Appunti di Dispositivi medicali e diagnostici

BATTERIA

Polo negativo e polo positivo che creano una differenza di potenziale che permette il flusso di elettroni. È necessario che abbino una certa differenza di potenziale e che abbiano una certa durata. Sistema impiantabile a lunga durata, la durata della batteria deve essere adeguata. I pacemakers che attivano una sola camera cardiaca durano dai 7 ai 12 anni, quelli che attivano più camere dai 6 ai 10 anni. La tensione ha valori dai 2 ai 3 V. 2.8V all'inizio fino a 2.4-2.1 alla fine.

L'elettrocatetere presenta un conduttore ad una estremità e all'altra una parte metallica che fa arrivare la scarica dove serve. Vi sono sistemi che permettono di ancorare l'estremità. Avremo un certo numero di elettrodi in base alle camere da stimolare. Un elettrodo biocompatibile deve tenere sotto controllo anche la formazione di materiale fibrotico, il materiale verrà riconosciuto come estraneo e si attiveranno i macrofagi e altri corpi cellulari.

Il tessuto fibrotico fa resistenza al passaggio degli elettroni, quindi, aumentata la differenza di potenziale, spesso non ce ne si accorge. Come per gli stent, anche in questo caso può essere utilizzato il rilascio prolungato di farmaci. L'elettrocatetere ha un sistema di ancoraggio per il contatto tra elettrodo e parete. Se l'elettrodo ha un materiale liscio, allora la differenza di potenziale per vincere la resistenza del tessuto fibrotico aumenta fino a 3 volte. Dopo un periodo di formazione di tessuto fibrotico nelle prime settimane, poi si stabilizza. Materiali corrugati o con rivestimento permettono una differenza di potenziale inferiore.

Grafico

FUNZIONAMENTO

Il pacemaker sopperisce al problema di trasferimento del segnale nervoso al cuore. Questo dispositivo non fa una sola cosa ma diverse azioni a seconda della richiesta del paziente. I pacemaker moderni hanno funzioni diverse, sostituire un segnale assente oppure uno non regolare. Quando non rileva un battito in un determinato

arco ditempo il pacemaker si attiva generando la differenza di potenziale tra i due elettrodi. Il sistema di controllo è necessario perché il pacemaker non deve sempre intervenire, ad esempio quando il battito c'è ma non è regolare. Deve riuscire a tenere traccia delle azioni del potenziale elettrico per capire se sta avvenendo un fenomeno di generazione del segnale elettrico e quindi contrazione. Attività sensoriale e di misuratore anche. Operazione necessaria ad ogni battito. L'errore comporta grossi problemi, dispositivo cruciale. Standard di qualità che garantisce il funzionamento. Catena di controllo. Il segnale è rilevato da sensori che rilevano una certa differenza di potenziale, un voltmetro, come un ECG, molto piccola la differenza di potenziale. Se quella misurata aumenta fino a superare una certa soglia il controllore riconosce che sta avvenendo un fenomeno elettrico. La gestione della parte elettronica è cruciale e.

l'algoritmo che deve essere inserito nel dispositivo deve funzionare. Gestione analogica del dato. Le onde che devono essere rilevate permettono di capire se c'è contrazione dell'atrio o del ventricolo. Onda P e poi il complesso dell'onda R riconoscerle per vedere se intervenire o no. Viene analizzata l'intensità della differenza di potenziale, mentre arriva il segnale il sistema lo deve riconoscere. Riconoscimento mediante l'amplificazione e poi il filtraggio per vedere se sono davvero le onde ped r. Due parametri fondamentali cioè l'aumento della differenza di potenziale rispetto ad un valore precedente. Ci possono essere contrazioni di altri muscoli, onde t e altre condizioni che inducono a classificare in modo sbagliato un evento. Devo mettere sistemi che mi permettano di classificare nel modo più giusto possibile. I segnali indesiderati vanno riconosciuti correttamente. Importante il filtraggio. La differenza di potenziale

è rilevata da elettrodi posti in prossimità per evitare dispersioni. Bisogna prestare attenzione anche alla durata del disturbo nel filtraggio. Le onde P hanno un'intensità più bassa rispetto alle onde R. Le onde P durano 15 ms, le onde R circa 30 ms. le onde T hanno un'intensità da inferiore a P a circa R ma una durata maggiore. Grafico. Undersensing e oversensing. Dobbiamo permettere al sistema di essere preciso, calibrazione per rendere il funzionamento il più sicuro possibile. In base al paziente si rendono le curve di calibrazione più o meno sensibili. Posizionamento nella vena cava per arrivare nell'atrio e nel ventricolo, attraverso la valvola che si deve chiudere con questo filo che passa attraverso quindi si va verso la miniaturizzazione. Funzionamento monocamerale cioè un solo elettrocatetere solo nell'atrio o solo nel ventricolo oppure quello bicamerale uno per l'atrio e uno per il ventricolo.seconda della patologia si interviene diversamente. Prima lo spostamento degli elettroni era dall'elettrodo fino all'esterno nel dispositivo, quindi era necessaria una maggiore differenza di potenziale. Non c'è movimento di elettroni ma di ioni, si tratta infatti di una corrente ionica. Gli elettroni che si accumulano in punta, il tutto in un sistema che contiene cariche. Posso utilizzare diverse forme d'onda. Solitamente si hanno onde esponenziali bifasiche. Gli impulsi sono dovuti ad un circuito che genera una tensione. Si deve cercare di limitare la corrente che passa nell'elettrodo e generare un impulso limitato nel tempo. Possiamo calcolare, data la tensione e la resistenza, l'energia che rilasciamo al sistema. Applicando una certa differenza di potenziale per una certa frazione di tempo sull'elettrodo inizialmente abbiamo due elementi catodo e anodo a differenza di potenziale nulla cioè gli ioni attorno sono in equilibrio. Durante

