Electromedicina_by_Pablo_A_DaneriHasa.pdf

.
Pablo A. Daneri
Equipas de Diagnóstico y
Guidados lntensivos

Daneri,PabloA.
Electromedicina :equiposde diagnósticoy ciudados intensivos. - la ed.-
BuenosAires: HASA, 2007.
208 p. :i1. ;24x17 cm.
ISBN 978-950-528-279-1
1. Equipos para Diagnóstico.2. Electromedicina3. Bioingenieria l.Titulo
CDD 621.374 3
Hecho el depósito que marca la ley 11.723
Copyright O 2007 by Editorial Hispano Ainencana S.A. - H.A.S.A
Rincón 68618 - C 1227ACD- BuenosAires -Argentina
Teléfonoffax: (54 -1 1)4943-7111
E-mail: info@hasa.com.ar
Web Site: http://www.hasa.com,ar
IMPRESO EN LAARGENTINA PRiNTED Rú ARGENTINA
Diseco de Tapa: Gastón C. Hillar
Corrección Técnica: Héctor A. Algarra y Jorge E. Novoa
Armado Interior: Jorge C. Algarra
Todos los derechos reservados. Ninguna parte de este libro puede ser
reproducida, almacenada en un sistema recuperable, o transmitida por cualquier
medio, electrónico, mecánico, fotocopiado,grabado u otros, sin el permiso
escrito del editor. Ninguna responsabilidad de patente se asume respecto a la
información aqui contenida. Aunque se han tomado todas las precauciones en la
preparación de este libro, el editor y el autor no asumen responsabilidades por
errores u omisiones. Ni se asumen obligaciones por daños resultantes del uso de
la información aqui contenida.
Marcas Comerciales:Los términos que se suponen sean marcas comerciales
han sido destacados con mayúsculas. El editor y el autor no pueden dar fe de la
exactitud de la información. El uso de un término en este libro no debe
considerarse como que afecta la validez de cualquier marca.
Este libro se terminó de imprimir en el mes de Julio de 2007, en Primeraclase
Impresores, Califomia 1231,Ciudad Autónoma de Buenos Aires,
República Argentina. Tirada: 1.000 ejemplares.
El avance cientifico y tecnológico en el ámbito de la salud perniitió el
1 desarrollo de numeroso equipamiento e instrumental para fines diagnOsticos y
! terapéuticos, a tal punto que hoy en dia no se podria concebir una medicina sin
la aplicación de equipos electrónicos. En atención a las crecientes exigencias
surge la necesidad de formar personal especializado que brinde soporte técnico
! en cl área de la electromedicina y el mantenimiento hospitalario.
El objetivo primordial del libro es servir como herramienta de trabajo y
consulta, para quienes desempeñen actividades vinculadas con la reparación y
el mantenimiento del equipamiento y las instalaciones electromédicas. La
escasa disponibilidad de literatura técnica en esta disciplina, hacen de esta obra
una fuente de consulta permanente. En el primer capitulo se desarrollan los
conceptos de seguridad eléctrica, compatibilidad electromagnética,
instalaciones y normativas aplicadas al entomo biomédico. Los capítulos
restantes describen el principio de funcionamiento y la estructura interna de los
equipos para diagnóstico y cuidados criticas más habituales, tales como
1 electrocardiógrafos, respiradores, oximetros de pulso, desfibriladores y
;
b marcapasos.
Bajo la premisa que la principal fuente de conocimiento es la experiencia, este
libro busca un nuevo enfoque en el aprendizaje de la electromedicina, con
deducciones simples basadas en conceptos sólidos, intentando facilitar la
incorporación de nuevos técnicos al mundo del trabajo.
Pablo A. Danen
pablo.daneri@iaern.com.ar

Acerca delAutor
Pablo Adrián Daneri nació en Buenos Aires, Argentina, en 1978.Es Ingeniero
en Electrónica egresado de la U.T.N. (Universidad Tecnológica Nacional), y ha
realizado una Maestría en Ingeniería Biomédica de la Universidad Favaloro. En
la actualidad se desempeña como profesor en el Instituto Argentino de
Electrónica Médica (www.iaem.com.ar).
Toda consulta o comentario acerca de la obra podrá ser realizada a su casilla de
correopablo.daneri@iaem.com o a info@hasa.com.ar.
Dedicatoria
Dedicado a mipadre, el Prof: Carlos Daneri.
: Agradecimientos
Quiero expresar mi más sincero agradecimiento a las sipientes empresas e
l
instituciones que brindaron información y colaboraron de alguna manera en la
realización de esta obra:
1 ABB
A.E.A. (Asociación ElectrotécnicaArgentina)
Bear
Bird
Fluke Biomedical
I General Electric
Hospital Nacional Dr. Baldomero Sommer
IAEM (lnstitiitoArgentino dc Elechónica Médica)
Masimo Corporation
Medix
Mcdtronic
Mctrax
Primcdic
Puritan Bcnnct
~ Ripcl
i Sicmens
l
1
Tcxas lnshument
Universidad F~valoro
Viasys flealthcsrc
Contenido
Capítulo 1
Fundamentos de la Electromedicina....................
9
La Seguridad en Electromedicin
Efectos Fisiológicos de
El Peligrode la Elechocució
Macroshock y Microsbo
Disponibilidad del SuministroEléctrico
Compatibilidad Electromagnética(CEM
Transrnisiiinde las Perturbaciones Elecirornngné~icas
...................................... 31
31
31
Capítulo2
.............................................
Electrocardiografía 33
FisiologiaJ, CNtulnridn
Potencial de Acción
Eventos Bioel6chico.
Derivncionrs. Triinpio de Einihoven

4 - Electromedicina -Equipos de Diagndsticoy CuidadosIntensivos
Contenido -5
Derivacionesen el Plano Frontal
Derivacionesen el Plano Horizonta 9
9
9
3
Regi.stro del Potencial de Acción 5
El Electrodo deAgIAgC 6
7
9
Diagrama en Bloquesde un Electrocardiógrafo 0
Proteccióncontr
Selector de Derivacione
Requerimientos Bisicos
l
............................. 70
~'
l
l
Aislamiento Eléctricodel Paciente
Fuente de Alimentación Aislada ....................................
.
-
-...............................79
Acoplamiento entre las EtapasAisladm y Ins No Aisladas ...................................... 80
Re~i.s/rador
dr Papel o Pnntalla
Monitores Electrocardiogr6ficos
. .,
Inconvenientes en la Medicion.................................
.
. . . . . . . . . . . . . . . . . 91
. . .,
Circuitos de Aplicacion 93
Aparatos de RegistroElectrocardiográfico .................95
Simulador de Señalesde ECG 98
Capítulo 3
Respiradores Artificiales ..................................
101
Introducció 101
Conceptos Preliminares .... 102
1 Funciones de los Respiradores 1O
5
!
1
Clasificación de los Respiradores .............................. .
.
..,,............... 105
Respiradores de Presión Positiva. Negativay deAlta Frecuencia.........................106
Evolución de los Respiradores 107
l
Diagrama en Bloques 109
Sistema de Con 109
Sistema de Pm 110
Por Presión DlferencialdeOrificio Variable
Sistema deAlimentació
OperaciónInterna (En
. .
Tipos de Ventilación 128
VentilaciónMandatoria u Obligada 129
Ventilación Mandatoria Conbolada 129
Ventilación MandatoriaAsistida 129

6 -Electromedicina -Equipos de Diagndstico y Cuidados Intensivos
VentilaciónEspontánea
CompliancePulmona
Variables de Control
Variables de Fase
Modos Ventilatonos
VentilaciónMecánica Asistida (AMV
Yentilación Asistida/Conrmlada (A/C
Volumen Mandatorio Minuto
Presión Positiva Continua en la VíaAérea (CPAP)
Presión Positiva Bqásica en la VíaAérea (BIPAP)
Ventilaciónde Alta Frecuencia (HFV
Ventilación con RelaciónI:E Inversa
Yenfilacióncon Flujo Continuo (CFY
Ondas de Presión,Flujo y Volnme
Ensayo de los Respiradore
Consideraciones Prácticaspara el Control de! Funcionamiento .......................... 144
44
4s
145
Control de los ModosVentilato 145
145
VentilaciónAsistida Controladap 145
Voitilacnin Contmladapor Prmi 145
146
Transductorde Flujo lnspirator 146
Transductm de Flujo Espiratori 146
Transductorde Presibn Inspirat 146
Transductor de Presinn lispiraiorla 147
147
147
Contenido - 7
Capítulo 4
Oxímetros de Pulso (Saturómetros) .................151
Conceptos Preliminares
Leyes de Lamhert y Beer
Diagrama en Bloques de un Oximetrode Pulso....................
. .
.
....... 161
Sondade Medición
Condiciones que Dificultan la Medición de Saturación
Capítulo5
Desfibriladores ..................................................
179
.,
Introduccion 179
Corriente de Desfihrilacióne Impedancia Transtorácica .......................
.
......... 180
Aplicaciónde la Descarga .................... .
.
................................................ 180
Clasificación de los Desfibrilador 182
Desjbriladores de CorrienteAlterna . 182
Desflriladores de Descarga Capacitiva. OndaAmortiguada 183
DesJibriladores de Onda Truncada. Exponenciai, Cuadrada o Traperoidal .........186
Desjbriladores de Onda Exponencia1TmncadaBi/asica 187
Caracteristicas de la OndaAmortiguaday de la Onda Bifásica ........................... 188

