Temi d'esame e quiz di Dispositivi impiantabili attivi

Calcolo dell'autonomia e del numero di scariche ad alta energia

I A17.20055. Un ICD con DC/DC modellizzabile come un trasformatore eroga scariche bifasiche di 27 J al paziente tramite due condensatori in serie da 20 microF e V=500 V ciascuno. La corrente di fondo vale 14 microA e la batteria ha tensione a vuoto di 3V. Calcolare la diminuzione di autonomia in giorni (approssimato per difetto) per una scarica.

Ep = 21 J

Autgg = 100 microF

If = 14 microA

VO = 500 V

Di = QI/Autgg = (21 J)/(100 microF) = 2096

EQF = iIf = (14 microA)(2096) = 29.344

noieB = viQe = (500 V)(2096) = 1,048,000

vuoi = E0.0734847e e18B = (3 V)(1,048,000) = 3,144,000

Aut in gggg = 6

Un ICD con condensatore di 100 microF e tensione di lavoro di 1000 V eroga al paziente una scarica bifasica di 25 J. La corrente di fondo vale 11 microA, la tensione della batteria è 2.9 V, la capacità della batteria è 1.4 Ah e un'autonomia di 5 anni. Calcolare il numero di scariche ad alta energia.

E = 100 microF

scaricheioEp = 25 J

If = 11 microA

VO = 1000 V

I = 2 Ah

Cap = 1.4 Ah

anni = 5

Aut resscariche = (0.8)(Cap)/(E) = (0.8)(1.4 Ah)/(100 microF) = 8

Res Tot = E(5040)(Capb)/(3600) = (25 J)(5040)(1.4 Ah)/(3600) = 7217.1

If = 30

60.60 = 24

E = 283329

res NeBENQ = e V VOF J = (2.9 V)(283329) = 821,258.1

EI = E' = EIp = 26.667

EpTÈ 730 301VI eVI me73.03Ev 18.391Be eres Scariche181scariche Qb7. Calcolare il tempo di carica di un condensatore con resistenza interna di0.32 Ohm, tensione di carica dei condensatori di 620 V e condensatori da100 microF. Vl=635V e V0=3.1V. At0.32 siRg V620VF pifC 100 V6352 3 IVO NZ ERgNE 200S28i TÈ caricaVF Va ei atVF eIEln Fatei È1lnAt 30.6ms8. Un ICD è alimentato da una batteria Li-SVO con capacità pari a 1.5 Ah(Vb=3.3V). Nell’ipotesi che il consumo di fondo vala 20 microA, calcolare ilnumero di scariche ad alta energia (30 J) che possono essere erogatenell’arco di 8 anni (senza tenere conto della necessità di “formare” icondensatori). Il condensatore del dispositivo è dato dalla serie di duecondensatori con capacità pari a 200 microF e con tensione di lavoro pari a400 V. Ah5 scarichecapto i v33VoIf 20µA30JEp anniAut 8 v4002E 200µF Aresscariche QBres QFTOTla EPb 54003600TOT EQF 24If

497630 64860 60 12423.36 EresQB NoieNE V VO gli7742MVI me5QC TeVI Cca 8.2B eIo ieOre 23scariche QB9. Un defibrillatore cardioversore impiantabile è alimentato da una batteria Li-SVO da 2.7 Ah e ha un consumo a vuoto di 18 microA. Se una un condensatore con capacità pari a 50 microF, quanti impulsi di 5 J può fornire su un arco di 5 anni di funzionamento?

Ah2.1Capire scaricheVVo 2.8IFE 18µA50 µFEp 5Janni5scaricheQK Q Qr.es6920.64C 2799 369720C fTOTI vNoie VIB Eftp.IVIE ua88 QB81C3 1816 scarichescariche

10. Un ICD eroga pacing ventricolare in modalità V00 alla frequenza di 82 bpm. Ogni stimolo (assunto rettangolare) ha intensità pari a 3.5 mA e durata paria 750 microsecondi. Il consumo di fondo del dispositivo è pari a 11.5 microA. Sapendo che la batteria ha una capacità di 1.6 Ah e tensione sotto carico pari a 2.9 V, determinare il massimo numero di scariche ad alta energia (30 J) erogabili in 5 anni. Il condensatore di scarica

è formato dalla serie di due condensatori, ognuno di capacità pari a 200 microF e tensione di lavoro pari a 400 V. Si consideri, in via approssimata, che tutta l'energia immagazzinata nei condensatori sia ceduta al paziente.

monocamerale

00 anni

5f 82 bpm 400X2200µF

eMAI 3 5 epAt 750 µs

IF 5µA

11 Ah

6Capto i scariche

avvo 2 areescariche

QB Slimrese Qftot E5760

ITOT 36006 E481788

Qf IF 53060 2460 12 5F 12302460

stime Ss 557.93C51230f 2460I At3413 59 Erese Noie

QB ftp.VI eeqVPPE 597VI 774Cea C69B 20 scariche164scariche

11. Un ICD eroga shock monofasici con decremento di tensione applicata dal valore iniziale ad un quinto del valore iniziale. Sapendo che l'energia è immagazzinata in due condensatori da 200 microF e 450 V ciascuno posti in serie e che la carica del condensatore equivalente è pari a 75 mC, disegnare l'andamento della corrente iniettata nel paziente attraverso il coil tarando opportunamente il grafico e garantendo

Un'accuratezza dei puntinotevoli di 1 mA e 10 microsecondi. La resistenza del coil è 75 Ohm. Calcolare inoltre l'energia ceduta al paziente.

