MEDICINA IV, - 148.206.53.84148.206.53.84/tesiuami/UAM21306.pdf · MARCAPASOS ASINCRONO/DEMANDA...

/ MARCAPASOS ASINCRONO/DEMANDA PARA APOYO DE DOCENCIA EN

FI SIOLO GI A

MEDICINA I V ,

GPO. CJ65

B a u t i s t a Hernández S o f í a Ma r i c e l a

Ga i t án Gonzdlez Mercedes J a t z i r i

Yáiiez Suárez Oscar

'I 98%

, . , . , , , , ..._,, , .. , , , . ,., ,.,,_ _... - r . - . . . x ^ c I . - ~ . . ' ..< , I , , , I , . , .~, ._ -,. ......,. .-<_̂ 'z

I N D I C

Marcapasos Cardiaao

Tipos de Marcapasos

Marcapasos Asíncrono

Marcapasos Síncrono

- D e Demanda

E

1

2

3

5

5

- Atrial - Síncrono

Marcapasos Implantable

Presentación d e l Equipo

Funcionamiento del Marcapasos Asíncrono/Demanda

Diseño del Circui to

APENDICES

E l e c t r o f i s i o l o g í a d e l Corazón de Rana.

P r á c t i c a de Laboratorio Tema: E l e c t r o f i s i o l o g í a Cardiaca

BIBLIOGRAE'IA

6

7

9

10

12

19

22

27

RELACION DE ARTICULOS INCLUIDOS.

- Bein , H. J. Automatisme et Conduction Physiologiques dans le Sinus in Situ du Coeur de Grenouille. Arch. Int. Phyciol. 1948-1949. Vol. LVi. p. 370-379.

- Reyes Lazalde, Arturo. Méndez, Luis A. otros Diseño y Construcción de Instrumental Electroddico Ciencia y Desarrollo. Mayo-Junio 1984. No.56LAño X. p. 52-63.

- 1 -

MARCAPASOS CARDIACO.

El marcapasos cardiaco es un estimulador eléctrico

que produce estímulos periódicos que son conducidos a electro

dos localizados en la superficie del corazón, en el músculo

del corazón (miocardio) Ó en la cavidad del corazón. El estí-

mulo que es conducido al corazón, causa que se contraiga; es-

te hecho es empleado cuando el corazón no es estimulado a una

frecuencia adecuada por s í mismo.

En el presente, la inserción de un marcapasos im-

plantable es quizá la operación más común realizada sobre co -

razones dañados. También es un ejemplo de éxito en el uso de

sistemas de terapia cardiaca. No obstante que el estudio de

la anatomía y fisiología del sistema de conducción del cora-

zón data de muchos años, el. uso de un estimulador electróni-

co para sustituir un sistema de conducción defectuoso tiene

origen reciente. No fue sino en i952 cuando Zoll describió su

exitosa resucitación de un corazón humano con un marcapasos

y un electrodo subcutaneo.

Casi todos los pacientes que reciben el implante de

un marcapasos sufren de bloqueo cardiaco, resultado de defi-

ciencia coronaria, sin embargo, los primeros marcapasos fue-

ronusados inicialmente en pacientes con defectos congénitos

del tabique ventricular. En estos casos, el haz de His se en-

cuentra muy cerca del defeato anatómico y se genera un bloque

o cardiaco completo, siendo esto causa de elevada mortalidad.

Fue en 1957 cuando un e1ect:rodo se colocó sobre un corazón hu

mano y conectado a un marcapasos externo, atendiendo un defec

-

-

- . . I ' ' ,.r

- 2 -

to de tabique.

Pronto se vió que miles de pacientes con bloqueo to

tal (secuela secundaria de arterioesclerosis cor0naria)podían

beneficiarse con un electrodo miocárdico y un marcapasos ex-

terno. A finales de los 5 0 ' s esto se volvió una realidad, con

marcapasos transistorizadoc. Los equipos eran algo mayores a

una cajetilla de cigarros ,y se llevaban externamente, de modo

que los electrodos atravesabanls pared torácica. La infección

resultó ser un problema serio, así que el desarrollo de Char-

dack (1960) de un marcapasos totalmente implantable fue de

gran significancia. Las técnicas iniciales de implantación re

querían de una toracotomía izquierda, para coser los electro-

dos directamente sobre el pericardio ventricular izquierdo,

mientras que el marcapasos se introducía en la parte superior

izquierdo de la pared abdominal. Algunos problemas de ésta

técnica llevaron a la implantación de los electrodos por vía

transvenosa en el ventrículo derecho. Esta técnica fue emplea -

da experimentalmente por Furman y Robinson en 1958, y su pri-

mera aplicación clínica fue reportada en 1959 por Furman y

Schweedel. los electrodos endocardiacos se insertan a través

de la yugular externa de modo que se haga contacto con el

ápex del ventrículo derecho. El marcapasos se coloca en una

bolsa subcutánea directamente bajo la clavícula.

TIPOS DE UARCAPASOS.

Por su principio de funcionamiento , los marcapasos se

clasifican en:

Marcapasos Asíncrono. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . El marcapasos asíncrono representa la forma más s i ~

ple de un marcapasos porque proporciona un tren de pulsos a

na frecuencia constante, que no tiene relación alguna con el

funcionamiento del corazón.

Fte de Oscilador Pulsos de Cables de

I poder 1 u I salida 1 [salida ij I

Electrodos iil La fuente de poder es indispensable para proporcig

nar de energía al circuito. En algunos casos, en marcapasos

externos, la energía la proporciona la linea de AC, pero el

riezgo de shock eléctrico por corrientes de fuga es muy gran-

de. El tipo de fuente más empleado en marcapasos implantables

son las baterías y en marcapasos externos es la derivación de

energía de fuentes de baterías primarias o secundarias.

El oscilador establece la frecuencia del pulso, lo

cual controla al circuito de pulsos que genera la estimulac’

ón del corazón. Dicho circuito puede construirse con un osci _ lador Ó un multivibrador. En cualquiera de los casos se re-

quiere minimizar la demanda de energía, el oscilldor debe o-

perarbajo la condición del menor requerimiento de energía.

.

- 4 -

Los circuitos osciladores, en marcapasos asíncronos

proporcionan pulsos en un rango de 70 a 90 latidos por minuto

su duración va de 0.5 a 2 ms y sus amplitudes de 5 a 9 v.

Los cables de conducción deben ser buenos conducto-

res eléctricos y mecánicamente fuertes y perfectamente aisla-

dos.

Los marcapasos eléctricos pueden clasificarse en

tipo unipolar Ó tipo bipolar. En uno unipolar, un s o l o elec

trodo conectado cxon el corazón y los pulsos negativos condu

cidos desde el generador. Un electrodo indiferente es locali-

zado en alguna parte del cuerpo, , usualmente montado en el

generador, para completar el circuito.

-

-

En el sistema bipolar, dos electrodos son localiza-

zados en el corazón y los estímulos son aplicados a través de

los electrodos. Ambos sistemas de electrodos requiren aproxi-

madamente el mismo estímulo para un adecuado funcionamiento.

Los electrodos deben ser de un material que sea

compatible con el cuerpo; el platino es uno de los materia-

les más empleados para electrodos

.

- 5 -

Marcapasos Síncrono. .................... En algunos casos se requiere que los pulsos del mar

capasos sean intermitentes ya que puede haber períodos en los

cuales el ritmo cardiac0 del paciente sea normal, es decir,

no se require de estimulación contínua a los ventrículos ya

que puede resultar en serias complicaciones. Por ejemplo, si

un estímulo artificial aparece en el período de repolarizaci-

Ón seguido de una contracción ventricular, pude causar fibri-

lación ventricular. Es importante que en estos casos el marca

pasos artificial no compita con el fisiológico. La solución

es emplear un marcapasos síncrono.

-

Existen dos tipos de marcapasos síncronos: el marca-

pasos de demanda y el marcapasos atrial-síncrono.

Marcapasos de demanda.

Consiste de un circuito de reloj, un circuito de sa - lida y electrodos (tal como el marcapasos asíncrono), pero

tiene una malla de retroalimentación. Después de cada estímu-

lo, el circuito de reloj se resetea a s í mismo, espera el in-

tervalo apropiado para proporcionar el siguiente estímulo y

entonces genera el siguiente pulso. Sin embargo, si durante

este intervalo ocurre un pulso natural en el ventriculo, el

circuito de retroalimentación detecta el complejo QRS de la

señal de ECG de los electrodos y la amplifica. Esto es usado

para resetear el circuito de tiempo. Este espera el tiempo

asignado antes de producir el siguiente estímulo. Si hay otro

pulso natural del corazón se repite la secuencia anterior. Si

después del tiempo asignado no hay estímulo natural se accio-

- 6 -

na el sistema y se produce un pulso artificial.

"

r

.

r r I r i

Electrodos L*

4 ..

Circuito de Circuito de

reloj pulsos

I I Circuito de 1 U 7 reset. r

Marcapasos Atrial-Síncrono

En este caso el marcapasos es diseñado para sustiti

ir el sistema de conducción bloqueado del corazón. El marcapa -

s o s fisiológico localizado en el nodo SA inicia el ciclo car-

diacoestimulando la aurícula para contraer y entonces estimu-

lar en nodo AV el cual estimula los ventrículos. Si el nodo S

A estimula la aurícula, la señal eléctrica correspondiente a

la contracción auricular puede ser detectada por un electro-

do localizado en la aurícula y ser usado para accionar el may

capasos de la misma manera que acciona el nodo AV. Esta señal

es amplificada y pasada a traves de una compuerta a un multie

vibrador monostable dando un pulso 'V2'. Otro monostable pro9

porciona un pulso que tambien es accionado por el pulso aurig

cular, el cual produce un voltaje 'V4' que produce el bloque

o de la compuerta desde el electrodo de la auricula. Esto eli -

mina cualquier artefacto causado por la contraccion ventricu

- 7 -

.

lar. La salida ‘ V 2 ’ actiia como retraso, seguida del pulso de

estimulacion ventricular ‘ V 3 ‘ , el cual proporciona el estimuo

lo al ventriculo apropiado.

Compuerta Monostable

Auricular f icador

Marcapasos Implantable. .......................

Este tipo de marcapasos requieren de una técnica

quirúrgica para su colocación en el cuerpo y en ellos hay un

compromiso mayor con respecto al consumo de energía . Otro gran problema son las dimensiones de la cápsula, que están

relacionadas directamente con el tamaño y número de pilas, y

la distribución interna de éstas y el circuito electrónico;

por supuesto, la cápsula debe ser lo más pequeña y liviana

posible para que las molestias del paciente sean mínimas.

Los primeros marcapasos fueron encapsulados en tani

no, resinas epóxicas y hule de silicio. Estos materiales no

presentan mayores ventajas que las cápsulas metálicas utiliza

das hoy en día, ya que causan menor reacción de cuerpo extra

ñ o , además de ser sencilla su esterilización. La cápsula debe

sellar herméticamente para proteger el sistema electrónico de

la humedad y la corrosión que pueda sufrir una vez instalado

en l o s tejidos blandos del enfermo; además se trata de evitar

fugas de corriente que provoquen estímulos desagradables para

el portador.

. .

PRESENTACION DEL EQUIPO.

En la enseñanza de la fisiología, la experimentación juega un papel fundamental. Es

cierto que una sesión teórica sobre el sistema cardiovascular ubica al estudiante en el

complejo mecanismo Que lo forma, pero el verlo trabajar, afectando sus variables de un

modo controlado, deja sin lugar a dudas un firme entendimiento del tema. Con esta inten-

ción es que hemos desarrollado este est.imulador cardiac0 asíncrono/demanda, para su uso

en el laboratorio de Medicina. En realidad pretende cubrir una doble función: primero,

es un instrumento de apoyo para estudios de electrofisiología; segundo, es un equipo cen-

cillo que puede servir como modelo de los sistemas de terapia por estimulación. Si bien

fue una gran experiencia desarrollarlo, esperamos que su uso deje experiencia en el cam-

po de la fisiologla experimental.

- :Lo -

FiJNCü0EiñM1~"ii~ DEL MARCAPASOS Rs INC RONO-DEMANDA .

El principio de este equipo es generar pulsos de estimulación bipolares de amplitud,

frecuencia y duración variables para estimular el corazón de una rana. Para entender su

funcionamiento conviene observar el diagraTa a bloques. Fig. 2 .

El marcapasos tiene dos modos de operación, en forma ashcrona y de demanda. Prime

ro analizaremos el modo asíncrono por ser más sencillo y utilizarse despues en el de de

manda.

-

-

E1 circuito cuenta con un reloj de frecuencia variable con el que se controlará la

frecuencia de disparo del estímulo (30-601pm). Este reloj es la entrada Clk de un conta

der BCD. Cada que existe un ciclo de reloj el contador aumenta una cuenta hasta llegar

a 9 y vuelve a emuezar. El Último bit (el &s significrtivo) se conecta a un monoesta-

ble de modo que cuando el contador pasa de O a 1 (transición de 'I a 8 ) se dispara unpri

so de duración constante (10ms). Esta señal se limita en voltaje para obtener el míni-

-

,.. -.

mo de voltaje de estimulación (0.7~). La salida pasa por un amplificador de ganancia va

riable qiii va a controlar la amplitud del estimulo (0.7-llv). La sefial amplificada se

deriva para obtemer pulsos bipolarescomoel de la fig. 1 . Estos pulsos son bipolares para evitar la polarización de l a zona en que se aplican. Su duración es variable gra-

cias a que la constante de tiempo del derivador es variable (duración de 0.5ms a 10ms).

