Presentada por:

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Universidad de Guadalajara

Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías

Instrumentación Médica III

Reporte de Práctica N°3: Cardioversión Eléctrica

Ingeniería Biomédica

Muñoz de Anda, Isela Jazmín Cód.208589623

Prof. Paulo César Vázquez Estrada

Octubre 2014

Objetivo General

Diseñar e implementar un circuito que nos simula la función de un desfibrilador en modo Cardioversión Eléctrica, administrando un choque eléctrico sincronizado con la onda R del ECG.

Marco Teórico

Antecedentes

Claude Beck realizó la primera desfibrilación en el curso de una intervención quirúrgica del corazón en 1947.

La cardioversión se utilizó por primera vez en humanos por Zoll en los años 50 para el tratamiento de la fibrilación auricular mediante choques de corriente alterna, que frecuentemente inducían Fibrilación Ventricular. Poco después Lown reduce drásticamente esta complicación al realizarlo con corriente continua. Posteriormente estas desaparecerían al introducir la sincronización con la onda R del electrocardiograma (ECG), es decir emitir la descarga con la despolarización de los ventrículos, evitando hacerlo en la repolarización ventricular, la onda T del electrocardiograma.

Cardioversión Eléctrica

La Cardioversión Eléctrica consiste en la administración de un choque eléctrico a través de unos electrodos autoadhesivos desechables sincronizado con la onda R del ECG con un desfibrilador.

El objetivo es revertir una arritmia cardiaca despolarizando por completo el corazón para que de esta forma el nódulo sinusal pueda asumir de nuevo su papel de marcapasos fisiológico.

La sincronización con la onda R es esencial porque si la descarga coincide con el periodo de la onda T es muy posible que se produzca un mecanismo de reentrada y el paciente caiga en Taquicardia Ventricular o Fibrilación Ventricular.

No se debe confundir la Cardioversión Eléctrica con la Desfibrilación, que consiste en el paso de una corriente eléctrica continua no sincronizada con ninguna onda del ECG y cuyas indicaciones son la Fibrilación Ventricular y la Taquicardia Ventricular sin pulso.

Interpretación de un electrocardiograma

Un electrocardiograma o ECG representa la corriente eléctrica a través del corazón durante un latido:

Onda P: es la primera deflexión cuando la onda eléctrica activa las aurículas en el electrocardiograma se aprecia un pequeño pico. Indica que la corriente eléctrica pasa por las aurículas.

Intervalo PR: el impulso viaja a través del nódulo AV. De aurícula a ventrículo. Picos QRS: registra la contracción de los ventrículos. Equivale a la sístole.

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Onda T: indica la relajación ventricular, cuando las células cardíacas vuelven al estado previo de reposo. Intervalo QT: es el tiempo que ha empleado el corazón en contraerse y relajarse.

Indicaciones

Normalmente las 4 cámaras cardíacas (2 aurículas y 2 ventrículos) se contraen de una manera muy específica y coordinada. Los estímulos eléctricos del corazón se generan en una zona del mismo, llamada “nodo sinusal”, la cual forma estímulos con una frecuencia de 60-80 por minuto. Desde aquí el estímulo pasa a otra zona llamada “nodo aurículoventricular” (AV). En el nodo AV el estímulo eléctrico no pasa rápidamente a los ventrículos, sino que sufre un retraso para poder dar tiempo a éstos a que se rellenen de sangre. Posteriormente el impulso eléctrico pasa a ambos ventrículos a través del “haz de His” que se divide en las ramas derecha e izquierda.

Denominamos ARRITMIAS a los trastornos de la formación y de la conducción de los estímulos eléctricos, productores de la actividad cardiaca. Estos provocarán tanto cambios en la frecuencia como en el ritmo de las contracciones del corazón, produciendo gran variedad de síntomas y cuadros clínicos.

Las arritmias que cardiovertimos son:

Fibrilación auricular: Es la arritmia más frecuente. Consiste en una desorganización del ritmo auricular con múltiples frentes de onda que cambian constantemente de dirección. Aunque no suele conllevar deterioro hemodinámico ni muerte súbita, la FA duplica la mortalidad y aumenta el riesgo de sufrir un accidente cerebro-vascular. Los complejos ventriculares son de aspecto normal mientras que las contracciones auriculares son irregulares sin morfología apreciable.

Flutter auricular: El flutter auricular es una macrorreentrada auricular. En el ECG se aprecian típicamente unas ondas auriculares en dientes de sierra (ondas f). La frecuencia auricular suele oscilar entre 250-300 latidos por minutos, y la ventricular entre 150, 75. Según el grado de conducción aurículo-ventricular.

