTONES DE SELECCION DE PARAMETROS IMPRESORA PERILLAS PARA MARCAPASOS MONITOR PERILLA DE ENCEDIDO Y APAGADO PALETA Figura 4.1 Verificación de Funcionalidad Antes de un Mantenimiento [16] PRUEBAS DE DESCARGA Las rutinas de pruebas de funcionamiento incrementan la certeza de que el desfibrilador funcionara apropiadamente durante una emergencia. El personal de ingeniería debe realizar un chequeo de mantenimiento cada tres o seis meses, dependiendo las condiciones de uso. El personal clínico deberá, regularmente, realizar una prueba de carga-descarga interna al equipo. Muchos hospitales hacen esto una vez en el turno, pero lo importante es establecer un procedimiento de verificación de manera regular. Dicho procedimiento es de significativa utilidad para familiarizar al 69