Esta sefíal es nuestro estímulo y se dá cada que el contador completa su cuenta indepen-

dientemente de si hay o no generación natural del estímulo por el corazón de la rana.

-

El circuito de demanda detecta la señal de ECG de la rana: la amplifica con un am-

plificador de instrumentación; por medi.0 de un comparador detecta las ondas R del ECG.

Los pulsos así generados dispara un monoestable con duración de P/y . El pulso detiene

el contador y hace que inicie una nueva cuenta ya que está conectado al Reset. De ahí

en adelante el circuito funciona igual que el asíncrono, pero tiene la ventaja de que

al detectar una señal de ECG el equipo ya no dispara evitando desincronieaciones y has-

ta fibrilaciones.

Después del amplificador de instrumentación existe una salida para registrar o mo-

.. , ..,, * , .. , , , .,.,...,....,,,,.,_ d - - P - . _ . . . . . , . . - I . , I, ,.~I . I . , ...~. .,, .. -.,I*--.j..~ ......... l-..--_..“_

- 11 -

nitorear el ECG de la rana en cualquiera de los modos de operación del marcapasos.

Fig. 1.

Pulsos de estimuiaci6n.

A I

DISER0 DEL CIRCUIIM.

A continuación se describe l a forma en que se diseñó cada una de las partes del c i r

cuito:

Amplificador de instrumentación.

Requerimentos: amplificación de 3000. Amplificador de instrumentación.

Circuito:

Va

Ecuación: h

l o que implica que A=(l+- 2R2 ) (R ) y A=3000 R1 2 -

2R esto se cumple con: 1 + 2 =75

R1 ~

con l o que encontramos satisfecho e l requerimento con los siguientes valores de res is -

tencias : R l= l . 5kfi R2= 56kn R3=1.2kn R4=47kn

amp.op. empleado TL084 alimentación 9v.

Comparador de vol ta je .

Requerimentos: detectar los momentos en que l a señal pasa por un nive l selecciona-

ble .

\/O 4

Circuito:

Alimentación. +5v; -9v.

Comparador uti l izado: LM311 (se u t i l i z a l a resistencia R de 2.2knya que este com-

parador es de colector abierto.

Preset de 250kn para seleccionar e l uoitáje de referencia como nive l de comparación

, , . . , . ... , #,,. . . ,,..I . ,, , ~ .~, .., . .~ .rr.--IIiip --... ...".._. ,-"-_*4.., . . . ,.. . ,. . ..,_ ... ~~ ...<

- l3 -

Contador BCD

Requreimentos: Contador BCD con RESET. 74123

circuito: I I

eir

Alimentación + 5v.

Reloj

Requerimentos: circuito astable de frecuencia variable entre 5 y 10Hz.

Circuito:

Circuito empleado: 555

Alimentación +5 v.

iL& 2

donde R'=R2+R3

1.44

1.44 G(R1 + R') F=

K- =R2+R3mx C!( R1+R'mx) Fmin=5 HZ 53

J con: c=0.~2Pf R1=47k R2=560k

Fmx=lOHz

Con: c=o.z~/F~ f R1=47h R2=360kn

tenemos R3-500k

1.44 10= -c(R1 + RImin)

t.enemos R3=0

R'. =R2 min

Circuito monoestable (de reestablecimiento y de duración máxima de pulso)

Requerimentos: Multivibrador monoestable con duración de disparo de ms para el

reestablecimiento del contador.

Multivibrador monoestable con duración de disparo de 10mc para dar

la duración máxima del pulso de estinulación.

~, . I , , , . , , , . ,. .*.. . _ * _,_ ".-~--,.- -__.. ","-** .,.,.._ ~ ,.., <. . . ... ~ ,....,... ). ....I___.I-,.

- :t4 -

Ecuación :

+ T 4 o 7

T=0.28 1?c (l+--$-)

Para el monoestable de reestablecimiento:

Para el monoestable de máxima duración de pulso: T= 12Oys R1= 2.2kh cl=o . iP f T= 1Qm.s R2= 285kR CZ=O.lP f

Limitador de voltaje.

Requerimentos: Limitar el voltaje a 0.7~ (voltaje mínimo de estimulación que da el

equipo).

Circuito:

-%F Dl=ln914 R1=180fi R2=lk n

Amplificador de ganancia variable:

Requerimentos: Amplificador de ganancia máxima de 11 y mínima de 1.

Circuito:

Ecuación :

Vo=( 1 +- R2 )V R1

amp. op. utilizado: 741

Alimentación 9v.

) A=( 1 +- R2 R1

Para Afin = 1 R2=0

Para A =11 2R1=R2

De io anterior: Rlclkn

max

~2=10kn (porenciómetro)

Derivador.

Requerimentos: Derivador con constante 'de tiempo variable entre 0.1 y 1.6ms para

duración del estímulo de 0.5m.s a 8m.s.

- 15 -

C circuito:

R=Rl+R2

Ecuación :

0.5ms6515 8ms 4 0.1ms 6%61.6ms a =Bc . . O.lms=R C S i C = O . O l p f 3 R . =10kn R l = l O k n ;R2=0 min nun

l.óms=R C S i C=O.Oll. ' f 4 Rmx=160kr\. Rl=lOkn ;R2=150kn max

De aquí: C = O . O i P f Rl=lOk* R2=220kA (potenciometro encontrado en e l mercado)

Circuito buffer :

Requerimentos: Circuito seguidor de v o l t a j e acoplador de hpedancias.

Circuito.

amp. op. empleada 1/4TL084

Ecuación : v. =v 1 0

En l a figura 3 se muestra e l diagrama completo así como las t a b l a s de polarización

y relación de componentes.

,~ ..__ ~ <.._ ).,. ,. ... ._ ,, , ..... L. ,,.- . ._<-._,. ~ , , , ” ~ .-.,. ~.*..,” .. , ”+* ...~..~-.~.. l_l..

.. L

. . U

z w E

3 2 W w n

--a I n 3

5 E w w

RELACION DE COMPONENTES

Identificación de componente Descripción

R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15 R16 R17 R2O R19 R18 R2 1 R22 R2 3 c1 c2 c3 c4 c5 - C6 D 1 D2 D3 TL084 LM311 74123 7 490 555 741 7805 s1 s2

Resistencia de 1.5ka de f w . Resistencia de 56kn de f w . Resistencia de 56kn de f w . Resistencia de 1.2kn de f w . Resistencia de 1.2kn de f w . Resistencia de 41kn de tw. Resistencia de 47ka de f w . ~

Resistencia de 2.2ka de f w . Resistencia de 2.2kn de i w . ” Resistencia de 270kn de f w . Resistencia de 15kn de f w . Resistencia de 18O.R de f w . Resistencia de 47kn de f w . Resistencia de 560ka de f w . Resistencia de lknde f w . Resistencia de lkn de *w. Resistencia de lOkR de fw./ Preset de 250kn. Potenciómetro de 500kn. Potenciómetro de 10k0. Potenciómetro de 250M. Resistencia de 33011. de f w . Resistencia de 330” de f w . Capacitor de Capacitor de O. 17 f. Capacitor de 0.227 f. Capacitor de O. Oip f. Capacitor de lOnf .J Capacitor de 0.17 f. Diodo 111914. Diodo emisor de luz (LED) rojo. Diodo emisor de luz (LED) rojo. Amplificador diferncial cuádruple. Comparador de voltaje colector abierto Monoestable dual. Contador de décadas. Temporizador. Amplificador Operacional. Regulador de voltaje a 5v. Interruptor general. Interruptor de modo de operación.

O .li” f. w

TABLA DE POLARIZACION.(RELACION DE TERMINALES)

CI

TL084 DI311 7 412 3 7 490 55 5 741

I POLARIZACION - +9v -9v 5v - - 4 11

_. 4 8 1 - - 3,11,16 1,8,9 _. - 5 6,7,10

7 4 - - 4,8 1

- -

A P E N D I C E S.

- Electrofisiología del Corazón de Rana.

- Práctica de Laboratorio Tema: Electrofisiología Cardiaca.

ELECTROFISIOLOGIA DEL CORAZON DE RANA

E l corazon de rana es anatomicamente diferente al

corazan humano pues tiene solamente tres camaras compresi9

bles: dos auriculas y un ventriculo; ademas la porcion inici -

al de la arteria que irriga las vías arteriales menores (bul-

bo) se comporta como una cámara contractil también. La Última

característica anatómica consiste en la existencia de dos lle

gadas cavas superiores y una sola cava inferior; esta confor-

mación es importante en el sistema de conducción del impulso

cardiaco (marcapasos). De este modo las auriculas envían san-

gre a l o s pulmones simultáneamente regresando ésta luego al

ventriculo a través de la vena pulmonar. E l ventrículo bombea

la sangre a través del bulbo arterioso hacia la irrigación

sistémica. Todo este mecanismo se regula, al igual que en el

corazón humano, por la propagación dirigida de potenciales de

acción a través de un sistema especializado de conducción, el

cual sincroniza las contracciones de las diferentes cámaras

Por ser de importancia para la utilización adecuada del esti-

mulador artificial (marcapasos), el sistema de conducción se

describe a continuación.

-

El origen del impulso cardiaco es en cierta forma

algo curioso. Sobre las regiones proximales de las cavas supe

riores se genera un potencial de acción que desencadena la

contracción; este potencial puede surgir de cualquiera de las

dos astas, de una manera competitiva: si el potencial se ge-

nera en el asta derecha antes que en la izquierda, entonces

.

.. .

.. .

- 20 -

el marcapasos es derecho y si sucede al contrario, el marcapa -

s o s es izquierdo. La experimentación ha mostrado que esta se-

ñal es controlada por la ex.itación del nervio vago derecho Ó

izquierdo (causa inhibición del marcapasos del lado correspon

diente) o bién por modificaciones de la temperatura local (a

mayor T, mayor facultad de ser el marcapasos). De uno o de o-

tro modo, el impulso viaja hacia el hasta contralateral y ha-

cia el seno venoso, sitio donde se genera el impulso de con-

tracción auricular.

Bajo condiciones específicas del nervio vago, el

seno venoso puede llegar a ser el generador del impulso car-

diaco. El potencial de acción viaja del seno venoso hacia to-

do el músculo ventricular, provocando su despolarización (con -

tracción). Finalmente el impulso llega al bulbo arterioso que

es la última cámara en contraerse.

. .

r

- 21 -

sa l i da

cava i zq .

aurícuia

cava der.

seno venoso

bPAGACI6N DEL I W U O CARDIAC0

EN EL CCRAZ6N DE RANA, A) SENo M M S O B) TODO EL SISTEMA DE CDNDlKCI6N

PD .' s v .

P I . AUR . V W . WL . .

C) SENAL DE ECG

,,,” .,.,, ,,.. ”,._ ,...... __.- ,..... “ ,. , , . . . . * + . a , ,.... ~ , . , ..,, .,.... .

- 22 -

UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA - IZTAPALAPA

LABORATORIO DE MEDICINA I1

TEMA: E l e c t r o f i s i o l o g í a Cardiaca.

üBJETIV0: Observar y r e g i s t r a r l a actividad cardiaca autónoma, a s í como su dependen-

c i a con l a temperatura del medio interno y con l a estimulación a r t i f i c i a l .

CONCEPTOS BASICOS REQUERIDOS PARA EL DESARROLLO DE ESTA PRACTICA:

i. F is io log ía cardiaca humana y de rana.

ii. Teoría electrocardiográfica.

iii. Marcapasos.

- Bib l iograf ía recomendada:

* Guyton, A .C.

Tratado de F is io log ía Médica

Ed. Interamericana. 6a. ed. 1984. p 179-214.

* WeGter, J.G.

Medical Instrumentation. Application and Design.

Houghton Mifflin Co. 1978. p 163-177,615-631.

* Bautista, S. , Gaitán, J. , YáfieZ, O.

Marcapasos Externo Asíncrono/Demanda para Apoyo de Docencia en Fisiología.

Trabajo realizado en l a üEA Medicina I V , Trimestre 86 O.

MATERIAi Y EQUIPO.

* Rana

* solución de Ringer (ver práctica)

* tab la de f i j a c i ó n y disección

* aguja de disección

* t i j e r a s punta roma

* 4 a l f i l e r e s

* vaso de precipitados c/hielo

- 23 -

* 2 pisetas de plást ico

* marcapasos externo asíncrono/demanda c/accesorios

* manual de operación

* fuente de alimentación dual? 9 Vdc.

* registrador: osciloscopio de memoria o f is iógrafo.

RECOMENDACIONES aNERALES.

a. Revisar previamente a l a práctica e l método a seguir para l a preparación de l a rana.

(ver más adelante)

b. Estudiar l a operación del marcapasos externo en e l manual, previamente a l a práctica.

c. Separar l a solución Ringer en ambas pisetas y colocar una de e l l a s dentro del h ie lo

a l in ic iar l a sesión.

d. Evitar mover e l corazón de l a rana durante l a disección y l a práctica, hasta que se

indique l o contrario.

