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bradicardia indotta dall'assunzione farmacologica, è notevolmente più

opportuno far uso di PM bicamerali, programmati però, in maniera tale

da evitare stimolazioni ventricolari non strettamente necessarie.

La funzione di soppressione della stimolazione ventricolare permette al

PM di passare dalla stimolazione monocamerale a quella bicamerale e

viceversa: se c'è conduzione AV intrinseca il PM lavora in modalità

monocamerale (ad es AAI), altrimenti commuta in bicamerale (es DDD)

e stimola il ventricolo destro.

Un altra opportunità è quella di utilizzare due modalità bicamerali: ad

esempio nella ADI il PM stimola l'atrio in modalità inibita ma osserva

anche il ventricolo per valutarne la conduzione. In questa

configurazione l'intervallo AV è allungato (a circa 450ms) per dare

tempo alla naturale conduzione. Dopo 2 cicli privi di eventi ventricolari

sentiti il PM commuta automaticamente in modalità DDI accorciando

anche l'intervallo AV. In questo modo si rende possibile la stimolazione

ventricolare. Una volta sentita attività ventricolare spontanea il

dispositivo commuta nuovamente in ADI.

Per evitare lo switch continuo tra le due modalità qualora il paziente

avesse un ritmo instabile di conduzione, dopo 30s in modalità DDI

senza sentire attività ventricolare, fa partire un intervallo AV di isteresi

che, se per tot cicli su 8 realizza eventi spontanei ventricolari commuta il

PM in ADI, cioè se valuta stabile la conduzione tra atrio e ventricolo,

altrimenti lo lascia in modalità DDI.

Contrariamente alla modalità AAI, la modalità ADI consente il

monitoraggio del ventricolo, in modo da passare alla modalità DDD e

stimolare il ventricolo nel momento in cui la conduzione AV cessa o

diviene instabile.

In modalità DDD è presente un algoritmo, detto Intelligent Search, il

quale tutte le volte che ci si aspetta un riscontro ventricolare intrinseco,

ma non lo si riceve, raddoppia la distanza tra due intervalli di ricerca.

Lo switch da ADI(R) a DDD(R) può essere dovuto a:

nessun responso ventricolare rilevato per 2s (al max 3s)

• nessun responso ventricolare rilevato per 2 cicli consecutivi

Se ci sono più di 15 switch in 1 ora il PM si pone in modalità alternativa

DDI fino alla mezza notte del giorno stesso.

Il PM deve effettuare una dalle

protezione passiva

tachicardie indotte dalle terapie anti-

bradicardiche.

Controllo della cattura atriale e ventricolare

Per "cattura" si intente un evento di stimolazione artificiale andato a

buon fine. Il controllo della cattura consente al PM di verificare

periodicamente che l'ampiezza di stimolazione sia sufficiente ma non

eccessiva, così da massimizzare l'autonomia della batteria.

1)Controllo della cattura atriale

Si definisce il valore minimo d'ampiezza dello

soglia di cattura atriale

stimolo (valore di tensione) che provoca a parità di durata una

depolarizzazione atriale efficacie. Poichè fenomeni come

l'invecchiamento o la dislocazione dei cateteri, alterazioni patologiche e

somministrazione di farmiaci differenti possono modificare la soglia di

cattura atriale, è necessario introdurre degli algoritmi che permettono di

misurare tale soglia in modo automatico al fine di variare

opportunamente l'ampiezza di stimolazione.

Durante la misura della soglia di cattura atriale l'ampiezza dell'impulso

di stimolazione viene ridotta gradualmente, fino a quando esso non è

più in grado di determinare una depolarizzazione efficacie dell'atrio.

L'algoritmo è in grado di stabilire l'efficiacia dello stimolo a seconda

dell'evento che segue l'erogazione dell'impulso:

1. Il PM rileva un evento atriale stimolato e abbassa ulteriormente

l'ampiezza dell'impulso di stimolazione

2. Il PM rileva un'attività atriale intrinseca al di fuori del periodo

refrattario atriale (stimolo erogato inefficacie)

3. Il PM rileva un evento di conduzione retrograda (conduzione dal

ventricolo verso l'atrio)

N.B. La comparsa di un ritmo di stimolazione competitivo con quello di

stimolazione potrebbe indurre l'algoritmo a determinare una soglia più

bassa di quella reale.

Per assicurare che il ritmo cardiaco sia stabilito dagli impulsi erogati dal

PM viene aumentata la frequenza di stimolazione, in maniera tale da

prendere il sopravvento su eventi spontanei o competitivi.

Si dice che si effettua un overdrive pacing:

Se il ritmo atriale medio > frequenza di stimolazione programmata

• →frequenza di stimolazione del test = frequenza intrinseca+20%

Se il ritmo atriale medio < frequenza di stimolazione programmata

• →frequenza di stimolazione del test = frequenza program.+20%

Se il ritmo atriale medio > 108 bpm

• → il test non può essere effettuato, non cambia la soglia di

stimolazione, e resta uguale a quella programmata poichè il

microcontrollore che gestisce il rilevamento della soglia di cattura

non riesce ad effettuare le elaborazioni a causa del fatto che il

campionamento del segnale deve essere fatto per 50-100ms

Il test di controllo della cattura atriale viene effettuato in modalità DDI

con un AV molto breve (50ms), infatti questa modalità risulta più sicura

rispetto ad una DDD in cui una conduzione retrograda potrebbe

innescare una PMT.

Per misurare la soglia di stimolazione l'algoritmo di ricerca:

Stimola con ampiezza elevata (3V) in modo da garantire l'efficacia

➔ riduce l'ampiezza a passi di 0,6V fino a che non si riscontrano 2

➔ eventi atriali intrinseci su 5 cicli (cattura)

Si torna all'ultimo valore di ampiezza che ha dato cattura e si

➔ decrementa a passi di 0,1V fino a quando non si ha nuovamente la

cattura

L'ampiezza dello stimolo al passo precedente viene impostata

➔ come valore di soglia di cattura atriale

La cattura avviene quando si riscontra un numero minore o uguale a 2

eventi intrinseci su 5 cicli cardiaci consecutivi perchè statisticamente

almeno 2 eventi su 5 possono essere rilevati al di fuori dell'intervallo

FFP (Far Field Protection).

Dopo ogni sequenza di ricerca ad una data ampiezza di stimolazione,

viene erogato un in modo da garantire la

impulso di sincronizzazione,

sincronia atrio-ventricolare anche nel caso in cui l'ampiezza di

stimolazione non sia più efficacie.

Se la stimolazione ad una certa ampiezza non determina una risposta

nell'atrio e la sequenza di ricerca viene interrotta prematuramente,

allora l'impulso di sincronizzazione viene fornito ad una ampiezza pari

a quella delle sequenza di ricerca appena conclusa maggiorata di 0,6V .

Se invece la stimolazione ad una certa ampiezza risulta efficacie per

tutta la durata della sequenza di ricerca l'impulso di sincronozzazione

viene erogato con la medesima ampiezza della sequenza appena

terminata.

Una volta determinata la soglia di cattura atriale l'impulso di

stimolazione viene regolato automaticamente dal dispositivo

aggiungendo un certo margine di sicurezza al valore di soglia misurato

(es 0,1V). Se la ricerca della soglia non può essere effettuata ad esempio

a causa di un ritmo atriale medio troppo accelerato, viene mantenuta

l'ampiezza di stimolazione che si aveva in precedenza.

Se l'elettrodo impiegato è di tipo monopolare al valore di soglia viene

aggiunto un margine di sicurezza più elevato in quanto questa tipologia

di elettrodi è più sensibile alle interferenze, che potrebbero alterare la

cattura. Il margine di sicurezza è programmabile e di solito pari a volt.