8 - Electromedlclna-Equipos de Diagnósticoy Cuidados Intensivos
Tester para Desfibnladores
Capítulo6
Marcapasos ......................................................197
Generador de Pulros 99
Unidad dc Sensudo 99
Cafifer de Esrimulnc~o 00
MarcapasosMultiprogramable
.........................................................................................
Ensayode Marcapasos 204
Medición de los Pulros de Estimulnci6n 04
Me-dición de la Sen~ibilidad O5
CardiodesfihnladoresImpla OS
Capítulo 7
Fundamentos de la
Electromedicina
La Seguridad en Electromedicina
La tecnología electromédicaha aumentado considerablemente la seguridad de los
equiposy ha reducido los riesgos debidoal manejo y la utilización. En las
aplicaciones médicas los niveles de seguridad que deben cumplir los sistemasde
instrumentación se encuentrannormalizados. De todas formas no se puede
asegurarun riesgo nulo en el uso del equipamiento, pero sí es posible reducirlo
medianteuna adecuada utilizaciónpor usuarios instruidos.
La mayoría de los daños producidosa pacientes se pueden atribuir a un uso
inadecuadodel equipamientoelectromédico o a la falta de experienciaen su
manejo, o bien, a fallas en las instalaciones. Por lo tanto, es de suma importancia
desarrollarsistemas de seguridad lo más fiables posibles.
Algunos pacientes, bajo ciertas condicionespueden ser más susceptibles al peligro
de la corriente eléctrica que una persona en su casa o su trabajo, por lo cual se
deben tomar precaucionesespeciales. Para describir los riesgos se estudiaránlos
efectos fisiológicosde la corrienteeléctrica.
Efectos Fisiológicos de la
Corriente Eléctrica
Para que la electricidadproduzca efectos sobre el organismo, el cuerpo se debe
convertiren paae del circuito eléctrico.Para que circule comente a través del
cuerpo humano deben existir al menos dos conexiones entre el cuerpo y una fuente
de alimentaciónextema. La magnihid de la comente dependerá de la diferenciade
potencial entre lasconexiones y la resistenciaeléctrica del cuerpo. La mayor parte
de los tejidos del cuerpo humano poseen un elevado porcentaje de agua, por lo

10-Electromedicina -Equiposde Diagnósticoy CuidadosIntensivos
cual la resistenciaeléctrica que presentan es baja y sepueden considerar como
buenos conductores.Por otra parte, la impedanciade la piel (epidermis)es
bastante elevada, del orden de los 200 a 500 kR.
El efectoque la comente eléctrica produce sobre un individuodepende de diversos
parámetros: la magnitud de la corriente que circula por el tejido, el tiempo de
exposición, la zona por la que circula (superficieo tejido intcmo) y la frecuencia
que posee. La gravedad del daño dependeráa su vez del órgano afectado.
La corrienteeléctricapuede incidir sobre los tejidos básicamente en tres formas:
en primer lugar seproduce una excitación eléctrica en los tejidos excitables
(nemios y músculos),comenzandocon una sensación de hormigueo o escozor, que
si alcanza intensidad suficientementeelevada puede ser dolorosa y molesta.La
estimulaciónde estos nervios o músculos motores puede provocar contracciones, y
si ésta aumenta sepuede producir la tetanización del músculo (contracciónintensa
y sostenida). En segundo lugar, puede aparecer un,incrementode temperatura en el
tejido debidoa la resistencia que presenta y la energía disipada en el mismo. Por
último, un aumento elevado de la temperatura puede producir quemaduras,
frecuentementeen los puntos de contacto, por ser los lugares donde existe mayor
densidad de comente. Esta característica es aprovechada en la electromedicina por
los electrobistturíes,los cualesutilizan generadoresde radiofrecuencia con
frecuenciasde 2,5 a 4 MHz para cortar tejidos o coagular pequeños vasos
sanguíneos.
El órgano más susceptible a la corriente eléctrica es el corazón. Un estímulo que
tetanice el corazónprovoca la contraccióncompleta del miocardio, que detiene la
acción de bombeo, interrumpiéndoseentonces la circulación sanguínea.Si la
circulación no se restableceen pocos minutos, en primer lugar se lesionael
cerebro y luego se produce la muerte por falta de oxigenaciónen los tejidos
cerebrales. Si la comente tetanizante es de corta duración, el latido del corazón se
reanuda en forma espontánea.Puede ocumr que una comente más baja, queexcite
sólo una parte de las fibrasmusculares del corazón, sea más peligrosa que otra que
sea capaz de tetanizar el corazón entero. Una excitación parcial puede cambiar las
vías eléctricasde propagación en el miocardio desincronizandola actividad del
corazón. Este fenómeno, con el cual el corazón pierde el sincronismo,se lo
denomina fibrilacióny es la causa que produce la mayona de las muertes por
accidentes elkctricos.
Se puede producir también parálisis respiratoria si los músculos del t6rax se
tetanizan por efectode una corriente que circule a través del pecho, o a través del
centro de control respiratoriodel cerebro.
Analizaremosa continuación los diferentes efectos fisiológicosque se producen
sobre los individuos según el valor de la corrienteeléctricacirculante:
Capitulo 1-Fundamentosde la Electromedicina- 11
e Umbral o nivel de percepción. Es la intensidad mínima que el ser humano es
capaz de detectar. Este valor varia en función del sujeto y las condiciones de
medida, siendo entre 10 FA y 0,5 mA para comentes alternasen 50 Hz, y entre
2 y 10mA para comentes continuas.
Corriente de pérdida del control motor. Estas corrientesoscilan entre 6 y
16mA (para una CA de 50 Hz). Los músculos se pueden excitar y provocar
contracciones,en algunos casos llegando a serdolorosasy ocasionando la
pérdida del controlmotor.
Parálisis respiratoria, dolor y fatiga. Para corrientesentre 18y 22 mA
aparecen contraccionesinvoluntarias de los músculos respiratorios,provocando
situacionesde asfixia si la comente no es interrumpida. Estas contracciones
fuertes e involuntariaspueden además,provocar doloresy causar fatiga si el
individuopermanece expuestoduranteun tiempo prolongado a la circulaciónde
la comenlc eléctrica.
Fibrilación ventricular. Comentes mayores a las citadas anteriormentepueden
provocar la pérdida de sincronismode las fibrasdel músculo cardíaco.Una vez
desincronizadala actividadvenhicular, el proceso no se detiene aunque
desaparezca la causa que le dio origen, haciendo que el corazón deje de
funcionar como bomba. Para restablecer la actividad normal, se requiere aplicar
un pulso que despolarice simultáneamentetodas las células del músculo
cardíaco. El equipo electromédicodiseñado para tal fin es el desfibrilador(ver
el Capitulo 5).Los niveles de corrienteque producen una fibrilación oscilan
entre 75y 400 mA.
Contracción del miocardio sostenida. Si la corrienteque circula es muy
elevada el músculo entero del corazón se contrae. En este momento el corazón
deja de latir, pero cuando la corriente cesa, éste vuelve a su ritmo normal. El
nivel de comente para lograr esta condición oscila enhe I y 6 A.
Daños físicosy quemaduras. Seobtiene con corrientessuperiores a 10A
(sobre todo en corrientes de cortaduración). La resistencia del cuerpo humano
causa quemaduras, principalmenteen los puntos de entrada debido a la
densidad de corrienteen el punto de contacto. De este modo, la alta tensión
provoca la desmicciónde los tejidos entre puntos de elevada resistenciade
contacto.
1 Parámetros que Modifican los
Efectos Fisiológicos
3 Los efectos fisiológicosdebidoa la electrocución,como se dijo anteriormente,
1 dependen del valor absoluto de la intensidad,duración,trayectoria de la corrientea
; havés del cuerpo y frecuencia(en el caso de tratarse deuna comente alterna).
!

12-Electromedícina -E~uioos
de Diaqnósticoy CuidadosIntensivos
El trayecto más peligroso es el que atraviesa el tórax (generalmentefatal) ya que
puede provocar la pérdida del ritmo cardíaco haciendo que entre en la condición
denominadalibrilación ventricular. Los experimentosrealizados con animalespara
determinar la intensidad de comente y el tiempo de duración del pulso para
alcanzarese estado, abarcan desde los 400 mA, durante 5 ms, hasta 75 mA,
durante 5 s.
Una corriente que apenashaga cosquillas en las manos de un individuoen
l
condicionesnormales, puede ser suficiente para provocar la muerte a un paciente
debilitado,cuando los electrodosse aplican bajo su piel (a causa de los bajos
1 valores de resistencia).
La frecuencia de las señalesbioeléctricasdel organismoson del orden de la
frecuenciade la red eléctrica. Debido a esto, los niveles de comente que pueden
producir la fibrilación son bajos. Si la frecuenciade la corrienteaplicada es mayor,
{
por lo general el riesgo eléctricodisminuye. Una corriente eléctrica de 200 mA a
50 Hz produce un efecto fisiológicomayor que una de 200 mA a 2 kHz. Una cierta
l
i
magnitud de comente continua provoca daños menores que la misma magnitud a
! una frecuencia de 50 Ó 60 Hz.
Mediante estudios estadisticos, el umbral de percepción de la comente eléctrica
para los hombres es de 1,l mA mientras que para las mujeres es de 0,7 mA.
Utilizando electrodosde ECG (Electrocardiografia),debidoal gel aplicado,que
disminuye la impedancia de contacto, el umbral de percepción se reduce a sólo
83 FA.
Si el tiempo de exposición a la comente eléctricaes mayor, los efectos fisiológicos
producidos también seránmayores.
Diversos estudios empleando animalesde diferentes tamaños, denotan que el
umbral de fibrilación (nivel de comente a partir del cual se activa dicho estado)
i aumenta conforme al peso del cuerpo.
1 El Peligro de la Electrocución
! La resistencia del cuerpo humano varia entre 1 kQ y 100kQ, y la mayor parte de
ésta se debe a la resistencia de contacto. Se suele aceptar un valor promedio de
5 kc;l como resistencia del cuerpohumano. Es la intensidadque circulapor el
cuerpo la que puede producir la muerte, siendo la condición más riesgosa para la
electrocución,cuando los puntos de contactoson entre la mano izquierday el pie
derecho.
Capítulo 1-Fundamentosde la Electromedicina -13
Existen infinidad de condicionesque generanpeligros de electrocucióncomo ser:
enchufes rotos, conductores pelados o con deficienciaen su aislamiento, falta de
circuito de tierra en la instalación, etc.
Otra causa, puede ser provocada por sistemas de conexión a tierra incompatibles.
Por ejemplo,si un equipo se encuentra conectado a tierra en un punto cuyo
potencial es casi cero, y otro equipo, conectado al mismo paciente, toma una
referencia de tierra de diferente potencial que la anterior, seva a producir una
circulación de comente entre ambos puntos de tierra y a través del paciente que,
dependiendode la magnitud, puede llegar a electrocutarlo(ver la Fig. 1.1). O sea,
si dos equipos se conectan a la tierra de dos tomacomentes conectados a diferente
potencial de tierra, puede haber una corriente denominada lazo de tierra que
circulea través del paciente. Esto a menudo se presenta en instalaciones que
fueron creciendo sin una debida planificación y no poseen una conexión de tierra
común para todos los tomacomentes.
Fig.1.1. Lazo detierra.S
i existeuna diferenciade polencial entre los puntos de tierra A y
8,circularauna corriente por el paciente.
Por lo tanto, laspérdidas de cualquiertipo entre dos equipos con los cuales el
paciente iuvieracontacto podrian producirle la muerte, especialmente cuando los
electrodosde aplicación del instrumento superan la resistencia natural de la piel,
por estar insertados en una vena o artena, o al reducirse deliberadamente la
resistenciapor mediode la humectación o la aplicación de ungiientos conductores.
La eliminacióndel lazo de tierra se puede lograrconectando todos los equipos a un
mismo potencial de tierra mediante un cable de sección adecuada (ver la Fig. 1.2).

