Piotr Augustyniak Elektroniczna Aparatura Medyczna, Kraków 2015

Rozdział 32. Defibrylatory Na podstawie diagnostyki EKG można wyróżnić trzy formy sercowego mechanizmu zatrzymania krążenia:

− migotanie komór (VF) lub częstoskurcz komorowy bez tętna (VT); − zatrzymanie komór serca (asystolia) oraz − aktywność elektryczna bez tętna (PEA).

Rozdział ten przedstawia defibrylator – urządzenie, które umożliwia przerwanie migotania komór i przywrócenie synchronicznej pracy serca. Jego działanie polega na jednoczesnej depolaryzacji całego mięśnia serca w wyniku oddziaływania impulsem

prądu o odpowiednio dużej energii. Defibrylator powoduje uporządkowanie

ładunków elektrycznych w sercu oraz powrót prawidłowego przewodzenia w

układzie bodźcoprzewodzącym. Defibrylacja jest zabiegiem ratującym życie. Jest

wskazana do wykonania podczas migotania komór lub częstoskurczu z

niewyczuwalnym tętnem oraz u pacjentów z nagłym zatrzymaniem pracy serca

(tzw. defibrylacja na ślepo).

32.1. Opis mechanizmu fibrylacji i zasada defibrylacji Fibrylacja (inaczej migotanie komór, ang. ventricular fibrillation) jest szybką,

chaotyczną sekwencją pobudzeń włókien miokardium, wywodzącą się z komór. Przypadkowa aktywność poszczególnych włókien prowadzi do całkowitej utraty koordynacji skurczów komór przez węzeł zatokowo-przedsionkowy, charakterystycznej dla normalnego rytmu serca. Tego typu zaburzenia są powszechnie uznawane za rezultat wielokrotnego pobudzenia serca. Podstawową patologią prowadzącą do migotania komór jest współwystępowanie bloku przewodzenia bodźca oraz szybko powtarzającej się depolaryzacji błon komórek serca. Następuje wówczas szybka propagacja pojedynczej lub wielokrotnej fali pobudzenia obejmującej wybrane grupy komórek. Przy wielorakich falach rytm dominujący zostaje zastąpiony pobudzeniami lokalnymi, co prowadzi do całkowitej utraty synchronizacji skurczu włókien serca. Brak synchronizacji akcji komórek miokardium sprawia, że komora serca się nie kurczy, wykazuje zatem znikomą efektywność mechaniczną (zatrzymanie krążenia), a jednocześnie wymaga intensywnego metabolizmu. Podczas fibrylacji komór sercowych ulega zmianie przebieg elektrokardiogramu i następuje spadek ciśnienia krwi (nieraz połączony z omdleniem). Utrwalenie tego stanu przez czas powyżej 3 minut powoduje nieodwracalną martwicę miokardium, niedotlenienie pozostałych narządów i śmierć.

Najczęstszą przyczyną zaistnienia zaburzeń rytmu serca typu migotania komór jest niedokrwienie serca i zawał serca, jako powikłanie miażdżycy. Pozostałe często występujące przyczyny to: toksyczność leków, zaburzenie elektrolitów w krwi, hipertermie i wstrząsy elektryczne. Niektóre czynniki sprzyjające wystąpieniu migotania komór mogą być wcześniej wykryte w badaniach elektrokardiograficznych. Przepływ prądu elektrycznego bezpośrednio przez mięsień serca może spowodować fibrylację (migotanie) komór serca, a w konsekwencji zatrzymanie krążenia. Szczególne niebezpieczeństwo fibrylacji pojawia się przy zaistnieniu bodźca elektrycznego w fazie względnej refrakcji pracy serca, odpowiadającej załamkowi T przebiegu EKG (tzw. faza ranliwa). Czas trwania tej fazy wynosi według różnych autorów 5 ÷ 90 ms, a nawet do 150 ms. Jeżeli przepływ prądu przez serce rozpoczyna się w przedziale czasu między końcem fazy T a początkiem załamka Q kolejnej ewolucji, to prawdopodobieństwo migotania jest mniejsze, zazwyczaj wywołuje on tylko skurcz dodatkowy (ekstrasystolię). Podczas fibrylacji komór, w miejsce

mat

eria

ł dyd

akty

czny

pob

rany

ze

stro

ny e

am.a

gh.e

du.p

l

Piotr Augustyniak Elektroniczna Aparatura Medyczna, rozdz. 32, Kraków 2015

rozdział 32, str. 2

miarowych efektywnych skurczów komór serca (o częstości 60 ÷ 70 na minutę) pojawiają się niemiarowe lokalne skurcze o częstotliwości 400 ÷ 600/min (6 ÷ 10 Hz). Nieskuteczność mechaniczna serca podczas fibrylacji powoduje gwałtowny spadek ciśnienia krwi (aż do całkowitego zatrzymania krążenia), co pociąga za sobą w pierwszej kolejności niedotlenienie mózgu, a po czasie około 10 s - utratę przytomności. Po dalszych 20 s nastąpi zatrzymanie oddychania i początek śmierci klinicznej. Życie rażonego człowieka można jeszcze uratować, jeżeli zostanie mu udzielona skuteczna pomoc przed upływem czasu, jaki bez dopływu tlenu może przeżyć kora mózgowa (3 ÷ 5 min).

