Electromedicina: Equipos de Diagnóstico y Cuidados Intensivos

105 Pages·2007·24.12 MB·Spanish

by  P.A. Daneri

Pablo A. Daneri
Electromedicina
Equipos de Diagnóstico y
Cuidados Intensivos
· -Rilsa
www.hnsa.com.ar
Daneri, Pablo A.
Prórogo
Electromedicina: equipos de diagnóstico y ciudados intensivos. -1a ed. -
Buenos Aires: HASA, 2007.
208 p.: il.; 24x17 cm.
El avance científico y tecnológico en el ámbito de la salud perm1t1ó el
ISBN 978-950-528-279-1
desarrollo de numeroso equipamiento e instrumental para fines diagnósticos y
1. Equipos para Diagnóstico. 2. Electromedicina 3. Bioingeniería l. Título
CDD 621.374 3 terapéuticos, a tal punto que hoy en día no se podría concebir una medicina sin
la aplicación de equipos electrónicos. En atención a las crecientes exigencias
surge la necesidad de formar personal especializado que brinde soporte técnico
Hecho el depósito que marca la ley 11.723
en el área de la electromedicina y el mantenimiento hospitalario.
Copyright© 2007 by Editorial Hispano Americana S.A. -Il.A.S.A.
El objetivo primordial del libro es servir como herramienta de trabajo y
Rincón 686/8 -C 1227 ACD -Buenos Aires - Argentina
consulta, para quienes desempeñen actividades vinculadas con la reparación y
Teléfono/Fax: [phone]
el mantenimiento del equipamiento y las instalaciones electromédicas. La
E-mail: [email protected]
escasa disponibilidad de literatura técnica en esta disciplina, hacen de esta obra
Web Site: http://www.hasa.com.ar
una fuente de consulta permanente. En el primer capítulo se desarrollan los
IMPRESO EN LA ARGENTINA PRJNTED fN ARGENTINA conceptos de seguridad eléctrica, compatibilidad electromagnética,
instalaciones y normativas apLicadas al entorno biomédico. Los capítulos
Diseño de Tapa: Gastón C. Hillar
restantes describen el principio de funcionamiento y la estructura interna de los
Corrección Técnica: Héctor A. Algarra y Jorge E. Novoa
equipos para diagnóstico y cuidados críticos más habituales, tales como
Armado interior- Jorge C. Algarra
electrocardiógrafos, respiradores, oxímetros de pulso, desfibriladores y
Todos los derechos reservados. Ninguna parte de este libro puede ser marcapasos.
reproducida, almacenada en un sistema recuperable, o transmitida por cualquier
Bajo la premisa que la principal fuente de conocimiento es la experiencia, este
medio, electrónico, mecánico, fotocopiado, grabado u otros, sin el permiso
libro busca un nuevo enfoque en el aprendizaje de la electromedicina, con
escrito del editor. Ninguna responsabilidad de patente se asume respecto a la
deducciones simples basadas en conceptos sólidos, intentando facilitar la
iiúormación aquí contenida. Aunque se han tomado todas las precauciones en la
incorporación de nuevos técnicos al mundo del trabajo.
preparación de este libro, el editor y el autor no asumen responsabilidades por
errores u omisiones. Ni se asumen obligaciones por daños resultantes del uso de
la información aquí contenida.
Pablo A. Daneri
Marcas Comerciales: Los ténninos que se suponen sean marcas comerciales [email protected]
han sido destacados con mayúsculas. El editor y el autor no pueden dar fe de la
exactitud de la información. El uso de un término en este libro no debe
considerarse como que afecta la validez de cualquier marca.
Este libro se terminó de imprimir en el mes de Julio de 2007, en Primeraclase
Impresores, California 1231, Ciudad Autónoma de Buenos Aires,
República Argentina. Tirada: 1.000 ejemplares.
Jtcerca del Autor Contenido
Pablo Adrián Daneri nació en Buenos Aires, Argentina, en l 978. Es Ingeniero
en Electrónica egresado de la U.T.N. (Universidad Tecnológica Nacional), y ha
Capítulo 1
realizado una Maestría en Ingeniería Biomédica de la Universidad Favaloro. En
la actualidad se desempeña como profesor en el Instituto Argentino de Fundamentos de la Electromedicina .................... g
Electrónica Médica (www.iaem.com.ar).