PREPARACION DE LA RANA.

La preparación de una rana ”espinal” consiste en l a destrucción de l cerebro de l a

rana para e l im ina r todos los re f l e j os superiores controlados por e l sistema nervioso

central. Para hacerlo, tómese a l a rana (con papel secante de preferencia para evitar

que se resbale) según se ve a continuación:

cr¡Crr,o occipi+o .“C&brp\

Con e l dedo índice, presiónese l a cabeza de l a rana hacia abajo de manera que for-

- 24 -

me un ángulo recto con su espina dorsal. Tómese l a aguja de disección con l a mano

l ib re y apoyando suavemente l a punta sobre l a l ínea media espinal de l a rana,recÓrrase

ésta hasta encontrar e l o r i f i c i o occipito-vertebral (aproximadamente 3 m hacia abajo de

los or i f i c i o s auditivos), que se siente como un pequeño surco. Introdúzcase l a aguja

paralelarnente a l a cabeza. Gírese y muévase l a aguja introducida para destruir e l cere-

bro. E l sangrado puede limpiarse con algodón o papel secante. Dado que los re f l e j os su-

periores deben perderse por destrucción del cerebro, compruébese que l a preparación fue

bien hecha tocando suavemente las córneas de los ojos y observando que no haya parpadeo

re f l e jo . Procédase luego a destruir l a médula espinal para eliminar todos los re f l e j os moto,

res. IntrodÚzcase l a aguja de disección en dirección perpendicular a l a cabeza, buscando

e l o r i f i c i o vetebral, y através de é l . Cuando e l cordón espina1 ha sido totalmente des-

truido, l a s patas de l a rana estarán completamente estiradas y no presentaran r e f l e j o

nocioceptivo alguno. Esta preparación, junto con l a espinal dejan a l a rana totalmente

-

insensible (preparación llamada rana "insensible") .

PREPAñACION DEL RINGER.

La solución de Ringer t iene como objeto mantener los Órganos expuestos en v ivo

dentro de un ambiente osmótico adecuado, esto es, e l Ringer es una solución símil del

l íquido extracelular de l a rana. La solución Ringer se prepara a par t i r de los sigui-

tes r eac t ins :

para 100 m l sol. 0.7 % NaCl 100 m l

1 m l

0.75 ml

2 sol. 1.0 % CaCl

sol. 1.0 % KC1

sol. 1.0 % NaHC03 1 m l

NOTA: E s recomendable que l a solución Ringer esté preparada antes de in ic iar l a

sesión.

- 25 -

PROCEDIMIENTO.

1. Colóque una rana insensible con e l vientre hacia arriba sobre l a tab la de disección

y fíjense l a s extremidades con a l f i l e r e s , de manera que e l vientre quede totalmente

expuesto.

2 . Utilizando l a s t i j e r a s exponga e l corazón de l a rana, realizando un corte en “ Y “

tanto a l a p i e l como a l músculo inmediatamente debajo de e l l a , ( l a s astas de l a “Y”

deben l l egar a las extremidades por l o que quizá será necesario d e s a r t i c u l a r - cor-

tar - los huesos de unión de las exremidades superiores). Debe tenerse mucho c u i -

, dado a l cortar e l pericardio para e v i t a r dañar e l corazón. Una vez expuesto e l cor?

zón, éste debe l a t i r .

Disección ventral en forma de “Y“

3 . El corazón expuesto debe bañarse con Ringer a temperatura ambiente con c i e r t a regula

ridad durante e l desarrollo de l a práctica.

4. Coloque l o s electrodos de l a siguiente manera:

- los electrodos de ECG en D I cerca d e l tronco.

- e l electrodo activo del estimulador sobre l a s aurículas.

- e l electrodo inactivo d e l estimulador sobre alguna porción cercana a l co-

razón.

5. Conecte los electrodos a sus correspondientes entradas en e l marcapasos, excepto los

del estimulador.

6. Alimente e l marcapasos con una tensión de - + 9 Vdc. en l a s entradas correspondientes.

7. Coloque l a punta de prueba del osciloscopio para ver l a señal de la sa l ida de ECG

del marcapasos.

8 . Seleccione e l modo de demanda y encienda e l equipo. Registre 5 o 6 senales de ECG

de l a rana . Haga un bosquejo de su morfología. Calcule l a frecuencia cardiaca pro-

- 26 - medio.

9. Coloque e l control de frecuencia de l marcapasos a una frecuencia mayor a l a calcul?

da en 8.

10. Conecte los electrodos de l estimulador. Registre 5 o 6 señales de ECG. Calcule l a FC

promedio.

11. Desconecte e l estimulador.

12. Bañe e l corazón con Ringer helado. Registre 5 o 6 señales de ECG y determine l a FC.

13. Conecte e l estimulador y observe.

14. Deje de estimular y espere a que e l ritm sea regular.

15. F i j e en e l marcapasos una frecuencia de estimulación similar a l a de l a rana y e s t i

mule. Observe e l comportamiento del ECG; varíe l a amplitud y l a duración de l pulso.

Observe. Varíe l a frecuencia hacia arriba y hacia abajo. Determine en cada caso l a

FC observada.

16. Repita e l punto 15 seleccionando e l modo de operación asíncrono. S i hay f ibr i lac ión

ventricular aplique un punto de amplitud máxima y deje de estimular.

-

17. Retire los electrodos de estimulación.

18. Cambie l a posición del corazón. Registre e l ECG y haga un bosquejo de su morfología.

19. Apague e l equipo y desconecte e l marcapasos.

OBSERVACIONES.

Haga una descripción detallada de todo l o que se haya observado ( ritmos,morfolo-

gías, etc . ) , intentando dar una explicación a los fenómenos observados, sobre una base

f i s io lóg ica . Obtenga conclusiones sobre e l funcionamiento del sistema de conducción y

de l a asistencia a r t i f i c i a l del marcapasos. Oiga como afecta l a posición del corazón a

l a morfología del ECG y explique. En base a l o observado describa l a operación del mar-

capasos en sus dos modos de operación.

BI'BLIOGRAFIA.

-Bein, H.J.

Automatisme et Conduction Physioloqiques dans le Sinus in Situ du Coeur de Grenoville.

Arch. Int. Physiol. 1948-1949. Vol. LVI. p.370-379

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Recu le 30 inm 1949.

AUTOMATISME E T CONDUCTION PHYSIOLOGIQUES DANS LE S I N U S IN S I T U

D U CíEUR DE GRENOUILLE

Introduct ion

Chez la Tortue I’activité initiale du cceur se localise dans une région iiitermédiaire entre les grandes veines, droite ou gauche, et le sinus proprement dit (RIJLANT, 1945-46). RIJLANT a désigné cette structure limitée sous le nom de présinus, et i l a identifié son activité électrique h l’oiide présinusale qu’il avait décrite dans I’électrogramme du cceur de Mammifere ( I ~ I J L A N T , 1931).

Les connaissances sur I’activité du sinus analysée a I’aide de techniques modernes étani. rares nous avons tenté de préciser chez u n autre animal de laboratoire d’utilisation classique, la Grenouille, l’origine du battement et la localisation et I’ordre de succession des différentes activités locales dans le sinus intact in situ a I’aide de l’enregistremerit de I’Electrogramme par des oscillographes cathodiques.

Méthode

Les expériences oiit été réalisées en été 1947 sur des Grenouilles indigbnes (Grenouille rousse et Grenouille verte) de taille moyenne. Généralement la Grenouille est immobilisée par spinalisation et le cceur expos6 abres résection prudente de la partie antérieure du tho- rax et du pkricarde. I I ne se produit aucune perte de sang, l’état de la circulation reste parfait. L’exploration du sinus nkessite le re lke- ment du ventricule a I’aide d’une t r b mince serre-fine saisissant la poiiite.

.:<&@( ‘8%

4

c . ,

Pliisiciir\ enlcvmit I:!

lature doisd Nous awns I lisées p.ir nj

Les potcri du type r.: par une ::: Nous nvum capacite dc;: PHILIPS u.

Nous awn dont I’t‘lC<t” la ligne nicdi face antirict, I’onde d’exc, ment, en dcl grandes vciii

vation de ri Pour I’ini

distinction variations di tement vuis tant la dilh

nécessaire, I plitude trh

plus distant!

Clicz un ; est ainsi da apparait da du cote dri avec P. R confond pa: diminue br vaisseaux p Nous n’avc de la vein

I .

L\" L:iirc. A.

30 iiinrs 1949.

,O( QUES

!S)

.,

;e Tans une I gwche, et iési ié cette sobactivité

:ctrggramme

a raide de Irécher chez I C iiouille, i ccb ion des

a l'aide de .ph;' catho-

; Greiiouilles le ~"qyenne. isat n et le e& du tho- :, i'étnt de la te 1 releve- saiSiSsant la

., ,

CONDUCTION DANS LE SINUS DE GRENOUILLE 371

Plusieurs Fois nous avoiis exploré In face dorsale du sinus en eiilevaiit la partie tlioracique de la coloiine vertébrale et In muscu- lature dorsale sans obtenir de modifications essentielles des résultats. Nous avons obtenu les memes résultats chez des Crenouilles immobi- lisées par narcose au (1 Dial (Ciha) et non spinalisées.

Les potentiels sont recueillis par des électrodes non polarisables du type mercure-calomel, le contact avec le tissu étant obtenu par une tres fine meche de coton imbibée de liquide de Ringer. Nous avons utilisé des aniplificateurs a couplage par resistance et capacité décrits par RIJLANT (1934) et des tubes oscillographes PHILIPS D. B. 7.

Nous avoiis exploré la surface du sinus a I'aide de quatre électrodes doiit I'électrode dc retour commune était disposée sur le Foie sur la ligne médiane et les trois autres directement au contact de la sur- Face antérieure du sinus pour déterminer ainsi le cheminement de l'onde d'excitation. Généralemerit iious avons exploré successive- nient, en déplacaiit deux électrodes, 7 31 12 points du sinus et des grandes veines, tandis que la troisieme électrode Fournissait la déri- vation de référence.

Pour I'interprétation des tracés nous nous sommes basé sur la distinction établie par LEWIS et ses collaborateurs (1915) entre variations de potentiel iritrinsdques liées 2i I'activité du tissu immédia- tement voisin des électrodes exploratrices et exfrinsdques représen- taiit la diffusion électrotoiiique des potentiels d'action de territoires plus distants. Cette distinction ne s'est toutefois pas toujours montrée nécessaire, la dénivellation extrinseque manquant ou étant d'am- plitude tres réduite.

Experiences

Chez un animul ayant un bori état circulatoire et dont le coeur est ainsi dans un état physiologique la premiere activité électrique apparait dans un territoire voisin de la veine cave supérieure, soit du cdté droit, soit du cdté gauche, territoire, que nous désignons avec P. RIJLANT comme présinus. L'origiiie du battement ne se confond pas avec I'activité des grandes veines, parce que le potentiel diminue brusauement lorsau'on Dose des électrodes sur les wands

1

' I

I

i

j I de la veine cave inférieure.

vaisseaux proprement dits menie i proximité immédiate du présinus. ~ o u s n'avons janiais pu constater ia premiere iiégativité i i'origine

.

6 I

\

372 Ii. J . UElN

L’onde d’excitation eiivaliit le sinus dnns toute son étendue puis la carne de la veiiie cave opposée ct la veiiie cave iiifkrieurc deviennent actives avec un retard notable pouvant dépasser dix centiemes de seconde (fig. I ) .

W FIG. i . - Surface riors:iie d’uii crwr de Greiiiiuiile. liivi~siiin ilii

I’onde d’excitation. Les chifires iiidiqurnt 1:i prop:igatiriii en iji000 de le debut de la négativiti. Fréqueilce du hsitteiiieiit 45 p:ir iiiin.

siiius p i r sec. ;ipr*s

En placant I’électrode au niveau du territoire de’ la premibre négativité on observe en rbgle générale deux activités électriques distinctes successives : I’onde présinusale et I’onde sinusale (fig. 3A). L’activité présinusale n’est cependant pas toujours complttement séparée de I’activité sinusale et forme ainsi dans I’électrogramme du sinus le N pied », décrit par ATHANASIOU et GOEPFERT (1942) dans I’onde monophasique du sinus de la Grenouille (fig. 3B). Enfin on peut recueillir des potentiels isolés du présinus, sans qti’il y ait une diffusion électrotonique notable de I’activité électrique du sinus (fig. 3C). Si, dans des conditions normales, le battement nait au niveau d‘un présinus, il n’en est plus ainsi dans des conditions niodifiées. Tres sauvent il sufit d’une élévatioii de In pointe du

coeur ou sur la pa conditions jonction I

FIG. 2. - siiiiisaie (S Greiioiiiiie. directeiiient I’ticctrrq!rsir

I1 en es vague hoi locale de vagale a ductivité ment la c

i

Creiioiiille au niveaii ( sur le centr prbsiiiiis xsi iiiterviile ~i cardiaque p de confusio

I’iiiitiant d nimtrb dai

FIG. 3. -

I’:ictivite p

~-~ -,.. _.._ ..-,. CI.. .-....

