Strumenzione Biomedica - prof. Bifulco

LVDT

Trasduttori Capacitivi

Trasduttori ad Effetto Hall

Sensori Piezoelettrici Scanned by CamScanner

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AMPLIFICATORI OPERAZIONALI

A O I

MPLIFICATORI PERAZIONALI DEALI

Configurazione Non Invertente

Configurazione Invertente

Sommatore

Amplificatore Differenziale

Integratore

Derivatore

Comparatore

Raddrizzatori

Raddrizzatori a Singola Semionda

Raddrizzatori a Doppia Semionda

Amplificatore Logaritmico

Amplificatore Anti – Logaritmico (Esponenziale)

Moltiplicatore Analogico

Amplificatore di Carica Scanned by CamScanner

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MISURA DI POTENZIALI BIOELETTRICI 1

CMRR I L E

E NTERFERENZE DELLA INEA LETTRICA

A S

MPLIFICATORE PER TRUMENTAZIONE Scanned by CamScanner

MISURA DI POTENZIALI BIOELETTRICI 2

F ILTRAGGIO

Filtro RC (Passa – Basso)

Filtro CR (Passa – Alto)

Filtro Attivo Passa Basso

Filtro Attivo Passa Alto

Filtro Bassa Banda

Filtro Attivo Elimina Banda

Filtri Attivi nella Strumentazione Biomedica

R I

UMORI ED NTERFERENZE

Il Rumore Termico

Rumore di tipo Shot

Rumore Flicker

I E

NTERFERENZE LETTROMAGNETICHE

Accoppiamento Elettrico

Accoppiamento Magnetico

S E

ICUREZZA LETTRICA

Effetti Biologici delle Correnti

Isolamento Esterno

Isolamento Galvanico Parte Applicata

Accoppiamento Elettromagnetico

Accoppiamento Capacitivo

Accoppiamento Optoelettronico

P S

ROTEZIONE DA OVRATENSIONI

E LETTRODI

Interfaccia Elettrodo – Elettrolita

Sovrapotenziali

Elettrodi Polarizzabili e Non Polarizzabili

Elettrodo ad Argento/Cloruro d’Argento (Ag/AgCl)

Circuito Equivalente

Interfaccia Pelle – Elettrodo e gli Artefatti da Movimento

Tipi di Elettrodi

Elettrodi per la Misura di Biopotenziali

Elettrodi a Placca Metallica

Elettrodi a Ventosa

Elettrodi Flottanti

Elettrodi Flessibili

Elettrodi Interni

Array di Elettrodi

Microelettrodi

MISURA DELLA PRESSIONE SANGUIGNA

M D ( ) P

ISURA IRETTA O INVASIVA DELLA RESSIONE

Equivalente Elettrico del Sistema

Equivalente Meccanico del Sistema

Analisi della Risposta in Frequenza

Stima della Risposta in Frequenza del Sistema

Cause di Errore nella Misura

M I ( ) P

ISURA NDIRETTA O NON INVASIVA DELLA RESSIONE

Metodo Palpatorio

Metodo Auscultatorio

Metodo Oscillometrico

Metodo ad Ultrasuoni

PLETISMOGRAFIA AD IMPEDENZA ELETTRICA (EIP)

P F

RINCIPI DI UNZIONAMENTO

M 2 4 E

ISURE A E LETTRODI

D M

ISTURBI NELLA ISURA

A EIP

PPLICAZIONI DELLA

EIP per Diagnosi Trombosi Venosa Profonda

Metodo di Kubicek per la Misura dello Stroke Volume

EIP per la Valutazione dell’Apnea Respiratoria

Tomografia ad Impedenza elettrica (EIT)

FOTOPLETISMOGRAFO E PULSIOSSIMETRO

L L – B

EGGE DI AMBERT EER

F OTOPLETISMOGRAFO

P

ULSIOSSIMETRO

Problematiche

MISURA DELLA PRESSIONE SANGUIGNA

M D ( ) P

ISURA IRETTA O INVASIVA DELLA RESSIONE

Equivalente Elettrico del Sistema

Equivalente Meccanico del Sistema

Analisi della Risposta in Frequenza

Stima della Risposta in Frequenza del Sistema

Cause di Errore nella Misura

M I ( ) P

ISURA NDIRETTA O NON INVASIVA DELLA RESSIONE

Metodo Palpatorio

Metodo Auscultatorio

Metodo Oscillometrico

Metodo ad Ultrasuoni DEFIBRILLATORE

C E D

IRCUITO LETTRICO DI UN EFIBRILLATORE

C E S

ARDIOVERSIONE LETTRICA INCRONIZZATA

D I

EFIBRILLATORE MPIANTABILE

P

ROBLEMATICHE Pacemaker

Sommario

Componenti di un Pacemaker .............................................................................................................. 3