Fibrylacja komór sercowych może ustąpić pod wpływem bardzo silnego bodźca elektrycznego. Do ich wytwarzania służą urządzenia zwane są defibrylatorami. Generują one silny impuls elektryczny, który przepuszczany jest w poprzek mięśnia sercowego w celu przerwania migotania komór. Powoduje on jednoczesną depolaryzację mięśnia sercowego, a następująca po niej synchroniczna faza refrakcji wszystkich komórek przerywa drogi propagacji lokalnych bodźców. Dzięki temu najczęściej dochodzi do przywrócenia dominacji bodźca zatokowego i przekształcenia migotania komór w rytm zatokowy. Związek fibrylacji z zastosowanym impulsem elektrycznym został wykazany w 1899 roku przez Jean-Louisa Prévosta i Frédérica Batelliego w Gernewie, a pierwsze użycie kliniczne u człowieka miało miejsce w 1947 roku w klinice Case Western Reserve University (Claude Beck). Było to urządzenie zasilane prądem zmiennym umożliwiające defibrylację impulsem o czasie trwania 100-150 ms podczas otwartej operacji klatki piersiowej. Urządzenia wykorzystujące impuls prądu stałego (5 ms) zostały opracowane przez Klimowa i Gurwicza i od 1952 roku produkowane seryjnie w Związku Radzieckim [1],

Defibrylacja jest zabiegiem medycznym polegającym na zastosowaniu impulsu stałego prądu elektrycznego o określonej energii poprzez powierzchnię klatki piersiowej. Wytyczne Polskiej Rady Resuscytacji z roku 2010 podają zalecane wartości energii:

− 360 J dla jednorazowego wyładowania w defibrylatorach jednofazowych, − 150-200 J dla pierwszego wyładowania w defibrylatorach dwufazowych, − 360 J dla kolejnego wyładowania w defibrylatorach dwufazowych. Skuteczność defibrylacji wykonanej w ciągu 3 minut od utraty przytomności

szacuje się na około 75%. Jeżeli świadkowie zdarzenia podejmą resuscytację krążeniowo-oddechową (RKO) skuteczność ta spada o 3-4% na minutę, w przypadku braku podjęcia RKO szansa przeżycia spada o 10-12% na minutę [2].

32.2. Klasyfikacja i oznaczenia defibrylatorów Klasyfikacja defibrylatorów może zostać przeprowadzona ze względu na

kształt impulsu defibrylującego, sposób sterowania impulsem, zakres zastosowań i

sposób obsługi. Impuls generowany przez defibrylator ma kształt tłumionej sinusoidy, prostokąta

lub wycinka eksponenty. Ze względu na kształt generowanego impulsu (rys. 32.1) wyróżniamy defibrylatory:

− monofazowe (obecnie bardzo rzadko stosowane), − dwufazowe, − trójfazowe.

mat

eria

ł dyd

akty

czny

pob

rany

ze

stro

ny e

am.a

gh.e

du.p

l

Piotr Augustyniak Elektroniczna Aparatura Medyczna, rozdz. 32, Kraków 2015

rozdział 32, str. 3

Rys. 32.1 Rodzaje impulsu defibrylującego a) tłumiona sinusoida, b) monofazowy

wycinek eksponenty, c) dwufazowy wycinek eksponenty, d) trójfazowy wycinek eksponenty (opracowano na podst. [3]).

Rys. 32.2. Rzeczywiste impulsy generowane przez defibrylator Ventritex HVS-02:

d) impuls monofazowy, e) asymetryczny impuls dwufazowy, f) symetryczny impuls dwufazowy (opracowano na podst. [4]).

Sterowanie energią impulsu elektrycznego jest konieczne w celu zapewnienia

skuteczności zabiegu, a jednocześnie minimalizacji skutków ubocznych takich jak poparzenie skóry, czy uszkodzenie mięśnia serca i sąsiadujących narządów. W zależności od przyjętego paradygmatu sterowania wyróżniane są:

mat

eria

ł dyd

akty

czny

pob

rany

ze

stro

ny e

am.a

gh.e

du.p

l

Piotr Augustyniak Elektroniczna Aparatura Medyczna, rozdz. 32, Kraków 2015

rozdział 32, str. 4

− Defibrylatory sterowane energią – w których kondensator magazynujący ładowany jest do odpowiedniego napięcia, a następnie rozładowany przez czas wymagany do osiągnięcia zaprogramowanej ilości energii (np. 360 J). Ilość energii, jaka faktycznie dotrze do miokardium zależy od wybranego napięcia, a także od impedancji klatki piersiowej (która zmienia swą wartość w zależności od pacjenta i elektrod).