CONDUCTION DANS LE SINUS DE UHENOUILLE

I étendue inT' .¡cure

)ass. dix

coeur ou d'uiie pression niininie des fins tampons d'électrodes sur la paroi du sinus pour quc son triivail soit niodifif. Daw ccs conditions, la preniibre négativite se localise dam le sinus prbs de la ionction sino-auriculaire.

FIG. 2. - Le tracé iiiiiiitre les siiccessi<)iis des uncles 1irksiiius:ile ilroite (P. D.), sinusale (S . ) auriculaire (O.), ventrlciilaire (V.) et hiillmire (B.), chez la Greiioiiille. L'oscillngrainiiie inférieur correspond h une electrode placée directeiiieiit stir la surface du veiitricule pour détrriiiiner aiiisi I'onde R de 1'électn)~r:iiiiiiie. T~ i i i p s en i!5 de sec.

11 en est de m h e pendant I'excitation iI Faible intensité du nerf vague Iiomolatéral au pace-maker actuel ou aprbs la modification locale de la température d'une région sinusale. Une excitation vagale iI Faible iiitensité n'a pas d'influence mesurable sur la con- ductivité sino-auriculaire et auriculo-ventriculaire, et c'est seulement la conductivité intrasinusale et la localisation de la premiere

. .

FIG. 3. - Trois exriiiples diRéreiits des activités présiiius:iles et sinusales de CreiirJuille in situ. L'oscillograiiinie supérieur correspond A I'klectrode placée a11 iiiveiiii du présiiius h i t (P. D.), I'oscillograiiiiiie iiioyeii i I'électrode placke sur le centre iiii sinus (S . ) et I'iiscillii~r:iiiiiiie inférieiir 3 I'électrode p k é e sur le prr'siiiiis ::iuc.iie (¡P. G.). L';iclivité t l ~ I'<rcilictle (O.) :ipp:ir:iit :ipr& uii Ioiig iiitrrv:ille de ciiiiiliicliim. L':ictivil6 dii biilbe ;iortiqiie (ü.), teriiiinaiit le cycle cardiaque preckdeiit. prkc&le netteiiieiit l'iiiirle du présiniis et ne peut ainsi creer de confusion. Temps en 115 de ser. Daiis les fiqiires A et C nette précessioii de I'activité présiiiiisale droite. P:ir cimtre dans le tr:icé B le prtsinus gauche est I'iiiitiaiit dii h:itteiiient. L'intervalle présinus piucbe - présiiius droit est iiiviitrk daiis le tracé C.

,'amme du 9422,dans

I

mer nait :onaitions

314 H. J . BElN

négativité qui est chaiigée (Rg. 4 et 5). La fréquence du battement est faiblenieiit rnlentic, le pace-iiiiiker étniit locslisi dniis une region du sinus avec un automatisme Iégkrement inférieur a la fréquence initiale de la région présinusale, qui, elle, est activée en direction retrograde a partir du sirius.

FIG. 4. - Exploration tlii sinus de Grenouille in situ. lnhibitinn du présinus aii c o w s de l'iiiterventioii du nerf v a w e hoiiiolatéral du pace-maker. Dans le tracé 1 nn reiii:irque iiettenieiit le retard entre I'aitivité présinusale driiite (P. D.), siiiiis;ile (S.) et présiiiiisüle gtiuclie (P. G , ) , L'excitatioii du vague droit ( tracé I I et 111, quatre batteiiieiits successifs) diiiiinue graduelleiiient In fréquence du présinus droit. Daiis le tracé Ill le battenient présiiiusal gauche precede tres lé&rement celiii dii présiiius droit et le trüvail du cceur depend du sinus qui foiictiiiniie coiiiiiie pace-maker. La durée des iiitervblles de cnnduction entre sinus et oreillettes (O.) n'est que légerenieiit ;illongCe au ciiniiiienceiiient de I'excitation ; entre oreillettes et ventricule (V.) et entre ventricule et bulbe (B.) elle n'a pas cliaiigé.

D'autre part, si on élkvc la tenipirature locale d'un point que¡- conque du sinus en projetant a son niveau un étroit faisceau de lurniere chaude, c'est dans le point rechauffé que s'installe la premiere négativité (fig. 6) .

PD s PG O V B

PD s PG O v B

PO S PG O v B

FIG. 5. - présinus dro ventricule ( en abscisse et atteint If I'infliience d( se diplace v mande le b; L a conductii le présinus I battement n

376 H. J . BElN

FIG. G. - Exp1~1r:itiiiii iiu Siiius de Greiiouille in situ. Influence de 1'616- v:itiiin de la teiiip6r:iture luc;ile au tiiveiiu du presinus droit (P. D,). D;ins le tru.6 I c'est le prPsiiiiis qiiiclie (P. G.) qui hxt h une fréqiieiice plus eievée. Aii cours ilii r6cli:iiillriiieiit du présiiiiis droit (triici I I , 5 lxittriiiciits soccessiis) le pace-iiiiiker se d6pl:ice iietteiiieiit vers lii r6giiiii c1i;iuiiée. Apres le réc1i;iuik- iiieiit, trace I I , c'est de iioiiveaii le prériiius g'iuclie qui coiiiiiiande Ir batteiiieiit.

NOUS Cüilst;

et Wuiuiir. dans les coiid mais in(111 dil l

est repriseiiti nom dc prisi le m u r de 1 électriques, I

Le témoiii n'est détecta sur le prksin autres régior d'un process I'activité aul

I1 n'cst p I'allure et Ii

forme depen ATHANASIOL tion et de I Les ondes si généralemrni de la propi; Par des rnei démontrer q niais qu'il y qu'on peut ti a proximité rétrograde. C d'excitatiori I

II n'est pas dans des coni cave inférieu nusales - cc differentes di formation sec

Contrairen: pas eu - dar

' i 1 i

-' I

" i

j

I

r

dans les conditions physiologiques, pres d'une vehe cave supérieure mais non dans celle-ci. La régioii de la preniikre activité électriqtie est représentée par une structure limitée que nous désignons sous le nom de prisinus, comme RIJLANT (1945-46) qui a pu montrer pour le cmur de Tortue en enregistraiit polygrapliiquemeiit les activitcs électriques, le Fonctionnement de ce territoire comme pace-maker.

L e témoin de I'activité électrique du présinus, une onde présinusale, n'est detectable que si I'on place I'électrode exploratrice directement stir le présinus. Cette oiide ii'apparait pas lors de I'exploratioii des autres régions du sinus. L'onde presiiiusale n'est donc pas le témoin d'un processus particulier qui serait a I'origine de I'élaboration de I'activité automatique.

II ii'est pas possible de doniier des informations conclusives sur i'allure et la Forme des ondes présinusale et sinusale, parce que l a Forme dépend de la localisation de I'électrode exploratrice - comme

Les ondes sinusales n'ont pas une Forme caractéristique et simple ; géiiéralement on obtient u n tracé électrique complexe qui est le témoin de la propagation a vitesse variable des activités daiis le sinus. Par des méthodes polygraphiques cathodiques il est possible de démontrer que la conduction entre présinus et sinus est rapide, niais qu'il y a un retard distinct, une discontiiiuité Fonctionnelle, qu'on peut trouver de nouveau entre le centre du sinus et les régions a proximite des deux autres veiries caves activées d'une Facoii rétrograde. Comme la figure I le montre, le cheminement de ronde d'excitation rappelle I'image d'tiii tube en activité péristnltique.

II n'est pas Facile d'expliquer pourquoi nous n'avons jamais trouvé dans des conditions normales la premiere négativité pres de la veine cave inférieure. Peut-Stre est-ce parte que les deux régions prési- nusales - correspondant au Ductus Cuvieri - soiit géiiétiquemeiit différentes de la veine cave iiiférieure qui d'apres Gniirr est une formation secondaire chez la Greiiouille.

Contrairement A AltlANASIOU et Cocri;Eirr (1942) nous il'avons pas eu - dniis des conditions de dérivatioii bipolairc - de difficultés

,

378 H. J. BElN cci I

si cnptcr peiidniit In période d’fté les potciitiels nssez importants du sinus. Pour cette raisoii nous ii’avoiis pas été forcé de refroidir les Grenouilles pour les expériences. Nous sommes cependant en accord parfait avec ces auteurs et avec RIJLANT (1945-46) que des perturbations menies minimes changent I’activité présinusale et sinusale.

Comme LEWIS et al. (1914), MEEK et EYSTER (1914) chez les Mam- mifkres, RIJLANT (1945-46) chez la Tortue, nous avons trouvé chez la Grenouille que sous I’influence de l’excitation du nerf vague homo- lateral du présinus prédominant le pace-maker se déplace vers le sinus. Chez In Grenouille nous n’nvons pas réussi a montrer - coniiiie RIJLANT (1945-4U) I’a Fait chez la Tortue - que le présiiius Iiétérolatéral commande le battement ; nous avons seulement cons- taté que la conduction retrograde vers les deux veiiies caves sup& rieures est plus ncceiituée du c6té oppose nu iierf vague excité. I1 est possible que les deux nerfs vagues ne sont pas si complktement séparés dam le sinus de la Grenouille qu’ils le sont chez la Tortue, de sorte que I’excitation d’un nerf vague peut influencer - d’ailleurs probablemeiit dam une fnible niesure - l’activité du c6té opposé. Le chauffage prudent et local de points définis du sinus indique que chaque partie du sinus est capable de fonctionner comme pace-maker, résultat qui n’est pas étoiinarit aprks des expérienees de nos devan- ciers (ENGELMANN (1897), MIJSKENS (1900) et v. SKRAMLIK (1920). Surtout v. SKRAMLIK a démontré que des parties du sinus extre- mement minces, ne contenant que de rares éléments musculaires battent automatiquemeiit et que le rythme le plus elevé est trouvé, chez des éléments qui sont d’origine paracavale. Les fragments du sinus - seulement visibles it la loupe - ont une onde electrique simple, tandis que I’électrogrnmme du sinus isolé se compose d’ondes multiples [ASHER et SCHEINFINKBL (1936)l.

Par des moyens pharmacologiques, par I’excitation du vague [MUSKENS (1900), RIJLANT (t93l)j et observations personnelles, (Rg. 4), par le refroidissenieiit, (RIJLANT, 1931), on pnrvient i rendre la zone sinusale hétérogbne, et A distinguer les territoires sinusnux différents, montrant ninsi que I’unité a’activité du sinus est fonctionnelle.

L’onde d’ex limitée, située supérieure et matisme intrin I’ensemble du vités parcella matisme de t conditions moi

Je tiens E+ rc Prtifesseur P. 1. ratoirc.

A S I I E R , L. et Sci

ENGELMANN, Th CAurr, E. - An

A T H A N A S I O U , D.

LEWIS, TIi., Mi:, B. 1914, 211:

LEWIS, Th. et R 2116, 181.

M E E K , W. J. et 1 M U S K E N S , L. J . . RIJLANT, P. - I

Sc. MM. Nb SKRAhlLIK, E. Y.

W Y U A U W , M. R. Mld. Nal. I

portants du re f f dir les t ei. accord 5) que des isin' ale et

ez les Mam- tro; é chez aguv homo- lace vers le moi rer - le ?;ésinus

:ment cons- cav supé- igu6- excité. rnplktement ! la- 'ortue, - b.iilleurs

ind- ue que Jacc naker , nos devan- '

ZLI; (1920). jinli, extre- musculaires e s t rouvé,

agrhnts du e électrique )ose i'ondes

-

.-

até opposé.

dy vague w s inelles, 'lit h rendre 2s ypusaux s c Fonc-

! !

i

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I i J I I i

!

I

,

i I

i !

L'onde d'excitation du sinus de Greiiouille nait dans une region limit&, situ& dans des conditions normales entre une veine cave supérieure et le centre du sinus, possédant des possibilités d'auto- 1 1 ~ 1,

ji

matisme intrinskque plus élevées. L'onde d'activation envahit ensuite I'ensemble du sinus. L'activité du sinus represente la somme d'acti-

conditions modifiees. ir:

Professeur P. RIJLANT pour I'hospitalité que j'ai trouvée dans soti labo- ' ' It:

! '

vités parcellaires successives traduisant les potentialités d'automatisme de territoires fonctionnant comme pace-maker dans des

a;: .!V:

Je tiens A renouveler nies reiiierciiiients les plus clialeureux A M. le ,' I ; ,

ratoire.

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UNIVERSIDLDNAL Df YtklCO FACULTAD DE MíDICiNh

DEPARTAMENTO DE FISIDLOOIA

7

Diseño y construcción de instrumental electromédico

por Arturo Reyes Lazalde, I .!.'..IC,

is A. Méndez, Alberto Moreno y Francisco Rodríguer .',, \ ,

"I? '?I , . ,hare

i 1, !iq 1 . .i!r

Vn grupo d e investigadores en bioelectrónzca ha producido prototipos para construir. con ,material v técnicas estrictamente mexicanos, instru.menta1 electromédico

P l r !

, , :e : .?"le de rehabz'ktación, a un costo mucho menor que el de los equipos imporratio$ , i w \ a .