14-Electromedicina-Eouioosde Diaonóstico v CuidadosIntensivos Capítulo 1- Fundamentosde la Electromedicina -15
Fig. 1.2.
Eliminación
del lazo de tierra
Sistema de Protección de Puesta a Tierra
Este sistemade protección se propone evitarque se produzca una tensión de valor
peligroso sobre las partes metálicas de los equipos o las instalaciones(ver la
Fig. 1.3).
Fig. 1.3. Accidente por fallade aislaciónen el conductorvivo dentrode un equiposin
protecci6n de tierra.
LOS aparatos eléctricosque poseen gabinetes metálicos, conectan eléctricamenteel
mism a la tierra mediante un terminal especifico de su ficha de alimentación (por
ejemplo, ficha monofásica con tierra). Si por un desperfecto interno del equipo
(problema de aislamiento, fugas, etc.), aparecesobre su coberturametálica una
diferencia de potencial, esto generará una comente de fuga a tierra que liará que
las protecciones de sobrecorrienteo diferenciales actúen, anticipándose al riesgo
eléctrico.
Es de suma importancia disponer en la instalación de una puesta a tierra adecuada,
con conductores normalizadosque permitan su identificación (color verde y
amadlo, y sección superior a los 2,5 mm2),y con tomacorrientesy fichas que
brinden la conexión al equipamientoutilizado(informaciónadicionalen
Reglamentación para la Ejecución de Instalaciones Eléctricas en Inmrrebles de
la AEA, Sección 771;Viviendas, oficinas y locales, y Sección 710; Locales para
uso médico).
Los equipos se deben conectar en forma individual al punto de tierra y no tomar la
tierra de otro dispositivovecino, dado que si uno de los equipos intermedios pierde
la referencia de t i e q entonces quedará una cierta cantidad de aparatos sin
protección.
Sistema de Protección Mediante
Interruptores Diferenciales
Los intemiptores diferencialesofrecenuna protección confiable cuando por
contacto directo involuntario de partes activas fluyeuna comente por el cuerpo
humano (ver la Fig. 1.4). Esta circulación se debe a que el individuo es quién
cieri-ael circuito eléctrico entre el punto bajo tensión (con un determinado
potencial) y tierra (de potencialcero).
La Fig. 1.S muestra los componentes fundamentalesque integran este dispositivo:
el núcleo magnéticotoroidal, el mecanismode disparo y el botón de pmeba.
; En condiciones normales la comente que pasa hacia la carga retorna por el
interruptor. El flujo resultanteen el núcleomagnético toroidal, entonces, es nulo y
, no se produce una activacióndel mecanismo de disparo.
i Al producirse una falla de aislamiento o fuga de corriente,ésta no retorna por el
i interruptor,creándoun flujo magnético en el núcleo que es utilizado por el
r mecanismode disparopara seccionar (desconectar)la carga.

16-Electromedicina -Equipos de Diagnósticoy CuidadosIntensivos
1
Conductor VE lomdo.
y eqaipo con isliclon
.
- --- -
Rrt
Fig. 1.4. Ejemplos de contactoindirectoinvoluntario.
Fig. 1.5. Esquema interno de un interruptordiferencial.
De este modo el interniptordiferencialrealiza la suma de las corrientes que
ingresan a la instalación y al valor resultante se le resta la suma de Las comentes
que retornan a través de él. Si no existen fugas a tierra, ambosvalores serán
iguales y el resultado de la resta será cero. En cambio,si parte de lacorriente que
ingresa a la instalación se deriva a tierra y no regresa a través del núcleo, la resta
de las comentes entrantesy salientes no será cero y provocará, en el caso de
superarun determinadovalor llamadoumbral de sensibilidad,el disparodel
interniptor (ver la Fig. 1.6).Cuandoactúa el mecanismo de disparo se realiza en
forma instantánea la apemira de los contactos principales.
Capítulo 1-Fundamentosde la Electromedicina -17
El umbral de sensibilidad fija, de este modo, la corrientede defecto a tierra
máxima que puede circular sin que actúeel mecanismo de disparo. Los niveles de
sensibilidad oscilan entre 10mA y 30 inA para protección de personas, y de
300 mA para protección contra incendiosprovocados por causas eléctricas debido
a fallas de aislamiento.
Fig. 1.6. Si IFes mayor al umbral de sensibilidad del interruptordiferencial.se producirá
un disparodel mismo.
Cuando se tocan partes activas, existen dos resistencias que determinan la
intensidad de la comentecirculante: la resistencia interna de la persona RMy la de
contacto Rs, (ver la Fig. 1.7).Para el análisisde un accidente se debe considerar el
caso más desfavorable, cuando la resistenciade contacto del lugar es próxima a
cero. Comose mencion6 anteriormentela resistencia del cuerpo humano depende
del recorrido de la corriente(por ejemplo,una trayectoria de mano a mano tiene
una resistencia aproximada de 1kQ).
La Fig. 1.8 muestra los rangos de intensidad de corriente de defecto según la
noma LEC 60 479. Allí se pueden apreciar 4 zonas que caracterizan diferentes
condicionesde riesgoy efectos fisioldgicosen función de la magnitud y el período
detiempo que circula comente por el cuerpo.

18-Electromedicina-Equipos de Diagnóstico y Cuidados Intensivos
Fig. 1.7.
El valor de la
corriente circulante
por el cuerpo (1,)
depende del valor
de la resistencia
interna de la persona
(R,) y la resistenciade
contactodel lugar (Rs).
lOmA 30mA
T
100W
[m51
Penodode
mmpo que 20W
CIICUIB
corriente 1000
5W
2W
1W
Y)
20
o
1 Pwio generalnorepsrctbeneieclos
1. -
lmAl
Comeoteortulame
@ Porl~DeneralM$6 producenefecto;fi~io~bgicosdafiinos
1 parel cuerno
l i
Fig. 1.8. Efectosiisiológicossegún la norma IEC 60 479. ~i
Capitulo 1-Fundamentos de la Electromedicina - 19
Los interruptores diferenciales poseen un botón de pmeba. Al pulsarlo, parte de la
corriente de entrada retornará a la red a través de una resistencia conectada en serie
a dicho botón (ver la Fig. 1.9.a).Como esta corriente no retorna a través del
núcleo, no podrá ser sensada y se comportará como una falla. Entonces, el valor de
la resta entre las corrientes entrantes y de retorno será mayor al umbral de
sensibilidad, y aparecerá un flujo magnético en el núcleo que accionará el
disparador abriendo los contactos principales del interruptor. La pmeba semestral
garantiza que el interruptor diferencial se encuentre en condiciones de operación
apropiadas, tanto eléctricas como mecánicas. En la Fig. 1.9.bse puede apreciar la
disposición física del botón de pmeba.
Fig. 1.9.a) Conexionadointernodel botón de pnieba. b) Interruptordiferencialbipoiar
marca ABB.
Cuando se utilice una protección diferencial, de todos modos, se debe conectar un
conductor de puesta a tierra a las partes de la instalación y a los aparatos a
proteger. De esta manera, sólo podrá circular comente por una persona, cuando
existan dos fallas simultáneas.
Sistema de Protección Mediante
Interruptores Termomagnéticos
Los interruptores termomagnéticos se iitilizniipor lo general para proteger contra
sobrecargas y cortocirciiitos, a los cables y conductores eléctricos de una
instalaciónevitando calentarnientos excesivos.
Estos interruptores disponen de un disparadortérmico (bimetal) con retardo,
dependiente de la sobrecarga en Función del tiempo, para sobreintensidades bajas;
y un disparador electromagnéticopara sobreintensidades mayores y de
cortocircuito. Para cada caso de aplicacibn se dispone de distintas características
de disparo como las mostradas en la Fig. 1.10.

20 -Electromedicina -Equipos de Diagnósticoy Cuidados Intensivos
I
U<"ipi"d.lr<irimm~ddrnrnrn &
Caracieristicade disparo A
U i h i ~ h * r r * e r i . * s n l * -
Caracteristica de disparo B
. .,. . .
Y1i**li<*ii*ni. b*mio& ,"Yhbl**li<arrr* rr.ii,G-
Caracteristlcade disparo C Caracteristicade disparo D
Fig. 1.10. Característicasde disparosegún las nomas EN 60 898,DIN VDE0641,parte 11
Capítulo 1- Fundamentosde la Electromedicina -21
La caracteristicade disparo A se aplica para protección limitada de
semiconductores,para protección de circuitos de medicio71con transformadoresy
para circuitos con conductoresde gran longitud y con requerimientos de
desconexión de 0,4 s. La B seutiliza para protección de conductores en circuitos
de tomacomentes. La curva C se usa para la protección general de conductores,
especialmenteventajosos en elevadascomentes de arranque (motores, lámparas,
etc.). La curva D posee un rango de disparoadaptadoa elementos que generan
fuertes impulsos de comente de conexión, tales como transformadores, válvulas
electromagnéticas,etc. El parámetrode selección de mayor importancia en un
interruptortermomagnético es la corrientenominal o de servicio.Un interruptor
que indica sobre el frente la sigla C25, significaque posee una caracteristica de
disparo tipo C y una corrientede serviciode 25 A.
Los interruptorestermomagnéticos, por lo general, pueden trabajar también con
comentes continuas con las mismas especificaciones dadas para comente altema,
debiéndoseverificar la tensión máxima de operación por vía de comente que
soporta el modelo utilizado. Un interruptortermomagnético se puede conectar
aguas amba o aguas abajo de un interruptordiferencial logrando la misma
protección.El cableadode entradaal interruptorsepuede hacer por los bomes
superioreso inferiores, indistintamente(preferentementepor los bomes superiores
para respetar la numeración y obtener una correcta aislaciónen sus conexiones).Si
se utiliza un interruptortermomagnético con más vías de comente que las
existentesen la instalación (por ejemplo,un interruptortrifásico en una instalación
monofásica), no deben quedar polos del interruptor libres de conexión, debiéndose
conectar en seriea otra vía de corrienteen uso.
Macroshock y Microshock
Existen básicamente dos tipos de electrocución;el macroshock y el microshock. El
macmshock está relacionadocon la circulaciónde comente sobre la superficie
corporal, donde sólo un pequeño porcentaje de la energía total atraviesa el músculo
cardíaco(ver la Fig 1.11.a).El microshock se refiere a aquellos casos en los cuales
el paciente tiene un catéter conectado al corazón, donde una pequeña comente que
allí se genere puede ocasionar grandesdaños e incluso la muerte (ver la
Fig. 1.1 1.b). Diversos experimentosdemuestran que el rango de comentes que
producen fibrilaciónen casos de microshock es de RO a 600 FA. El límitede
seguridad aceptado por norma para prevenir microshocks es de 10FA. Por lo
tanto, no se puede proteger de un microshock a un paciente mediante el uso de
interruptores difcrenciales,con umbralesde sensibilidad de 10ó 30 mA. La única
forma de hacerlo es conectandoel equipamientoelectromédico a una red del tipo
IT, utilizandotransformadoresde aislación (esto será desarrollado más adelante en
SuminiFlro deEnerpíen Salas del Grupo 2).