lastimolazione si ha un diverso passaggio perché cambia la differenza di potenziale. Gli ioni migrano guidati dalla differenza di potenziale. Se misuriamo il potenziale di membrana è cambiato perché è cambiato quello del liquido extracellulare. Alterando questa differenza di potenziale inneschiamo la contrazione, dopo una frazione di millisecondi. Quando la differenza è interrotta si redistribuiscono per riottenere l'equilibrio. La contrazione si propaga da cellula a cellula attraverso la contrazione delle cellule del setto e dall'apice del ventricolo sulle spire del miocardio. Attivazione vicino all'apice dei ventricoli. La polarizzazione e la depolarizzazione come risultato dello stimolo del pacemaker è detta CAPTURE. Viene fissata un'ampiezza degli impulsi cioè la tensione che deve fornire con anche un margine di sicurezza per dar luogo alla contrazione. È importante definire anche la larghezza dell'impulso.

cioè la durata sufficiente per garantire la depolarizzazione. La scarica può dar effetto alla capture con una scarica alta di breve durata oppure una bassa ma lunga. Curva di calibrazione. Ci accorgiamo che funziona perché induce un differente andamento dell'ECG, sono onde artificiali. Lo si nota anche dal miglioramento della gittata cardiaca. Il dispositivo è impiantato nella cute ed è possibile trasmettere segnali attraverso la cute con una connessione wireless. Questo cambia il lavoro del medico che può rilevare segnali direttamente da remoto. Questa connessione ci permette di rilevare parametri e nel caso cambiare la sensibilità dello strumento come anche il periodo refrattario o qualcosa riguardante la gestione della frequenza cardiaca. Ricezione/trasmissione di dati/istruzioni mediante collegamento wireless. Verifica output. Sensibilità. Periodo refrattario. Adattamento della frequenza. Sistemi di sensing che.

regolano la frequenza cardiaca in relazione alle esigenze metaboliche.

FREQUENZA COSTANTE

FREQUENZA VARIABILE

Regolazione automatica della frequenza di stimolazione:

• Sensori che identificano aumenti o diminuzioni dell'attività fisica
• Aumento della frequenza cardiaca in risposta al movimento o in funzione della frequenza del respiro
• Stimolazione solo quando la frequenza cardiaca naturale del paziente scende al di sotto di un livello di soglia
• Il pacemaker rimane inattivo fino a quando non vi è una pausa tra battiti che si traduce in una frequenza inferiore a 60 bpm

Sistema di sensing impiegati per incrementare la frequenza cardiaca in accordo ai bisogni metabolici durante attività fisica, mentale ed emotiva.

• pH sensing - l'attività fisica determina un incremento di produzione di anidride carbonica e una conseguente diminuzione di pH nel sangue venoso
• Temperatura - variazioni di temperatura del sangue venoso

centrale durante l'esercizio fisico sono indici di variazione della domanda metabolica:

• Intervallo QT - Questo intervallo è accorciato dall'aumento di catecolamine circolanti e costituisce un indicatore fisiologico dell'attività simpatica indotta dall'esercizio o dall'emozione.
• Frequenza respiratoria - La respirazione è usata come sensore di aumento dell'attività fisica e metabolica.
• Sensori di movimento - Rilevano i movimenti e le vibrazioni corporee e sono i primi ad essere stati proposti, e di gran lunga i più comuni e ampiamente usati.

SISTEMA DI CODIFICA A QUATTRO LETTERE IN BASE A FUNZIONI E MODALITÀ. Il primo codice indica la camera stimolata. Il secondo indica in quale camera percepisco qualcosa, cioè dove funge da elettrocardiografo. Il terzo riguarda la risposta al sensing. Il quarto riguarda la modulazione della frequenza della contrazione. Tabella. Nella terza posizione la lettera indica sepuò generare o inibire gli impulsi. Con la codifica a 4 lettere abbiamo la descrizione completa di come funziona il pacemaker. Modalità V00. Ha una frequenza costante impostata di 60 battiti al minuto, quando vediamo la variazione del segnale percepito da dispositivi significa che c'è stata la contrazione indotta dalla stimolazione. Successivamente si vede che ci è stata una contrazione spontanea, ma dopo un secondo il pacemaker interviene di nuovo perché dopo un secondo fermo c'è il rischio che il cuore si fermi se non ci sono contrazioni. Anche rischiando di far sovrapporre una spontanea con una artificiale con possibile fibrillazione però è necessario. Questi sono dispositivi di base. Inserendo la funzione di sensing il contatore riparte a contare da dopo la contrazione spontanea se c'è stata. Fail sensing nel ventricolo, questo è il VVI. Se viene anche m