F correnteÈvi Epa45dLX2200µFQCeqet5M RTS VFtjviEFzlge epjei Eea.euEFeiEi feeqv.siricavioca 3Cla 750Wvi 1015crea 10.60028.125JEiafecavi27JEpa12.

Un ICD è dotato di un condensatore di uscita realizzato mettendo in serie due condensatori da 200 microF. Determinare la resistenza dei coil sapendo che, durante la scarica, la tensione passa dal valore iniziale al suo 35% in 16 ms. Esprimere il risultato in Ohm con la risoluzione di 0.1 Ohm, con errore massimo di +\- 2 Ohm. RCe x2200µF16msAt vi0.35VF EviatiraVF e E0.35 e AfInfo 35c A tento35TRfe at UAei52Ch 0.35

13. Lo stadio di uscita di un ICD è costituito da due condensatori in serie da 200 microF ciascuno. La resistenza del coil è di 67 Ohm. L'energia ceduta al paziente è di 24 J e la tensione finale è un terzo di quella iniziale.

Trovare la tensione di inizio scarica. x2200µF vi67112 24JEpVFefv EFale epEI aeife eid. TTfepzecqvilvief SUei 734.814. ICD con Ceq=100 microF, tensione di lavoro 1000 V. Energia ceduta al paziente con scarica bifasica fino a -25% a 30 J. Ogni scarica riduce l'autonomia di 18 giorni. La tensione di batteria è pari a 3 V (cioè quella che cade sul trasformatore). Dimensionare la corrente di fondo. cae'Oomf IfeEpe 30JVFetgv aautisg vo3 autqgO Q QBNQC EElei16 32JEpEiEiEpe ffjvi8OO QCesameceq.li266.6667viNE VO21.333CB 01 E07 1.185aol.ggQFEI.fi in60.2460 ggunIF 13.715 MA15. In un ICD si ha un condensatore di capacità pari a 100 microF in cui viene immagazzinata un'energia pari a 26 J e che si scarica in una resistenza di 67 Ohm. La tensione a fine scarica nel condensatore sarà pari al 30 % del valore iniziale. Calcolare l'energia che viene ceduta al paziente, espressa in J con risoluzione di 0.1 J. Ep00µFeEi J26671R viVF 0,3 2IviviaF EEE

oEeip 0.34vi ieTÈ Vvi 721 IlJ23.7Ep16. Si ha un ICD modellizzato tramite un DC/DC converter nella quale si ha ilcondensatore con capacità pari a 100 microF e in cui viene immagazzinatainizialmente un’energia pari a 28 J che si scarica su un resistore pari a 67Ohm. Inoltre si sa che la tensione di fine scarica è pari al 25% dellatensione iniziale. Dopo la scarica il condensatore viene ricaricato fino allatensione iniziale. Si sappia che nel DC\DC converter si ha una tensione chesi può dare al condensatore pari a 850 V e nel primario del trasformatore siha una tensione disponibile pari a 2.95 V con una resistenza interna pari a0.35 Ohm. Calcolare il tempo di ricarica in secondi con un’accuratezza di 1ms. per atioEi 28Je II reVOV8502 2.95JVOI 0.355LRg v748.331vie V87.083VF i vi cilaVF chediventacaricafase dinella 187.083Vineserve VE EE U2lvin cvin.vevao evecti vooie alritornaatVi Vinvelati e2 valoreiniziale288.136NeRgRegaliC N 0at

ateneierlnlfii.IEate 5.448517. Un de brillatore cardioversore impiantabile che utilizza 2condensatori da 200 microF e 500 V di tensione di lavoro messi in serieeroga sul paziente una scarica avente energia pari a 27 J. La formad’onda è bifasica arrivando alla tensione nale che è il 25% di quellainiziale. Sapendo che il consumo di fondo del dispositivo è pari a 14microA ed ipotizzando che la batteria utilizzata abbia una tensione paria 3 V, determinare la diminuzione dell’autonomia dovuta alla scarica, ingiorni. AutoreOOMF27JEpVF laviIf MA143VVo OBautgg QFQB Noieviee 28.8JEpEiEifEp V758.95vi v 252.983N 0.075895e 19 2001B E2460If 209660 1f OBI 15Autogg f18. Un ICD è alimentato da una batteria Li-SVO con capacità pari a 1.45Ah e tensione pari a 3 V. Nell’ipotesi che il consumo di fondo valga 10.5microA, calcolare il numero di scariche ad alta energia (30 J) chepossono essere erogate nell’arco di 6 anni. Il condensatore

deldispositivo è dato dalla serie di sue condensatori di capacità pari a 200microF. Si consideri che tutta la carica immagazzinata sia ceduta alpaziente. Soluzione in numero intero.D Ah1.45Cap scariche3Vo µA10.5If 30JEp anni6Aut 100µF0CQp lesscariche QBQfTOTres IfQF 60 24 195960 E30 5526125220bCap 3600Tot E3260.438CresQB NoieQe Vi evi NÉ 774.597Cvi 258 MaN VO 0774597C0eQB E20 00002areescariche 163QB19. Un ICD è alimentato da un