Controllo della cattura ventricolare

Il controllo della cattura ventricolare è più critico di quello atriale,

perchè se viene a mancare la cattura il paziente ne risente. Tale ontrollo

avviene adattando l'ampiezza di stimolazione modificando

automaticamente il valore di soglia. L'algoritmo per il controllo della

cattura ventricolare è costituito da 3 sottofunzioni attivate in cascata:

Analisi del segnale : garantisce l'efficacia della stimolazione e

1. valuta la presenza di interferenze

Misura della soglia di stimolazione e adattamento dell'ampiezza

2. allo stimolo: riduce progressivamente l'ampiezza di stimolazione

Verifica della risposta allo stimolo : in assenza di risposta stimola

3. entro 10ms per garantire la cattura

Le prime due componenti dell'algoritmo vengono attivate

periodicamente, mentre la terza viene effettuata dopo ogni stimolo

ventricolare e in caso di mancata cattura vine erilasciato uno stimolo di

back-up. L'algoritmo discrimina il segnale endocavitario rilevato in

seguito a cattura da uno rilevato in caso di mancata cattura tramite

differenze morfologiche: il primo presenta sia risposta del ventricolo

che artefatto, il secondo solo artefatto.

Ogni 12 mesi viene effettuato anche un controllo manuale della soglia di

cattura ventricolare con un margine di sicurezza molto più ampio al fine

di garantire l'efficacia degli stimoli.

Un margine di sicurezza più basso comporta un minor dispendio di

energia e di conseguenza aumenta l'autonomia del dispositivo.

1)Analisi del segnale

Lo scopo dell'analisi del segnale è quello di assicurare che solo i segnali

endocavitari di qualità sufficiente vengano impiegati per la valutazione

dell'efficacia dell'impulso di stimolazione.

Per 5 cicli cardiaci consecutivi il PM stimola il ventricolo con un

➔ impulso di breve durata e di ampiezza sufficiente a garantire la

stimolazione e ad ogni stimolo fa partire un intervallo di blanking

ventricolare al fine di non mandare in saturazione la catena di

amplificazione di sensing; in più viene accorciato l'intervallo AV.

Il segnale ricavato è sovrapposizione di risposta al pacing e

artefatto, difficilmente individuabili singolarmente.

Per altri 5 cicli cardiaci il PM eroga uno stimolo identico al

➔ precedente ma nel periodo refrattario ventricolare, in modo da

non generare una risposta al pacing, ma solo un artefatto da

polarizzazione.

Viene identificato l'artefatto facendo la differenza della media

➔ delle risposte ottenute nei secondi 5 cicli e la media delle risposte

ottenute nei primi 5 cicli. L'artefatto così ottenuto viene sottratto

ad ogni segnale ottenuto nei 5 cicli della prima fase e, effettuando

una media di queste differenze, si ottiene una buona

approssimazione del segnale di risposta medio del ventricolo.

A questo punto la risposta evocata ottenuta, se è di qualità sufficiente

viene trasmessa alla seconda sottofunzione, altrimenti l'ampiezza dello

stimolo viene maggiorata di un valore di sicurezza.

Se per un certo numero di volte si ottiene un segnale di scarsa qualità

allora la funzione di controllo della cattura ventricolare viene

disabilitata e il PM eroga degli stimoli ad ampiezza di sicurezza.

2)Misura automatica della soglia di stimolazione

La soglia di cattura ventricolare viene misurata periodicamente (se

l'analisi del segnale fornisce un responso a buona qualità) e l'ampiezza

dell'impulso viene modificata solo se necessario. Il processo è simile a

quello utilizzato per l'atrio.

L'ampiezza è ridotta a passi di 0,6V finchè non viene rilevato uno

stimolo inefficace, l'ampiezza di stimolazione viene posta al valore

precedente e ridotta a passi di 0,1V in modo da determinare la soglia di

percezione con maggior precisione. Quando viene rilevato anche questa

volta uno stimolo inefficace il valore misurato precedentemente viene

preso come valore di soglia. Se viene rilevato un nuovo stimolo

inefficacie vengono erogati fino a 2 stimoli a uguale ampiezza, mentre

se ne vengono rilevati 2 o 3 si imposta come valore soglia il valore

precedente e l'ampiezza di stimolazione viene regolata aggiungendo

alla soglia un margine di sicurezza.

Dopo ogni stimolo ventricolare inefficacie viene erogato un impulso di

back-up (di 1ms) in modo da garantire una stimolazione effettiva

continuativa.

Il valore dell'ampiezza di partenza è quello di default a 3V.

3)Verifica della risposta allo stimolo

La verifica della risposta allo stimolo permette di controllare

continuamente l'efficacia dell'impulso di stimolazione dopo ogni

stimolazione del ventricolo e avviene solo se il ritmo cardiaco intrinseco

non supera i 110bpm (altrimenti il microcontrollore non ha il tempo di

eleborare i dati).

Se la stimolazione è efficace allora non modifica l'ampiezza

dell'impulso.

Se lo stimolo è inefficace allora viene erogato uno stimolo di back-up

(ad esempio entro i 130ms suppessivi) della stessa ampiezza

dell'impulso di stimolazione ma di maggiore durata al fine di garantirne

l'efficacia.

La presenza di uno stimolo di back-up fa si che si stimoli il ventricolo ad

un ampiezza maggiore di quella della soglia di cattura.

Adattamento della frequenza (funzionamento rate-adaptive)

L'adattamento della frequenza di stimolazione viene attuato dal PM:

Per mezzo di accelerometri

➢ Atraverso la stimolazione ad anello chiuso (CLS)

1)Adattamento della frequenza mediante accelerometri

Si introduce nella circuiteria del dispositivo un sensore accelerometrico,

non sensibile alle variazioni di pressione statica sull'involucro, che

produce un segnale elettrico costantemente analizzato dal

microprocessore tramite due tipi di algoritmi:

Uno che effettua l'adattamento della frequenza di stimolazione

• quando rileva un grado di attività fisica sopra-soglia

uno che adatta la frequenza di stimolazione in base al tipo di

• attività rilevata (standardizzata, come camminare, salire le scale,

correre, ecc...)

Le funzioni di sensing e di inibizione rimangono inalterate, ma se il

ritmo cardiaco è troppo elevato, a causa della grande lunghezza

dell'intervallo che indica il periodo refrattario, il PM è come se

stimolasse in maniera asincrona. La frequenza di stimolazione può

variare a seconda dell'attività fisica svolta dal pazionte, ma non può

superare un certo valore impostato dal medico. La velocità con cui la

frequenza di stimolazione diminuisce quando si ritorna a riposo è

inferiore alla velocità con cui aumenta la frequenza di stimolazione

durante un'attività fisica.

2)CLS: Closed Loop Stimulation

La funzione di adattamento della frequenza con stimolazione ad anello

chiuso consente al PM di variare la frequenza sulla base delle dinamiche

di contrazione del miocardio. Una variazione nella forza di contrazione

determina una variazione nell'impedenza del muscolo miocardico che

viene misurata tramite l'elettrodo di punta dell'elettrocatetere.

Essa è in grado di autoadattarsi alle condizioni del paziente senza

richiedere l'intervento del medico, il quale determina solo il range di

variazione della frequenza.

3.4 Analisi delle statistiche

L'analisi delle statistiche registrate dal PM permette di migliorare la

diagnosi della patologia e la scelta della terapia.