J drpendencia tecnológica se da también en el área médica. Los L a h costos de importación han

unitado la posibilidad de proveer a la : d h c i i i n crin los adelantos tecnicos de '.I mediciiia en los países desarrollados.

t r i c.8 ilcpxtarnento de Semicow ciuctores. del Instituto de Ciencias de Id Universidad Autónoma de Puebla, se han desarrollado diodos. tramisto- res v circuitos integrados y se han lograd" importantes avances en el pro-

del país profundicen el concepto de medicina. ccmno quel la ciencia que engloha los conocimientos y avdnces tecnol6Sicos logrados pin las mas di- versas disciplinas y los pone al servicio de la salud física y mental del ser humano.

Por último. habría que destacar los esfuerzos realizados en investigación bioelectrónica por la Sección Bioelec- trónica del Departamento de Farma- coloaa y Toxicología del Centro de - .

<rw <ir r t ~ n o l t > ~ i i ~ hibrida: esto, entre . InverllgacGn y de Ifstudios Avanzados urns iohiri..rds. w i . encaminado a (CIKVESTAV. IPNI la i'niversidad producir prototipos de instrumental electromédico. -

En este tipo de provertos trabajan in- yenierm hiodeitr0nicos. ingenieros qui:riicos. fisicoi. Inédims. técnicos y es- ruiiianter. Ciinccicricrs de las dificultades quc la depen<irnci.i recnológica provoca. ellos cooperarim con i u inventiva y audacia pdrd superar ahstáculos que niurhas vecm parecían infranqueables.

Con la explicación de los proyectos electrpiédicos que a continuación se detalla. se rspe-ra que sectores de lajn- dustria naciondl puedan informarse mis s o h w lo desarrollado en nuestro I l ~ p a i ~ ~ a r ~ ~ r : \ ~ , ~ v s i acerquen. con apo- >o c' i n i .

IamhiCri <e r \ y x qui, ¡<,% mrudian- :i. 3. ! ' s Y ! ~I

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mprer lli) de , m ú n

A u t ó ~ m a Metropolitana (C'AM) h a - '. .osos,

palapa. el Centro de instrumentos de i .,,,,fió, la GAM. la Universidad Ibervarnerica- ii>viir na. el Instituto Nacional de C.irdiolo- ~. .cos e @a. la Academia Mexicana de Ciru~ :iseño @a. v la Sociedad Mexicana de Inge- nieria Biomédica (SOMIB). entre .,.. otras instituciones. - w i ú i

'¡tacit Mano electrónica ün:

lebe , dS: 5<

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' i l5CJ I

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Desde hace muchos años el hombre se

perder alguna extremidad. ha usado

. ~ A& ~- - i c

. . ._ ha interesado e a ia- ,remi

4el li . ,lucir

w a r nero relati En

de vi. sister

peso 1 sed; ñón . mov del rior el p

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hoi: p'>.

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i I l a ~ ~ r ~ a l c s conic la niadcra y los niria- ips para sustituirla: i n s niovimiiiitos dr

rr.gi6n del currpn cr rmplea~ I nKal

,driguez

.. ~

:ue htilizando este nietodo. por lo eco- 3 i ~ m i r o quc rísiilta

.jrrivados del petróleo. actualmente se .mplean materiales como mallas ?re. ,,,as. ya que el prso d i éstos es nirnor

d dr los metalrs y la madera. Sin imbargo. ya existeri otros materiales .:,As iixeros y resisienies como la f ibra

I.. ; L . .tuiciiimiento dc prvuucios .

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iI:AM) Izta- run ntos de xríiY.nenca - de Cardiolo- ma."? Cim~ m a c Inge- AiKj, entre

_ _ _ tic;

"

I

, !a d r una dr sus rxtremidades el pá se enfrenta a una situación

IIuei,a. y desagrada@le. Con el tiempo ,.aa<laptándose a esta cirutwraneia y I1u(ca una prótrsis para rehabilitarse.

En esros caso' la historia clínica es mprrsrindiblr i romienza por el estw , i i o drl problema qur causó la ampu- ;ación. se busca dpiertar puntos dolo- sosos sc rxplora ruidadosarnrntr rI :nuñi,n. su forma su dimensión \ rI .;mriiniento qur purde realizar. ?odw I .to\ drmentos son rsrriciales para el ,i,señ,> dc la priitcsi. 1 su tolerancla posterior Cna vez rolorada la próir u'. el paciente dphc acudir ai niediro ,x-riódicarnentr para lograr su rehabi~ ,;:ación completa.

1 n;! pr6tesis dr rxtremidad superior j d i r rrunir !as sipuientrs cararreristi- .A\ 51 : indqmxiiw~tt- di la, demás PI

--rn,idadrs: sei^ liqrra v de fáril nianr~ , > triier una caparidad wmvjanir a l a !vi ni,rrr!r<l ampuiarln: n<* debr prci ~ l . c ~ r ik~1orrnacioiii.i i s e a i o i rswi i r . ,:ti:,c.lc

mwin,irnL,,q i t t ~ : i ! ~ r c . \ s r r dc ria,! , . . .

i.. ,.!. ::.: i ~ : t i : c ~ . <c u t i : i i r i l l d : . ~

dr . ,,;& 3 niiini:il r,arerialw más ri' s1 : . ! .nt is \ Iic*ro\ ijuc las rrsinas <<ni rria!ids. c m ) ello w obtiene un menvr p w \ n i 3 ~ u r duiación. La furnia qui se d~ a i rmpalmr dondr incaja PI mu 5,>i, mi,^ discriada para aprnwchar el :r!c,.~ imimtu d í IL a;riculaciúri superior drl aniehrara ~ < - ú b i ~ « radial supr- rior .- . Io qur prrmirr sirarlo sin qup cl pacirnir rrquiera dr l a otra extremidad. La\ rrcrrras qur sujcian la p r 6 tesis se cxiriideri del empalmr al h o m b r o s r eritrecruLaii haria arras pasan al homhro coniralatrral

,i!cpar. u n papel ::i!>or:antc p , : q u ~ '

drtx p-rmiw ? I Irla,'!': nú

En las precesir mkániras. las cnrrrar

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Figura 1. Mano electromecánica que utiliza microcircuitos desarrollados an el Departamento de Semicondunores de la UAP ~

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dulo sinusal o de Keith~y Flack. se lo- <-aliza e," la auricula derecha cerca de a desembocadura de la vena cava su-

perior v tiene aproximadamente un , entiinrtro de largo y tres milirnetros de ili.cho Enire el nódulo senoauricu~ lar Y 4 auriculoventricular no existe trjidc, dr condurciijn especializado^. El nódulo oiirículoientrtcular. o de .Aschoif-l'awara se localiza entre e l=- ni, ioronario y ¡a válvula mediana de l a irirúspide. extendiéndose desde el tahiquc ioterauncular al intewentricu- lar. El haz de His se encuentra cons- r;iuiflo por u n taxiculo central: éste se ,?ixidc postrriorniintr en la rama de- ' / . h4 i r,: l a irquiertla. la q u i ,> su vez . G ' , i!v;ck en un., porción anterior y . & i r 2 f. ,ntc'ri<>r: arnbah ramas b r diitri~ l > t a \ r ~1 por PI Leni r ícu iu iiquieido y k i p -

. I - I,,; ,r.\p< : t i \ a m v n ~ c . L a p<!r<i¿in , . : (i ' .tic.ha, mi. , !ya ha7 dt,

, ' . I r.:<i ,!P. I' . '. /8f

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~ ~ ~. . ~~

la que, se distribuye en forma suben dorcárdica (véase Figura 2).

Fisiotógicamcnrr se puede d e u , que el nódulo senoauricular. por su menor potencial de reposo y alta con- ductancia para el sodio. está en condiciones de generar un mayor número de estímulos por unidad de tiempo y por Io tanto gobernar la frecuencia cardiaca. Por este motivo se le denomina "marcapawi fisiológico". y al ritmo que impone. 75 a 80 latidos/minuto, ritmo sinusal. La velocidad de conduc- ción del impulso cambia en las distin- tas partes del corazón. ,le unos 800 mm. srg en las auriculas : de unos 400 rnm seg en Ins sentrirulos. El periodo rrfractario aumenta paulatinamente d fd r los centros dc r n a y r vrlocidad d.- conducciún a hi dr menor reloci- . ? i d 1 0 quit pe1ni;i. quP !a <!P>i"'lar, , ' * , / I , : *r"pc>r<r. c,,:.,,, u,,> c , , r i , ,

( 'LI . I , . . : , , . . , > , < > . '

ción b iiyurz

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- Un n i undi. ' la act

encui term travé mant auric ventt

SiOló?

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ducción funciona normalmente. aparece el trazo característico del electro- cardiograma con una onda P (despoia- rización auricular). un complejo QRS (despolarización ventricular) y onda T (repolarización ventricular) (véase fi gura Sa).

Cuando existen lesiones en el mús- culo cardiaco por procesos inflarnato- rios. disminuci'ón o falta de riego sanguíneo (angina de pecho. síndrome I

intermedio. infarto agudo), crisis de . hiperiensión. tumores. toxicidad por ; medicamentos. calcificaciones. exceso dr café, tabaco o alcohol. etcétera. aparecen trastornos del ritmo y blo- queos en el sistema de conducción. Por lo general. los más imponantes de és- tos se corrigen con e1 cardioverror o desfibrilador: io5 bloquros y algunas arnimias con iI marcapasos cardiaco.

\ , : ~ , r # r : " L r . I < : G " ic ">?n<i<~n.ln la5 d i .

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3um - imte. apa del &ccrc

ipk- QR r ) v onda \ 5

P ( I ,poli

en Fi múr inflamatr

d,*" rjeg ), s í . irom 1. crisis d .icid?d PO

IIPS. xceso P.- .:tera.

tmo y blo ICCY I . Por mtr i e és- iiovxisor o

y r$unas s ca iiaco. IM:., as al- xnjenda la

utilización de estr tipo de dispositivos electrornkdicos.

.- Marrapasos en los casos de bloqueo aurículoventricular completo; bradicardia de otras causas (sinusal. modal, bloqueo del seno carotídeo. di- sociación aurículoventncular. etcéte- ra); bloqueo de rama bilateral del haz de His; arrirmias supraventricuiares; taquicardia ventricular que no respon. de a otros tratamientos: infarto agudo del músculo cardiaco; cirugía cardiaca (trans y posoperatoria). - Cardioversor en los casos de ale-

feo auricular: fibrilación auricular, e taquicardia ventricular paroxistica (danse las figuras Sb, c y d). - Desfibrilador en el caso de fibrila-

~& v e n K i c u l a 4 p a K l ~ figura Sel.

Marcapasoterapia

Un marcapasos cardiaco artificial es un dispositivo electrónico que sustituye la actividad propia del marcapasos fi- siológico del corazón cuando éste se encuentra dañado. o cuando se ve in- terrumpida la difusión de señales a través del sistema de- conducción. de manera que el impulso nacido en las auriculas no puede estimular a los ventrículos. o bien éste no los alcanza.

. . .

I

gura 2. Cisterna de conducción

De esto resulta que una zona con Weirich intentó estimular diir< i ~ n - menor frecuencia inherente, es decir

. de unos 30 a 40 latidos por minuto, to- ma el mando cardiaco. lo que d í al- gún modo permite la vida del paciente aunque no satisface sus demandas; és- te s i encontrará en condiciones de se- minvalidez. Los comienzos de la marcapasoterapia datan de 1958. cuando

b Aleteo auricular IU

m c. Fibrilación

auricular

d. Taquicardia ventricular

0 T1 z

P e. Fibrilación ventricular

u c .- Descarga del m desfibrilador

gura 3

te el corazón con un ele<-troilo d< . .ir.' inoxidable puesto en el miocaru. través de toracotomia - y ron,-r. series de implanracion~s d , ni.txiJ:,:

10s permanentes, tambiin a craw> a< toracotomía

Desde ese momento y duraiiir cs: , 23 años. los marcapasos han b . : ; )%ic

rambios en su diseño elertr<,nirv. , ,.: terial dr consrrurció:! tuen; rnrr~gia s iCmicac dr >inpian: .Cl sir-rnpv con ri fin iic m?)<,m 3: n mo su tunciim. rpdu<-ir CU ?a:-:

tar su accesc) al ia ;m Lns primeros marcapasis i n i p ~ e :

tables fueron de frrc.uencia f i ~ a iiriir

un eenerador de pulsos que ~ : H I C L , +

<ie: ia cantidad dr esiirniiios PP , J U:

dad d? tiempo sin q.** . i r i i . : ~ . ~ . ,

las nerrsidadrs dcl p:.< , ~ , L V F~;: I . .

di 10 niarcapasos C X I C ' c f i e i r t ' < u r , cia fija SP puede \ a i i i , i ,a irrrurn< ,J

coi; un selector. prro "ria s t

biado el número dr pulsos ,,or T ¿.sir prrmanrcr ,111 alirrar ' Y ~ O I . . < . . ,

o 1 . ~ a i u T i r rxtrrnc, Esir ' 3 1 ~ ~ ::< rn. <aparos fur arnplianimie u i ~ h a , ~ peru rn la actualidaa SP p r e i i r , ~ I<>\ ,:. drrnanda. va que io. dr t r

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A l ? ~ o c convormes del desfibrilador cardiac0

pre>rriidri cmiplicaciones sobre todo r.n L V S N ~ : ~ C S .ntermitentcs. en cuyo caso :>currc roniprtrncia entre el ritmo nor- ma: dri I -raz<in Y e1 generador. Tam- ;mn l i t c in 2 prrsentarse fenómenos .!P ;u' ... im>lia hasta hacer fibrilar el z , ? : ~ ' c - n ~ ; . i lo que puede producir la rniirr'r

1.q~ ;"ir, pasos de frecuencia con- t r d ~ # i . ~ .! &manda son un tipo dr di. ., t . ~ j u e posie una diferencia

t i respecto a tos de frecuencia I . . : , ..I que cuentan con un sisema

ir 'a actividad cardiaca y otro dr frecurncia fija latente, el cual fun- ciuni1 cuando no se registra actividad czrúiaca.