La Seguridad en Electromedicina ............................................................................. 9
Toda consulta o comentario acerca de la obra podrá ser realizada a su casilla de Efectos Fisiológicos de la Corriente Eléctrica ......................................................... 9
correo [email protected] o a [email protected]. Parámetros que Modifican los Efectos Fisiológicos ................................................. / l
El Peligro de la Electrocución ................................................................................ 12
Sistema de Protección de Puesta a Tierra .... .. ............. .... ... . .. ............................. 14
Dedicatoria
Sistema de Pro1ecció11 Mediante lnterruptores Diferencia/es ...... ........................ 15
Dedicado a mi padre, el Prof Carlos Daneri.
Sistema de Protección Mediante Interruptores Tennomagnéticos ........................... J9
Macroshock y Microshock ..................................................................................... 21
Código IP para la Clasificación de la Protección de la Carcasa ............................. 23
Agradecimientos
Clasificación de las Salas para Uso Médico .......................................................... 24
Quiero expresar mi más sincero agradecimiento a las siguientes empresas e Suministro de Energía en Salas del Gnipo 2 ........................................................... 25
instituciones que brindaron información y colaboraron de alguna manera en la Disponibilidad del Suministro Eléctrico ................................................................ 28
realización de esta obra: Compatibilidad Electromagnética (CEM) .............................................................. 30
• ABB Transmisión de las Perturbaciones Electromag11éucas ............................................ 31
• A.E.A. (Asociación Electrotécnica Argentina) Acoplamientos ............................................................................................................... 31
• Bear Desacoplam1e111os ......................................................................................................... 31
• Bird
• Fluke Biomedical Capítulo 2
• General Electric
• Hospital Nacional Dr. Baldomero Sommer Electrocardiografía •............................................ 33
• fAEM (Instituto Argentino de Electrónica Médica)
Introducción .......................................................................................................... 33
• Mas1mo Corporotion
Conceptos Preliminares .......................................................................................... 34
• Medix
• Medlronie Fisiología y Circulación Cardiovascu/ar .................................................................. 34
• Metrax Potencial de Acción .............................................................................................. 35
• Pnmed1c Eventos Bioeléctricos . ........................................................................................... 38
• Puntan Bcnncl Ciclo Cardíaco .. ......................................................................................... 38
• Rtgel
At1ton1a1i.rmo . . ..... . . . . ................................................................... 4 ¡
• S1cmens
Excitabilidad y Período Refractario . ...................................................................... 42
• Texas lnstnunent
Conductih1/idad ...................................................................................................... 42
• Universidad Favaloro
Señal de ECG ....................................................................................................... 43
• Viasys Healthcare
El autor Derivaciones TritÍngu/o de Einthoven ..................................................................... 45
4 - Electromedicina -Equipos de Diagnóstico y Cuidados Intensivos Contenido - 5
..
Inconvenientes en la Medición ............................................................................... 91
Derivaciones en el Plano Frontal .................................................................................. 46
Derivaciones en el Plano l lonzontal ............................................................................ 49 Circuitos de Aplicación .......................................................................................... 93
Electrodos ............................................................................................................... 49
Aparatos de Registro Electrocardiográfico ............................................................ 95
Interfaz Electrodo/Piel .......................................................................................... 49
Simulador de Señales de ECG ................................................................................ 98
Modelo Eléctrico de Medición de un Biopotencial ...................................................... 53
Registro del Potencial de Acción ............................................................................. 55
El Electrodo de Ag!AgCI .... .. ................................................................................. 56 Capítulo 3
Tipos de Electrodos ..... ........................................................................................... 57
Respiradores Artificiales .•................................ 101
Variación del Potencial de Contacto ........................................................................ 59
Diagrama en Bloques de un Electrocardiógrafo ..................................................... 60 Introducción .......................................................................................................... lOl
Cable Paciente............... .. ..................................................................................... 63 Conceptos Preliminares ........................................................................................ 102
Protección contra Altas Tensiones .......................................................................... 65 Funciones de los Respiradores .... ............................................................. ........ .... 105
Detector de Electrodo Desconectado ....................................................................... 66 Clasificación de los Respiradores ........................................................................ 105
Buffers ....................................................................................................................... 66 Respiradores de Presión Positiva, Negativa y de Alta Frecuencia ......................... 106
Red de ivilson .......... ...... .. .. ............................................ :. ...................................... 68 Evolución de los Respiradores ............................................................................. 107
Selector de Derivaciones .......................................................................................... 68
Diagrama en Bloques ........................................................................................... 109
Amplificador de Instrumentación ........................................................................... 69
Sistema de Control .................................................................................................. I 09
Req11erimientos Básicos ........................................................................................... 70
Sistema de Provisió11 de Gases ............................................................................... 11 O
Amplifu;adores de !rtstrumentación con Compo11entes Discretos ............................. 70
Fuelle ........................................................................................................................... 111
Amplificador de l11stmmentac1ón Integrado ...................................................... 75 Pistón ........................................................................................................................... 111