22 -Electromedicina -Equipos de Diagnóstico y Cuidados Intensivos Capitulo 1-Fundamentos de la Electromedicha -23
Macroshock
17
Microshock
0
Catéter
- CA
i
- a) - - b) i
-
Fig. 1.11. Distribuciónde la corriente por el cuerpo segun los puntos de entrada.
La protección contra el shock eléctrico que brindan los equipos alimentados
externamente (desde la red eléctrica y no por baterías) se puede clasificar en
Clase I o Clase 11,según las siguientes consideraciones:
Clase 1. Poseen una aislación básica y una protección suplementaria de tierra.
La aislación básica consiste en una aislación entre las partes vivas y las
conductoras expuestas, como ser la envoltura metálica.
La protección suplementaria de tierra se logra utilizando una ficha de
alimentación con tres terminales. Luego, el cable de tierra se conecta a las
partes accesibles de metal del equipo. Esta protección entra enjuego cuando
una falla vuelve viva una parte conductora extema. La corriente de falla desde
el vivo a tierra causa el disparo de algún dispositivo de protección de la
instalación. Los equipos de Clase 1no necesariamente poseen chasis metálico.
Clase 1
1
. Son equipos de doble aislación de seguridad. Poseen una protección
básica dada por una primera capa de aislación y una protección suplementaria
dada por una segunda capa. Algunos equipos que pertenecen a este grupo
disponen de una aislación reforzada, compuesta por una capa simple de
aislación que provee el mismo grado de protección que una aislación doble.
Por lo general, estos equipos tienen un cable de alimentación con fichade dos
patas. Sin embargo, algunos equipos Clase II poseen para su conexión de
alimentación una ficha de tres contactos.
Para los equipos de aplicación biomédica se especifica además un grado de
protección contra shock eléctrico, denominado tipo B, BF ó CF (ver la
Tabla l. 1), de acuerdo a la norma IEC 60513(aspectos fundamentales de
seguridad para equipamientos electromédicos).
Tabla 1.1. Grado de protección contra shock eléctrico en equiposelectromédicossegún
norma IEC 60513.
contra shock clLIctricocomidcrniidolas corricntcs di. f t q a
pero col1pancs aplicables
Código IP para la Clasificación de la
Protección de la Carcasa
Las envolventes de los aparatos brindan un grado de protección para el equipo
contra la penetración de cuerpos sólidosexternos y de agua con efecto pejudicial.
También, brindan protección a las personas contra el contacto de partes peligrosas.
Esta protección viene indicada por las cifras IPxx (por ejemplo: IP20, IP56, etc.),
donde la primera cifra indica el grado de protección contra el ingreso de sólidos y
contra el contacto de partes peligrosas para las personas. La segunda cifra indica el
grado de protección contra la penetración de agua (ver ejemplo en la Tabla 1.2).
Tabla 1.2. En un equipo iP45 no pueden penetrarcuerpos sólidos mayores a 1 mm de
diámetro,no es posible tener contactocon partes peligrosas utilizando un alambre, y está
protegidocontra chorros de agua (noa presión).
1
O: Sin pmlecd6n
1: .
= 50mm de dl&matro
2: r= tZ.5mrndcdibmilm
3: ,
= 25mm de d1Amclro
4: n 1n m ds dibma~ro
5: Pmlecclbn contra cl palm
6: Erlanc~al
polvo
O Sin pmbcclbn O: Sinpmtecabn
1' DaM* la mano 1:GBm venlcale9
2: Oedo 2:Golmm0ha3ta15grwede
3 Henamranls indinacidn
4 : Alnmb" 3 :Agua pulvaiizada
5 :Alrmh.e 4: Sili~icadurards aoua
6 Alsnihie 5:Cholros daagua
6:Chorros de agua a preriiin
7: lnmrsidn parapra

24 -Electromedicina -Equipos de Diagnóstico y Cuidados Intensivos
Clasificación de las Salas para
Uso Médico
Con relación a las medidas necesariaspara la protección contra los riesgos
eléctricos en caso de fallas, las salas para uso médico se clasifican en gmpos de
aplicación0; 1ó 2.
Salas del grupo de aplicación 0. Éstas son salas donde se asegura que:
o No se emplean aparatos electromédicos,o
o Los pacientes no entran en contacto con equipos electromédicos,o
se utilizan equipos electromédicosque están permitidos para su
aplicaciónal paciente, hasta incluso fuera de las salas, o
o Se operan equipos electromédicosque se alimentan exclusivamente
por baterias.
Salas del grupo de aplicación 1. Éstas son salas donde se utilizan equipos
electromédicos conectados a la red, con los cuales los pacientes entran en
contacto durante el examen o el tratamiento.Ante una primera falla eléctrica a
masa o a tierra en la instalación, se permite la desconexión automática del
suministro de energía (mediante protecciones),o un corte de la red general,
sin que por ello se ponga en peligro a los pacientes. Los exámenes o los
tratamientos se pueden intemmpir y repetir.
Salas del gmpo de aplicación 2. Éstas son salas donde también se utilizan
equipos electromédicosconectados a la red, pero que sirvenpara
intervenciones quirúrgicaso para mediciones en el organismo de interésvital.
Estos equipos deben poder seguir operando ante una primera falla eléctrica a
masa o a tierra, y10 ante un corte en el suministrode la red pública, ya que los
exámenes o los tratamientosno se pueden interrumpir y repetir, sin que
impliquen un daño para los pacientes en cuidado crítico.
La asignación de los diferentes tipos de salas a los Grupos de Aplicación se
determina según la utilización médica prevista y el equipamientomédico a
emplear. Es por ello qiie ciertos tipos de salas pueden estarvinculadas a más
de iin grupo de aplicación.En la Tabla 1.3 se brindan algunos ejemplos.
Capítulo 1- Fundamentos de la Electromedicina -25
Tabla 1.3. Ejemplosde asignaciónde distintos tipos de salas a los Grupos de Aplicación.
.
1De csterilizrtci6iipara cinicias i No se iitiiiza 1
De lavado
Para terapia física
Para hidroterapia
De masajes
Consultorios de medicina humana y
dental
Para diagnóstico radiológico y
tratamiento
Para diálisis
De parto
equipamien
empleados a través de
abemiras na-rales del
cuerpo, o con
intervenciones quirúrgicas
menores (cirugía menor)
I 1~mbulatorios
quirúrgicos I I
De cirugías
Para yesos quirúrgico
Dc examen intetisivo
y tratamit
parlo
< A,. ,.,,,T.v<,
de todo tipo (cirugía
rnayor), introducción de
catéteres en el cora7on
De cuidadosiiitensivc (cateterismo cardíaco),
De endoscc-'- introd~icción
quirúrgicadc
Para diapii ilogico y P;
trataniiento el
Para cateteiLa,.,~
~ ~ ~ ~ i a c o
para ~naiitenimiento
de las
nciones vi
iidades (re
Para diálisi:. ..-
-
.
.
.
,
.
,
,
.
,
,
.
,
. .,.
.
,
,
,
,
11 iabierto
iiitctveiicion
.
arcapasos,
. jn
Suministro de Energía en Salas del Grupo 2
tales con
spiradorcs,
etc.).
, Expresaremos a continiiaci011
los rcqiiisitos particiilnres para Ins iiistalaciones
: eléctricas en salas de cirugía (qiiirólanos) y salas dc ciiidndoscríticos, así como las
condicionesnecesariaspara la instalaeidn del cquipamicnto electromédico allí
: empleado. Con el fin de lograr iiti ahnstecimientn scLwroa los equipos utilizados
:
en intervenciones qiiinirgicas y metliclas vitales, sc rcquiere impleinentar una red
IT de uso mEdicomediantc un transformadorde aislación (ver la Fig. 1.12).