− Defibrylatory sterowane impedancją – umożliwiają wybór aplikowanego prądu na podstawie pomiaru impedancji klatki piersiowej (ang. transthoracic impedance, TTI). Wartość TTI jest ustalana na podstawie impulsu testowego, a następnie kondensator ładuje się do napięcia odpowiadającego niezbędnej energii impulsu. Metoda ta okazała się bardziej skuteczna od opartej na energii u pacjentów posiadających wysoką TTI.

− Defibrylatory sterowane prądem – aplikują ustaloną dawkę prądu, która skutkuje progiem defibrylacji niezależnym od TTI. Optymalny prąd do defibrylacji komór serca (30 ÷ 40 A), umożliwia skuteczną defibrylację przy mniejszym zużyciu energii niż w klasycznych defibrylatorach sterowanych energią. W testach klinicznych zostało wykazane, że jest to metoda skuteczniejsza od opartej na energii w przypadku rzadko obecnie stosowanych defibrylatorów monofazowych.

Rys. 32.3 Zależność parametrów od trwania skutecznego impulsu dla sterowania

prądem, energią i ładunkiem

Defibrylacja jest stosowana okazjonalnie lub permanentnie, w warunkach

klinicznych lub w miejscu zamieszkania. W zależności od przeznaczenia i przewidywanego zastosowania wyróżniamy defibrylatory: − Stacjonarne (manualne) z metalowymi elektrodami przykładanymi do klatki

piersiowej i monitorem pokazującym rodzaj arytmii; umożliwia on lekarzowi wybór odpowiedniej terapii (są najczęściej używane w szpitalach i karetkach),

− Automatyczne zewnętrzne (ang. automatic external defibillator, AED) z jednorazowymi elektrodami przyklejanymi do klatki piersiowej i algorytmem automatycznie rozpoznającym najgroźniejsze dla życia zaburzenia rytmu serca; podpowiadają ratownikowi głosowo, jak reanimować i czy trzeba nacisnąć przycisk defibrylacji,

mat

eria

ł dyd

akty

czny

pob

rany

ze

stro

ny e

am.a

gh.e

du.p

l

Piotr Augustyniak Elektroniczna Aparatura Medyczna, rozdz. 32, Kraków 2015

rozdział 32, str. 5

− Implantowane kardiowertery defibrylatory (ang. implantable cardioverter defibrillator, ICD) są wielkości pudełka zapałek, umieszczane są zwykle pod skórą poniżej lewego obojczyka z elektrodami zakładanymi do wnętrza serca (najczęściej wszczepiane są chorym, którzy przeżyli zatrzymanie krążenia).

Defibrylatory kliniczne są to defibrylatory zewnętrzne, używane w szpitalach i karetkach specjalistycznych, aby właściwe spełniać swoją funkcję, powinny posiadać odpowiednie parametry (rys. 32.4). Poza monitorowaniem EKG, ciśnienia tętniczego (NIBP) i SpO2 (saturacji), nowoczesne urządzenia powinny umożliwiać ponadto:

− pomiar dwutlenku węgla w powietrzu wydychanym (CO2),

− pomiar ciśnienia krwi metodą inwazyjną,

− pomiar temperatury,

− pomiar oddechu (respirograf).

Dużą zaletą defibrylatorów klinicznych jest również możliwość pracy w trybie AED, a także monitorowanie najistotniejszych parametrów biologicznych pacjenta wymaganych przez SOR. Przykładowo defibrylator kliniczny DefiMax plus wykorzystuje technologie wydzielania impulsu energii (od 1 do 300J) dokładnie dostosowaną do parametrów fizycznych pacjenta. Powoduje to minimalizacje uszkodzeń mięśnia sercowego.