Le statistiche registrate dallo stimolatore, e trasferibili al

programmatore, posso comprendere:

Temporizzazione del dispositivo

• Aritmie atriali e ventricolari

• Attività del sensore

• Sensing

• Pacing

Le statistiche sono rappresentate da:

Contatori di eventi

• Istogrammi

• Trends

La registrazione delle statistiche è interrotta se:

Il dispositivo è in condizione di ERI

• Il dispositivo è in contatto con il magnete o della testina

• programmabile

Le statistiche registrate raccolgono una memoria di 240giorni

Statistiche di temporizzazione

Contatore di eventi: As, Ap, Vs, Vp, nel periodo refrattario e non

• Episodi: As→Vs, As→Vp, Ap→Vs, Ap→Vp, Vx→Vx

• Trend 24h: frequanza cardiaca, %stimolazione

• Trend 240giorni: frequanza cardiaca, %stimolazione

• Istogrammi: andamento della frequenza cardiaca

Statistiche di aritrmia

Atriali: numero e durata di tachicardie atriali, distribuzione delle

tachicardie, numero e durata dei cambiamenti automatici di modalità.

Ventricolari: singole, coppie o triplette di extrasistoli, o più.

Statistiche del sensore

Istogramma del sensore: quanto frequentemente il sensore

• determina una certa frequenza di stimolazione

Registro di attività: tempistica relativa alle attività del paziente e

• ai cambi di frequenza

Statistiche di sensing

Andamento onde P e R: se le onde P ed ed R ahnno ampiezza che

• diminuisce progressivamente i cateteri si stanno dislocando

Istogramma del campo lontano

• Distribuzione intervalli: successi delle scansioni di isteresi

• Soppressione della stimolazione del ventricolo: % giornaliera in

• cui il PM lavora in modalità ADI

Statistiche di pacing

Andamento impedenza cateteri

• Andamento soglia di stimolazione

• Istogramma ampiezza impulsi

• Controllo della cattura

Capitolo 4

Pacemaker Tricamerali CRT (Re-Sincronizzanti)

Questa tipologia di PM rende possibile il pacing di tre camere

cardiache: atrio, ed entrambi i ventricoli.

In alcune condizioni cliniche infatti, come ad esempio nel caso della

miocardiopatia dilatativa, la forza di contrazione del ventricolo sinistro

non è più sufficiente a garantire una gittata cardiaca ottimale (perdita di

efficienza della pompa).

Un dispositivo re-sincronizzante stimola i due ventricoli separatamente

e differisce da un bicamerale per la possibilità di impostare l'intervallo

di tempo tra il pacing sul ventricolo destro e sul sinistro.

Il catetere per la stimolazione del ventricolo sinistro non può essere

impiantato passando attraverso la valvola mitrale a causa dell'elevato

gradiente pressorico tra le camere. Si porta allora il catetere nell'atrio

sinistro e lo si fa passare attraverso il seno venoso delle coronariche

cercando la diramazione che arriva al ventricolo sinistro, il quale verrà

stimolato dall'esterno e non nel lume interno.

Alcuni pazienti non possono subire l'impianto a causa delle ridotte

dimensioni delle vene coronariche.

I parametri base del funzionamento di un dispositivo CRT identici a

quelli di un PM classico; hanno in più la possibilità di poter regolare il

periodo di latenza tra la contrazione del ventricolo destro e la

contrazione del ventricolo sinistro.

Attualmente si usano dei dispositivi detti CRT-D che consistono in uno

stimolatore re-sncronizzante all'interno del quale è presente un

defibrillatore cardioversore impiantabile perchè i pazienti che ne

necessitano hanno un rischio di complarsa di tachicardie molto alto.

In ogni caso un CRT-P (Cardiac Resincronization Therapy-PM) sono

dotati di:

3 cateteri

• Batteria più grande di un bicamerale in dimensioni

• Capacità maggiore di un bicamerale

• Autonomia circa uguale ad un bicamerale

Capitolo 5

Defibrillatore Cardioversore Impiantabile

I primi ICD (Implantable Cardioverter Defibrillator) risalgono alla fine

degli anni '60 e vennero ideati per regolare i fenomeni di tachiaritmia

ventricolare (anche gravi). Tale dispositivo viene impiantato

chirurgicamente sottocute nella regione pettorale a sinistra

posizionando gli elettrodi negli atri e nei ventricoli per via trans venosa.

Lo scopo dell'impianto è quello di prevenire la morte improvvisa del

paziente a seguito di un'insorgenza di un episodio di tachicardia

ventricolare o di fibrillazione ventricolare.

Patologie di candidatura per l'impianto:

cardiopatia ischemica

• sindrome del QT lungo

• miocardiopatia ipertrofica

• arresto cardiaco

Una delle fasi più critiche dell'impianto è la scelta dell'energia da

erogare durante una scarica: se è troppo elevata può causare dolore al

paziente e diminuire l'autonomia del dispositivo, se troppo bassa può

non defibrillare. Il test dell'induzione permette di verificare la capacità

del dispositivo di interrompere una tachicardia, ma essendo molto

pericoloso, si preferisce impostare la massima energia erogabile dal

dispositivo come valore di default.

Un ICD è composto da:

Generatore impiantato sottocute

➢ Elettrocateteri per sensing, terapia anti bradicardica e terapia anti

➢ tachicardica

Si distinguono ICD:

monocamerali (ventricolo destro)

• bicamerali (atrio e ventricolo)

• biventricolari (PM tricamerale + defibrillatore)

Problemi tecnologici 50-100 μF di capacità

• supportano migliaia di W

Condensatori poco ingombranti

• leggeri e duraturi

• caricati e scaricati ogni 6 mesi

• Tipicamente si hanno due

• condensatori in serie che

supportano tensioni di

parecchie centinaia di V

Algoritmo per il riconoscimento Alalizzano sgnali endocavitari al

delle tachiaritmie fine di riconoscere la tachiaritmia e

diciderne la terapia

60-70% maggiori di quelle di un

Dimensioni PM classici

Durata Dipende dall'intensità e dal

numero di scariche erogate

Tipologie di scarica

Scarica inopportuna (spesso causa di espianto)

• Scarica inefficace

• Scarica efficace

Condensatori

La criticità nei condensatori per ICD sta nel fatto che:

Devono immagazzinare energie elevate

• Devono lavorare con tensioni elevate

• Devono avere dimensioni più contenute possibile

Solitamente il dielettrico utilizzato nei condensatori per ICD è l'ossido

di alluminio, ma necessita di piastre molto vicine.

Lo strato di dielettrico si forma durante la carica.

Efficienza energetica: più è grande il tempo che intercorre dall'ultima

carica-scarica minore è l'efficienza energetica. A tale scopo l'ICD deve

provvedere automaticamente alla carica-scarica

dimensionamento del condensatore

impulso bifasico

ponte ad H

Capitolo 6

Manuale dell'ICD

6.1 Protocollo di ricerca binaria

Utilizzando la modalità di ricerca binaria è possibile determinare il

monimo valore dell'energia necessario per contrastare efficacemente la

tachiaritmia in breve tempo e con un basso numero di stimoli.

Il inizia con l'induzione di una fibrillazione ventricolare

test di induzione

(per questo è pericoloso) tramite:

Impulsi a bassa energia sul ventricolo nella sua fase di

• ripolarizzazione

Una corrente sinusoidale a 50Hz generata dall'ICD

Si inducono 3 episodi di FV al termine dei quasi si imposta la soglia di

defibrillazione più opportuna.

In alternativa si può effettuare la ricerca in (in base

modalità manuale

all'esperienza del medico) quando non si ha la necessità di stimolare ad

energia minima. Si stima che una scarica da 30J dimezza il numero di

scariche che si avrebbero con una scarica d 15J.

Una scarica da 30J diminuisce l'autonomia del dispositivo di circa un

mese.

6.2 Riconoscimento della tachiaritmia

Il riconoscimento della tachiaritmia è l'aspetto più importante da tener

conto nella progettazione di un ICD, in quando, se non riconosciuto in

tempo, e dunque senza somministrazione di una terapia d'urto, il

paziente ha una scarsissima probabilità di sopravvivenza.