26 -Electromedicina -Equipos de Diagnóstico y Cuidadoslnfensivos
F1 i
L
P T ~. 4 € E l I
1
Fig. 1.12. Distribucióninterna en las salas del grupo 2.
Se deberán tener las siguientes consideraciones adicionales:
Puesta a Tierra de Protección. Las instalacioneseléctricas en quirófanos y
salas de cuidados intensivos deberán disponer de un suministro trifásico con
neutro (
N
)y conductor de protección (CP). Tanto el neutro como el conductor
de protección deberán ser conductores de cobre con aislamiento a lo largo de
toda la instalación. La impedancia entre el punto común de puesta a tierra de
cada sala de intervencióny los contactosde tierra de las bases de toma de
comente, no deberá exceder de 0,2 R.
Conexión de Equipotencialidad. Todas las partes metálicas accesibleshan de
estar unidas a un punto de equipotencialidad (ver EE en la Fig.l.l2), mediante
conductores de cobre aislados e independientes. Se deberá emplear la
identificación verde-amarillopara los conductoresde equipotencialidad y para
los de protección. La impedancia entre las partes mencionadas y el punto de
equipotencialidad no dcherá cxcedcr de 0,l R. El punto de equipotencialidad
(EE) estará unido al de puesta a tierra de protección (vcr PT en la Fig. 1.12) 1
por un conductor aislado color vcrdc-amarillode sección no inferior a 16mm
de cobre. La diferencia dc potencial entre las partes metálicas accesibles y el
punto de equipotencialidad(1;E) no deherá excederde 10mV eficaces en
condiciones normales.
Suministro a Través de un Transformador de Aislacián. En las salas del
grupo 2, es obligatorioel empleo de transformadoresde aislaciónpara lograr la
Capitulo 1-Fundamentos de la Electromedicina-27
separación de los circuitos (red IT), como mínimo uno por cada quirófanoo
sala de intervención. Esde suma importancia incrementar la fiabilidad de la
alimentación eléctrica a aquellos equipos en los que una intempción del
suministro puede poner en peligro, directa o indirectamente,al paciente o al
personal implicado. Los transformadores de aislación permiten limitar las
corrientes de fuga a tierra que se pudieran producir debido a que ninguno de
los bomes de salida están referidosa la tierra o potencial cero de la entrada,
aumentando así la disponibilidad del sistema.
En forma conjunta con dicho transformadorse utiliza un dispositivo de
vigilancia del nivel de aislamiento del mismo, el cual indica una alarma si los
niveles de aislamiento están por debajo de los niveles permitidos.
Por otra parte se debe efectuar una adecuada protección contra
sobreintensidadesdel propio transformador y de los circuitos por él
alimentados. Para ello se utiliza un transformadorde intensidad que sensa la
comente a la salida del transformador de aislamiento sin estar intercaladoen la
red de alimentación (tipo pinza amperométrica) y reporta dicha medición a un
dispositivo de monitoreode sobrecarga. Este dispositivo indica en un cuadro
de mando si existe una excesiva corriente a la salida del transformador de
aislamiento. Por otra parte, también es el encargado de monitorear la
temperatura del transformador para evitar sobrecalentamientos. El valor de
medición de la temperatura llega a éste mediante un PTC integrado en el
núcleo del transformadorde aislamiento. Es de suma importancia la
coordinación de las protecciones contra sobreintensidades de todos los
circuitos y equiposalimentados a través de un transformador de aislamiento,
con objeto de evitar que una falta en uno de los circuitos pueda dejar fuera de
servicio la totalidadde los sistemas alimentadosa través del iransformador.
Se dispondrá de un cuadro de mando por quirófano o sala de inteivención,
situado fuera del mismo, fácilmenteaccesible y en sus inmediaciones. Éste
deberá incluir la protección contra sobreintensidades,temperatura y el
dispositivo de vigilancia del nivel de aislamiento. Es muy importante que todos
los mandos sean de ficil acceso y queden perfectamente identificados. El
cuadro de alarma del dispositivo de vigilancia del nivel de aislamiento deberá
estaren el interiorde la sala y ser fácilmente visible y accesible, con
posibilidad de sustitución fácil de sus elementos.
En el caso deocurrir un problema de fuga a tierra (aislamiento) o de
sobreintensidad, los dispositivos de vigilancia no interrumpen el suministro de
alimentación sino que infonnana través del panel de alarmas la anomalía para
que el médico responsabledecida si continúa o no, actuando sobre el panel del
mando. Los dispositivos alimentados a través de un transformador de
aislamiento no se deben proteger con intemptores diferenciales en el primario
ni en el secundario del transformador. Se deberá instalar una protecci6n contra

28-Electromedicina-Equiposde Diagnóstico y Cuidados Intensivos
cortocircuitoen el primario (protecciónmagnética solamente) para proteger la
instalación en el caso que una falla de este tipo se produzca.
Capitulo 1 -Fundamentos de la Electromedicina-29
alimeritaciónes realizada por el suministronormal, como por el complementario
(ver la Fig. 1.13).
Alimentación de Otros Aparatos y Equipos Electromédicos. En las salas del
gmpo 2 se requiere un suministro a través de una alimentación independientea
la de la red IT, para otros aparatos y equipos electromédicos, por ejemplo para
la iluminacióngeneral y otros tomacorrientes(utilizados para alimentar
equipos de limpieza, computadoras,etc.). Para estos equipos no es
indispensable,y a veces hasta inconveniente,prever una red 1T.
Los tomacorrientesen las salas del grupo de aplicación 2 alimentadosdesde
una red distinta de la red l
T
,deberántener un cartel de advertencia,para evitar
que se conecten equipos biomédicosen contacto con el paciente. Se sugiere
que estén instalados a una distanciamínima de 2,5 m de la posición de la
camilla del paciente.
Para esta alimentación se emplearándispositivos de protección diferencial de
10 ó 30 mA de sensibilidad, que brindarán la protección individual a aquellos
equipos que no estén alimentadosa través de un transformador de aislamiento,
aunque el empleo de los mismos no eximede la necesidad de puesta a tierra y
equipotencialidad. Por ejemplo, cuando la instalación de alumbradogeneral se
sitúe a una altura del suelo inferior a 2,5 metros, o cuando sus interruptores
presenten partes metálicas accesibles, deberá ser protegida contra los contactos
indirectosmediante un dispositivo diferencial.Se dispondrán las
correspondientesproteccionescontra sobreintensidades y cortocircuitos(por
ejemplo, llaves temomagnéticas).
Disponibilidaddel Suministro Eléctrico
La seguridad en el suministro de energía eléctrica es un hospital es particularmente
importante.Por eso se recomienda, incluso en pequeños hospitales, alimentarse a
través de distintos transformadores,a fin de que el hospital siga abasteciéndosede
la red pública, incluso en el caso que se averíeuno de ellos. Por otra parte, es
recomendabledisponer de un suministro complementariode reserva, por ejemplo
un generador,que brinde energía eléctricaante un corte general de la red pública.
Además del suministro complementariode reserva requerido en las instalaciones
electromédicas,es obligatorio para las salas del grupo 2 disponer deun suministro
especial complementario, por ejemplo con baterías, para hacer frente a las
necesidades de la lámpara de quirófano y equipos de asistencia vital, debiendo
entrar en servicio automáticamenteen menos de 0,5 segundos (corte breve) y con
una autonomia no inferior a 2 horas. Cabe aclarar que la lámpara dequirófano
deberá estar siempre alimentada a través de un transformadorde aislamiento.Todo
el sistemade protección deberá funcionarcon idéntica fiabilidad, tanto si la
Sdks&pnip02
Fig. 1.13. Diagrama unifilarde distribuciónde una institución de salud.
En el caso de una pemirbación de la red general, la UPS (ver la Fig. 1.14)deberá
alimentarpor un tiempo determinado los equipos médico-técnicos y servicios
imprescindiblesdel hospital hasta que el generadorentre en servicio.
1
Reddaalimemibn anernatyd
S
Emrads) de CA
Red de slrmenlaci6n
normal
Carga
I
Fig. 1.14. Esquema en bloques de una UPS (fuentede alimentaaón ininternimpida)
En los tableros dedistribución que contienen el transformadorde aislación para la
red IT (tablerospropios o separados de otros gabinetesde distribución comunes),

30-Electromedicina -Equipos de Diagnóstico y Cuidados Intensivos
se deberán disponer de dos circuitos de alimentación independientes,uno
preferencial y otro secundario. Ante una falla en uno de ellos, el surninistr@.de
energía debe ser conmutado en forma automática.
Se deberá ejecutar la instalaciónde los dos alimentadores lo más separadamente
posible, o al menos en 2 canalizacionesde cables i~idependientes
para evitar que
una única falla eléctrica, mecánica o fuego inutilice ambas alimentacionesal
mismo tiempo.
Compatibilidad Electromagnética (CEM)
Las normas internacionalesdefinen a la Compatibilidad Electromagnética(CEM)
como: la aptitud de un dispositivo, aparato o sistema para funcinnar en sil
entorno electromagnético en forma satisfactoria y sin producir
perturbaciones electromagnéticas intolerables para cualquier otro dispositivo
situado en el mismo entorno. Según la intensidad de la perturbaciónpodemos
clasificarla en diferentes niveles:
Nivel de susceptibilidad: es el nivel de perturbación a partir del cual un
'1 dispositivo o un sistema empieza a funcionar mal.
Nivel de inmunidad: es el nivel normalizado de pemirbaciones que puede
soportarun dispositivo o un sistema.
!
! Nivel de compatibilidad electromagnética: es el nivel máximo especificado
de perturbacionesque cabe esperar es un entorno dado.
Limite de emisión: es el nivel normalizado de emisión que un dispositivo
!~ no debe superar.
Esto significa que el nivel de inmunidad de cada aparato debe ser tal que su
i
entorno no lo perturbe, y su nivel de emisión debe ser lo suficientementebajo como
para no perturbar los aparatos situados en su entorno electromagnético.La
Fig. 1.15 representa los niveles antes mencionados.
ocnurbacldn
I I
Fig. 1.15.
Niveles de
perturbación.
Nlwl de
susceptibilidad
Nivel de
inmunidad
Nivelda
oompatlbiiidad
electromagn&tiia
Limm de emisión
i
Capitulo 1 -Fundamentos de la Electromedicina - 31
Transmisión de las Perturbaciones
Electromagnéticas
Acoplamientos
Constituyen el mecanismo medianteel cual las perturbacioneselectromagnéticas
afectan a los distintos dispositivos, ellospueden ser:
Acoplamientos por conducción. Éstos sc efectúan mediante las lineas de
alimentación internas, las lineas de transmisiónde datos, las líneas de control,
los conductores de masa y tierra, las capacidades parásitas, etc. En una
conexión bifilar la señal útil se puede desplazar de dos formas, en modo
diferencial o en modo común. El modo diferencial permite mayor inmunidad a
la interferenciagracias a los circuitos de entrada diferencial que anulan la
componentede mido que se induce de forma similar en ambos cables. Si la
informaciónse propaga en modo común, resulta más dificil discriminarel
mido de la señal útil.
Acoplamientos por radiación. Seefechían a través del medio ambiente(aire).
Una corrienteque circula por un conductor eléctrico genera un campo
magnético que es irradiadoa su alrededor. Cuando un conductor eléctrico
forma un bucle, el cual está inmersoen un campo magnético variable, aparece
una tensión inducida entre sus bornes.
Desacoplamientos
El transformador normal permite cambiar el régimen de neutro en cualquier punto
de la instalación. El mismo garantizaun buen aislamiento galvánico, pero sólo en
baja frecuencia (resistencia entre primario y secundario mayor a 10 MC2 a 50 Hz).
Para obtener un aislamientogalvánico adecuado en alta frecuencia, será necesario
utilizar un transformadorde pantalla doble, el cual bloquea y conduce las
corrientesde modo común hacia las masas (resistencia entre primario y secundario
alrededor de 80R a 2 kHz).
Los fabricantesde equipamientoelectromédico especifican el nivel de emisión e
inmunidad. Sinembargo no existe una normativaqueespecifique sobrelos niveles
de CEM que pueden producir riesgos para el paciente.
Los efectos presentados en los equipos a causa de interferencias electromagnéticas
suelen ser: mido en la forma de ondade señales fisiológicas(ECG, EMG, EEG,
etc.),cambio modo de operación (en marcapasos, respiradores, etc.),
funcionamientoerróneo de sensores, activación de alarmas, mal funcionamiento de
equiposde diagnósticopor imágenes, etc. En particular, los equipos de resonancia
magnética requieren la generaciónde campos magnéticos estables y son, debido a