Rys. 32.4 Defibrylator kliniczny: a) przykładowe urządzenie, b) symbol graficzny Automatyczne defibrylatory zewnętrzne (AED) są to urządzenia, które automatycznie lub pół automatycznie rozpoznają i leczą migotanie komór. Są przeznaczone do interwencji ratowniczych np. podczas nagłych wypadków. W skład AED wchodzą: baterie, elektrody, kondensator, obwód elektryczny, panel sterowania. Zautomatyzowany pomiar aktywności serca i dobór parametrów impulsu upraszcza ich obsługę tak dalece, że wymagane przeszkolenie jest ograniczone do kilkupunktowej listy. Operator nakleja elektrody na ciało pacjenta i włącza urządzenie, które monitoruje EKG i podejmuje decyzję o defibrylacji. Od chwili uruchomienia urządzenie monitoruje parametry (np. impedancję elektrod) oraz przeprowadza przez cały proces defibrylacji oraz resuscytacji przy użyciu poleceń głosowych i obrazowych (rys. 32.5). Zaletą AED jest brak potrzeby częstych czynności konserwacyjnych. Zasady używania AED są następujące [5]:

− pierwsza z dwóch elektrod powinna zostać naklejona poniżej lewej pachy, druga natomiast poniżej prawego obojczyka, wzdłuż mostka;

− jeżeli poszkodowany ma wszczepiony rozrusznik serca, elektrody należy

mat

eria

ł dyd

akty

czny

pob

rany

ze

stro

ny e

am.a

gh.e

du.p

l

mat

eria

ł dyd

akty

czny

pob

rany

ze

stro

ny e

am.a

gh.e

du.p

l

Piotr Augustyniak Elektroniczna Aparatura Medyczna, rozdz. 32, Kraków 2015

rozdział 32, str. 6

przykleić obok lub poniżej rozrusznika; − należy bezwzględnie usunąć biżuterię, która mogłaby wejść w interakcje z

elektrodami; − wszystkie materiały, plastry, które znajdują się na klatce piersiowej pacjenta

powinny zostać z niej usunięte; − przed wykonaniem defibrylacji należy usunąć zbędne owłosienie z klatki

piersiowej; − w przypadku korzystania dodatkowo ze źródła tlenu, należy je odsunąć na

odległość około 1 metra.

Rys. 32.5 Automatyczny defibrylator zewnętrzny: a) przykładowe urządzenie, b) symbol graficzny

Termin automatyczny defibrylator zewnętrzny odnosi się do przenośnych, lekkich urządzeń zawierających komputerową analizę pracy serca i samoczynnie przeprowadzających resuscytację. Procedura resuscytacyjna jest wspierana przez komunikaty głosowe i wizualne, co pozwala bezpiecznie pełnić rolę ratownika przez osoby będące świadkami zdarzenia. Samo przeprowadzenie zabiegu może się jednak odbywać bez ingerencji ratownika (w automatycznych AED) lub dopiero po naciśnięciu przycisku (w półautomatycznych AED). Różnice między tymi urządzeniami przedstawia tab. 32.1.

Implantowane defibrylatory wszczepia się tylko osobom w sposób trwały

narażonym na spontaniczną fibrylację (por. podrozdział 24.6). Najczęściej są one stosowane u osób zagrożonych: migotaniem komór (nieefektywna praca serca), tachykardią komorową (zbyt szybka praca serca), z syndromem długiego załamka QT (dziedziczna choroba serca). Rysunek 32.6 przedstawia defibrylator implantowany (wewnętrzny) oraz jego symbol graficzny, a rysunek 32.7 – szczegóły implantacji defibrylatora. Urządzenie ICD, zbudowane analogicznie do kardiostymulatora (rys. 32.7a), łączy się z wprowadzeniem ołowianej elektrody sięgającej przez żyłę podobojczykową do prawej komory serca (rys. 32.7b), a następnie umieszcza w przestrzeni podobojczykowej (rys. 32.7c).

mat

eria

ł dyd

akty

czny

pob

rany

ze

stro

ny e

am.a

gh.e

du.p

l

Piotr Augustyniak Elektroniczna Aparatura Medyczna, rozdz. 32, Kraków 2015

rozdział 32, str. 7

Tab. 32.1. Wady i zalety półautomatycznych i automatycznych urządzeń AED.

Półautomatyczny AED Automatyczny AED Zalety − rekomendowany przez aktualne

wytyczne resuscytacji − szeroko stosowany − bezpieczny, nie ma ryzyka

nadmiarowych wyładowań

− umożliwia pracownikom służby zdrowia zastąpienie defibrylacji ręcznej

− lepsza zgodność z protokołem resuscytacji

− łatwiejszy w użyciu i bardziej odpowiedni dla laików

Wady − trudniejszy w użytku dla nieprzeszkolonych osób udzielających pomocy

− trudniejszy dla ratowników w synchronizacji z manewrami resuscytacji płucno-sercowej (ang. cardio-pulmonary resuscitation, CPR).

− dłuższy czas do czasu dostarczenia wstrząsu,

− ryzyko porażenia prądem dla ratownika przy nieprawidłowym zastosowaniu,

− niezalecany w obecnych wytycznych, za wyjątkiem szczególnych sytuacji.