Dunque il compito più arduo di un ICD è affidato ad un il

decisore,

quale ha la funzione di oggettivare la presenza di un particolare evento

all'interno di una certa finestra temporale, cercando di massimizzare la

probabilità di una decisione corretta. La risposta fornita da un decisore

è di tipo binario, e si hanno 4 possibilità:

VERO POSITIVO: l'evento presente riconosciuto

• VERO NEGATIVO: evento presente non riconosciuto

• FALSO POSITIVO: evento non presente riconosciuto

• FALSO NEGATIVO: evento non presente non riconosciuto

I parametri caratteristici del decisore sono:

probabilità di riconoscere un evento presente (deve

Sensibilità:

➢ essere il più alta possibile, il caso ideale è 1)

n°veri positivi

---------------------------------

n°veri positivi + n°falsi negativo

Probabilità di falso allarme:

➢ n°falsi positivi

---------------------------------

n°falsi positivi + n°veri negativi

Caso ideale: probabilità di falso allarme pari a zero.

Specificità:

➢ 1 – probabilità di falso allarme

normalizza il valore ideale di probabilità di falso allarme a 1

I decisori reali hanno valori che si discostano dal caso ideale perchè:

Per avere un buon valore di sensibilità è necessaria una soglia di

• decisione bassa (per non confondere il rumore con un evento

accaduto)

Per avere un buon valore di specificità è necessaria una soglia di

• decisione alta (ovvero un falso positivo deve tendere a zero)

Il legame tra specificità e sensibilità è dato dalla curva (Receiver

ROC

Operating Characteristic):

Un punto nel piano della curva ROC

rappresenta un determinato tipo di rivelatore.

La retta che passa per le coordinate (0,0) e (1,1)

rappresenta le condizioni peggiori possibili,

infatti lungo la retta Veri Positivi e Falsi

Positivi si manifestano con la stessa frequenza

generando così un rivelatore casuale, che

compirebbe cioè scelte random.

La scelta migliore è quella che si trova nell'introrno della coppia (0.5,

0,99). Per confrontare algoritmi diversi si ricorre alle curve ROC in

quanto i processi di rivelazione sono processi statistici.

6.3 Funzioni di Riconoscimento

Le tipologie di tachicardia riconosciute dall'ICD sono:

1. Fibrillazione Ventricolare (VF)

2. Tachicardia Ventricolare (VT)

3. Tachicardia Ventricolare Veloce (FVT)

Tali patologie sono distinte dalla durata del ciclo cardiaco: essa è

estremamente bassa per una VF, intermedia per una FVT e medio bassa

per una VT (400ms).

Riconoscimento degli eposodi di VF

L'ICD riconosce eventi di VF esaminando il ritmo cardiaco: misura

l'intervallo di tempo che intercorre tra due depolarizzazioni ventricolari

consecutive. Se gli intervalli V-V sono sufficientemente brevida

rientrare in una determinata finestra di riconoscimento, allora il

dispositivo riconosce l'episodio come VF ed eroga la prima terapia

programmata. Dopo la terapia continua a monitorare il ritmo cardiaco

per individare la presenza di una VF permanente.

I rivelatori per il riconoscimento delle VF possono essere a soglia singola

se l'unico parametro che fornisce informazioni utili è la durata del ciclo.

Questo comporta che individuato un intervallo R-R al di durata al di

sotto della soglia, lo si identifica come episodio di VF.

Per rendere il rivelatore più sensibile, aumento la soglia.

Per rendere il rivelatore più specifico, diminuisco la soglia.

Alternativamente si possono creare rivelatori a doppia soglia in cui oltre

alla durata dell'intervallo R-R (valutato come prima soglia) si fissa una

finestra temporale di durata opportuna e si valuta il numero di eventi

ventricolari consecutivi che si verificano al suo interno. Se tale numero è

minore di un valore preimpostato allora si è in presenza di episodio di

VF.

I parametri programmabili per il riconoscimento di un episodio di VF:

L'abilitatore del riconoscimento di episodi di VF (può anche essere

• disattivato, infatti il riconoscimento di VF)

Intervallo VF: 300ms (se è più alto si possono scambiare fenomeni

• di VF con FVT o VT)

NID VF iniziale: (number of intervals to detect) numero di eventi

• di fibrillazione ventricolare (ovvero di intervalli R-R che

soddisfano la verifica effettuata dalla seconda soglia) che in

dispositivo deve contare per riconoscere un episodio di VF (ad

esempio 12/16, 18/24 ecc...)

NID VF post-terapia: numero di eventi di VF che il dispositivo

• deve contare dopo l'erogazione della terapia per riconoscere il

persistere di VF (ad es 6/8, 9/12 ecc...)

Gli intervalli R-R più brevi del''intervallo VF vengono impiegati per

incrementare il contatore di eventi VF che è molto più sensibile del

contatore di eventi VT.

Per ogni evento riconosciuto, dunque, l'ICD incrementa il numero di

eventi VF riscontrati all'interno della finestra di osservazione (la cui

durata è data dal secondo numero del NID iniziale). La soglia di

riconoscimento di un evento VF è data dal primo numero del NID

iniziale. Ad esempio se il NID VF iniziale è 18/24 significa che se in una

finestra temporale, della durata pari a 24 eventi ventricolari consecutivi,

si rilevano almeno 18 eventi VF, allora il dispositivo riconosce un

episodio di fibrillazione ventricolare.

A questo punto viene erogata la terapia VF programmata: se ad

esempio il NID post-terapia è 18/24, e vengono raggiunti almeno 18

eventi VF all'interno di una finestra di 24, allora il dispositivo riconosce

che l'episodio di fibrillazione ventricolare non si è estinto ed eroga la

successiva terapia VF programmata. Un NID di riconoscimento

successivo può avere una finestra di osservazione più corta.

Una volta identificata la Fibrillazione Ventricolare il dispositivo carica i

condensatori e durante tale carica esegue una seconda verifica al fine di

verificare che la VF sia ancora presente oppure che sia cessata da sola.

Riconoscimento di episodi di VT

Il dispositivo riconosce episodi di tachicardia ventricolare esaminando il

ritmo cardiaco e cercando intervalli R-R sufficientemente brevi e

sufficientemente vicini da essere classificiati come VT.

I parametri programmabili per il riconoscimento di una VT sono:

Abilitazione del riconoscimento di VT (può anche essere

• disattivato o impostato solo in modalità di monitoring)

Intervallo VT: è l'intervallo di soglia massima al di sotto del quale

• un evento è riconosciuto come VT (400ms, si ricordi che la VF è

riconosciuta al di sotto di 300ms)

NID VT iniziale: numero di eventi VT consecutivi che il

• dispositivo deve contare per riconoscere una VT

NID VT post-terapia: numero di eventi di VT consecutivi che il

• dispositivo deve contare dopo l'erogazione della terapia al fine di

riconoscere un episodio VT persistente

Il NID in questo caso è del tipo N/N nel senso che il numero di eventi

VT consecutivi contati deve raggiungere il valore del NID VT iniziale al

fine di essere identificato come episodio VT.

Ogni volta che si riscontra anche un N-1/N il contatore di eventi VT

viene azzerato. Anche il NID VT post-terapia è del tipo N/N e quindi se

il dispositivo riscontra un numero di eventi VT uguale al NID impostato

eroga una nuova terapia.

Riconoscimento di episodi di FVT

Ci sono molti casi in cui è presente una VT molto alta ma si ricontra una

situazione del tipo N-1/N il che comporta una mancata erogazione

della terapia. Per questo motivo si introduce anche il riconoscimento

degli episodi di FVT.

Il dispositivo riconosce gli episodi di tachicardia ventricolare veloce

esaminando il ritmo cardiaco ricercando intervalli R-R sufficientemente

brevi (ma non brevi quanto una VF) al fine di erogare una terapia

programmata qualora il numero di episodi riscontrati sia sufficiente.

