Capitulo 3

CONCEPTOS ELECTRICOS

Los Cardiólogos, al igual que todo medico tendemos a pensar en las enfermedades y los enfermos de manera tradicional, pero en el momento actual utilizamos una tecnología muy sofisticada que querámoslo o no debemos conocer para una mejor comprensión de las limitaciones del material que utilizamos y de sus posibles beneficios.

¿Cuál es la función principal de un marcapasos?

Entregar energía suficiente para despolarizar constantemente el miocardio

• Detectar correcta y constantemente la actividad intrínseca
Ambas son esenciales para su correcto funcionamiento, por lo tanto será necesario estudiar, los

Principios de estimulación

• Energía
• Parámetros de Salida
• Umbral de Estimulación Cardiaca
• Impedancia

Energía

Que estará en función de:
• Ley de Ohm
V = IR
• V = Voltaje
• I = Corriente
• R = Resistencia

• Voltaje
• La diferencia de potencial de energía entre dos puntos
• Unidad de medida = voltio (V)

• Corriente
• La frecuencia de transferencia o flujo de electricidad
• Unidad de medida = miliamperio (mA)

• Resistencia
• La oposición al flujo de corriente eléctrica a través de un material
• Unidad de medida = ohmio

Por lo tanto para mantener un voltaje constante variaremos los parámetros de la intensidad de la corriente y de la resistencia de la misma en función de la siguiente formula

Parámetros de Salida

Estarán en función de:

• Anchura del Impulso

• Amplitud del Impulso

Su relación con el ECG

El objetivo es conseguir una alta densidad de corriente que estará en función de la Dolarización, del área de la superficie y del electrodo

Puntas de electrodos

Umbral de estimulación cardiaca
• La cantidad mínima de energía eléctrica necesaria para producir despolarizaciones cardiacas constantes a través de un electrodo dado
• Puede expresarse en términos de voltaje, corriente, energía o carga
Estará en función de la curva fuerza-duración

• ¿Por qué es importante?
• El consumo de energía mínimo en umbral debe hallarse en la anchura de impulso de cronaxia
• ¿Cómo pueden usarse las curvas de fuerza duración clínicamente?
• Para cables permanentes, la determinación del punto de cronaxia establece el ajuste de la anchura de impulso más eficiente

Este umbral cambia desde el momento de su implantación a la cronicidad
• Históricamente se comunicó que sucede entre
2-8 semanas post implantación
• Los umbrales pueden aumentar de 2-5 veces
El proceso inflamatorio contribuye a esta situación por lo que se implantan electrodos con corticoides con el objeto de conseguir un menor umbral y una mejor estimulación.

Otros factores influyen también sobre el umbral

Este hecho es muy importante, por que si no esta correctamente medido el umbral nos encontraremos con que el marcapasos no nos vale de nada al no efectuarse captura.

Por ello hemos de programar el marcapasos con un margen de seguridad tal y como se recoge en la siguiente formula.
• El cociente entre el umbral de captura medido respecto a la salida programada
• Estándar Clínico - 2:1

Margen Seguridad = Salida programada/Umbral Captura

¿Cuál es el objetivo?
• Reducir el drenaje de corriente de la batería a un mínimo absoluto para maximizar la longevidad del dispositivo.
• Proporcionar seguridad al paciente para aquel paciente raro con un aumento inesperado del umbral.
• Hacer todas estas cosas en un generador lo más pequeño posible.

Este problema se ha intentado automatizar con los sistemas de autocaptura

Sistemas de Estimulación AutoCaptura
• Es un sistema diseñado para:
• Confirmar la respuesta a cada impulso de estimulación
• Ajusta automáticamente la salida al umbral cambiante del paciente
• Maximiza la seguridad
• Minimiza el consumo de energía.
• La Captura se determina mediante la detección de la Respuesta Evocada (Latido a Latido)
• El umbral se mide automáticamente cada ocho horas
• El voltaje operativo se ajusta automáticamente para proporcionar una salida eficaz justo por encima del umbral
Umbrales de Estimulación Máximos Recomendados
• Agudo Auricular: 1.5V
• Agudo Ventricular: 1.0V
• Crónico Auricular: 2.5V
• Crónico Ventricular: 2.5V
Impedancia del Cable
• Evaluación de la integridad del cable
• No de la posición del cable
Resistencia del Cable/Cambios Impedancia
• Resistencia Alta
• > 2500 ohmios
• Llamada también “Circuito Abierto”
• Sistema cable crónico
– Espiral conductora del cable fracturada
• Sistema cable agudo
– Pérdida de contacto entre el pin terminal del cable y el cabezal de conexión del marcapasos