Drmtro dr este tipo de marcavasos se

< I

señal sea devuelta al ventriculo derecho. El sistema cuenta con un generador de frecuencia fija. desde el momento de su fabricación a unos ;O pul- sas por minuto: dicho qenerador se po-. ne en marcha si la propia frecuencia de la aui-icula es menor que su frecuencia Ibase. o en caso de que el +t:rnul<i auricular sea tan pequeño quc no alcanre 13 sensibilidad del siste. :na la cual tiene un niinimo de 0 .5 milisinperins. Si la frecuencia auricular excede los 120 pulsos por minuto. el senerador sólo envia uno de cada dos entimulos provenientes de la aurícula: si excede los 180 pulsos por minuto. inandará uno de cada tres. Este mecanismo asegura el manteni-

entre i 0 Y 120 pulx,s por minuto. Este wtema tiene u n periodo refractario abvluto d e S O milisegundos para que

mulo provenience de la e i i i r f i~ . .\o durante esr

i a p o . & k i i b , ri rspacw PQeléctrico o que el iutural: por ello al^ ¡nidos que llegan a los por vía natural. sobre todo

en los pacientes intermitentes. alcan. zan los ventriculos sin que el generador los afecte. Así, el impulso que .it marcapasos propnrciona. cae durante el prrio<l<> refractario ,Ir1 miocardio y ,qwc ! . t ,",C!tT!~,V<3. C:>re <li\p<,,itiV<> ac-

.rt. J I i n i l i s i i ! u n <:r.rr.i f l rv ib i~ . . :.':,,,.' !.,< ' , ' < ~ i , , , < > # - , l rc.l

I ! , ; I . ' , ' . l '<' p,!<~!:' I!V\ ; ii,,J ..,JJ , , . . ,~j I , , /I t , , , !. i ..., ,,..Ir

- serva intacto el nódulo sinoauricul~r. lo que descarta casos de taqui 11 hradi cardia sinusal. estados fibriiarorios. i r cerera. cuando cl potencial d r iicci(i7, ni> .i;caniF la semit~iIi~:iad iirl ,irivm.j

Dispositivos muy i imi lak dl ant? nor. son los marcaparos de demanda venrricular de onda R rincronizada La diferencia se encuentra en que 1 0 ~

man el potencial ventricular en iii de¡ auricular, o lo amplifican envilndolo.. as¡ cq

nuevamente al ventriculo; esto orurrp fija p mediante un solo electrodo colocado ,(is i en el ventriculo .lerei:ho a través dri . ertirn cual ir recibe v se entrega la srñai pre rlert i viamente elaborada. El impulso ex nrra aceptado. amplificado v iievuelto al* denti ventñculo derecho, de tal r:ianera qur + eléct! la señal cae en el periodo xfractirio pir e absoluto del miocardio. con 10 cual ei d ~ t ' estimulo queda inefectivo. Así el mar^ : n d capasos acompaña sincrónicamente q los movimientos del ciirazún. Est? dis .ia rr positivo tiene también un generador ,: Cuan de frecuencia fija, programado p r e ~ el Sir

viamente P unos i n puisos por minutc 1 fui de manera que si la frecuencia ventri >e d: cular baja a nivrles inferiores. &te cii- inhit mienza a funcionar de manera auto- trah mática. Si las descargas ventricuixe, la frt exceden los 120 pulsos por minuto. , da c uno de cada dos de éstos cae en el periodo refractario absoluto del marcapasos. de unos 420 milisegundos. i mh: por lo cual esta señal queda inefectiva. 9, en a Pero si ia xña i cae en la primera parte -, freci

~ $d-* ~~ ~ ~ . . ~ p p a m x - & - ti2% & P respuesta, la que se da en el periodo E refractario absoluto del corazón. [izad quedando iambién inefecriva. Con es- ener te tipo de dispositivos se evitan las , en ri cumplicacioner de la parasisrolia. ya F-sta que si la frecuencia vtniricuiar se en. durí cuentra entre íU v 120 por niinuto. el ' In313

marrapasos Io aconipaña rinciúnica~ ' Ocas

mente. recayendo todos 10s esriniuios , de fl

en el periodo refractario absoluto del : d miocardio. Si la frecuencia excede los a dad

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el el desgaste dc la fuente de en&gia es mucho mayor pues su actividad es permanente. ya que siempre acompaña al músculo cardiac0 en su

Otro tipo de marcapasos es,el de demanda ventricular de onda R negativa o inhibida. Este sistema es muy pareci- do al anterior; tiene una parte sensora d i la actividad elGctrica del corazón. así como un generador de frecuencia fija programado entre 70 y EO impul- S~ por minuto. En este caso, el estímulo es conducido a través del electrodo hasta el marcapasos. de manera que si el potencial miocárdico cae dentro de la primera parte del ciclo elértrico, la respuesta es inhibida y.

+ ~ d e p o aparece señal. Cada ciclo electriro tiene una duración aproxj- mada de 840 milisegundos. de tal forma que si un potencial miocárdico tar- da más de 840 milisegundos. es decir. cuando su frecuencia ha disminuido. el sistema dr frecuenria fija comienza a funcionar. Cuando dicho potencial sr da en este periodo. la respuesta es mhibida de modo tal que el corazón traba.ja dirigido por sj mismo. Cuando la frecuencia cardiaca es variable. ca - da cierto tiempo aparece una señal elértrica en reemplazo del potencial miocárdico auxnte. es decir. el impul- s<> ha tardado más de 840 milisegundos c m aparrcer. En caso dr aumentar la Irewenria. el marrapasos esta inhibi~ do permanentemente

Esta ciaw de marrapasos es mity uti- lizada debido a su poco consumo de energía. va que cuando se encuentra en reposo. dicho consumi, es mínimo. h a rararieristira permire una mayor duración dr las pilas. lo que en última inxanria evita las molestias al paciente ocasionadas por un frecuente rambin de fuente eiierpitira. Iln inconvenirn ir de esios dispositivos es su sensibilidad a rsiimuioa rxternns producidos PUT inirrferrnrias io que puedr c o n - ducir o cirrius a i c i d ~ r i r ~ . . r n ci caso d r ius m.irra:,<tsv va más a !k de’ uii ~umentii r n la {re. cuencia mimxras qur en ? I dr los marcapasos dr onda R .inci<>riirada SP dan asistolias eléctrica>

Por otra parte. los marcapasoa rar- diacns implantablrs SP romponen esencialmente de un sistema genera^ dor de pulsos y un sistpma conductor.

El prirnerv se forma < < > I 1 u,, S 1 S l f T n l

electrónico diseriado de acuerdo con las funcirnies que va a desarrollar; t r a ~ baja permanentemente desde su colo- cación dentro aei organismo dcl.pa- riente. Parte fundamental del gencra- dor de pulsos ektr i cos es la fuente de energía. compuesta por una o varias pilas. dependiendo del modelo; gra- cias a ella el sistema se halla en actividad. La fuente energética siempre ha sido uno dc los fartorcs más importantes para cl diseño de este tipo de dispositivos. Tanto el circuito electrónico como la luente de energía s r encuentran en una cápsula; por ello. la

pila debe ocupar P I mi :lor qJ<:<. I , , . sible. pucsii~ qur el ~ $ 1 , inen de la i .,! sula está determinado ! rini.ipalmt r a t i por el tamaño de las pila, nrhr i rn i i una vida promedio lo más larga PO siblc para evitar frecucnter inivrbei: riones en su tecambio. El diseco drhr estar hecho para que el consumo dr mergía por parte del sistema c I R ~ I ; . nico sea mínimo. así como para p r , , longar la durarión de la fumtr . i i merpia. Drsdr los inirioa de Id rr:dri a pasoterapia. los rimtíficus sv han .’\

forzado para obtenei l a frieni? idpa’ .,, energía. En la actualidad. C I W <

Algunos datos económicos . .. generales - -. ._ - __ _ _ - Según cifras dí la Cámara Nacional de la Industria Electr6nica y de Co municaciones Elccmcv (CANIECE), la i m p o d 6 n dc productos biomC dim ha sufrido un incremento constante en los últimos años No d o se ha elevado la cantidad dc produam imponados. sano ~v l l

bién la canudsd de dimas emgadas (vCase figura 4) (25 Infomr Anual dr Ciencia). c p c i o o anual 1981 1982

CmaJ de unportaciones correspmdmtes a b décsds 1SMim (en moneda nscional).

1970 = A 730 ooO.0O igli = 46 im 000.00 is72 = w658oDo.M) 1973 =39~m.a, 1914 = 14 i i 3 wO.00

im = imwuaai 19165 3T1OiüOXK! is77 = 383ak3m00 1978 = 350 a3 m.03 197s = 804 798 m.OO

1960 = 873fdOOOO.M

A N IR imponar productos ckrnooiro~ biomédinn qrrsenta urt ia‘ tor,impintank dcnira de las importaciones dkaico ikc t rbnicas en pín. ral, isimmodentro delgrupode producrosdanficadoacomo”Ueitrht:i.a pmfesional”.

Como ejemplo he aquí datos conrspondrnts a 1980.

Importaciones déctnco-electrónicas ¡millones de pesosi

No. Conceoto 1970 % 1960 9t

Materias prima. 26 1 235 1 Componentes 849 33 6 O52 2R

Electronica profesioca’ ? 6:7 63 12 408 56 Consumos electrónicos 14 1 2% 1

Total 2 515 100 7.2082 100

En aos a h . Los produc<ris biomédim representaron uri 10.5% del t, tal del grupo “Elecubnica profesional”; dicho grupo incluvr . ademis ir> portantes rubros mlacionados con las comunicaciones. la rimputaciór. la medición, ctr¿tera.

Bienes de consumo 39 2 3 729 14

# !

niii.hi\ 11 mc <ir pilas algunas consti- rudas por cuarro o cinco unidada. son ir 1 i : i o , I ,ie <)IT<IP materiales. y ya se ~ ~ c n c ~ i , ~ucntcs d? rner,$a atómica

\ I 1 ) .t-1 I I i,:irrqia térmica en . ir , .* , : . J . b . - i ~ > ion ¡.is de rnavor dura- on pt:m ,u uso es hastante restring.

<o I , CI qrn,.rador a trzvés de un cnchu-

.-e cintorman el risrema de conduc- P,,r estos viaja la señal. tanto la

que pr )virne del potencial miocárdi- , .>. iwmo la producida en el genera- do:. que reqresa d corazón.

tiindainentalmerite. existen dos ti- !;os lie iiectrodos. los unipolares y los ! ~ i ~ o l a r e s . En el raso de los primeros, i.t wimuiacibn sc hace a través del a w d o : aqui la cápsula del generador zv ,omporta como eiectrodo indiferen- -.. o una placa colocada en los tejidos blandos para cerrar el circuitq. Los bipolares contienen tanto el ánodo como ci catodo. aisladrir entre si: el cátodo iparpce en la punta del electrodo y el iiisido i1 Enos dos centímetros por debajo de +st? lo q u r cierra el circuito.

Eritre ei electrodo y el miocardio. se produce una reacción de pila fisiológi- ca con s i p o opuesto al voltaje enviado por el generador de pulsos, de tal manera que rl diseño y el material de

,::en[?

construcción del electrodo deberán contrarrestar este efecto. En =te mismo nivel se da una reacción de fibrosis que envuelve la punta del electrodo: por una parte. esto sirve de sostén. pero al mismo tirmpo aunienta la resistencia. haciendo menos efectivo el potencial enviado por el generador.

L t e fue uno de los principales problemas al comienzo de la utiliza- ción de ios marcapasos. ya que inexpli- cablemente disminuía la magnitud del impulso esrfmulativo al cabo de unos 15 días de instalado y no se producía respuesta miocárdica. lo que represen- [aha un inconveniente. Posteriormen- te. los estudios demostraron esta reac- cián fibrótica en el lecho del electrodo. Por tal motivo. en la actualidad los ge- neradores están preparados con cierta flexibilidad. tanto los regulados en voltaje, como los que lo están en corriente. para que a pesar del aumen- to de la resistencia. su umbral estimu- lativo permanezca constante.

Como ya se sefialó con anterioridad. la cápsula del generador contiene tan- to el sistema electrónico como la fuente de energía. Las dimensiones de la cápsula están relacionadas directamente con e4 tamaño y el número de las pilas. y la distribución interna de éstas y el circuito electrónico: por supuesto, la cápsula debe ser lo más pe. queña v liviana posible para que las

Millones de pesos

900.

8M) : 700 . Mxl.

500.

400.

300 .

200.