I parametri programmabili sono:

Abilitazione del riconoscimento di episodi di FVT

• Intervallo FVT

Il riconoscimento di episodi di FVT sfrutta l'algoritmo di

riconoscimento impiegato per le VF o per le VT.

La scelta di sfruttare il riconoscimento di episodi FVT via VT o via VF

dipende dalle caratteristiche cliniche del paziente a seconda della

predilizione della tachicardia a sfociare in una VF o in una VT.

Riconoscimento di FVT tramite VF :

1. Quando viene rilevato un numero di eventi pari al NID VF iniziale

il dispositivo analizza gli otto eventi precedenti e se almeno uno di

questi cade all'interno dell'intervallo di riconoscimento VF allora

l'episodio è classificato come VF, altrimenti se tutti e 8 cadono

fuori dall'intervallo di riconoscimenti VF l'episodio viene

classificato come FVT;

Riconoscimento di FVT tramite VT :

2. Quando viene rilevato un numero di eventi pari al NID VT iniziale

il dispositivo analizza gli otto eventi precedenti e se almeno uno di

questi cade all'interno dell'intervallo di riconoscimento VF o FVT

l'episodio viene riconosciuto come FVT, altrimenti se tutti e 8

cadono fuori sia dall'intervallo di riconoscimento VF sia da quello

FVT allora l'episodio viene riconosciuto come VT.

Riconoscimento delle tachiaritmie tramite conteggio combinato

Il criterio del contatore combinato prevede il confronto della somma dei

contatori VF e dei contatori VT con un terzo contatore denominato

CNID (NID a conteggio combinato), che viene calcolato

automaticamente a partire dal valore di NID VF iniziale programmato.

Quando la somma dei contatori VF e VT raggiunge il valore del CNID il

dispositivo esamina gli 8 eventi precedenti:

Se almeno uno degli 8 è nella zona VF, l'episodio è VF

• Se almeno uno degli 8 è nella zona FVT, l'episodio è FVT(a meno

• che non ci sia almeno un VF, che lo classificherebbe come VF)

Se tutti e 8 cadono nella zona VT, l'episodio è VT

Riconosciuta la tachiaritmia si eroga la scarica oppure la terapia e poi si

valuta se l'episodio è veramente concluso.

Monitoraggio per la conclusione o il riconoscimento successivo

Al termine dell'erogazione della terapia, il dispositivo continua a

monitorare il ritmo cardiaco per determinare se l'episodio è terminato

oppure l'aritmia persiste. Un episodio è considerato concluso se:

8 intervalli ventricolari hanno lunghezza > dell' intervallo VT

• programmato

i 20s successivi alla terapia non rilevano un intervallo ventricolare

• inferiore all'intervallo VT programmato

Se il dispositivo eroga una terapia antitachicardica, la valutazione della

conclusione dell'episodio avviene a partire dal primo ciclo ventricolare

post terapico.

Se il dispositivo eroga una scarica di defibrillazione la valutazione della

conclusione dell'episodio avviene a partire dal secondo ciclo

ventricolare post terapico.

Se l'episodio persiste (valutando attraverso il NID post terapia) l'ICD

eroga la seconda terapia e riprende il monitoraggio.

Esiste ancora un altro caso però: in seguito ad una terapia erogata il

paziente può avere soltanto un ritmo accelerato e non un'aritmia

pericolosa. Il ritmo viene riconosciuto come accelerato se la media delle

durate dei 4 intervalli post terapici è almeno 60ms più grande

dell'intervallo preterapico.

Se invece il dispositivo riconosce un fenomeno di VF dopo l'erogazione

di una terapia antitachicardica passa automaticamente a defibrillare ad

energia opportuna.

Miglioramento del riconoscimento

E' possibile aumentare la specificità del rivelatore di aritmie senza

condizionarne in modo significativo la sensibilità. Questo è importante

per il riconoscimento di tachiaritmie sopraventricolari SVT che non

necessitano di trattamenti ad alta energia.

Esempi delle SVT sono:

Flutter atriali

• Fibrillazioni atriali

• tachicardia del nodo seno-atriale

Riconoscere una SVT: 1)zona giunzionale 1 (40-60ms)

2)zona retrograda (fino al 50%)

3)zona anteretrograda

4)zona giunzionale 2 (40-60ms)

Gli eventi atriali che ricadono nelle zone giunzionali riguardano

prevalentemente le extrasistoli atriali, oppure ventricolari ma sentite a

livello dell'atrio, fibrillazione atriale o flutter atriale.

Gli eventi rilevati nella zona retrograda corrispondono alla conduzione

retrograda generata dalla depolarizzazione dei ventricoli (verso l'atrio)

Una tachicardia atriale rilevata a livllo della zona anteretrograda è

molto probabilmente una tachicardia sinusale dovuta a sforzi fisici.

E' molto frequente che queste aritmie si trasmettano anche al ventricolo,

instraurando una tachicardia ventricolare che ha origine negli atri.

I per aumentare la specificità dei rilevatori senza

criteri aggiuntivi

intaccare la sensibilità:

Criterio Pr-Logic

➢ Criterio di Stabilità

1) Criteri Pr-Logic:

Abbassano le potenzialità del riconoscimento (la sensibilità). I parametri

impostabili sono:

Abilitazione di Afib/AFlutter che permette il riconoscimento di

• fibrillazione atriale e flutter atriali

Tachicardia sinusale: permette di riconoscere aritmie fisiologiche

• SVT 1:1: identifica tachicardie che comportano la contrazione

• simultanea di atrio e ventricolo

Durata minima di un intervallo V-V affinchè si abbia SVT (limite)

In particolare per una Fibrillazione atriale:

Il contatore deve raggiungere un valore limite

• Rapporto non più 1:1 (l'intervallo può variare)

2)Criterio di stabilità:

Il criterio di stabilità viene introdotto al fine di garantire una sicurezza

maggiore per il riconoscimento di ritmi ventricolari instabili come una

VT generata da una fibrillazione atriale piuttosto che una tachiaritmia

fisiologica, che non richiede cardioversione. A causa della variabilità

eccessiva del ciclo ventricolare, quando il dispositivo riscontra un ritmo

ventricolare instabile resetta il contatore di eventi VT.

L'intervallo è un intervallo di durata adottato come soglia dal

di stabilità

medico per identificare un ritmo ventricolare instabile (dai 30 ai 100ms).

Un intervallo è classificabile come instabile se la differenza tra esso e

uno dei tre intervalli che lo precedono è maggiore dell'intervallo di

stabilità programmato. Quando un evento viene classificato come

instabile, si azzera il contatore degli eventi VT.

Sia il criterio di stabilità che il criterio Pr-Logic non hanno efficacia sul

riconoscimento delle VF, ma solo sul riconoscimento di VT o al limite di

FVT via VT.

In caso di doppia tachicardia (ad esempio SVT e VT) l'abilitazione del

criterio Pr-Logic compromette il riconoscimento della VT.

6.4 Terapie anti-tachicardiche

Terapia per VF con defibrillazione

La terapia di defibrillazione ha lo scopo di porre fine alla fibrillazione

ventricolare erogando scariche ad alta energia in modo da ripristinare il

ritmo sinusale fisiologico. Il dispositivo può essere programmato in

maniera tale da erogare fino a 6 terapie di defibrillazione consecutive,

ognuna delle quali ad uno specifico livello energetico, qualora la prima

terapia non avesse effetto.