32 -Electromedicina -Equipos de Diagnósticoy CuidadosIntensivos
esto, susceptiblesa la interferencia de campos externos, Por lo tanto, en una sala
que alberga un equipode estas característicasdebe existir un blindaje Capítulo 2
electromagnéticoque impida que las ondas de radiofrecuencia entren a la sala, y
OIIP. además las ondas oroducidas Dar el eauioo salgan al exterior. Esto se logra
7-. ~~ - ~~~
. . -
instalando un blindaje metálico conectado a tierra sobre las paredes, techo y piso,
llamadojaula de Faraday. El efecto jaula de Faraday provoca que el campo
electromagnéticoen el interior de un conductor en equilibrio sea nulo y, por lo
Electrocardiografía
-
tanto, que se anulen los efectos de los campos
Introducción
La función principaldel corazón es la de comportarsecomo una bomba destinada
a mantener la sangre en movimiento.Para lograrlo, el corazón recurre a un
estímulo eléctrico botencial de acción) espontáneo que se origina en el nódulo
sinusal, y es transmitido muy rápidamente, a través del sistema especifico de
conducción, a la masa muscular miocárdica, generando asi la contracción
coordinada del músculo cardíaco. Las células miocárdicas son eléctricamente
excitables debido a que tienen la capacidad de dejar fluir iones a través de su
membrana. El flujo de iones se iraduce en una comente transmembrana y en una
diferencia de potencial entre el interior y exteriorcelular. Esta actividad eléctrica
se registra medianteelectrodoscolocados sobre la superficie del cuerpo, de los
cuales se obtiene la denominada señal electrocardiográfica,que es la variación
temporal del potencial eléctrico en un punto, resultado de la integración de los
potenciales de acción de un conjunto de células del músculo cardiaco.
Un electrocardiógrafoes el aparato electromédico encargado de procesar y
representar la señal electrocardiográficacaptada por los electrodos. Su
representaciónen función del tiempo da como resultado distintas inflexiones,que
se correspondencon el paso del estímulo eléctrico.
i La electrocardiografíacomienza con Burdon-Sandersony Page, y alcanza su
verdadera aplicaciónclínica con Einthoven en el año 1903. Desde entonces el
, registro electrocardiográficode superficie ha sido ampliamente utilizado como una
herramienta para el análisis y el diagnóstico no invasivo, de la actividad eléctrica
del corazón.

34 -Electromedicina - Equipos de Diagnóstico y Cuidados Intensivos
Conceptos Prelbminares
Fisiología y Circulación Cardiovascular
Desde el punto de vista funcional se puede considerar que el corazón consta de dos
mitades, una derecha y otra izquierda.
La parte derecha, conocida como corazón derecho, está formada por la auricula y
ventrículo derechos, separados por la válvula tricúspide. La auricula derecha se
llena a través de la vena cava superior, que retorna la sangre de las extremidades
superiores, y de la vena cava inferior, que retorna la sangre de los órganos del
cuerpo y de las extremidades inferiores. Además de estas dos venas principales,
también recibe la sangre que circula a través del anillo coronario. La sangre de la
auricula derecha pasa al ventriculo derecho al abrirse la válvula tricúspide. Desde
el ventriculo derecho la sangre es impulsada a los pulmones por las arterias
pulmonares. En los alvéolos pulmonares la sangre se oxigena y se convierte en
sangre arterial, que retorna a la auricula izquierda del corazón mediante la vena
pulmonar. Esta circulación a través de los pulmones se denomina circulación
pulmonar. En la circulación pulmonar, la diferencia de presión entre venas y
arterias es pequeña, ytambién lo es la resistencia equivalente. Debido a esto el
corazón derecho se puede considerar como una bomba de volumen.
La mitad izquierda, conocida como corazón izquierdo, está constituida por la
auricula y ventriculo izquierdos, y separados por la válvula mitral. La sangre que
proviene de los pulmones entra a la auricula izquierda por la vena pulmonar y pasa
al ventrículo derecho al abrirse la válvula mitral. El ventriculo izquierdo
suministra sangre arterial oxigenada al resto del cuerpo través de la arteria aorta, y
constituye la denominada circulación mayor. La circ~ilación
mayor es un circuito
con una resistencia grande y una elevada diferencia de presión entre las arterias y
las venas. Por este motivo, podemos considerar a la bomba constituida por el
corazón izquierdo como una bomba de presión. Además de ser de mayor tamaño,
el corazón izquierdo es de constitución muscular más robusta que el derecho ya
que debe manejar presiones superiores siificientes para que la sangre circule por
todas las partes del cuerpo. En la Fig. 2.1 se muestra un modelo simplificado de la
circulación cardiovascular mediante iin diagrama de tuberías.
Si bien el modelo citado es adecuado para una explicación básica del sistema
circulatorio, esta simplificación excesiva podría conducir a errores si se emplea en
otro tipo de análisis más profundo. Los músculos qiie efectúan la acción de
bombeo, y que circundan la cavidad del corarón, reciben su propia irrigación
sanguínea a través de las arterias coronarias. que rodean al corazón formando una
especie de corona. El sistema de arterias coronarias es una rama particular de la
circulación mayor.
Capitulo 2 -Electrocardiografia - 35
I I I
Fig. 2.1.
Modelo
simplificado
de la circulación
cardiovascular.
Potencial de Acción
Todas las células vivas poseen un potencial eléctrico entre su interior y el medio
liquido que las rodea, denominado potencial de reposo transmembrana. El interior
'
celular es negativo respecto del exterior. El rango de los potenciales de reposo que
; podemos encontraren la naturaleza va de 40 a 120 mV.
Cuando las células son estimuladas adecuadamente, éstas responden produciendo
un intercambio iónico entre el interior celular y el liquido intersticial exterior, que
: modifica el potencial de reposo. La magnitud de este cambio reversible dependerá
: de las propiedades eléctricas particulares del tipo de célula.
La$ células pueden cla~ificarse
como muv cucitahlci o poco excitahlrs. Las poco
escitablrs (:Clul;is plandularrs. r'piteliilcs, ecc.I son las que para producir iin
efecto relevante necesitan estimulos fuertes o bien iterativos. En cambio, las muy
1 excitablcs, tales como las musculares y nerviosas, son aquéllas que responden
produciendo un gran efecto ante estimulos leves y únicos. Además, esta clase de

células son las que generan mayores cambios en sus potenciales eléctricos de
transmembrana como respuesta a los estímulos, canlbios que se denominan
potenciales de acción.
La Fig. 2.2 muestra la distribución iónica de una célula cardíaca en reposo. Esto
significa que existe un equilibrio entre las cargas eléctricas positivas, fuera de la
célula, y las negativas intracelulares. La membrana celular es pemeable, aunque
1;
1;
con distintos valores de conductibilidad, al K', ~ a " , CI-,y ~ a " ,y en cambio es
;/ impermeable a todos los aniones grandes. La presencia en el interior de la célula
11
I
de una gran cantidad de aniones que no pueden atravesar la membrana y son
negativos, predominan ante la positividad del K-, que es el ión intracelular más
importante Estos aniones no difusibles tienen un papel importante en el
mantenimiento del potencial transmembrana. Por otra parte el Na' es el ion que
predomina en el medio extracelular.
1 l
Na+ Ca" K* CI' 'cuanlo mapr er el
lamano de la letra.
+ + + + + + + + mar predominante es
y ese llpo de idn
(Idenorcelular)
Fig. 2.2.
Distribución
iónica de una
celula cardíaca
en reposo.
(Extenor celular)
Desde el punto de vista empírico, se puede considerar al CI',K+y ~ a + ,
como los
únicos iones formadores del potencial de reposo y generadores del potencial de
acción. El CI-,es el único anión capaz de atravesar la membrana celular, pese a
que el valor de permeabilidad de la membrana al C i es bajo. Es por ello que el C1-
tiene un papel secundario en la generación de los potenciales celulares. El Cl-
difunde pasivamente, según la tendencia a lograr iguales concentraciones en el
interior y el exterior celiilar, y s e g h las cargas eléctricas en ambos lados de la
membrana.
Se recuerda que, una célula o una cstnictura cardíaca está en reposo cuando existe
un equilibrio entre las cargas elbctricas positivas de la superficie externa y las
cargas eléctricas negativas del interior celular (polarización). Mediante la
aplicación de un estimulo externo sc pueden altcrar las concentraciones de cargas
eléctricas de un lado y del otro de la meml>ranacelular, haciendo que el potencial
de reposo, de aproximadamente -90 mV, se haga cada vez más positivo
! (despolarización), hasta que se supera el potencial umbral de aproximadamente
Capitulo 2 -Electrocardiografia-37
-60 mV, momento en el cual se desencadenan una serie de cambios en la
conductancia de la membrana cehlar que originan el potencial de acción. La
despolarización celular significa entonces la pérdida del equilibrio inicial, y ocurre
cuando es excitada. En este caso, se hace negativo el exterior celular y positivo el
interior alcanzando un potencial transmembrana de +20 mV (ver la Fig. 2.3). El
proceso de repolarización celular corresponde a la recuperación del equilibrio
perdido y finaliza cuando se alcanza la polarización. La Fig. 2.3 muestra el
potencial transmembrana de una célula cardíaca en reposo y excitada.
+ + + + A , + + + + + + + + + +
Celula en
+
- reposo
+
+ Na'
Vsnrmcmbranl
Membnnacelular -
excitada
-----
Pomnclal
mnrmrmbnna
Fig 2.3. Potencialtransmernbrana de una célula cardiacaen reposo y excitada.
De acuerdo a lo expresado, los potenciales de acción constan de dos fases
principales: despolarización y rcpolarización. Los potenciales de acción se
propagan mejor cuando las células son muy excitahlcs. La representación
esquemática del potencial dc acción de un miisculn cardíaco, mostrado en Fig. 2.4,
ilustra las diversas fnscs quc lo componen y las corrientes asociadas con cada una
de ellas.