EIAD620 ..................................................................................................................... 75 Solenoides Proporcionales .......................................................................................... 112
Hacer vs. Comprar ................................................................................................ 76 Válvula de Tijeras ....................................................................................................... 114
Circuito de un Amplificador de Instrumentación Basado en AO ........................... 77 Sistema de Monitoreo lllterno ................................................................................ 115
Sensores de Presión ..................................................................................................... 11 5
Aplicación de Monitoreo Usando el AD620A ........................................................... 79
Sensores de Flujo ........................................................................................................ 115
Aislamiento Eléctrico del Paciente ........................................................................ 79
Por Presión Diferencial de Orificio Variable ........................................................... 115
Fuente de Alime11tacíón Aislada .............................................................................. 79 De Convección Térmica (Hilo Ca/1c11te) ..... ..... .................. ... .. ........................ JJ 9
Acoplamiento entre las Etapas Aisladas y las No Aisladas ...................................... 80 De Pantalla (Pne11mo1acómetro de F/e1sch y de Hans-R11dolph) ........................... 120
Acoplamiento Óptico ................................................................................................. 80 De Vórtice.. .. .. .............. .. . . ... ... ..................... .. . .. .. ...................... 122
Func1onam1ento de 11n Óptoaroplador ................................................................... 80 De Vano Rotatorio (Turbina).. .. ......................................................................... J2 2
Acoplamiento Óptico de la Señal de ECG ................................................................ 82 Interfaz Operador - Respirador ............................................................................. J 22
Acoplamiento Óptico de Sc1iales de Control ... ......................................................... 82 lnterfa z Paciente - Respirador ............................................................................... 123
Acoplamiento Electromagnético ................................................................................... 83 Sistema de Seguridad y Alarmas ............................................................................. J2 6
Filtro Pasabanda .. ... .. ........................................................................................ 84
Sistema de Alime11tació11 ........................................................................................ 128
Detección de la Espiga por el Marcapasos . .. ........................................................ 85
Operación Interna (Vinculación entre los Bloques) .......................................... ~. .... 128
Amplificador de Ganancia Variable ... . .......................................................... 87
Tipos de Ventilación ............................................................................................. 128
Registrador de Papel o Pantalla ............................................................................. 87
Ventilación Mandato ria u Obligada ....................................................................... 129
Etapas de Proccsan11cnto ................................................................................... 89
Ventilación Mandatoria Controlada ............................................................................ 129
Monitores Electrocard1ognílicos ............................................................................ 89 Ventilación Mandatoria Asistida ................................................................................. 129
6 Etectromedicina • Equipos de Diagnóstico y Cuidados Intensivos Contenido - 7
Ventilación Espontánea ........................................................................................... 130 Capítulo 4
eo mpl i.a nce pu 1 m ona r ................................ ·· · ·· ··· ·· ········ ........................................ 131 Oxímetros de Pulso (Saturómetros) ................. 151
Variables de Control ........... ............................................................................. . ... 131
Ecuación de Movimiento ................................................... ··························· ..... ···· · 131 Introducción .......................................................................................................... 151
V~riables :~:·.·.~·.·.·.:·.::·.~·.:·.·.·.:·.:~·.::·.::·.:·.·.::·.·.·.·.·.·.·.:~~~ Principio de Funcionamiento ............................................................................... 151
de Fase ........................................................
Sistema de Flow-by ............................................... ······ Conceptos Preliminares .......................................................................................... 152
4
Modos Ventilatorios .............................................. ·············· ·· ········ ·· ·· · · ·· ··· ···· ·· ···· ·· 13 Leyes de Lambert y Seer ...................................................................................... 153
Ventilación Mecánica Controlada (CMV) ............................................................... 135 Ley de Lamber/ ....................................................................................................... 153
Ventilación Mecánica Asistida (AMV) .................................................................... 135 Ley de Beer ............................................................................................................. 154
Ventilación Asistida/Controlada (AJC) .................................................................... 136 Ley de Lambert-Beer ............................................................................................... 155
Ventilación Mandatoria Intermitente (JMV) ........................................................ 136 ¿Cómo Trabajan los Oxímetros de Pulso? ........................................................... 156
Ventilación Mandatorio Intermitente Sincronizada (SIMV} .................................. 136
Diagrama en Bloques de un Oxímetro de Pulso ................................................... 161
Ventilación por Presión de Soporte (PSV) .............................................................. 13 7
Sonda de Medición ............................................................................................... 162
Ventilación con Control de Presión (PCV) ............................................................. 138
Condiciones que Dificultan la Medición de Saturación ......................................... 165
Volumen Mandatorio Minuto (MMV) ........................... .". ..... ·. ... ·. ............ ·. ..... ·· ····· ·· · 139
Movimiento ................................................................................................................. 165
rrre. nti· ¡a ci·o ·n por De s carga de la Pre. sión• en la Vía Aérea (APRV) .......................... 139 LuzAmbiental ............................................................................................................. 166
Presión Positiva Continua en la Via Aerea (CPAP) ............................................... 13 9 Existencia de Hemoglobinas Disfuncionales .............................................................. 167
Presión Positiva Bifásica en la Vía Aérea (Bf PAP) ................................................ ~;~ Tecnología del Procesamiento de la Señal ........................................................... 168
Ventilación de Alta Frecuencia (HFV) ................................. ·. .... ·. ....... ·· ··· ·· ........ ·· ·. .