I parametri che possono essere programmati per l'erogazione di una

terapia di defibrillazione per VF sono:

Stato della terapia per VF: ON/OFF

• Livello di energia: da erogare al paziente (fino a 30J)

• Percorso della corrente nel cuore del paziente

• Active can: permette di usare il contenitore dell'ICD come

• elettrodo di ritorno per la corrente

Switch per l'aggressività crescente: primo tentativo di scarica a

• bassa energia

La corrente viene erogata tra il coil nel ventricolo e la cassa del

dispositivo (con l'active can). Se non è presente l'active can l'altro coil è

posizionato nel seno venoso coronarico.

Per erogare la scarica il defibrillatore deve prima caricare i condensatori

ad alta tensione al livello di energia programmato. Il tempo necessario

alla carica dei condensatori dipende da:

valore di energia programmato

• autonomia della batteria

• tempo trascorso dall'ultima carica dei condensatori

E' all'incirca 6 o 9 ms.

Terapia per VT e FVT con cardioversione

Il dispositivo può rispondere ad un episodio VT o FVT tramite una

terapia a bassa energia oppure tramite cardioversione (ad alta energia).

La cardioversione ha lo scopo di interrompere l'episodio aritmico

depolarizzando simultaneamente il tessuto cardiaco del paziente, in

modo da ripristinare il normale ritmo sinusale. Infatti la cardioversione,

a differenza della defibrillazione, necessita che la scarica sia

sincronizzata ad un evento ventricolare (solitamente l'onda R).

Il numero di terapie erogabili programmabili è circa 6. Parametri:

Stato della terapia: ON/OFF

• Tipo della terapia

• Energia associata allo shock

• percorso della corrente

• active can

Le terapie per VT o FVT dovrebbero essere programmate con

aggressività crescente.

N.B. La VT si può generare quando è presente un circuito di rientro,

dovuto a varie cause. In tal caso è più opportuno usare una terapia a

bassa energia.

Terapia VT e FVT a bassa energia

Alternativamente si può interrompere un episodio VT o FVT stramite

una terapia di stimolazione antitachicardica, che impiega impulsi di

stimolazione a bassa energia, e non shock ad alta tensione e sono meno

dolorose per il paziente. Esistono diversi tipi di terapie a bassa energia:

1. Terapia Burst

2. Terapia Ramp

3. Terapia Ramp+

L'ampiezza dello stimolo, la sua durata e il periodo di blanking che lo

segue sono medesimi per ciascuna terapia.

1)Strategia Burst:

Erogazione di più stimoli a bassa energia. E' la meno aggressiva.

Parametri programmabili:

Numero di impulsi (da 1 a 15) per ciascuna sequenza di terapia di

• tipo Burst

Intervallo R-S1: tra l'ultimo evento riconosciuto e lo stimolo

• erogato in % del ciclo cardiaco

decremento dell'intervallo tra 2 eventi dopo la prima terapia (0-

• 40ms)

Numero di sequenze di terapia Burst

Viene erogata in modalità asincrona.

2)Terapia Ramp:

La particolarità di questa terapia sta nel fatto che per ogni nuova

sequenza il numero di impulsi viene incrementato di 1.

I parametri programmabili sono:

Numero di impulsi

• Intervallo R-S1: tra l'ultimo evento riconosciuto e lo stimolo

• erogato in % del ciclo cardiaco

decremento dell'intervallo tra 2 eventi consecutivi in una stessa

• sequenza di terapia

Numero di sequenze di terapia Ramp

3)Terapia Ramp+:

Con questa terapia si ottiene la massima variazione dei parametri. E' la

più aggressiva. Parametri:

Numero di impulsi

• Intervallo R-S1: tra l'ultimo evento riconosciuto e lo stimolo

• erogato in % del ciclo cardiaco

Intervallo S1-S2 del secondo impulso di stimolazione in % del ciclo

• cardiaco

Intervallo S1-SN dei resatanti impulsi di stimolazione in % del

• ciclo cardiaco

Numero di sequenze di terapia Ramp+

Se al termine della sequenza di terapia Ramp+ l'episodio di VT persiste

allora la nuova durata del ciclo cardiaco aritmico viene impiegata per

determinare gli intervalli della sequenza. Anche in questo caso, per ogni

sequenza si aggiunge uno stimolo.

La differenza sostanziale tra una terapia Ramp e una Burst consiste nel

fatto che la prima non adotta impulsi equispaziati a differenza della

seconda.

Capitolo 7

Defibrillatori impiantabili attivi tricamerali: CRT-D

Il CRT-D è un defibrillatore cardioversore che presenta al suo interno

un PM re-sincronizzante tricamerale.

Utilizza una batteria al Li-Cloruro di Tionile.

La particolarità di questo dispositivo sta nella possibilità di

stimolazione multipolare. Il catetere è allocato nel senso venoso

coronarico e per migliorare la stimolazione del ventricolo sinistro nel

connettore sono presenti più contatti (ad esempio per la stimolazione a

bassa energia si usano array di elettrodi posti uno in fila all'altro) in

modo da modificare il pattern di stimolazione del tessuto cardiaco.

Si creano campi di corrente differenti che inducono depolarizzazioni

con geometrie diverse nel ventricolo sinistro.

I criteri con i quali viene scelto il pattern di stimolazione più adatto al

paziente sono 2:

1. Analisi del segnale ECG mediante elettrodi di superficie: si

inserisce nel ventricolo un catetere di prelievo multipolare (con 10-

12 elettrodi) per rilevare il potenziale in punti diversi della camera

cardiaca in modo da ricostruire per punti il pattern di

depolarizzazione post stimolazione, tramite un navigatore

cardiaco che permette di sapere ad ogni istante la posizione del

catetere nel ventricolo (la procedura è lunga e dura circa 3 ore).

2. Valutazione della variazione della pressione intraventricolare nel

tempo: viene fatta per mezzo di un catetere inserito nella camera

cardiaca e si sceglie il pattern che garantisce una pressione

maggiore, cioè una contrazione più intensa).

Capitolo 9

Monitor cardiaco impiantabile ICM

L'ICM è un dispositivo di monitoraggio cardiaco impiantabile

programmabile in grado di rilevare l'andamento cardiaco nel tempo

(ovvero di eseguire un esame Holter). Questo dispositivo è utile nei

pazienti che riscontrano anomalie cardiache non rilevabili attraverso

esami normali (si dice che registra le aritmie cardiache estemporanee).

Il dispositivi è provo di elettrocateteri e viene impiantato sottocute nel

torace al di sopra della regione cardiaca e registra una sola derivazione

attraverso due elettrodi, situati sul corpo del dispositivo stesso.

L'autonomia stimata per tale dispositivo varia intorno ai 2 anni, ha un

costo basso come DIA e prevede una tempistica d'impianto di circa

mezz'ora. La posizione preferibile è la V3 toracica, e la tasca di tessuto

contenente il dispositivo deve essere stretta, poichè anche minime

variazioni nel sito d'impianto possono avere un'influenza negativa sulla

qualità del segnale e sull'ampiezza dell'onda R.

Per facilitare la procedura di posizionamento si utilizza uno strumento

di misurazione detto che consente di testare le

Vector Check

caratteristiche di sensing mentre il dispositivo si trova ancora nella

confezione sterile. Esso ha due elettrodi a 4cm di distanza gli uni dagli

altri, che entrano a contatto con gli elettodi del dispositivo per

un'estremità e con la cute del paziente dall'altra.

L'ampiezza dell'onda R rilevata dev'essere almeno di 0,2mV, e da picco

a picco dev'essere almeno il doppo delle onde T e P. Poicè queste ultime

due costituiscono un disturbo nella rilevazione delle onde R, si

applicano dei filtri passabanda in modo da ridurne il contenuto

frequenziale. Il segnale filtrato viene confrontato con una soglia di

sensing, impostata su percentuale di onda R.