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Taquicardia auricular: Las taquicardias auriculares son aquellas taquicardias supraventriculares cuyo mecanismo de origen y mantenimiento se localiza exclusivamente a nivel auricular.

Técnica de cardioversión transtoracica

El éxito de la cardioversión en FA depende de la enfermedad cardiaca de base y de la cantidad de energía suministrada al músculo atrial.

La densidad de corriente que llega efectivamente al miocardio es inversamente proporcional a la impedancia de los tejidos que se interponen entre el músculo cardiaco y los electrodos, depende también del tamaño de los electrodos, depende del voltaje de los condensadores, la forma de onda de la energía y la posición de los electrodos.

La probabilidad del éxito de cardioversión disminuye con una alta impedancia y una baja energía. La impedancia torácica depende:

del tamaño y composición de los electrodos, del contacto entre los electrodos y la piel, del gel usado para disminuir la impedancia y mejorar la conductividad, de la distancia entre los electrodos, de la superficie corporal ; de la fase del ciclo respiratorio, ya que suministrando la descarga hacia el final de la espiración aprovechando que hay menor cantidad de tejido pulmonar entre pared

costal y corazón del número de cargas administradas y del tiempo entre descargas.

El tamaño óptimo de las palas para cardioversión es de 8 a 12 cm.

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El uso de desfibriladores de onda bifásica incrementa la probabilidad de cardioversión frente a los antiguos monofásicos. (La onda bifásica cardiovirtió exitosamente el 94% de los pacientes contra solo 79% de pacientes en quienes se usó onda monofásica. Los pacientes en el grupo de desfibriladores bifásicos requirió, además, menor cantidad de energía).

En las mujeres se debe evitar posicionar la pala sobre el tejido mamario. Se prefieren descargas iniciales de mayor energía comenzando, si es monofásica con 200 Joules ó 100 J si es bifásica. Algunos autores recomiendan 25 J para cardiovertir flutter atrial.

Descripción de la técnica

1. Lo primero a realizar es monitorizar al paciente, siendo lo más práctico utilizar el desfibrilador, ya sea con las palas o con electrodos, y aún más importante seleccionar en el desfibrilador el tipo de monitorización (palas, DI, DII). Las palas son muy rápidas y útiles de entrada, pero impiden realizar simultáneamente masaje cardíaco (en el caso de la FV) por lo que se recomienda monitorizar con electrodos en cuanto sea posible.

2. Se debe escoger si la descarga se realiza en modo sincrónico ó asincrónico ya sea para cardioversión o desfibrilación respectivamente.

3. Además se debe escoger el tipo de palas según la edad o peso del paciente, siendo las palas pequeñas de elección en niños menores de 1 año o menores de 10 Kg., y a partir de aquí se utilizan ya las palas de adultos. Con las palas grandes se disminuye la impedancia transtoráxica,

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permitiendo que la distribución intracardíaca de la corriente se realice en un área mayor del corazón y así habrá menos lesión por necrosis miocárdica.

4. Hay que aplicar gel conductor en las palas o colocar gasas empapadas con suero fisiológico

evitando que contacten entre ellas.

5. Escoger la carga a administrar ( 0.5-1 J/Kg. en cardioversión ó 2-4J/Kg. en desfibrilación)

6. Colocar las palas en tórax del paciente: la forma habitual es colocar una pala en 4º-5º espacio

intercostal de la línea medio axilar izquierda (ápex) y la segunda pala en 2º-3º espacio

intercostal paraesternal derecho (infraclavicular). Menos frecuente, y de elección en caso de

utilizar palas de adultos en niños pequeños, es colocar las palas en el tórax una anterior y otra

posterior.

7. Cargar el desfibrilador, ya sea accionando el botón de las palas o del desfibrilador.

8. Avisar a todo el personal de que se separen del paciente y confirmarlo visualmente, así como

asegurarse de que persiste el ritmo a revertir.

9. Accionar simultáneamente los 2 botones de descarga de ambas palas.

10. Confirmar si la descarga ha sido o no efectiva. Si esta ha sido efectiva debe producirse una

línea isoeléctrica en el trazado ECG y/o movimiento músculo-esquelético torácico. En caso de

no modificarse el trazado de base se debe sospechar que no ha habido descarga y hay que

revisar la técnica.