Exactitud ................................................................................................................. 170
Ventilación con Relación !:E lnversa ...................................................................... 141
Relación entre la Pa0 y la Sp0 171
Ventilación con Flujo Continuo (CFV) ................................................................... 141 2 2 ----··-····--·-··-·········-- ------·
Sistema de Alarmas .............................................................................................. 172
Ondas de Presión, Flujo y Volumen ..................................................................... 141
Presentación de la [nfonnación ............................................................................ 172
Ensayo de los Respiradores .................................................................................. 143
Circuitos ............................................................................................................... 173
Consideraciones Prácticas para el Control del Funcionamiento .......................... 144
11 1Speccw· ·n ,u z: sua I ................................... ··· ·· ··· ·· · · · ···· ·· .............................................. 144
Capítulo 5
Control del Funcionamiento ................................................................................... 145
Control Básico de la Unidad ....................................................................................... 145 Desfibriladores ................•................................. 179
4
Control de los Modos Ven ti la torios .................................. ···· ·· ·· ·· ·· ..... ··· .. ·· ·· ··· .. ··· ..... ·· ·· 15
Ventilación Mandatoria Controlada por Volumen .................................................. 145 Introducción .......................................................................................................... 179
Ventilación Asistida Controlada por Volumen ........................ ·················· .......... 145
Corriente de Des fibrilación e Impedancia Transtorácica ..................................... 180
Ventilación Controlada por Presión ... .. ... .. ................................................... 145
Calibración ........................................................................................................... l46 Aplicación de la Descarga ........ .. .. .. .. .... .. .. ..... ... .. .. .. .. ......... .... .. ....... ....... ...... ......... 180
Transductor de Flujo lnsp1ratono ................................................................................ 146 Clasificación de los Deslibriladores ..................................................................... 182
Transductor de FluJ·O Es p1· rnton·o ............................................................................... . 146 Desfibriladores de Corriente Alterna ................................................................: ..... 182
Transductor de Presión lnspiratoria ............................................................................ 146
Desfibri/adores de Descarga Capacitiva. Onda Amortiguada ............................... 183
Transductor de Presión Fspiratona ............................................................................ 147
____ 147 Desfibriladores de Onda Truncada, Exponencial, Cuadrada o Trapezoidal ......... 186
ManCteenldimadiecn0to1 ............................-.........-......................................•. ........................ . 147 Desfibriladores de Onda Exponencial Trnncada Bifásica ...................................... 187
Características de la Onda Amortiguada y de la Onda Bifásica ........................... 188
8 - E/ectromedicina -Equipos de Diagnóstico y Cuidados Intensivos
Capítulo 1
Energía Almacenada vs. Energía Liberada ....... .,. ................................................ 188
Seguridades .......................................................................................................... 189
Electrodos .. .. . .... .... ...... .... ... . .. . .. . ... .. ... .. .. ... .. ... ....... ... .. .... .... .. .. . . ... .. .. . .. .. .. .. .. .. ... ....... 189
Fundamentos de la
Externos .................................................................................................................. 189
Internos ................................................................................................................... 189
Desfibriladores Electrónicos Automáticos (AED) ............................................... 190 Electromedicina
Circuitos .............................................................................................................· · 190
Modelos de Desfibriladores ................................................................................. 192
Tes ter para Desfibriladores ................................................................................... 194
Capítulo 6
Marcapasos ....................................................... 197
La Seguridad en Electromedicina
Introducción .......................................................................................................... 197
La tecnología electromédica ha aumentado considerablemente la seguridad de los
Tipos de Marcapasos ............................................................................................ 197
equipos y ha reducido los riesgos debido al manejo y la utilización. En las
Permanentes ............................................................................................................ 197
aplicaciones médicas los niveles de seguridad que deben cumplir los sistemas de
Transitorios ..................................................................................................... ·· · . .... 198
instrumentación se encuentran nonnalizados. De todas formas no se puede
Componentes Básicos de un Marcap asos ............................................................. 198
asegurar un riesgo nulo en el uso del equipamiento, pero sí es posible reducirlo
Generador de Pulsos ............................................................................................... 199
mediante una adecuada utilización por usuarios instruidos.