Cauitulo 2 -Electrocardioarafia -39
38-Electromedicina - Equipos de Diagnostico y Cuidados Intensivos
1 Eventos Bioeléctricoc
.*wl.riz.Eia
Ca"
,@ida !","al
CiNIi
120 mV -
.
!
L & K . Repolarharibn
tadk delda
.t -', +
1 MI*. '

j
.
1
1 ',
En la práctica clínica, los métodos de registro de la actividad eléctrica del
organismo, captan las variaciones de potencial que se producen como
consecuencia de los potenciales de acción de células nerviosas y musculares
agmpadas en tejidos, siendo esto una herramienta de gran valor diagnóstico. La
Fig. 2.5 muestra los rangos de frecuencia y de diferencia de potencial de algunas
señales bioeléctricas comunes.
Fig. 2.4.
Potencialde
acción de una
estructura
cardíaca. Fases
Ciclo Cardíaco
El ciclo cardíaco consiste en la alternancia sucesiva de contracción (sistole) y
relajación (diástole) de las paredes musculares de las aunculas y los ventrículos.
Se puede dividir en tres periodos:
a. Diástole. Es la fase del ciclo en la cual el músculo cardiaco se relaja. La
sangre fluyedesde las venas hacia las dos auriculas y las dilata llenándolas de
sangre.
: c*1ua
!;,
23 que lo componen
l
! R-o
b. Sístole Auricular. Ambas auriculas se contraen casi en forma simultánea. La
masa de sangre en las venas evita el reflujo y fiierza la circulación a través de
las válvulas niitral y tricílspide, que se abren con la corriente de sangre.
La sangre penetra entonces en los ventriculos que se encontraban en un estado
de relajación.
c. Sistole Ventricular. Sigue de inmediato a la sistole aiiricular. Se contraen los
ventriculos mediante el acortamiento de las fibras musculares y la sangre de
esa cavidad sale casi por completo por las arterias pulmonares y aorta. La
contracción ventricular es más lenta, pero más enérgica. La sangre no puede
volver a las auriculas debido a que se cerraron las válvulas mitra1 y tricúspide.
El paso de la sangre de ambos ventriculos a las respectivas arterias está
regulado por las válvulas sigmoideas (semilunar y aórtica), que evitan el
reflujo de la sangre.
Diferencia
de pohnciai EOG : Elecbmcdograma.Erludioque penile evaluarelmovimienlada losmúsculosde losajos
EEG:Electmencetalograma.Estudio quc pemile diagn6rlicarlaaclividadefdrlncsremlval
ECG: Electrocardiograma
100
'" F EMG: Electromiagrama.Eslud~o
que ~ g i i l m
la aclividedel6clncamuscular
Fig. 2.5. Rangosde tensi6n y frecuencia de diversasseñales bioel6ctricas.
El ciclo cardiaco se repite entre 70 y 80 veces por minuto, y tiene una duración de
alrededor de 0.8 s. La sistole auricular dura aproximadamente 0,l s y la ventricular
0,3 s. Luego el corazón permanece rela.jado, durante la fase diastólica, un tiempo
cercano a los 0,4 S, casi la mitad dc cada ciclo cardiaco. Las células cardíacas
contráctiles se despolarizan durante la dihstole y estín polari7adas en la sistole.
En cada ciclo cardíaco el corazón emite sonidos. Dos de ellos son más
pronunciados que cl resto y continúan despiiés de una breve pausa. El primer
sonido es prolongado y coincidecon el cierre de las válvulas tricúspide y mitral.
El segundo tono es más corto y agudo y se debe al cierre brusco de las válvulas
sigmoideas, principalmente al de la válvula aórtica (ver la Fig. 2.6).

40-Electromedicina -Equipos de Diagnóstico y CuidadosIntensivos Capítulo 2 - Electrocardiografia-41
Reaibn sanguinea
rmm Hol
!
Fig. 2.7. Propagación del estimulooriginadoen el nódulo sinusal.
i
. Automatismo
Las contracciones del músculo cardíaco se originan partir de estímulos eléctricos
generados por algunas células que tienen la propiedad de despolarizarse
espontáneamente. Las células con mayor automatismo son las del nodo sinusal,
porque son las que tienen la capacidad de originar más descargas por unidad de
tiempo. Como veremos más adelante, estos estímulos se propagan en la estructura
cardíaca y provocan la contracción auricular y ventricular en forma coordinada.
Existe un automatismo secundario en la unión aurículo-ventricular cuya frecuencia
es menor y si bien en condiciones normales se ve enmascarado por los estímulos
del nodo sinusal, en caso de una deficiencia de éste, puede actuar como
t mecanismo de respaldo.
La Fig. 2.7 muestra cómo el estímulo originado en el nodo sinusal se propaga
hacia la unión aurículo-ventricular y el haz de Purkinje venhicuiar, donde también
existe cierto automatismo, aunque de grado menor a los anteriores.
Potencial
de accion Nodo sinusa1
bt
1
;,
Potencial Unibnauticdo -
de accidn "entriC"I.lr
t
Potencial
de accibn
Haz de Purkinje
ventiicu1ar
Cierre delas válwla
I
tncúspidey mival
---
''
I
t
1
a S
~ i g
2.6. Curvasde presión, sonidos y señal de ECG durante el ciclocardíaco.
izquierdo
venmcdO
I I
Sonidoscardiacos
" DuratiCinde
-0.1-**
" Seaal
Wmem Segundo
, S
0.4 .
cada
l
eisarocardiosr6tica (ECO)
fase [rl
I
1 0.3

Capitulo 2 - Electrocardiografia-43
42 -Electromedicina -Equipos de Diagnóstico y Cuidados Intensivos
Excitabilidad y Período Refractario
La excitabilidad es la propiedad que tienen todas las células cardiacas de responder
a un estimulo apropiado. Las células con algún grado de automatismo tienen la
particularidad de despolarizarse espontáneamente (se autoexcitan), mientras que
las células contráctiles se excitan al recibir un estímulo proveniente de una célula
vecina.
Se denomina periodo refractario al tiempo que tardan las células en recuperar su
excitabilidad, es decir, en recuperar la capacidad de ser despolarizada por un
estímulo.
Conductibilidad
La conductibilidad es la capacidad que tienen las células cardíacas de conducir los
estímulos a las estnicturas vecinas. La Fig. 2.8 representa la variación normal en la
duración de los potenciales de acción de tres células ventriculares próximas entre
sí, que se activan en diferentes instantes de tiempo debido al retardo que se genera
en la propagación del estímulo por la estnictura cardíaca.
I
. .
H
Onda ORS
Fig. 2.8. Variación normalen la duración de los potencialesde acción en tres celulas
ventriculares representativas.
Si establecemos una correlación con la señal electrocardiogáfica, la cual
analizaremos en detalle más adelante, podemos notar que la primera célula en
despolarizarse (célula 1)marca el comienzo de la onda QRS y la última en hacerlo
(célula 3) establece el fin de la misma. La primera célula en despolarizarse es, a la
vez, la primera en recuperar su excitabilidad y marca el comienzo de la onda T, -
cuyo fin lo define la repolarización de la última célula.
El comienzo de la excitación en un ciclo cardiaco noma1 se origina en las células
marcapasos del nodo sinusal, ubicado en la aurícula derecha. Desde allí se propaga
a la aiiricula izquierda y luego pasa al nodo A-V (aunculo-ventricular) donde es
retrasado. Desde el nodo A-V la excitación se conduce a través del haz de His y de
las fibras de Purkinje a los ventriculos derecho e izquierdo, provocando la
contracción de los mismos. La propagación eléctrica a través de todas las células
alcanza a todo el corazón en alrededor de 100 ms. En la Fig. 2.9 podemos apreciar
la morfología de los potenciales de acción transrnembrana de las diferentes
estructuras cardíacas del sistema de conducción. Además, se muestra la velocidad
de conducción del estímulo a través de cada estructura.
O 2 U 0 0
Flg 2.9. Morfologia de los potenciales de acción transmembrana y velocidad de
conducción del estimulo en las diferentesestructurascardiacas.
Señal de ECG
El conjunto de los potenciales de acción que se propagan por el tejido cardíaco,
desfasados en el espacio y en el tiempo, pueden ser captados a nivel de la
superficie corporal midiendo la diferencia de potencial entre dos puntos del
cuerpo. La representación gráfica de la variación de dicha diferencia de potencial a
lo largo del tiempo constituye el electrocardiograma.
La señal registrada refleja la actividad eléctrica del corazón y presenta un
comportamiento repetitivo en concordancia con los sucesivos ciclos cardíacos.
En la Fig. 2.10 se puede apreciar la señal electrocardiográfica correspondiente a un
ciclo cardíaco. Cada ciclo cardíaco esta representado en el electrocardiograma por
una serie de ondas, que Einthoven las denominó P, Q, R, S y T, de acuerdo con su