Dopo il rilevamento di un'onda R si fa partire un intervallo di blanking

per evitare un doppio riconoscimento dell'onda R, oppure un

riconoscimento errato (dovuto ad interferenze o disturbi) al termine del

quale la soglia di sensing viene impostata al 65% del picco dell'onda R

finchè non diminuisce gradualemente dopo il ritardo (prima al 30% e

poi al 20% se non viene rilevata alcuna onda R fino a raggiungere una

soglia minima programmata, pari all'ampiezza dell'onda P).

Solitamente l'onda R ha ampiezza pari ad 1mV.

La durata della registrazione massima è di 27min, all'interno dei quali si

effettua anche un controllo per evitare falsi allarmi.

Per quanto riguarda la programmazione del dispositivo, per prima cosa

si confugura la data e l'ora.

Configurazione del riconoscimento automatico degli eventi

Si riconoscono episodi di FVT, VT, bradicardia in base all'intervallo R-R

e sul numero di onde R rilevate tramite un rivelatore a doppia soglia. Si

riconosce un'asistolia in base all'assenza prolungata di onde R. Il

riconoscimento automatico:

Tiene conto dei ritmi più svariati

• Punta sulla sensibilità

• Non differenzia le FV

1)Episodi di FVT

Il dispositivo registra un possibile evento FVT quando rileva un

intervallo R-R che ha durata inferiore a quella dell'intervallo FVT

programmato (ad esempio R-R pari a 260ms). Se il numero di eventi di

FVT è alto (ad esempio 30 FVT riconosciute su 40 eventi ventricolari) e il

livello di rumore è accettabile, allora l'episodio di FVT viene

memorizzato con data e ora. Se invece il livello di rumore è alto

(intervalli ventricolari di 30 ms e alta frequenza dovuta ad interferenze

a radiofrequenza) l'episodio non viene registrato.

L'episodio FVT termina:

Dopo 8 onde consecutive con intervalli maggiori di quello FVT

• programmato

Asistolia finale di 10s

• Intervallo medio ricavato dalla registrazione di 20s di intervalli

• R-R più lungo rispetto all'intervallo VT programmato

2)Episodi di VT:

Il dispositivo registra un possibile evento di VT quando l'intervallo R-R

ha durata inferiore a quella dell'intervallo VT programmato, ma

superiore a quella dell'intervallo FVT programmato.

Parametri programmabili:

Stabilità VT: può evitare di riconoscere episodi di VT a seguito di

• singoli eventi ad alta frequenza. L'intervallo VT riconosciuto viene

confrontato con i tre intervalli precedenti ottenendo 3 differenze:

se una di queste 3 è maggiore dell'intervallo di stabilità VT

programmato, la VT non viene riconosciuta.

Insorgenza VT: distingue tra una VT e una tachicardia fisiologica

• dovuta a sforzo fisico. Gli ultimi 4 intervalli R-R vengono

confrontati con i 4 precendenti e se la loro durata media è inferiore

alla media di questi ultimi moltiplicata per una percentuale di

insorgenza programmabile, allora viene riconosciuta una VT.

L'ICM ricorre ad un algoritmo di riconoscimento a conteggio combinato

per ricavare il numero complessivo di eventi di FVT e di VT: se uno o

più eventi degli ultimi 8 è FVT allora è un evento FVT, se nessuno degli

ultimi 8 eventi è un FVT allora è un VT.

3)Episodi di bradicardia:

Un episodio di bradicardia viene riconosciuto se c'è il raggiungimento

del NID e se l'intervallo R-R è maggiore di una soglia programmata.

L'episodio termina quando:

4 onde consecutive riconosciute hanno intervallo R-R pari o

• inferiore alla soglia programmata

Asistolia finale per 10s

Questa funzione talvolta viene disattivata a causa del problema

dell'undersensing che potrebbe verificarsi se il paziente presenta

intervalli R-R molto ampi.

4)Episodi di asistolia:

Quando la durata tra due eventi ventricolari supera un valore di soglia

asistolica programmato, viene riconosciuta asistolia. Un episodio di

asistolia termina dopo aver rilevato 12 eventi ventricolari consecutivi.

Capitolo 10

Stimolatore del nervo frenico

Questo dispositivo è ideato per il recupero della funzionalità

respiratoria in pazienti che hanno perso il controllo nervoso della

muscolatura respiratoria, ad esempio a causa di lesioni spinali alte (C1-

C2). I pazienti a cui sono destinati tali dispositivi sono meno di qualche

centinaio l'anno, per cui il mercato relativo agli stimolatori del nervo

frenico è limitato e l'interesse da parte delle multinazionali è basso.

Il principio sul quale si basa è la stimolazione del diaframma (i muscoli

intercostali, infatti, non si prestano affatto ad essere stimolati), il quale

espande e comprime i polmoni ad ogni sua movimentazione.

Anatomicamente il diaframma è composto da due unità fondamentali:

Emicupola destra: innervata dal nervo frenico di destra

• Emicupola sinistra: innervata dal nervo frenico di sinistra

Il nervo frenico può essere stimolato per via invasiva a livello del collo,

tramite un elettrodo (filo d'acciaio inossidato sottilissimo isolato da uno

strato di silicone) che si interfaccia da una parte con il nervo frenico

(parte in platino) e dall'altra ad un connettore che lo collega al ricevitore

impiantato. In questo modo è garantita la possibilità di stimolare

separatamente le due emicupole per controllare la funzione respiratoria

mediante stimolazione elettrica.

Lo stimolatore del nervo frenico nasce all'incirca 35 anni fa, non come

dispisitivo attivo, ma passivo. Il primo modello era costituito da 2

bobine (una esterna e una interna) accoppiate attraverso la cute, la

circuiteria interna con diodi e condensatori insieme alla bibina interna,

due batterie esterne.

Il generatore esterno forniva corrente alle bobina in modo da stimolare

direttamente il nervo frenico mediante impulsi su due canali (impianto

bilaterale per stimolare separatamente le due emicupole).

Tale dispositivo non è save-life in quanto un mancato funzionamento

può essere sopperito da una ventilazione manuale del paziente.

Oggi il dispositivo è composto da un ricevitore interno e un

trasmettitore esterno dotato di antenna, per inviare energia a RF.

Biregolazione:

1. (unica per le due emicupole)

Regolazione della frequenza respiratoria

2. (diversa per le due

Regolazione dell'ampiezza di stimolazione

emicupole)

La durata relativa dell'espirazione e dell'inspirazione sono parametri

regolabili (dal medico).

Limiti del dispositivo: costi elevati, scarsa diffusione.

Vantaggi: facile impianto.

L'impianto richiede una procedura chirurgica per applicare l'elettrodo

sul nervo frenico e il ricevitore sotto la superficie della pelle. La

procedura chirurgica può essere svolta sia con approccio cervicale, sia

con approccio toracico: il chirurgo pome l'elettrodo intorno al nervo e lo

sutura in posizione. Bisogna fare attenzione al nervo depressore e sono

necessari elettrodi adatti al fine di ottenere un impianto accurato.

L'erogazione dello stimolo produce inspirazione. Stimando che un

soggetto sano compie all'incirca 15 atti respiratori al minuto e ogni atto

respiratorio dura 4s (2,4 s di inspirazione e 1,6 s di espirazione), si

stimola per 2 secondi per un totale di 30 s netti di stimolazione al

minuto. Il tronco nervoso da stimolare possiede una cronassia pari a

150-200μs per una reobase di 2,5mA, per cui l'ampiezza di stimolazione

è presa con ampiezza doppia alla reobase e dunque 5mA.

Il treno di stimolazione è un'onda

rettangolare bifasica a carica bilanciata. La

frequenza di stimolazione varia tra 10Hz

(contrazione minima tetanica del diaframma)

e 30Hz (condizione limite per non riscontrare

affaticamento muscolare).