Unidad de Sensado ........................................................................ ·. ............... ····· ·· · 199
Catéter de Estimulación .......................................................................................... 200 La mayoría de los daños producidos a pacientes se pueden atribuir a un uso
Baterías ................................................................................................................... 201 inadecuado del equipamiento electromédjco o a La falta de experiencia en su
Unidad de Control ................................................................................................... 201 manejo, o bien, a fallas en las instalaciones. Por lo tanto, es de suma importancia
Marca pasos de Frecuencia Adaptativa ................................................................. 202 desarrollar sistemas de seguridad lo más fiables posibles.
Marcapasos Mulliprograrnables ........................................................................... 203
Algunos pacientes, bajo ciertas condiciones pueden ser más susceptibles al peligro
Ensayo de Marcapasos ......................................................................................... 204
de la corriente eléctrica que una persona en su casa o su trabajo, por lo cual se
Medición de los Pulsos de Esti11111/ación ................................................................. 204 deben tomar precauciones especiales. Para describir los riesgos se estudiarán los
Medición de la Sensibilidad .................................................................................... 205 efectos fisiológicos de la corriente eléctrica.
Cardiodesfibriladores Implanlablcs (ICD) ........................................................... 205
Efectos Fisiológicos de la
Corriente Eléctrica
Para que la electricidad produzca efectos sobre el organismo, el cuerpo se debe
convertir en parte del circuito eléctrico. Para que circule corriente a través del
cuerpo humano deben existir al menos dos conexiones entre el cuerpo y una fuente
de alimentación externa. La magnitud de la corriente dependerá de la diferencia de
potencial entre las conexiones y la resistencia eléctrica del cuerpo. La mayor parte
de los tejidos del cuerpo humano poseen un elevado porcentaje de agua, por lo
1 O- E/ectromedicina -Equipos de Diagnóstico y Cuidados Intensivos Capítulo 1 -Fundamentos de Ja Electromedicina -11
cual la resistencia eléctrica que presentan es baja y se pueden considerar como
• Umbral o nivel de percepción. Es la intensidad mínima que el ser humano es
buenos conductores. Por otra parte, la impedancia de la piel (epidennis) es cap~ de ~etectar. Este valor varía en función d.el sujeto y las condiciones de
bastante elevada, del orden de los 200 a 500 k.Q.
medida, siendo entre 1O µ A y 0,5 mA para corrientes alternas en 50 Hz y entre
2 y 1O mA para corrientes continuas. '
El efecto que la corriente eléctrica produce sobre un individuo depende de diversos
parámetros: la magnitud de la corriente que circula por el tejido, el tiempo de • Corriente de pérdida del control motor. Estas corrientes oscilan entre 6 y
exposición, la zona por la que circula (superficie o tejido interno) y la frecuencia 16 mA (~ara una CA de 50 Hz). Los músculos se pueden excitar y provocar
que posee. La gravedad del daño dependerá a su vez del órgano afectado. c~n~accwnes, en algunos casos llegando a ser dolorosas y ocasionando la
perdida del control motor.
La corriente eléctrica puede incidir sobre los tejidos básicamente en tres fonnas:
• Parálisis respira~oria, ~olor y fatiga. Para corrientes entre 18 y 22 mA
en primer lugar se produce una excitación eléctrica en los tejidos excitables
(nervios y músculos), comenzando con una sensación de honnigueo o escozor, que aparc~en contracc10_nes. 1nvolu~tarias de los músculos respiratorios, provocando
si alcanza intensidad suficientemente elevada puede ser dolorosa y molesta. La s1tuac1on~s de astix~a s1 la comente no es interrumpida. Estas contracciones
estimulación de estos nervios o músculos motores puede provocar contracciones, y ~e~~s e mvoluntanas pueden además, provocar dolores y causar fatiga si el
si ésta aumenta se puede producir la tetanización del músculo (contracción intensa md1v1~uo pe~an~ce expuesto durante un tiempo prolongado a Ja circulación de
la comente; electnca.