Rys. 32.6 Implantowany defibrylator wewnętrzny: a) obraz radiograficzny, b) symbol graficzny

Rys. 32.7 Implantacji defibrylatora wewnętrznego: a) budowa wewnętrzna urządzenia, b) anatomia fragmentu układu krążenia, c) położenie i połączenie defibrylatora. m

ater

iał d

ydak

tycz

ny p

obra

ny z

e st

rony

eam

.agh

.edu

.pl

mat

eria

ł dyd

akty

czny

pob

rany

ze

stro

ny e

am.a

gh.e

du.p

l

Piotr Augustyniak Elektroniczna Aparatura Medyczna, rozdz. 32, Kraków 2015

rozdział 32, str. 8

32.3. Zasada działania defibrylatora Zasada działania defibrylatora sprowadza się do zgromadzenia energii w

kondensatorze magazynującym, a następnie kontrolowanej dystrybucji energii w tkance klatki piersiowej. Uproszczony schemat zastępczy defibrylatora przedstawia rysunek 32.8.

Rys. 32.8 Uproszczony schemat zastępczy defibrylatora Gdy przełącznik ustawiony jest w pozycji 1 kondensator jest ładowany. Po

podłączeniu do pacjenta elektrod (ang. paddle) i zmianie pozycji przełącznika na 2, następuje gwałtowne rozładowanie kondensatora, przez ciało pacjenta przechodzi impuls elektryczny trwający kilka milisekund o natężeniu ok. 30A. Oprócz obwodu związanego z magazynowaniem i dystrybucją energii impulsu, defibrylator posiada liczne podzespoły towarzyszące, których zadaniem jest sterowanie parametrami impulsu, monitorowanie akcji serca i synchronizowanie impulsu (rys. 32.9).

Rys. 32.9 Schemat blokowy defibrylatora (oprac. na podstawie [6]). Główną cechą współczesnych defibrylatorów jest możliwość ich synchronizacji z

pracą serca, która polega na wyświetlaniu odpowiedniego komunikatu (np. KARD dla

mat

eria

ł dyd

akty

czny

pob

rany

ze

stro

ny e

am.a

gh.e

du.p

l

Piotr Augustyniak Elektroniczna Aparatura Medyczna, rozdz. 32, Kraków 2015

rozdział 32, str. 9

defibrylatora marki Philips Heartstart XL) na ekranie monitora. Sygnał dźwiękowy wskazuje każdy wykryty załamek R, natomiast wyświetlane znaczniki wskazują momenty defibrylacji. Opóźnienie synchronizacji od szczytu załamka R do szczytowego natężenia impulsu defibrylacyjnego wynosi poniżej 60 ms.

Większość klinicznych defibrylatorów magazynuje swoją energię w kondensatorach. Cechy kondensatorów szczególnie pożądane w defibrylatorach to:

− mały rozmiar, − bardzo mała masa, − duża ilość dopuszczalnych cykli ładowania i rozładowania.

Energia magazynowana w kondensatorach może być przedstawiona jako:

=1

2∙ ∙

gdzie: − zmagazynowana energia [J]

− pojemność [F] U − napięcie stosowane w kondensatorach [V]

Energia dostarczona do tkanki miokardium jest nieco mniejsza niż energia

zmagazynowana w kondensatorze i jest wyrażona jako:

= ∙

+

gdzie: − dostarczona energia [J]

− zmagazynowana energia [J] − rezystancja tkanki [Ω] − rezystancja wewnętrzna urządzenia [Ω].

Większość defibrylatorów posiada wbudowany monitor i opcję synchronizacji

impulsu, czyli system analizy zapisu EKG (pozyskiwanego elektrodami terapeutycznymi), detekcji załamka QRS i blokowania przepływu prądu elektrycznego w czasie trwania fazy ranliwej. Jest to wymagane podczas leczenia arytmii innych niż te powodowane fibrylacją komór, gdyż nieumyślne zaaplikowanie impulsu podczas załamka T często kończy się właśnie fibrylacją komór. System dodatkowo wyświetla zapis EKG wraz z graficznym przedstawieniem aplikowanego impulsu w czasie rzeczywistym, dzięki czemu operator może się upewnić, że impuls jest aplikowany w odpowiednim momencie.

32.4. Elektrody defibrylatorów W defibrylacji wykorzystywane są trzy rodzaje elektrod: − śródoperacyjne elektrody wewnętrzne, stosowane bezpośrednio na osierdziu

elektrody metalowe („łyżki”) wielokrotnego użytku, trzymane ręcznie; − elektrody zewnętrzne metalowe, wielokrotnego użytku, przykładane do skóry klatki

piersiowej i trzymane ręcznie, wymagające użycia żelu przewodzącego w celu zmniejszenia oporu m

ater

iał d

ydak

tycz

ny p

obra

ny z

e st

rony

eam

.agh

.edu

.pl

mat

eria

ł dyd

akty

czny

pob

rany

ze

stro

ny e

am.a

gh.e

du.p

l

Piotr Augustyniak Elektroniczna Aparatura Medyczna, rozdz. 32, Kraków 2015

rozdział 32, str. 10

− naklejane na powierzchnię klatki piersiowej elektrody jednorazowego użytku, niewymagające żelu.