11. Observar el ritmo resultante tras la descarga eléctrica: Si el ritmo de base se ha modificado pero sin llegar a la asistolia (línea isoeléctrica)

debemos pensar en que la dosis ha sido insuficiente y repetir la técnica doblando la dosis. Si se consigue la asistolia pero reaparece la FV hay que seguir el algoritmo de RCP en caso

de FV / TVSP. Si hay asistolia y aparece un nuevo ritmo cardíaco, hay que comprobar si este es eficaz

buscando pulsos y si es así continuar con el soporte hemodinámica preciso (volumen, drogas inotrópicas, corrección acidosis). Si el nuevo ritmo no se acompaña de latido eficaz y no hay pulso nos encontramos ante una disociación electromecánica y hay que seguir su algoritmo de RCP.

Material

- 2 Protobord - Circuito integrado CD44521BE- Circuito integrado HCF4017BE- 1 LED 3mm - Resistencias:

R1 = 4.7 KΩ

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R2, R8 = 1MΩ R3, R4, R9, R10, R11, R12, R13 = 100KΩ R5 = 1KΩ R6, R7 = 470KΩ R14, R15 = 220Ω

- Capacitores: C1 = 22pF C2 = 82pF C3, C4, C5, C6 = 220nF

- Diodos: D1, D2, D4 = 1N4148

- Cristal 4.1943 MHz- 1 Compuerta AND 7408- 2 Push Button- 1 transistor 2N2222A- 1 Relevador 5V

Procedimiento

1. Utilizando la práctica realizada en la materia de Instrumentación Médica II, que trata de un simulador de una señal cardiaca de ECG, se implementó un circuito para realizar 3 diferentes modos de uso simulando un desfibrilador real, los cuales son los siguientes:

2. El primer modo de uso es el de monitoreo.- En este proceso solo se está observando la actividad cardiaca (simulada por el circuito antes mencionado) corroborando que se encuentre en buen estado la señal observada.

3. El segundo modo de uso es el de desfibrilación manual.- En este modo de uso, además de observar la actividad cardiaca como en el primer modo de uso, también se puede dar una descarga al paciente de manera manual, en el momento que nosotros lo deseemos. Esto es simulado a través de 2 push buttons que simulan los botones de un desfibrilador real con sus botones de carga y descarga.

4. El tercer modo de uso es de desfibrilación sincronizada o cardioversión.- En este modo de uso se observa la actividad cardiaca, pero a diferencia de la desfibrilación manual, en este modo de uso no se puede dar una descarga al paciente en cualquier momento, sino que la descarga se da cuando el usuario oprime el botón de descarga (después de haber oprimido el de carga) y, además, se detecte la onda R en la actividad cardiaca.

5. Esto logra que la descarga se dé justo en la contracción de los ventrículos.

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Circuito físico

Circuito eléctrico

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Fig.1. Diagrama del circuito impreso utilizado para simulador de ECG.

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Fig.2. Circuito físico realizado en protoboard; simulador de ECG (abajo) y circuito para cardioversión (arriba)

Conclusión

La practica fue un éxito, en ella se obtuvo una representación muy cercana a lo real sobre la utilización de la cardioversion, con ciertas limitantes, ya que en la cardioversion normal lo que se busca es estabilizar a retornar a la normalidad un ritmo cardiaco anormal y al momento de aplicar la cardioversion, el pulso vuelve a la normalidad. En esta ocacion la cardioversión fue realizada en un pulso normal para que este continuara siendo de la misma manera después de la cardioversión.

La utilización de simuladore facilita bastante la realización de tareas, ya que nos permite obtener una respuesta mucho mas ideal.

En el campo clínico o ámbito hospitalario es de mucha importancia conocer el funcionamiento correcto y los diferentes modos en los que trabajan estos equipos desfibriladores, debido a su uso tan cotidiano debemos de conocer su operación y mantenerlos en buen funcionamiento ante cualquier emergencia.

La descarga es aplicada en la onda R de nuestro ECG con el objetivo de revertir la arritmia cardiaca que se está presentando, y de esta manera estabilizar al paciente. Es de vital importancia que la descarga coincida con el periodo de la onda R, ya que de lo contrario mi choque eléctrico coincidiera con la onda T es posible que el paciente caiga en una nueva fibrilación o taquicardia ventricular. Como de igual forma se regula el número de descargas debido a daños que se pudieran ocasionar en órganos.

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Fig.3.4.5.6. Simulación de ECG cuando se produce un choque eléctrico para revertir una arritmia cardiaca, simulando la función de un desfibrilador en modo cardioversión eléctrica.

Referencias

[1]http://www2.uca.es/grupinvest/instrument_electro/ppjjgdr/Cir_An_Apl/Cir_An_Apl_arch/temas/T2_caa.pdf

[2] http://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/1396/12/UPS-CT002111.pdf

[3] http://www.espatentes.com/pdf/2247975_t3.pdf

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