• Resistencia Baja
• < 250 ohmios
• Llamada también “Cortocircuito”
• Rotura del Aislante
– Aislante cortado por una sutura
– Degradación del aislante
– Síndrome de aplastamiento de la Subclavia

Longevidad de la Batería

Capacidad de la Batería
• Medida en Amperios Hora
• Si una batería tiene una Capacidad de 1,0 Amperios hora y:
• El circuito drenó 0,5 amps por hora, la batería durará 2,0 horas
• El circuito drenó 1,0 amps por hora, la batería durará 1,0 hora
• Nota: las baterías usadas en los marcapasos varían desde 0,4 a 1,5 Amperios Hora

Longevidad

• Drenaje de Corriente
• El drenaje de corriente de una batería de marcapasos se mide en microamperios
• La relación entre la capacidad de la batería y el drenaje de corriente es:
– 1,0 Amp = 1.000 miliamperios
– 1,0 miliamp = 1.000 microamperios
– Por tanto, 1,0 amp = 1.000 X 1.000 ó 1.000.000 microamperios
– Una batería de 1,0 Amp Hora tiene 1.000.000 microamperios de capacidad disponible
• Drenaje de Corriente
• Corriente de Drenaje en Espera (Housekeeping)
– Cuando el marcapasos no administra el estímulo de salida, el marcapasos drena un promedio de corriente menor de 10 microamperios por hora
– Estos 10 microamperios se utilizan para hacer funcionar los circuitos del marcapasos mientras está inhibido
Capacidad Batería Utilizable = 1,2 Amp Hora
Drenaje Corriente MP = 20 micro amps
Horas en 1 año = 8760

1.200.000 microamps (h.) / 20 microamps = 60.000 horas
20 microamps

60.000 horas / 8760= 6,849 años
8760

• Factores que afectan al DRENAJE DE CORRIENTE
• Amplitud del Impulso
• Anchura del Impulso
• Frecuencia de Estimulación
• Modo de Estimulación
• Porcentaje de Estimulación
• Resistencia del Cable

Principios de Sensado

Se llegara a su determinación utilizando:

• Electrocardiograma de Superficie
• Electrograma Intracardiaco
• Umbral de Sensado Cardiaco
• Amplificador de Sensado
• Margen Seguridad de Sensibilidad
• Unipolar / Bipolar
• Interferencia Electromagnética
• Miopotenciales

Amplitud

Frecuencia

• Definida como el número de señales que pasan por un punto por segundo
• La Frecuencia se expresa en Hertzios (Hz)
El Slew Rate, es básicamente una medida que nos indica la capacidad que tiene el amplificador para suministrar una tensión en respuesta a un "pico" rápido y de corta duración aplicada a la entrada de señal. Técnicamente, diremos que es la tensión que nos puede entregar un amplificador en un tiempo de 1 microsegundo.A nivel de usuario, diríamos que valora la velocidad de subida del amplificador. Para diferentes variaciones de nivel de señal, valora el tiempo de respuesta del amplificador a picos de señal. Se mide en Voltios/seg.

• Slew Rate aceptable en ventrículo
• Onda R = O,75 voltios por segundo o mayor
• Slew Rate aceptable en aurícula
• Onda P = 0,50 voltios por segundo o mayor

Umbral de Sensado Cardiaco

• Es la cantidad mínima de energía eléctrica cardiaca entre los electrodos necesaria para inhibir un marcapasos a demanda
• Medición de las amplitudes de la onda P y R
• Las señales cardiacas como las ven los electrodos
• Métodos de detección solamente de señales QRS
• Señales no deseadas que afectan al amplificador

Margen Seguridad de la Sensibilidad

Ms= St/Ss ............St = Umbral Sensado

Ms = ----___

...........................Ss = Valor Sensibilidad

Ms debe ser al menos 2 veces que en implante

Factores que Afectan Umbrales Sensado

• EMI
• Impedancia Cable
• Cambio de la onda R de aguda a crónica
• Enfermedad
• Factores Farmacológicos

Interferencia Electromagnética

• Cardioversión / Desfibrilación
• Bisturí eléctrico
• Imagen Resonancia Magnética (MRI)
• Litotripsia Extracorpórea por Onda de Choque (ESWL)
• Radiación Terapéutica
• Ablación por Radiofrecuencia
Temporal
• Inhibición del generador
• Reversión a modo asíncrono
• Seguimiento
• Programación Fantasma
Permanente
• Daño al generador de Impulsos
• Sin salida. Salida alterada, cambio frecuencia, cambio de modo
• Lesión al paciente
• Acoplamiento directo, fibrilación ventricular, lesión tisular térmica o mecánica
Precauciones con distintos dispositivos