y sostenida). En segundo lugar, puede aparecer un ·incremento de temperatura en el
tejido debido a la resistencia que presenta y la energía disipada en el mismo. Por • Fibrilación ventricular. Corrientes mayores a las citadas anteriormente pueden
último, un aumento elevado de la temperatura puede producir quemaduras, pro~ocar ~a pérdida de sincronismo de las fibras del músculo cardíaco. Una vez
frecuentemente en los puntos de contacto, por ser los lugares donde existe mayor desmcromzada la actividad v~ntri~ular, el proceso no se detiene aunque
densidad de corriente. Esta característica es aprovechada en la electromedicina por desaparezca la causa que le dio ongen, haciendo que el corazón deje de
los electrobisturíes, los cuales utilizan generadores de radiofrecuencia con funcionar como bomba. Para restablecer la actividad nonnaJ se requiere aplicar
frecuencias de 2,5 a 4 MHz para cortar tejidos o coagular pequeños vasos un P_ulso que de~polarice simultáneamente todas las células del músculo
sanguíneos. card1a~o. El equipo ~lectromédico diseñado para tal fin es el desfibrilador (ver
el Capitulo 5). Los mveles de corriente que producen una fibrilación oscilan
El órgano más susceptible a la corriente eléctrica es el corazón. Un estímulo que entre 75 y 400 mA.
tetanice el corazón provoca la contracción completa del miocardio, que detiene la
acción de bombeo, interrumpiéndose entonces la circulación sanguínea. Si la • Contracción_d el miocardio sostenida. Si la corriente que circula es muy
circulación no se restablece en pocos minutos, en primer lugar se lesiona el el~vada el _musculo entero del corazón se contrae. En este momento el corazón
cerebro y luego se produce la muerte por falta de oxigenación en los tejidos d~Jª de latir, .pero cuando la corriente cesa, éste vuelve a su ritmo nonnal. El
cerebrales. Si la corriente tetanizante es de corta duración, el latido del corazón se 111vel de comente para lograr esta condición oscila entre 1 y 6 A.
reanuda en fonna espontánea. Puede ocurrir que una corriente más baja, que excite • Daños fisicos Y qu.emaduras. Se obtiene con corrientes superiores a lO A
sólo una parte de las fibras musculares del corazón, sea más peligrosa que otra que (sobre todo en comentes de corta duración). La resistencia del cuerpo hu~ano
sea capaz de tetanizar el corazón entero. Una excitación parcial puede cambiar las causa quemaduras, principalmente en los puntos de entrada debido a ta
vías eléctricas de propagación en el miocardio desincronizando la actividad del densidad de corriente en el punto de contacto. De este modo, la alta tensión
corazón. Este fenómeno, con el cual el corazón pierde el sincronismo, se lo provoca la destrucción de los tejidos entre puntos de elevada resistencia de
denomina fibrilación y es la causa que produce la mayoría de las muertes por contacto.
accidentes eléctricos.
Parámetros que Modifican los
Se puede producir también parálisis respiratoria si los músculos del tórax se
tetanizan por efecto de una corriente que circule a través del pecho, o a través del Efectos Fisiológicos
centro de control respiratorio del cerebro.
Los efectos fisiológicos debido a la electrocución, como se dijo anteriormente
Analizaremos a continuación los diferentes efectos fisiológicos que se producen dep:nden del valor absoluto de la intensidad, duración, trayectoria de Ja corrie~te a
sobre los individuos según el valor de la corriente eléctrica circulante: traves del cuerpo Yf recuencia (en el caso de tratarse de una corriente alterna).
12 - Electromedicina -Equipos de Diagnóstico y Cuidados Intensivos
Capítulo 1 -Fundamentos de la Electromedicina -13
El trayecto más peligroso es el que atraviesa el tórax (generalmente fatal) ya que
Existen infinidad de condiciones que generan peligros de electrocución como ser:
putcie provocar la pérdida del ritmo cardíaco haciendo que entre en la condición
enchufes rotos, conductores pelados o con deficiencia en su aislamiento, falta de
denominada fibrilación ventricular. Los experimentos realizados con animales para
circuito de tierra en la instalación, etc.
determinar la intensidad de corriente y el tiempo de duración del pulso para
alcanzar ese estado, abarcan desde los 400 mA, durante 5 ms, hasta 75 mA, Otra causa, puede ser provocada por sistemas de conexión a tierra incompatibles.
