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Progettazione di un defibrillatore Fondamentalmente, un defibrillatore (il cui schema è riportato in figura 3) è costituito da una batteria rica- ricabile, un convertitore DC/DC, un condensatore, uno stadio di uscita e un’unità di controllo. Essendo la ten- sione DC della batteria ricaricabile troppo piccola per produrre una scossa elettrica, con l’aiuto del conver- titore DC/DC, che viene utilizzato per caricare il con- densatore, viene generata una tensione amplificata. La capacità fissa del condensatore assicura l’immagazzi- namento di una quantità specifica di energia. Premendo un pulsante, il condensatore scarica l’ener- gia immagazzinata – da circa 200 J a 360 J – lungo gli elettrodi attraverso lo stadio di uscita. L’alta tensione sul condensatore raggiunge i 4 kV e viene applicata al paziente per una durata da 3 ms a 40 ms. Con le tipiche resistenze del corpo comprese in un intervallo da 50 Ω a 100 Ω, la corrente raggiunge un valore fino a circa 50 A per un breve periodo di tempo. Per il condensatore, ciò si traduce in una capacità che va da 45 µF a 500 µF. L’energia del condensatore viene rilasciata tramite elettrodi con ampia superficie, che vengono premuti sul torace del paziente con le mani (le cosiddette piastre) o posti in aderenza al torace (i cosiddetti elettrodi adesivi o cerotti rapidi). Soprattutto dove sono impiegati defi- brillatori ad accesso pubblico (PAD), vengono usati quasi esclusivamente elettrodi adesivi per semplificare l’uti- lizzo e ridurre il rischio di scosse elettriche per l’utente. Sono disponibili varianti per l’utilizzo a cuore aperto (durante l’intervento chirurgico), le quali sono dotate di elettrodi a cucchiaio che vengono applicati direttamen- te al miocardio. Lo stadio di uscita genera forme di impulso specifiche. L’unità di controllo regola il processo di carica del con- densatore e, come funzione di protezione, assicura inol- tre che il condensatore, caricato ad alta tensione, venga scaricato tramite una resistenza interna nel dispositivo se l’energia accumulata non è rilasciata. Gli attuali defibrillatori si basano sul funzionamento bifasico. Ciò significa che dallo stadio di uscita non vie- ne fornito solo un impulso di corrente con un’unica po- larità, ma è anche possibile invertire la direzione della corrente cambiando la polarità degli elettrodi. In questo modo, i dispositivi bifasici consentono di raggiungere lo stesso grado di efficacia con una minore produzione di energia e meno danni al miocardio. I defibrillatori bifasici tecnicamente avanzati misurano anche la resistenza complessa (impedenza) del corpo del paziente, per mezzo di elettrodi adesivi prima del- la scarica di energia, e regolano di conseguenza la cor- rente e la tensione. Quindi, ad esempio, viene applicata meno corrente ai pazienti magri e bassi caratterizzati da bassa impedenza, rispetto ai pazienti alti e in so- vrappeso. Alcune prove indicano che se è richiesto più di un trattamento, l’uso di livelli di energia crescenti è più efficace piuttosto che fornire livelli di energia co- stanti al paziente. Un attacco cardiaco - infarto del miocardio (IM) - è l’in- terruzione improvvisa dell’afflusso di sangue al corpo e può causare FV. In caso di fibrillazione ventricolare, è necessario un intervento per prevenire la morte. Defibrillazione La defibrillazione è una misura correttiva che pone fine alla fibrillazione ventricolare (FV) o, in parole povere, converte l’aritmia in un ritmo sinusale normale (NSR). Un defibrillatore è in grado di erogare una potente sca- rica elettrica al cuore, che depolarizza le cellule cardia- che provocandone la contrazione. Allo stesso tempo, le cellule si ripolarizzano in uno stato rilassato. L’energia del condensatore viene rilasciata tramite elettrodi con ampia superficie, che vengono premuti sul torace del paziente con le mani (le cosiddette piastre) o posti in aderenza al torace (i cosiddetti elettrodi ade- sivi o cerotti rapidi). Soprattutto dove sono impiegati defibrillatori ad accesso pubblico (PAD), vengono usati quasi esclusivamente elettrodi adesivi per semplifica- re l’utilizzo e ridurre il rischio di scosse elettriche per l’utente. Sono disponibili varianti per l’utilizzo a cuore aperto (durante l’intervento chirurgico) che sono dotate di elettrodi a cucchiaio che vengono applicati diretta- mente al miocardio. L’energia applicata al paziente deve essere abbastanza grande da agire sulle cellule del cuore. In generale, shock di breve durata richiedono amperaggi maggiori, mentre per shock di maggiore durata sono sufficienti valori in- feriori. In pratica, i livelli di energia degli shock erogati dagli elettrodi di un defibrillatore al torace di un paziente Fig. 3 – Diagramma a blocchi di un defibrillatore (Docplayer.org) Medical EO MEDICAL - SETTEMBRE 2022 XXVI