IM) . Año

30 1

70 71 72 73 74 75 76 TI 78 79 80

molestias del paciente wan mínimas. 4ue se ha Los primeros marcapasos fueron en menic. qu

capsulados en tanino, resinas epóxicas hue,, y hule de silicio. Estos materiales no parimerr. presentan mayores vent;ijas que las \ c c u ~ i , ~ cápsulas metálicas utilizadas hoy en 5 r q u n ~ o i día. ya que causan menor reacción de mcntos di cuerpo extraño. además de ser sencilla mb ',,mp su esterilización. La cápsula debe el sellar herméticamente para proteger el ci&,doio i sistema electrónico de la humedad y la& colocar corrosión que pueda sufrir una vez ins- m e n c a ~ ó r talado en los tejidos blandos del enfer. mienlo elt mo: además. se trata de evitar fugas dc m3ño ide. comente que provoquen ntímula neme mer desagradables para el portador. de tal IT1

$mplio de

Marcapasos cardiaco P' cular de o implantable de demanda ,=, c<

ventricular dad para nos. y 3:

La idea original de este proyecto nace cionale en el Departaniento de Biockctrónica "médicos. del CINVESTAV. del Instituto Poli- ,'imporran ticnico Nacional. a cargo del doctor 3.

Joaquín Remolina. Aquí se concibió C I una de la diseño del marcapasos para uso exter- marcapo5 no. modelo tomado en el Departamen. arrollo: 1; to de Semiconductores. del Instituto madora c

de Ciencias de la UAP. cuencia c Este tipo de instrumental electromé. ración de

dico. que para su desarrollo requiere . frccuenci alta tecnología. es elaborado por gran- permite des compañias extranjeras que limitan de un Tar su información para mantener la de.rsitivo. en

. --= dispensable crear 'ulld- - es del p cional que aproveche los recursos hu- tensidad manos existentes. desarrollar la infra. circuitos: estructura necesaria para ello, y otro trip1 lograr. de esta manera, una mayor mantiene autosuficiencia. .estimulo U primer prototipo se obtuvo de . l a resiste,

acuerdo con el circuito original de ele- ?que ésta memos dircretos; dicho circuito ha pasa. , La fuent do por pruebas de t i p electrónico y ha .'alimenta cumplido con todas los requerimientos ;!as requt de un marcapam cardiaco de demanda ' de 7 vol ventricular de onda R negativa. tnplicad

Debido a que el dispositivo está' 'En lai constituido pot elementos modestos. músculo su tamaño excede al de un dispositivo :una pila implantable y. por esto. para la expe- del estin rimentacibn con animales. K ha utili- 'cuita qU' lado bajo la forma de marcapaion ex^

terno de demand2 ven~ricular de onda tralizan< R negativa. Se hari re~1i~:tdo dos ctru- energía. qias m perro c o r G r r x ahirrro as¡ q

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0 P-.. gre que limit; enes la d . se icei xolepa n ecunos h ar i' infi ~a lo. un2 ma)

lo I p i e

ob M on< ie e iito ha pa Cró+.o y

que se ha podido comprobar, parcial- ,,,ente, que el dispositivo funciona con muy buenos resultados dentro de los parametros establecidos.

Actualmente. se ha producido un e n d o prototipo. tambiCn con ele-

comvacto. lo que reduce notable- mentas discretos. pero con un diseño f''

I ...-- ~ . \

mcntc el tamaño del marcapasos ha- ciéndolo implantable. Próximamente se colocará en un animal de experi- mentación y se verificará su funcionamiento electrónico ~y~fiiiolbgico. Eha- ~. maso ideal del marcapasos podrá obte-

mediante la tecnología híbrida, <te tal manera que el espacio mas x . ~ . -

t i

<~

.- dad para ser colocado en seres huma- nos, y Satisfacer las demandas na- cionales de estos dispositivos electro- médicos, ya que en el actualidad se importan. A continuación se menciona cada

una de las seccion~s que conforman el marcaposos que se encuentra en des-. arrollo: la sección osciladora y confor- madora de pulso proporciona 'una frecuencia determinada así como la du- ración de cada estímulo. El selector de frecuencia forma parte del circuito: permite ajustar la frecuencia dentro de un rango establecido para el dispo- sitii.<1. en este caso 60 a 90 pulsos por minuto. dependiendo de las necesida- d n del paciente. El monitor de la intensidad del estímulo cuenta con dos circuitos: uno regulador de corriente y otro triplicador de voltaje. El primero

imantienr . csiahle la intensidad del estimulo. aunque haya variaciones en la resistencia de los electrodos. siempre

~ a u e ésta esté por debajo de mil ohms. La fuente de energía proporciona una dimentación de + 3 voltios cuando

8 ,

- !uer ios requerimientos del dispositivo son 3 e a ~ n a m i + de i voltios. por e110 se agrega este uva. .iriplicador dr voltaje. mil' 1 En la interíaw entre el electrodo y el i m- ~cJta.tmúsculo cardiaco tiende a formarse I dispositiwtuna pila fisiológica que impide el paso Ira ap- el iestimu~o. por esto. existi un cir-

I utili. xito qur aplica la misma cantidad de -capdos O nergia. pero en sentido opuesto. neu- . l a rdrod ralirando asi dicho efecto. Fsta do e 5 Ciru nergia, se distribuye en un tiempo ab)' 1 0 . U ayor quc el del estímulo. por lo que riórkcon I 1 3 produce ningún eíccto sobre cI i

músculo cardiaco. De aquí la importancia de un neutralizador de la pola- ridad de los electrodos. El protector contra descargas de un

desfibrilador, como su nombre lo indica. protege a todo el sistema de esti- mulación de las grandes descargas que producen los desfibriladom cardiacos utilizados a menudo en pacientes porta- dores de marcap-. El cable-electrcdo constituye el sistema de conduccibn del generador de pulsos. El mismo electrodo envía el estímulo al mio. cardio y capta la actividad eléctrica cardiaca al llevar esta información hasta el dewxor de la actividad eléc- trica ventricular. El detector de la actividad eléctrica ventricular capta io5 potenciales eléctricos ventriculares. s e an éstos naturales o artificiales, y manda la orden de activación al circuito reiniciador del ciclo de oscilación. AI ser activado este circuito. se pone al circuito oscilador en su estado de ini- ciación del ciclo: dicho ciclo comienza con el fin de un periodo de estímulo y termina con el final del siguiente.

Por úlrimci. la función de la fuente es proporcionar la energía necesaria para la operación de cada uno de Im circuitos. y de los estímulos. Esta furn- te proporciona 2 3 voltios con una ca- pacidad de 0 . 6 amperios hora.

Los electrodos para el

marcapasos cardiaco

Crear un electrodo representa un serio problema purr sc requiere personal es^

pecializado. con conocimientos en dcr- trónica. electricidad. medicina \

química. La primera dificultad a I V

solver es el tipo de marprialis que dr berán utilizarse como roiiductorer 4si se sabe que r1 oro v Id plata son mvio les que conducen la mrrientr di', irt<'.. con mayor facilidad: r s drcir. son mr tales con mrnor rcsistenri;i a id corrieye.

Pero si se considera al electro<:, 1 c il

mo un simplc conductor. surmi? lo mismo que con todas las líneas d? con ducción que generan campos maper . cos debidos a las cargas en moi'imirnio que fluven a través de el laí~ y son ésra. las causantes de la agrupación dr r p i ~ las sanguíneas alrededor del rlcrt,~~.ir provocando coágulos dr ali<: rwseI. p ra el paciente.

Para evitar csta rompliiai .Íii. .<' j::

brn usar dos linraz dc ran' :ni\ ;x muy próximas la una dr id 'irñ í r . cuales los campos mamir.ij.u, que Y

generen sean opuestos entre si. dimi . nuvendo o anulando e: tenómrno magnético que causa la c1~apu1acii.n

Otras dificultades SF P I I I ~ I I ai o! Ear u n elertrodo mui í k x . h i r ! I C > ,

rirtente. elm IP logra ti

bobinado sr,brr los ai- tores Es iridi,!>~nsabl~ ast.gu;ar,r en el electrodo no se di. el ricri:. piel". es decir. q u r cuando la I Y P , U C . : . cia varia en el marcapas<.. ia c < t r : w . : t no tienda a dejar la inirrfasr r n r i i l i i a evitando que se genere L a i i rik :: co que podria quemar la , m a cn don de se aluje el eIectrodo.

Por último. es ~ ~ C P S P T I L c:li!deav i1:.

59

j I

l E - o- v co,

I

I

material inerte para recubrir las líneas conductoras e impedir la formación de coágulos sobre la superficie del electrodo dentro de la vena, los que podrían ocasionar embolias al paciente.

i. I

i Desfibrilador cardíaco I

2\ continuación aparecen 1% cifras del t:ompendio de Estadísticas Vitales de Vtxico. de 1975, publicado por la Sr~retaría de Salubridad y Asistencia PI’ 1978. en lo que se refiere a las en- -mxdades del corazón y su incidencia VI! id m,irtaiidad por cada IO0 O00 ha- oitdnw-.

Número Lugar Momiidad x 1tYl o00 de casos en escala

Preescolar 1-4 años 11 4 Escolar 514 aaos 4 4 De I5 a 24 años 11 2 Sexto De 25 a 44 años 31 6 De 46 a 64 años 174 5 De 85 años en addante a 1 7?7 A A . -. . .-

2 047 áreas de urgencia. lo que indica una demanda nacional de Y Y98 desfi- Las especificaciones técnicas dci

Guando se logre controlar 10s hriladores. Si a =to se agrega que cada desfibrilador serían 13s siquientrs: sala de un hospital bien equipado re- energía almacenada. hdsta ,400 ijatior ’ quiere de un desfihrilador. v que ade- seg: tiempo de carga, I O seg: duración* más éstos son imprescindibles en cada de estímulo, I O milisegundos: fornu servicio de urgencias. ese número se de onda. trapezoidal; forma de uwr& cuadruplicaría. sincronizada a onda R del electrocar

Es necesario aclarar que los desfibn- diograma (cardioversor). o no :j.qc& ladores se adquieren totalment or);. p<;s;bilidad-&?

.,. ~. -~-.;- Los p a + ~ i m . i . e ~ s cardiaca- Cn- ~ - i m p o r t a c ~ ~ - ~ ~ e ~ e r ~ ~ d ~ - ~ ~ n ~ a o con bateria: in-: costo aproximado de O 500 dólares. dicación digital de la energía almacc Además. sus componentes electrónicos nada: corrección de la pérdida d c ’ por lo general están descontinuados. lo, energía almacenada en et capacitor. k ’ que hace muy costosa su reparación v, dotación de un circuito de decisión!, muchas veces. hasta imposibir. que asegure la eficacia del estímulo.$

Estas razones motivaron a1 Departa- sin depender del médico. y empleo &*,’

prototipo de desfihrilador cnteramen- tro, de acero inoxidable y soportes dcf, te hecho en México. de precio mucho araldita altamente aislante. menor y utilizando componentes fabri-

cados en nuestru pair

proh!emas del subdesarrollo Y se re- ‘Luzcan los. decem por enfermedades infecciosas. las causas de muerte por enfermedades del corazón pasarán a ocupar el primer lugar en todas las edades. como lo demuestran las esta- dísticas de los países industrializados.

quoniá: infa3Zi~sufitiencia; etcéte- ra) generalmente producen trastornos del ritmo electricn del corazón. y en la ma:.*xia de estos casos se requiere de u n dcsfibrilador para ayudar y muchas veces salvar la vida del paciente.

de la Dirección General de Estadística (DCE: al principio de la dicada pasada había en el país 1 951 quirófanos y

Según “Estadísticas Hospitalarias” mento de Semiconductores a crear un electrodos de 8 centímetros de diáme-. p i ,

c - . Intercambiador de oxígeno

El desfibrilador está compuesto básicamente de los siguientes bloques: - Se trata de un intercamhiador de bur- 1. ‘huja para circolaci6n Prtracorpúreaf ii rn c1 que se intci i ta ,,litcncr directa.$ <:

mente ia interfase oxíyni ) (:on rangre,: 4, Paciente J I harer pasar u r , i cii!umnii de‘: 3’

oxíg.rno a travé.; de u n ,!vp(>jitci de ,_ P I

Fuente de Almacenamiento Circuito de potencia de energia decisibn Electrodos

Medidor digital de energia sanqre ien<.ja quc iirl pacicnre

,.,,%c. ti,qi>r, > ) . k:.,t.l. !., ,r.iii;\ ’,,“” .. , , . , , , < . I ;, , :.. Actuamente, se han desarrollado Ins bloques 1.2.3 y 4: se es:> rrm.3~?r :u m el 5

ti«

3 de !gracivn sujas

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rcn: I S r si+. tent' 400 vatic

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i elrrtroc. ,ni .in<. sib:& ad batería ; @a 2'mam vér dr, I cyh .irir#

cl 8.- mu , c: A-" ,a d?";iián

dr decisi

so,>OTtes

-. ~- oxíeeni

l i t at)& n c __

oxígeno. son eliminadas c n un cántara desburbujeante que consta de una

de acero inoxidable con silicio. o de espuma de poiiuretano. también con silicio, para que no reaccione

con la sangre: detrás de mta cámara se encuentra el depósito rara almacenar 'la sangre ya oxigenada. con un dispositivo que controla la

por medio de un %Tentin (vease figura 6 ) . El volumen que se pretende conse-

guir, fluctúa entre tres y seis litros de =ngre oxigenada p o r minuto (según las variables de edad. peso. comple- xión. etckerai, mientras que el inter- cambio de gases oscila en los 20 cc por minuto entre C0,-O,.