durante 5 s. Por ejemplo, si un equipo se encuentra conectado a tierra en un punto cuyo
potencial es casi cero, y otro equipo, conectado al mismo paciente, toma una
Una corriente que apenas baga cosquillas en las manos de un individuo en
referencia de tierra de diferente potencial que la anterior, se va a producir una
condiciones normales, puede ser suficiente para provocar la muerte a un paciente
circulación de corriente entre ambos puntos de tierra y a través del paciente que,
debilitado, cuando los electrodos se aplican bajo su piel (a causa de los bajos
dependiendo de la magnitud, puede llegar a electrocutarlo (ver la Fig. l. l ). O sea,
valores de resistencia).
si dos equipos se conectan a la tierra de dos tomacorrientes conectados a diferente
La frecuencia de las señales bioeléctricas del organismo son del orden de la potencial de tierra, puede haber una corriente denominada lazo de tierra que
frecuencia de la red eléctrica. Debido a esto, los niveles de corriente que pueden circule a través del paciente. Esto a menudo se presenta en instalaciones que
producir la fibrilación son bajos. Si la frecuencia de la corriente aplicada es mayor, fueron creciendo sin una debida planificación y no poseen una conexión de tierra
por lo general el riesgo eléctrico disminuye. Una c~rriente eléctrica de 200 mA a común para todos los tomacorrientes.
50 Hz produce un efecto fisiológico mayor que una de 200 mA a 2 k.Hz. Una cierta
magnitud de corriente continua provoca daños menores que la misma magnitud a
una frecuencia de 50 ó 60 Hz.
Mediante estudjos estadísticos, el umbral de percepción de la corriente eléctrica
para los hombres es de 1, l mA mientras que para las mujeres es de O,7 mA.
Utilizando electrodos de ECG (Electrocardiografia), debido al gel aplicado, que
disminuye la impedancia de contacto, el umbral de percepción se reduce a sólo
83 µA.
Si el tiempo de exposición a la corriente eléctrica es mayor, los efectos fisiológicos
producidos también serán mayores.
Equipo X Equipo Y
Diversos estudios empleando animales de diferentes tamaños, denotan que el
umbral de fibrilación (nivel de corriente a partir del cual se activa dicho estado)
aumenta conforme al peso del cuerpo.
El Peligro de la Electrocución
Fig. 1.1. Lazo de tierra. Si existe una diferencia de potencial entre los puntos de tierra A y
La resistencia del cuerpo humano varia entre 1 k!2 y 100 k.!2, y la mayor parte de B, circulará una corriente por el paciente.
ésta se debe a la resistencia de contacto. Se suele aceptar un valor promedio de
5 k!2 como resistencia del cuerpo humano. Es la intensidad que circula por el Por lo tanto, las pérdidas de cualquier tipo entre dos equipos con los cuales el
cuerpo la que puede producir la muerte, siendo la condición más riesgosa para la paciente tuviera contacto podrían producirle la muerte, especialmente cuando los
electrocución, cuando los puntos de contacto son entre la mano izquierda y el pie electrodo~ de aplicación del instrumento superan la resistencia natural de la piel,
derecho. por estar msert.ados en una vcaa o arteria, o al reducirse deliberadamente la
resistencia por medio de la humectación o la aplicación de ungüentos conductores.
La eliminación del lazo de tierra se puede lograr conectando todos los equipos a un
mismo potencial de tierra median1e un cable de sección adecuada (ver la Fig. 1.2).
14 - Electromedicina • Equipos de Diagnóstico y Cuidados Intensivos Capítulo 1 · Fundamentos de la Electromedicína • 15
Los aparatos eléctricos que poseen gabinetes metálicos, conectan eléctricamenle el
misrn8 a la tierra mediante un tem1inal específico de su ficha de alimentación (por
ejemplo, ficha monofásica con tierra). Si por un desperfecto interno del equipo
(problema de aislamiento, fugas, etc.), aparece sobre su cobertura metálica una
diferencia de potencial, esto generará una corriente de fuga a tierra que hará que
las protecciones de sobrecorriente o diferenciales actúen, anticipándose al riesgo
Fig.1.2.
eléctrico.
Eliminación
del lazo de tierra.
Es de suma importancia disponer en la instalación de una puesta a tierra adecuada,
con conductores normalizados que permitan su identificación (color verde y
amarillo, y sección superior a los 2,5 mm2), y con tomacorrientes y fichas que
Equipo X Equipo Y brinden la conexión al equipamiento utilizado (infom1acíón adicional en
Reglame11tació11 para la Ejecución de !11stalacio11es Eléctricas e11 J11m11ebles de
X '-----~ la AEA, Sección 771; Viviendas, oficinas y locales, y Sección 71 O; Locales para
uso médico).