Circuiti Elettronici ............................................................................................................................. 3

Cateteri ed Elettrodi ......................................................................................................................... 6

Modalità di Funzionamento ................................................................................................................. 8

Rate Modulation ............................................................................................................................ 10

Codice NASPE-BPEG ....................................................................................................................... 12

Controlli .............................................................................................................................................. 14

1

I pacemaker cardiaci sono stimolatori elettrici capaci di produrre impulsi autonomi o triggerati (cioè

stimolati da una causa naturale) che inducono eccitazione nelle cellule cardiache determinando la

loro contrazione. Essi rappresentano, perciò, dispositivi protesici per stati patologici nei quali il

cuore non batte alla giusta frequenza o in modo fisiologico. Gli impulsi elettrici sono generati da

circuiti elettronici interni al dispositivo e vengono trasmessi al cuore tramite elettrocateteri che

terminano con elettrodi posizionati sulle cellule cardiache. I circuiti elettronici del pacemaker che

generano l’impulso sono contenuti in una custodia, normalmente in acciaio inox o di titanio, che

viene impiantata per via chirurgica sotto cute nella sacca clavicolare destra o in zona addominale.

Il pacemaker cardiaco è normalmente usato in pazienti affetti da bradicardia, cioè coloro che hanno

una frequenza cardiaca bassa. In questo caso il pacemaker funge da segnapassi e stimola il cuore a

contrarsi alla giusta frequenza.

Anche in caso di conduzione anomala dello stimolo, tra le camere cardiache, si rende necessario

l’impianto di un pacemaker. In particolare, quando l’impulso generato dal nodo senoatriale fa

contrarre gli atrii ma non raggiunge le cellule ventricolari, si parla di blocco atrioventricolare. Si

conoscono 3 tipi principali di blocchi:

- Il blocco di 1° Grado è caratterizzato da un ritardo nell’arrivo dell’impulso ai ventricoli. Il

termine blocco è improprio dal momento che comunque ogni impulso che parte dagli atrii

raggiunge i ventricoli. Sul tracciato ECG si manifesta come un aumento dell’intervallo PR;

- Il blocco di 2° Grado è caratterizzato da un difetto di conduzione verso i ventricoli: l’impulso,

che proviene dal nodo senoatriale, raggiunge il nodo atrioventricolare ma non produce la

depolarizzazione dei ventricoli. Sul tracciato ECG vi è la presenza dell’onda P ma solo

saltuariamente questa è seguita dal complesso QRS. Tale conduzione conduce ad un arresto

cardiaco;

- Il blocco di 3° Grado è caratterizzato da un difetto di conduzione come in quello di 2° Grado,

ma è aggravato dal fatto che i ventricoli possono contrarsi autonomamente

indipendentemente dagli atrii. Nel tracciato ECG possono dunque essere presenti complessi

QRS non preceduti da onda P. Tale condizione è, ovviamente, la più grave.

Grazie all’impianto del pacemaker è possibile stimolare la contrazione dei ventricoli e permettere

quindi la giusta irrorazione di sangue in tutto il corpo. Inoltre tecniche più avanzate permettono di

stimolare la contrazione nel momento in cui parte un impulso dal nodo senoatriale e solo quando

2

questo non viene trasmesso ai ventricoli. In questo modo si ripristina l’attività cardiaca in maniera

quanto più simile a quella fisiologica.

Nuovi sviluppi dei pacemaker permettono di trattare anche pazienti con tachicardie o particolari tipi

di aritmie.

Componenti di un Pacemaker

Un pacemaker è costituito sostanzialmente da 3 componenti:

- I circuiti elettronici contenuti nella carcassa, necessari a generare gli impulsi elettrici con la

giusta frequenza;

- Cateteri per la trasmissione dell’impulso verso il cuore;

- Elettrodi che costituiscono l’interfaccia con le cellule cardiache.

Circuiti Elettronici

I circuiti elettronici sono la parte fondamentale del pacemaker che permettono la generazione e la

giusta temporizzazione degli impulsi elettrici da dare al cuore. Essi sono composti da:

- un blocco di alimentazione, tipicamente una batteria di pile, che fornisce energia ai circuiti;

- un circuito di temporizzazione, composto da circuiti logici complessi, microprocessori e altre

componenti e permette di generare l’impulso elettrico all’istante opportuno;

- un circuito elettrico di uscita il quale genera l’impulso e lo trasferisce agli elettrocateteri per

la trasmissione al cuore.

Lo scema circuitale di un pacemaker è il seguente: 3

il transistor T viene utilizzato come un interruttore ed è comandato dal circuito di temporizzazione:

quando tra base ed emettitore è applicata una tensione elevata, il