Capitolo 11

Stimolatore delle radici sacrali

Questo dispositivo nasce principalmente per il controllo della minzione

(svuotamento della vescica e svuotamento dell'ampolla anale) nei

soggetti paraplegici. Attualmente i dispisitivi di questo tipo sono

utilizzati dai soggetti affetti da un disturbo chiamato vescica iperattiva,

che offre un mercato molto più ampio per il suo impiego.

La paraplegia è una malattia che riguarda lesioni al midollo spinale tali

da far perdere, ai soggetti che ne soffrono, il controllo della muscolatura

pelvica e degli arti inferiori. Il problema più grave è la perdita del

controllo della vescica, che può arrivare a lacerarsi se si riempie troppo.

Lo svuotamento della vescica prevede la contrazione del muscolo

detrusore e un rilassamento della muscolatura degli sfinteri.

Un soggetto paraplegico normalmente si cateterizza (si inserisce un

catetere nell'uretra fino a raggiungere la vescica) ma questo

procedimento mette il paziente a rischio di infezioni urinarie anche

gravi.

Lo stimolatore degli anni '90 prevedeva una parte esterna e una parte

interna accoppiate magneticamente attraverso la cute tramite 2 bobine.

I cateteri venivano inseriti nel canale midollare fino a raggiungere le

radici sacrali. L'elettrostimolazione delle radici sacrali anteriori agisce

contemporaneamente sia sul detrusore sia sugli sfinteri: per tutta la

durata dello stimolo (circa 15-20s) il detrusore e gli sfinteri si

contraggono. Terminata la stimolazione lo sfintere uretrale, composto

da muscolatura striata, si rilassa prima del muscolo detrusore, che è

composto da muscolatura liscia, provocando la fuoriuscita di urina.

Ripetendo questa operazione un numero sufficiente di volte, è possibile

ottenere uno svuotamento ottimale della vescica.

I cateteri della stimolazione sono 3: uno per il controllo della vescica,

uno per lo svuotamento dell'ampolla anale e l'altro per l'erezione.

Il dispositivo è sostanzialmente uno stimolatore elettrico

programmabile, in quanto dotato di un microcontrollore che genera

sequenze di stimolazione da inviare per ottenere neuromodulazione.

E' in grado di fornire una tensione al catetere da 0 a 85V

• Impedenza d'elettrodo + catetere 500-600 Ω

• Impulsi di corrente di ampiezza 15-20 mA

• Frequenza di stimolazione da 2 a 130 Hz

• Durata dell'impulso, pari alla cronassia del tessuto: 100-200μs

Poichè si vuole ottenere una neuromodulazione, si cerca di attivare solo

le vie sensitive e non quelle nervose. Si fa crescere gradualemnte la

tensione ( a passi di 100mV) per avere sensazioni di stimolo, ma senza

attivare bruscamente la contrazione.

Il dispositivo può funzionare in o a

modalità continua cicli di

(da 0,1s a 24h).

funzionamento

E' possibile, inoltre, programmare una modalità soft oppure

start/stop

Output ON/Off.

La batteria utilizzata solitamente ha una capacità di 1,3Ah (batterie Li-

SVO a basse correnti impulsive).

Per evitare che la sola stimolazione possa essere non efficacie, si

intraprendono 2 strade:

Si impianta un caterere collegato ad uno stimolatore esterno e si

• valuta l'effetto della stimolazione inizialmente ad ampiezza

elevata, sui tronchi motori. Si regola la posizione del catetere per

ottenere la risposta motoria voluta. Se il paziente è considerato un

buon candidato si proecede all'impianto dello stimolatore e del

catetere in una tasca creata nella natica o in una tasca addominale.

Si impianta il catetere come nel modo precedente, ma poi viene

• collegato ad uno stimolatore esterno per alcuni giorni in cui si

regolano i parametri. Se il paziente risponde bene, si procede

all'impianto.

Capitolo 12

Gestione del dolore

Un'altra applicazione della neurostimolazione è quella per il

contenimento del dolore su tempi medio-lunghi (mesi/anni). Infatti più

si allungano i tempi di contenimento del dolore associati alla vita del

pziente, più diventa difficile la gestione anche dal solo punto di vista

farmacologico, a causa degli effetti collaterali insorgenti a lungo

termine. I pazienti interessati sono vittime di trattazioni oncologiche o

sofferenti di mal di schiena o dolori cervicali cronici.

La gestione del dolore viene fatta in 2 modi:

Tramite neurostimolazione

➢ Tramite pompe di infuzione totalmente impiantabili

12.1 Meccanismi di generazione del dolore

Il dolore si presenta sotto forma di eccitazione elettrica delle

terminazioni libere che eccitano il tronco nervoso afferente e, attraverso

cti spinali, raggiunge l'area somatosensoriale della corteccia cerebrale.

Una risoluzione a tale problema consiste nell'inibire almeno in parte le

vie sensitive che trasmettono il segnale dalla periferia al centro. Ciò è

possibile eccitando periodicamente la fascia di trasmissione al livello del

midollo spinale. Il processo è detto (Teoria del Cancello): la

Gate Theory

stimolazione, ovvero, chiude i cancelli della trasmissione degli impulsi

nervosi.

L'elettrostimolazione non elimina completamente il dolore, ma lo riduce

drasticamente. L'assunzione farmacologica è comunque consigliata.

Un'altra possibilità per ridurre il dolore è quella di stimolare in maniera

diversa in modo da indurre un dolore più tollerabile di quello cronico.

La percezione del dolore provoca il rilascio di neurotrasmettitori che

inibiscono i neurotrasmettitori portatori della sensazione del dolore. La

stimolazione si applica per 10 min., quando la soglia del dolore si alza si

interrompe la stimolazione e l'effetto dura per qualche ora.

L'impianto di un neurotrasmettitore comporta:

Miglioramento della senzazione di dolore (rid. Del 50%)

• Aumento della motilità del paziente

• Riduzione dell'assunzione farmacologica

• Miglioramento della qualità di vita del paziente

12.2 Misura del dolore

Non esiste un parametro oggettivo per la misura del dolore. Si effettua

uno che utilizza le scale VAS, cioè dei misuratori in scala

Screening Test

analogica (carte colorate da mostrare al paziente), per valutare in

percentuale il dolore massimo percepibile dal paziente. Una volta

valutato il dolore del paziente si procede all'impianto dei cateteri

percutanei fino a raggiungere la posizione del midollo interessata.

Questi rimangono allocati in tale configurazione per un paio di giorni e

collegati ad un generatore esterno. L'obbiettivo è quello di valutare in 5-

6 giorni se il paziente è un buon candidato all'impianto.

Condizioni per essere valutato come buon candidato:

1. Tutte le terapie conservative devono essere state provate e aver

fallito

2. Patologia osservabile in concomitanza al dolore sentito

3. Condizioni aggravanti per un ulteriore intervento

4. Nessun uso di sostanze stupefacenti

5. Valutazione psicologica positiva del paziente

6. No controindicazioni all'impianto

7. Esito positivo dello screening test

12.3 Neurostimolatori

Un neurostimolatore é un dispositivo impiantato chirurgicamente che

invia segnali elettrici a bassa intensità allo spazio epidurale attraverso 2

o 3 cateteri ognuno dei quali è dotato di 6 o più elettrodi. Il dolore viene

alleviato modulando i messaggi di dolore prima che vengano portati al

cervello. L'intensità della stimolazione può essere programmata.

I cateteri, impiantati nel canale midollare possono essere di 2 tipi:

Cateteri percutanei

• Cateteri chirurgici


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roxy123

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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in ingegneria biomedica
SSD:
A.A.: 2016-2017

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher roxy123 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Dispositivi Impiantabili Attivi e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Politecnico di Torino - Polito o del prof Knaflitz Marco.

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