Los equipos se deben conectar en forma individual al punto de tierra y no tomar la
Sistema de Protección de Puesta a Tierra
tierra de otro dispositivo vecino, dado que si uno de los equipos intermedios pierde
Este sistema de protección se propone evitar que se produzca una tensión de valor la referencia de tierra, entonces quedará una cierta cantidad de aparatos sin
peligroso sobre las partes metálicas de los equipos o las instalaciones (ver la protección.
Fig. 1.3).
Sistema de Protección Mediante
Interruptores Diferenciales
Los interruptores diferenciales ofrecen una protección confiable cuando por
contacto directo involuntario de partes activas fluye una corriente por el cuerpo
humano (ver la Fig. 1.4). Esta circulación se debe a que el individuo es quién
cierra el circuito eléctrico entre el punto bajo tensión (con un detenninado
potencial) y tierra (de potencial cero).
La Fig. 1.5 muestra los componentes fundamentales que integran este dispositivo:
el núcleo magnético toroidal, el mecanismo de disparo y el botón de prueba.
Alimentación
de red En condiciones nonnales la corriente que pasa hacia la carga retoma por el
L
interruptor. El flujo resultante en el núcleo magnético toroidal, entonces, es nulo y
Tierra
no se produce una activación del mecanismo de disparo.
Camino de la corriente
Carcasa Tierra Al producirse una falla de aislamiento o fuga de corriente, ésta no retoma por el
interruptor, creándo un flujo rnagnetico en el núcleo que es utilizado por el
Fig. 1.3. Accidente por falla de aislaclón en el conductor vivo dentro de un equipo sin mecanismo de disparo para seccionar (desconectar) la carga.
protección de tierra.
Capítulo 1 -Fundamentos de la Electromedicina -17
16 - Electromedicina -Equipos de Diagnóstico y Cuidados Intensivos
El umbral de sensibilidad fija, de este modo, la corriente de defecto a tierra
máxima que puede circular sin que actúe el mecanismo de disparo. Los niveles de
sensibilidad oscilan entre 1OmAy30 mA para protección de personas, y de
300 mA para protección contra incendios provocados por causas eléctricas debido
a fallas de aislamiento.
L1
L2
L3
Alsl•clón Conductor PE comdo Conductoru N
y equipo con 1lsl1clon transpuestos
dafletuon l•lf
l Interruptor
l:*=t-lfi=:::t=~ 1 diferencial
1 1 1 FI
1f il-;;~~I
JI
Mecarosmo ~ ~ ,.. IUfeo
de aspMo - - magiéDco
l • IF IOIOldal
-=----- -
-:;------ Rs, -------Rs, -Rs.
IF COlnente de
Fig. 1.4. Ejemplos de contacto indirecto involuntario. fSla
1--1-----.- ,
1
1
I
FI
Fig. 1.6. Si IFe s mayor al umbral de sensibilidad del interruptor diferencial, se producirá
Mecanismo
dt disparo un disparo del mismo.
Botón do
1 prutbo
1 Cuando se tocan partes activas, existen dos resistencias que detenninan la
intensidad de la corriente circulante: Ja resistencia interna de la persona RM y la de
Húclto magnético contacto Rs (ver la Fig. 1.7 ). Para el análisis de un accidente se debe considerar el
torok:laf 1
caso más desfavorable, cuando la resisteucia de contacto del lugar es próxima a
Fig. 1.5. Esquema Interno de un interruptor diferencial. cero. Como se mencionó anterionnente la resistencia del cuerpo humano depende
del recorrido de la corriente (por ejemplo, una trayectoria de mano a mano tiene
De este modo el interruptor diferencial realiza la suma de las corrientes que
una resistencia aproximada de 1 k!l).
ingresan a la instalación y al valor resultante se le resta la suma de las corrientes
que retoman a través de él. Si no existen fugas a tierra, ambos valores serán La Fig. 1. 8 muestra los rangos de intensidad de corriente de defecto según la
iguales y el resultado de la resta será cero. En cambio, si parte de la corriente que nonna CEC 60 479. Allí se pueden apreciar 4 zonas que caracterizan diferentes
ingresa a la instalación se deriva a tierra y no regresa a través del núcleo, la resta condiciones de riesgo y efectos fisiológicos en función de la magnitud y el período
de las corrientes entrantes y salientes no será cero y provocará, en el caso de de tiempo que circula corriente por el cuerpo.
superar un detem1inado valor llamado umbral de sensibilidad, el disparo del
interruptor (ver la Fig. l.6). Cuando actúa el mecanismo de disparo se realiza en
forma instantánea la apertura de los contactos principales.