Możliwe sposoby umieszczenia elektrod przedstawia rys. 32.10

Rys. 32.10 Ułożenie elektrod do defibrylacji zewnętrznej. W razie możliwości zalecany jest sposób pierwszy, elektrody umieszczane są w górnej części lewej strony klatki piersiowej i pod prawą pachą zgodnie z osią elektryczną serca. Alternatywnie zaleca się ułożenie przód-tył, w którym elektrody umieszczone są równolegle do siebie, z przodu na klatce piersiowej i z tyłu na plecach. Rozpływ prądu w tkance klatki piersiowej w każdym z tych ułożeń przedstawiony jest na rys. 32.11.

Rys. 32.11 Rozpływ prądu w tkance klatki piersiowej w ułożeniach a) koniuszek-przód, b) przód-tył. Elektrody dla defibrylatorów zewnętrznych są zbudowane z metalu o powierzchni 70-100 cm2. Znaczna powierzchnia elektrod, silny docisk i stosowanie żelu przewodzącego pozwalają na zredukowanie impedancji klatki piersiowej widzianej od strony urządzenia do wartości 20 Ω.

32.5. Bezpieczeństwo zabiegu defibrylacji Ze względu na używanie podczas defibrylacji wysokiej energii defibrylatory są

urządzeniami potencjalnie niebezpiecznymi. Czynniki niebezpieczeństwa wiążą się ze starannością obsługi, jakością stosowanych materiałów, stanem technicznym aparatury. Bezpieczeństwo zabiegu defibrylacji dotyczy zarówno osoby, u której zabieg jest wykonywany, jak i operatora oraz osób postronnych. Niewłaściwa technika użytkowania defibrylatorów może doprowadzić do porażenia prądem osoby prowadzącej defibrylację lub personelu medycznego w sąsiedztwie. Porażenie prądem osób z otoczenia może nastąpić, kiedy osoby te dotykają bezpośrednio pacjenta lub dotykają metalowego łóżka, na którym leży pacjent. Podczas używania AED, za nim nastąpi wyładowanie, osoba prowadząca defibrylację powinna ostrzec innych

mat

eria

ł dyd

akty

czny

pob

rany

ze

stro

ny e

am.a

gh.e

du.p

l

Piotr Augustyniak Elektroniczna Aparatura Medyczna, rozdz. 32, Kraków 2015

rozdział 32, str. 11

przebywających w otoczeniu, np. za pomocą komendy: „Proszę się odsunąć! Nastąpi wyładowanie!” Ważne jest zachowanie bezpiecznej odległości od pacjenta w czasie wykonywania defibrylacji, towarzyszący jej gwałtowny skurcz mięśni może doprowadzić do obrażeń ciała operatora. Ryzyko niewłaściwej terapii

W celu uniknięcia ryzyka niewłaściwej terapii konieczne jest przeszkolenie operatora. Wśród czynników ryzyka wymieniana jest siła wytwarzanych wstrząsów, tj. stosowanie nadmiernie silnych, bądź zbyt licznych wstrząsów. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że przy prawidłowo przeprowadzanej procedurze zgodnej z wytycznymi klinicznymi uszkodzenie serca jest bardzo mało prawdopodobne. Przed podaniem ładunku, niezbędne jest sprawdzenie czy u pacjenta nie występuje rytm zatokowy, w przeciwnym wypadku nie należy wykonywać defibrylacji. W przypadku używania monitora defibrylatora należy sprawdzić czy przewody są poprawnie podłączone oraz czy urządzenie monitoruje sygnał z elektrod defibrylatora.

Elektrody powinny być umieszczone w poprzek osi podłużnej serca, aby ułatwić efektywną defibrylację. Nie powinny być one umieszczone nas plastrami przezskórnymi, ponieważ mogą wtedy blokować dostarczanie prądu lub jeśli zawierają substancje łatwopalne mogą spowodować pożar lub eksplozję.

Elektrody powinny być umieszczone z dala od metalowych przedmiotów znajdujących się na powierzchni skóry (np. biżuteria) lub podskórnie (np. implanty), ponieważ elementy przewodzące będą stanowić drogę najmniejszego oporu dla przepływu prądu (bocznik), co może spowodować poparzenia lub zapłon. Rozmiar elektrod powinien być dopasowany do pacjenta (typowo 13 cm średnicy dla dorosłych pacjentów). Muszą one być wystarczająco duże, aby zapobiec poparzeniom, ale wystarczająco małe, aby zapewnić skuteczną gęstość prądu.