Cardioversión / Desfibrilación
• Antes de cualquier procedimiento eléctrico, debe analizarse la interacción con el dispositivo
• Es posible la interferencia del marcapasos con la cardioversión / desfibrilación
• Las palas para cardioversión / desfibrilación o electrocauterio deben estar colocadas entre si a 15 cm.
• Las palas o parches deben colocarse anterior / posterior si es posible
Efectos del Bisturí Eléctrico
• Reprogramación
• Daño permanente al generador de impulsos
• Inhibición del generador de impulsos
• Reversión a fall-back*, modo reversión por ruido o reinicialización eléctrica. (*Las características del modo de back-up deben conocerse, para que su presencia no se confunda con malfunción o final de vida)
• Lesión térmica miocárdica secundaria a transmisión de la descarga eléctrica al corazón a través del cable (produciendo infarto de miocardio o fibrilación ventricular a ambos)
Resonancia Magnética (MRI)
• Generalmente contraindicada
• Estimulación Asíncrona
Litotripsia
• Normas para Litotripsia en Pacientes Estimulados
• Programar el marcapasos en modo VVI o VOO
• Mantener el punto focal del litotriptor a más de 15 cm. del marcapasos
• Monitorización cardiaca durante todo el procedimiento
Radiación Terapéutica
• Diagnóstica / Terapéutica
• Circuitos CMOS
• Efecto acumulativo
• Recomendaciones
• Proteger / Recolocar el dispositivo
Circuitos CMOS
• Pueden dañarse con dosis tan bajas como de 500 RADS
• En un marcapasos entre 5.000 – 10.000 transistores están siendo atacados simultáneamente y potencialmente sujetos a fallos
• Los dispositivos CMOS se afectan con dosis altas de radiaciones ionizantes como las usadas en la radioterapia. Los niveles diagnósticos no son lo suficientemente altos para preocuparnos.
• El modo de fallo no puede predecirse
• La dosis es acumulativa, luego debe monitorizarse el funcionamiento del generador durante todo el transcurso de la terapia de radiación
• La exposición de niveles terapéuticos de radiación ionizante está contraindicado
• El marcapasos debe protegerse o colocarse en otro sitio
Ablación por Radiofrecuencia
• La ablación por radiofrecuencia pueden potencialmente inhibir o reprogramar un marcapasos
• Para verificar los ajustes correctos del marcapasos, debe interrogarse después del procedimiento
Miopotenciales
• Fuente de interferencia fisiológica
• Seguimiento auricular
• Inhibición auricular y / o ventricular
Fuentes de EMI Adicionales
• Micro-ondas
• Soldadura por arco voltaico
• Alternadores de los Automóviles
• Teléfonos Móviles
• Reprogramación Fantasma
Teléfonos Móviles
• Analógico vs. digital
• La interferencia potencial puede minimizarse evitando el contacto directo de la antena y el generador de impulsos
• Puede causar inhibición inapropiada, estimulación asíncrona, Ventana de Seguridad Ventricular, adaptación de la frecuencia inapropiada y cambio de modo
• Recomendaciones
• Los pacientes deben evitar llevar su teléfono encendido en un bolsillo en el pecho o la camisa, que esté sobre el marcapasos
• Evitar poner la antena próximo al generador de impulsos
• Los pacientes marcapasos dependientes deben discutir su uso con su médico
EMI en el Ambiente Médico
• Electrocoagulación desde el bisturí eléctrico
• Desfibrilación
• Terapia electroconvulsiva
• Diatermia
• Resonancia Magnética (MRI)
• Estimuladores (ej.. transcutáneos)
• Equipamiento Dental (pulp testers, scalers)
• Diagnóstico por ultrasonidos
• Acupuntura de baja-frecuencia
• Litotripsia
EMI en el Ambiente Industrial
• Soldadura por arco voltaico
• Transformadores y línea de Potencia
• Transmisores de radio, televisión
• Carga estática
• Marcos de metal grandes en los campos magnéticos
• Hornos de inducción y calentadores
• Interruptores Eléctricos
EMI en el Ambiente Público
• Radio CB
• Transmisiones Radiofrecuencia
• Antenas de Telecomunicaciones
• Detectores armas en aeropuertos
• Detectores anti-robo
• Teléfonos móviles digitales
No obstante y dados los avances técnicos los marcapasos, sobre todos los bipolares, llevan filtros para evitar problemas por interferencias de sensado y estimulación. Una comprensión adecuada de los mecanismos físicos que regulan su funcionamiento es imprescindible para su uso y control

Editor Dr. Enrique Fernández Burgos
Iconografía St. Jude Medical