i j m f f p r á e m 'prototipó-sona~ico;- vidrio pvrex y policarbonato de calcio. Con mayas de acero inoxidable (para detener burbujas), el procedimiento de esterilización se efectuará po' medio de autoclave, óxido de etileno y ra-

insrnarerialesquere~rieriena . . ~ ~ atrpo- -~

intensidad de la voz Condición Pérddaendü ! Débiimenie cuchicheada se oye .. y-,

Sangie arterialirada a la aneria femoral

gura 6

dlación ultravioleta

sc emplrará un sellador de acríliro hule con siiicato

En forma <onjunta se ha comenzado a fabrirar una bomba corazón- pulmón (bomba peristáltira) para comprobar el funcionamiento del in- rrrcambiador en rxpcrimentos ron animalrs. Esta tinmba impulsará sanRi drl oxirenador al paciente y c rinrará ron un control de rmoluciones variables. un inrerruptor. un rontador de rrvoluciones. un incremrntador de velocidad variabir. circuitos elírtnros Y un íusihlr Su estrurtura es rígida. <,SF, la parir superior construida dr fibrh dr vidrio ídondr sr encontrarán la, aspas impulsoras y; el tuvo por dori- & circulara la sangrei niiintras qur rl rvsto será d i aluminio anodizado. Las dimrnsionrs d< la @omha srrán: 10

En cuanto a los adhesivos para sellar En un principio el examen de la V O ~

era un mc%do que consirríaen decir al paciente. a una distancia de 5h centí- metros, una serie de palabras con un número precedido de vocales agudas como la "1.'. de tonos medios, como la "A" y la "E". y graves como la "O". > la "U": se ejercía la misma fuerza vocal en la emisión de palabras. la pérdida dr audición se determinaba romo lo indica el cuadro 1

Posteriomiente. el método del reloj consistía en acercar una serie de relo- jes. con tonalidades particulares (que generalmente s i encuentran en la zona mrdia ? aguda del rango de frecuencia audiblei ai oído drl paciente hasta qui el sonidi) fuera percibido: sr tomaba nota de la dista.ncia a la cual el sonido sc percibía de acunl+.i con cada reloj.

.A su vez el métodn del silbato cit.

Galton bien puede ser corii.i:r-itor> pionero de la audioloqia :nrtrunienrd! h i e aparato puseía unn r( :,:a fin duada que, dependiendo dr >I) rnloca- ción. modificaba la distancia dr los conductos de aire. varianiio la fw- cuenria del sonido emitido Para de terminar la pérdida auditiva. csrp ~ n a trumento s i arercaba ai m#í(i:t i i a \ i d

que se captaba el fono Tambiin se han utilizado lo, diapa.

sones. que son aparatos semiiios que ai ponerx cn vibración prvdurcn ionoc purw d? frecuenriar enry 32 liz ! 2 048 Hz. deprndimdo I $ P > u s dimen siones FI modo dr litiiizarios para eficroi d? medirión audirita es similar al dr los rnito 01 antrnorc, esto cc ir

acwandc el iapasor PI, iihrarioir a! oído dri paciente y determinar la di5 iancia a la mal el tono e5 pcwihido

& . ' , ' ',: . I_

_. -~ Audiómetro I

primera medida que el hombre uti- para perribir el grado de sordera fro individuo. fue la palabra; ésta una idea aproximada del ,estado tivo de la persona que estaba bajo ba. A partir de esta forma primi- e exploración auditiva. la audio-

sufrió la siguiente evolución.

Fueneme.itc cuchicheada se oye 4: moderada SE oye 60 alta se oye 75 gritada se oye 90

gntada al máximo no oye sordera total

I I

Cuadro 1. Cuadro de Fowler para determinar pbrdida audiriva por ekamen de la voz a una distanwa de 76 centimetros

61

-

Funcionamiento del audiómetro

~~

Aunque los métodos antes menciona- dos proporcionaban una idea de la ;lPr iida de audición. los instrumentos rmpleados presentaban desventajas ta- ies como que no cubrían el rango total de frecuencia o el amortiguamiento de la vibración: el gran inconveniente de las distancias implicadas en las medi- ciones v Ins niveles de pérdida de audi- &n no consistía tanto en una medida cuantitativa. sino cualitativa. Ante !a necesidad de eliminar estos inconve- nientes. surgió el audiómetro. Este es un anarato que mide los grados de au- d i o h . tanto en el umbral como en el dinrel: .ddemás. permite explorar las posibilidades autodimétricas a través !del área auditiva Al instrumento lo foman tres uni-

Actualmente. existen dos tipos de dades: un generador de tonos. que audiómetros de gran aplicación: el de produce las comentes eléctricas alter- tonos puros y el de habla. Aunque am- nas a las frecuencias deseadas: un re- bns tienen importancia audiológica. el gulador de intensidad. por medio del más utilizado es et primerd. ya que cual puede'elegirse la intensidad de cubre todo el rango auditivo. mientras prueba deseada. y unemisor de sonido que el segundo está restringido al len- que transforma las oscilaciones de la gudje. corriente eléctrica en oscilaciones IO.

En lit figura 7 se muestra la gráfica noras. del área auditiva en la cual se observa Medianti: el trabajo desarrollado se la rcgión en la que podría aplicarse un pretende construir esos instrumentos a audibmetro de habla. bajo costo. utilizando dispositivos ax- El audiómetro de tonos puros.está quibles en el mercado nacional: algu-

considerado como un instrumento de nos, que ya 'son de fabricaci6n na- diagnóstico médico. auxiliar en la cional. como los transistores y diodos audiometria moderna. ~ ~~ .- Se utiliza "R."- 0: -in.

.&wiontr~? fa d n i m ? a n t i &os in aleunos circuitos del au- . . do que la persona examinada puede oír. rsplorar el rampo auditivo mediante varia? pruebas que muestran el riiio de lesiones a la tar,yo del trayecto del \onido hasta su integración en la mateia cerebral: :lescubrir oídos con prcdirposición al trauma acústico, y para orientar. a partir de los resultados obtenidos, la prescripción de prótesis. En el Departamento de Semiconduc-

tor= se está desarrollando un audibmetro. dr tonos puros con el que se podrá explorar el campo auditivo para rnpur%a en CI rango de 20 Hz a 20 K H r . rnrdlatite un barrido continuo. o hicn en pasos fijos por octavas de 128. ?5h. 512. I 0-4 2 048. 3 072, 4 096. ti 144 y 8 192 H r . el rango de nivel de sciial es de I O d R abajo del umbral y ,abarca tiavil '10 drcibeles por arriha d? ex<. F'?

., diómetro. En el campo de la investiga- ción. la cmibtrucción de este aparato es de gran utilidad como herramienta para la elaboración de filtros de com- pensación auditiva

Estimulador óseo

La curación normal de una fractura es un proceso biológico fascinante. si se tiene en cuenta que un hueso fractura- do, contrariamente a cualquier OCIO

tejido desgarrado o seccionado. es ca- paz de curar sin cicatriz. Las fracturas son heridas del hueso y. como en cualquier herida, el tratamiento debe en- caminarse hacia las leyes naturales de la curación biológica.

AI curar una fractura. las "células de reparacióii" o células osteogénicas. proliferan a parr:r del periostii> ('. </TI.L

ción , fibrosa que cubre al hueso, salvo en lar ii caras articulares) para formar un callo? f r a ~ externo y. en menor grado. en el e n - 4 El ' dostio (capa delicada que tapiza lass Para1 cavidades medulares) para formar un 2 til callo interno. Durante las primeras fa- h res de curación de la fractura. l a @ ciomO "explosión masiva" de células osteogé. f el nicas determina un crecimiento extra. + bi ordinariamente rápido del tejido Procm osteogénico. AI final de las pri semanas, el callo de fractura compuesto por una gruesa masa vente de tejido osteogckico.

cia casi ~ líquida. el callo-x-end progresivammte y va adquiriendo yor "tenacidad y resistencia. Su de maduración se caracteriza. h gicamente. por la formación de en el callo osteogénico con p de un cipo de hueso de ttxtur ria. Asl, las células osteog convierten en osteoblastos (cé ductoras de la sustancia óse formando un hueso nuevo.

ha adquirido la solidez suerte que ya no existe movi guno en el sitio de la fractu que ésta ya está "clínicame pero en ese momento no h do en modo alguno su 6 nal. La exploración radio la indicios de hueso en el línea de fractura todavía es visibip La ", lería de masa excesiva del callo se rral,s,!rh.. e:) forma gradual v el hueso pur<!* P.: o~ F.! pm&r su diáinetrir .

Inicialmente blando y de consist

Una vez que el cayo de la fractura

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formación del callo en las fraciu- ras puede ser anormal por alguna de las tres siguientes razones: por curar en el tiempo calculado (aproximadamente de cuatro a seis meses), pero en una

inadecuada que deja una de- f o ~ a c i 6 n ósea (mal-unión): por re- querir un tiempo considerablemente mayor al normalmente necesario (unión retardada), y finalmente, por curarse sin hueso alguno (falta de unión) con la consiguiente formación ~ ~ ~. .~ ~

de una unión fibrosa. o de una articu- Iación faisa (seudoamosis). El estado de unión de una fractura

puede valorarse mediante el examen y radiográfico; dicha unión de-

penderá de múltiples e importantes y estado de salud

ción de la fractura, desplazamiento inicial e irrigación sanguínea de los fragmentos fracturados.

El tiempo es de vital importancia para la recuperación de pacientes con a t e tipo de problemas, pero existe una notable repercusión en el aspecto sc- cioeconómico; por ello se trabajó sobre el d i e 0 y la construcción de dispositivos bioelectrónicos que aceleran el proceso.

Se están estudiando dos métodos de dispositivos con componentes electró- nicos y ensamblados propios. Ya se cuenta con el llamado método invasivo que consiste en aplicar corriente directa en la zona de la lesión ósea por medio de electrodos (clavos): el segundo metodo está en estudio y. a diferencia del primrra. no es invasivo sino que Y

basa en inducción electromagnética al area lesionada. Esro implica una con- siderable rrducción de costos para el paciente durante su tratamiento medi- ro y una pronta reincorporación a sus labores rotidianai.

E¡ estimulador óseo de corriente di; wcta ronsiante íinvasivo) presenta un sistema simple: una fuente de corrien- ir directa. del ordpn de microampe- rios. con ajuste de corriente de acuerdo con la resistencia que presenta el foco de fractura en su evolución; ade- más cucnia~con un circuito de protec- ción. Dicho sistema opera con una ba- tería de 9 voltios y el consumo total es de 95 FA. aproximadamente. El sistema del estimulador 6x0 de

campos electromagnéticos pulsantes.

consta de un snerador de pulsos que produce una forma de onda casi rec- tangular asiméuica: las bobinas están conectadas en paralelo. Cuando la corriente fluye a través de éstas se forma un c a m p magnético perpendicular al plano de las bobinas y paralelo al eje de la fractura. Este campo induce un campo eléctrico E, perpendicular. El campo eléctrico establece un voltaje de 1.0 a 1.5 mVícm en el hueso, este gradiente es el que estimula el crecimiento óseo en el sitio de la fractura.

- I Laringe electrhica

-2á.situada e n lapa rara^^ tenor e cuelló, &?re la bXse de la lengua y la tráquea. La anatomía de los músculos laringeos es extremada- mente compleja. El aire impulsado por los pulmones

produce vibración de las ruerdas voca. les, lo que da lugar a los sonidos. Sin ser el órgano del lenguaje. la laringe sólo produce sonido, el que es modifi- cado en voz y articulado en lenguaje por estructuras que se encuentran en otras regiones del organismo.

La.intensidad de la voz depende del volumen y la fuerza del aire expirado. La frecuencia depende del grosor, la elasticidad y la longitud de las fuerzas vocales. Con éstas, la laringe provoca oscilaciones con frecuencias que van desde 60 H 2 hasta 2 O40 Hz.

Ello dependerá del sexó; si es feme- nino, con frecuencias de 250 Hz. y masculino de 125 Hz.

Dentro del área oncológka. existen pacientes que ha perdido su laringe por tumores malikos: sr han quedado sin una pane fundamental del órgano del habla y sin la posibilidad de hablar

En estos pac2entes. la laringe sc extrae quirúrgicamente; de obtener buena respuesta. es posible someterlo a rehabilita.rión exhausiiva hacienda uso del esófago para lograr la llamada "VOZ esofágica"; la cual no es muy cla. ra. Con la laringe electrónica se logra una menor dificultad y una rehabilita- ción más inmediata.

La laringe electrónica. básicamen- te. está constituida por tres unidada. como sc muema en el siguiente diagrama en bloques:

Amplificador ]I I Generador de tonos

Diagrama en bloques de la laringe electró- nica

El paciente se coloca la laringe electrónica en la cara anterior del cuello en el nivel de la tráquea ( i n la traqueotomía), o superficialmentc, en la piel, en,ese niismo nivf 1 rada vez que desee hablar. AI hacer uso di Ius labios, la lengua y la mandíbula. !r,gra comunicarse con una VOZ un tanto m, 1

nótona, pero más audible.

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