Żelowe podkładki przewodzące i mocny nacisk (około 10 kg) stosuje się do poprawy elektrycznego kontaktu między łyżkami a klatką piersiową pacjenta. Ciekłe elektrody żelowe nie powinny być stosowane, ponieważ nadmiar wilgoci może spowodować iskrzenie na całej powierzchni klatki piersiowej lub rękach operatora. Przed zabiegiem należy osuszyć klatkę piersiową pacjenta, jeśli jest mokra. Ryzyko zapłonu i porażenia

Wszystkie źródła tlenu powinny zostać usunięte, aby w razie iskrzenia nie wspomagać spalania.

Podczas defibrylacji personel nie powinien dotykać łóżka, pacjenta ani sprzętu podłączonego do pacjenta. Płyny mogą przewodzić elektryczność, dlatego ważne jest, aby obszar zabiegu był czysty i suchy. Defibrylator powinien pozostać nienaładowany aż do momentu, gdy elektrody nie zostaną przyłożone do klatki piersiowej pacjenta, ponieważ przypadkowe wyładowanie z otwartych elektrod może powodować zranienie lub śmierć. Operator nie może dotykać żadnej części elektrod, a bezpośrednio przed aplikacją impulsu powinien sprawdzić czy może bezpiecznie wykonać tą czynność.

Naładowany, gotowy do pracy defibrylator powinien zostać rozładowany natychmiast, gdy kolejny impuls nie jest potrzebny. Dokonuje się tego poprzez obrócenie przełącznika sterującego znajdującego się na urządzeniu do poziomu zero. Do tego momentu elektrody defibrylatora powinny zostać na klatce pacjenta. Naładowane elektrody nigdy nie powinny być usuwane z ciała pacjenta.

mat

eria

ł dyd

akty

czny

pob

rany

ze

stro

ny e

am.a

gh.e

du.p

l

Piotr Augustyniak Elektroniczna Aparatura Medyczna, rozdz. 32, Kraków 2015

rozdział 32, str. 12

Ryzyko niepoprawnej pracy defibrylatora Na bezpieczeństwo może wpływać stan techniczny urządzenia. Brak konserwacji, odpowiedniej opieki, awarii podzespołów mogą doprowadzić do uniemożliwienia skorzystania prawidłowego z defibrylatora w przypadku zagrożenia życia.

32.6. Parametry techniczne przykładowego urządzenia Pomimo pozornej prostoty schematu zastępczego (rys. 32.8) defibrylator jest

skomplikowanym urządzeniem elektronicznym, przeważnie mikroprocesorowym, a trudność jego poprawnego zaprojektowania i skonstruowania wynika z jednoczesnej pracy w bliskim sąsiedztwie niskonapięciowych układów sensorycznych i wysokoenergetycznych układów przełączających. Przykładem prostego w obsłudze defibrylatora półautomatycznego zaprojektowanego z myślą o osobach udzielających pierwszej pomocy w przypadku zatrzymania akcji serca w miejscach publicznych jest urządzenie AED Plus firmy Zoll. Jego parametry techniczne są następujące [7]:

− energia defibrylacji: 120, 150, 200 J (dorośli) / 50, 70, 85 J (dzieci) − impuls defibrylacyjny: dwufazowy, niskoenergetyczny, typ RBW − czas ładowania do energii 200 J: do 10 sekund − czas podtrzymania ładunku: 30 sekund − zakres pomiaru częstości akcji serca (HR): 30 – 300 ud/min − wzmocnienie EKG: regulowane automatycznie − ekran: typ LCD, 6,6 x 3,3 cm − wyświetlane informacje: krzywa EKG, komunikaty tekstowe, wskaźnik

głębokości ucisku, czas akcji, liczba wykonanych defibrylacji − pamięć: 3,5 godzin zapisu EKG − stopień ochrony przed wnikaniem ciał stałych, pyłu i wody: IP55 − odporność na wstrząs: IEC 68-2-27; 100 G − odporność na wibracje: MIL Std 810F − temperatura pracy: od 0 do 50 °C − zasilanie: baterie Photo Flash typ 123 − wymiary: 13,3 x 24,1 x 29,2 cm − ciężar: 3,1 kg

32.7. Pytania i zagadnienia 1. Co to jest fibrylacja? Wyjaśnij, dlaczego zewnętrzny impuls elektryczny przerywa

drogi przewodzenia pobudzeń lokalnych podczas migotania komór. 2. Dlaczego konieczna jest synchronizacja impulsu defibrylującego z zapisem EKG? 3. Przeprowadź systematykę defibrylatorów ze względu na sposób sterowania

impulsem. 4. Jakie kształty impulsów elektrycznych są stosowane w defibrylacji? Podaj ich

parametry czasowo-prądowe. 5. Do jakiego napięcia należy naładować kondensator 32 µF, aby dostarczona energia

impulsu wynosiła 360 J? Impedancja wewnętrzna urządzenia wynosi 1 Ω, impedancja klatki piersiowej – 25 Ω, a czas impulsu wynosi 12 ms.

6. Jaka jest wymagana wydajność prądowa źródła o napięciu 12 V, z którego ładowany jest defibrylator, jeśli gotowość impulsu o energii 200 J powinna być osiągnięta w czasie 10 s? Sprawność przetwornicy napięcia wynosi 95%.

7. Przeprowadź systematykę defibrylatorów ze względu na przeznaczenie. mat

eria

ł dyd

akty

czny

pob

rany

ze

stro

ny e

am.a

gh.e

du.p

l

Piotr Augustyniak Elektroniczna Aparatura Medyczna, rozdz. 32, Kraków 2015

rozdział 32, str. 13

8. Jaki defibrylator i zestaw elektrod są stosowane do defibrylacji podczas operacji na otwartej klatce piersiowej?

9. Jakie parametry fizjologiczne są przedmiotem pomiaru w defibrylatorach klinicznych?

10. Jakie cechy defibrylatora AED umożliwiają jego obsługę przez osoby nieprzeszkolone?

11. Jaka jest różnica pomiędzy automatycznym i półautomatycznym AED? 12. Jakie elektrody są używane podczas defibrylacji? Jaka jest ich wymagana

powierzchnia? Jaka wartość impedancji klatki piersiowej zapewnia skuteczną defibrylację?

13. Jakie jest rozmieszczenie elektrod podczas defibrylacji? Opisz przepływ prądu przez klatkę piersiową w przypadku dwóch wybranych topologii.

14. Dlaczego elektrody defibrylatora powinny znajdować się z dala od metalicznych implantów?

15. Jakie środki bezpieczeństwa są stosowane podczas zabiegu defibrylacji?

32.8. Bibliografia [1] https://en.wikipedia.org/wiki/Defibrillation [2] Charles D. Deakin, Jerry P. Nolan , Kjetil Sunde , Rudolph W. Koster

"Elektroterapia: automatyczne defibrylatory zewnętrzne, defibrylacja, kardiowersja i stymulacja" (http://www.prc.krakow.pl/2010/03.pdf)

[3] http://heart.bmj.com/content/90/12/1493/F1.large.jpgamp [4] https://d1ieb9vw5zjdt6.cloudfront.net/content/europace/8/10/873/F1.large.jpg [5] Delgado H., Toquero J., Mitroi C., Castro V. Lozano I.F. "Principles of External

Defibrillators", InTECH http://dx.doi.org/10.5772/52512 [6] Tacker W.A. "External Defibrillators" [w:] Bronzino J. The Biomedical

Engineering Handbook: Second Ed. 2000, CRC Press LLC [7] http://www.paramedica.pl/zalaczniki/Aed%20Plus%2004%2013%20wer.%2005.pdf [8] Williams D.J., McGill F.J., Jones H.M. "Physical Principles of Defibrillators",

Anaesthesia and Intensive Care Medicine, 2003, Med. Pub. Company Ltd. str. 29-31 [9] www.kardiolo.pl/defibrylacja.htm (dostęp 14.11.2015) [10] http://www.elektroonline.pl/a/970,Fibrylacja-komor-serca-jako-skutek-przeplywu-

przemiennego-pradu-elektrycznego-w-organizmie-czlowieka-procesy-normalizacji ,,Elektrotechnika

[11] http://en.wikipedia.org/wiki/Implantable_cardioverter-defibrillator [12] http://pierwszapomoc.kolaczyce.itl.pl/content/view/72/40/1/1/ dostęp [11.06.2015] [13] http://www.emtel.com.pl/index.php/zaawansowany-defibrylator-kliniczny-defimax-

plus.html [dostęp 11.06.2015] [14] Kochańska A., Zarzycka B. „Pacjent z implantowanym kardiowerterem –

defibrylatorem serca (ICD). Czy można się przyzwyczaić do wyładowań kardiowertera – defibrylatora?”

[15] Przybylski A., Zakrzewska-Koperska J. „Funkcje diagnostyczne kardiowerterów – defibrylatorów serca”

[16] Resuscitation Council (UK) „A guide to Automated Exteral Defibrillators (AEDs)” [17] Ripplinger C. M., Efimov I. R. „The Virtual Electrode Hypothesis of Defibrillation” Autor dziękuje studentom: Patrycji Dec, Martynie Dziadosz, Katarzynie Król, Agacie Migdał, Natalii Milaniak, Barbarze Steńczyk oraz Michałowi Woźniakowi za pomoc w przeglądzie literatury, na której opiera sie ten rozdział.

mat

eria

ł dyd

akty

czny

pob

rany

ze

stro

ny e

am.a

gh.e

du.p

l