44 -Electromedicina-Equipos de Diagnósticoy Cuidados Intensivos
orden de inscripción.La duración y amplitudde estas ondas tienen valores
caracteristicosy sus formas un patrón predeterminado. Cualquier alteración en
estos parametros es de suma importanciadesde el punto de vista diagnóstico.
Despalarización Despolarización Repolarización
auricular ventricular venticular
I I I I
ComplejoQRS (0.06a0.11 s)
L_-_______L_____-__---------------------L---------'
k 400 ms 4
Fig. 2.10. Secuencia de ondas e intervalos de mayor interés de la señal
eiectrocardiográfica.
La onda P corresponde a la despolarizaciónauricular, el complejo QRS a la
despolarizaciónventricular y la onda T a la repolarización ventricular. En
determinadasocasiones, a continuación de la onda T se registra una pequeña onda
llamada U. Luego de la onda T se registra un intervalorectilíneo que se
corresponde al reposo eléctrico diastólico y varía dependiendo de la frecuencia
cardiaca. Los intervalos y segmentos más importantesson los siguientes:
Intervalo P-Q.Es la distancia comprendidadesde el inicio de la onda P hasta
el inicio del complejo QRS.
Segmento S-T. Abarca desde el final del complejo QRS hasta el inicio de la
onda T.
Intervalo Q-T. Comprende desde el principio del complejo QRS hasta el final
de la onda T.
Capítulo 2 -Electrocardiografia-45
La Fig. 2.11 muestra la relación de la señal de ECG con la actividadcardíaca.
Darpolarilación del Despalarilacidn Derpolatimción Despolatizacibn DerpolatimcYn
nOd~losinuSsl auricular del nodo A-V del seplum inicial de
1
8 pared veniriailar
Oerpolarizaci6n Sisloie RepolaBacido Repolafiraci6n
final de la pared ventricular de la pared del hazde His
ventncular venbicular
Fig. 2.11. Relación del ECG con la actividadcardíaca.
Derivaciones. Triángulo de Einthoven
Debido a que el corazón es un órgano tridimensional, los estimulas eléctricosque
se propagan a través de él tienen característicasvectoriales, es decir, poseen una
magnitud con una dirección y un sentido. Un electrocardiógrafo capta las fuerzas
eléctricas cardíacas proyectadas sobre distintos planos con el fin de lograr una
representaciónen dos dimensiones capaz de ser graficada en un registrador a papel
oen la pantalla de un monitor. Desde el punto de vista diagnóstico es suficiente
obtener la proyección de estas fuerzas sobre dos de los tres planos, conocidos
como el horizontal y el frontal.
La detección de la actividad eléctricase realiza mediante placas metálicas
(electrodos)ubicados en distintos puntos del cuerpo, denominados derivaciones.
Las diferentes dcnvaciones se agrupan en frontalesy horizontales, y registran las

46 - Electromedicina -Equipos de Diagnóstico y Cuidados Intensivos 1 Capítulo 2 -Electrocardiografia -47
proyecciones de las fuerzas eléctricas en los planos paralelo y perpendicular al
paciente recostado, respectivamente. Las principales características de las
derivaciones en el plano frontal y horizontal se detallan a continuación.
Derivaciones en el Plano Frontal
El plano frontal es el plano paralelo al piso, considerando al paciente recostado,
Las derivaciones en este plano brindan información de los vectores en las
direcciones hacia arriba o hacia abajo, y a derecha o a izquierda. Estas
derivaciones pueden ser bipolares y monopolares.
Derivaciones Bipolares. En las derivaciones bipolares la diferencia de
potencial se registra entre dos puntos del cuerpo, donde uno de ellos se
identifica como polo positivo y el otro como negativo. La Fig. 2.12 muestra
tres derivaciones bipolares usualmente empleadas en electrocardiografia. Las
mismas constituyen un circuito cerrado y fueron denominadas por Einthoven
como 1, 11y 1
1
1(DI, D2 y D3). Para obtener estas tres derivaciones se disponen
electrodos en el brazo derecho, el brazo izquierdo y el pie izquierdo.
L
Fig. 2.12. Derivacionesbipolares 1, II y III. 1
Derivación I Derivación II Derivación III
Einthoven tomó la segunda derivación (11) con una polaridad invertida con la
finalidad interpretar mejor la morfología del ECG. De este modo, si se
analizan las tres derivaciones bipolares como un circuito cerrado se obtendrá
la relación 1+111= 11,conocida también como la ley de Einthoven (ver la
Fig. 2.13). Esto permite que, conociendo dos de las tres derivaciones, se pueda
calcular y representar la restante.
1
Fig. 2.13. Triángulo de Einthoven.
F
Derivaciones Monopolares. Según lo expresado, las derivaciones bipolares
registran la diferencia de potencial entre dos puntos y no el potencial real neto
en un punto de la superficie del cuerpo. Para obtener el potencial en un punto,
es decir, una derivación monopolar, es necesario separar las derivaciones
bipolares en sus dos componentes individuales.
Esto se puede realizar mediante el empleo de un arreglo de resistores
denominado red de Wilson. En dicha topología, los tres electrodos que
componen el triángulo de Einthoven se tnterconectan por medio de resistores
de un mismo valor a un punto comUn denominado terminal central, en el cual
se obtiene un potencial cero. Conectando luego un electrodo explorador al
brazo derecho (R), al brazo izquierdo (L) o a la pierna izquierda (F), y
midiendo respecto del terminal central de la red de Wilson, se registran los
potenciales absolutos monopolares de dichos miembros, denominados
respectivamente como VR, VL y VF (ver la Fig. 2.14).
Dentro del grupo de derivaciones del plano frontal existen además las derivaciones
aumentadas. Al igual que las mencionadas anteriormente, son mediciones del
potencial en el brazo dcrcclio (R), el hrazo izquierdo (L)o la pierna izquierda (F)
respecto a una referencia, pero en lugar de ser la referencia el terminal central de la
red de Wilson, la iiiisni:~se ohtienc levantando el resistor conectado al miembro en
el cual se mide (ver la Fig. 2.15). Estas derivaciones se denominan aVR, aVL y
aVF, y brindan aniplitudes uii 50% mayor a las obtenidas si se midiese respecto al
terminal central de Wilson.

48-Electromedicina - Equipos de Diagnóstico y Cuidados Intensivos
I
Capítulo 2 -Electrocardiografia-49
Derivaciones en el Plano Horizontal
Las derivaciones en el plano horizontal permiten conocer la situación anterior o
posterior de las fuerzas eléctricas del corazón. Son particularmente útiles para los
casos en los cuales los vectores cardíacos sean perpendiculares al plano frontal,
situación en la cual las derivaciones del plano frontal no la ponen de manifiesto (la
proyección de un vector sobre el plano que le es perpendicular es iyal a cero). Las
derivaciones del plano horizontal que se utilizan en electrocardiogratia clínica son
las precordiales monopolares, cuya disposición fisica se puede apreciar en la
Fig. 2.16. Por lo general se utilizan seis derivaciones denominadas de VI a Vó, y se
miden con respecto al terminal central de Wilson.
Fig. 2.14. Derivacionesfrontalesmonopolares.Red de Wilson.
Fig. 2.15. Conexionado para la derivación frontalaumentada aVL
Fig. 2.16. Derivacionesmonopolares precordiales
Electrodos
Los electrodos son las placas metálicas que se colocan sobre la superficie corporal
para realizar la detección de la actividad eléctrica del corazón. La ubicación de los
mismos se efectúa en base a un sistema de derivaciones recomendado por la
Asociación Americana dc Cardhlogía. Los electrodos son transductores, que
deben convertir las comentes iónicas, las ciialcs son el mecanismo de conducción
de las señales hioeléctricas cn los tcjdos, en corrientes eléctricas capaces de ser
procesadas por cl ElcctrocardiÓgraf».
Cuando se pone en contacto un electrodo metálico sobrecualquier tejido, incluso
sobre la piel aparentemente scca (pero en realidad humedecida por la secreción
sudoripara), se produce iin intercambio iónico entre el electrodo y la solución
electrolitica que baña el tejido. Los iones se distribuyen formando una tenue capa

50 - Electromedicina -Equipos de Diagnóstico y Cuidados Intensivos
que cubre la superficie del electrodo. Otra capa, adyacente y de signo opuesto, se
constituye sobre el electrolito (ver la Fig. 2.17). Este fenómeno origina un efecto
de pila o capacitor cargado, con la consiguiente aparición de una diferencia de
potencial en la interfaz electrodolelectrolito, cuyo valor depende del tipo de metal,
la concentración de iones, la temperatura y algunos otros factores secundarios.
I I
1 Electrodo Electrolito Capacitor cargado 1
-
Fig. 2.17. Analogía entre la interfaz electrodolelectrolitoy un capacitorcargado
Por lo tanto, existen dos transiciones en el camino de la señal bioeléctrica entre el
interior del cuerpo y el sistema de medida. La primera corresponde al contacto
entre la piel y el electrolito (interfaz electrolitolpiel), y la segunda al que se
produce entre el electrolito y la superficie metálica del electrodo (interfaz
electrodo/electrolito).
El potencial de contacto de todo el conjunto (interfaz electrodolpiel) es dificil de
caracterizar debido a que, como desarrollaremos más adelante, presenta gran
variabilidad. Sin embargo, para cuantificar el potencial de contacto
electrodo/electrolito, existe una tabla que indica los potenciales de media celda
para los metales o sustancias en condiciones estándar (ver la Tabla 2.1).
Tabla 2.1. Potenciales de media celda de algunos elementos en condiciones estándar.
. . ~~~ ~ - - ~ -
-
-0.222 v
O.Oi!il V (re
7.11
--
t0.763 V
- ~ . ..
El potencial de media celda de uii dcteniiinn<loilietal o sustancia es la diferencia
de potencial que surge de la unión de dos hemipilas bajo ciertas condiciones (ver
la Fig. 2.18). La hemipila de una sustancia, es el sistema formado por esa sustancia
sumergida en una solución adecuada, con la finalidad que la misma se ionice
! Capitulo 2 -Electrocardiografia -51
i
(reduzca u oxide) al grado deseado. A la hemipila compuesta por el electrodo de
hidrógeno (HI), bajo las condiciones mostradas en la Fig. 2.18, se le asigna un
potencial de referencia de 0,000 V. La unión de esta hemipila con otra de cobre
(cu"), en concentración de 1 Mol (1 M) y con las condiciones especificadas,
permite medir el potencial de media celda del electrodo de Cui+. Dado que no es
posible medir el potencial de media celda de un solo electrodo, la obtención de los
mismos se efectúa con el sistema mostrado en la Fig. 2.18, empleando una
bemipila patrón de HZy la otra que contenga el electrodo en cuestión, en
concentración y condiciones estándar.
Voltimetro
r-----------
Hemipila CuU
E
Fig. 2.18. Unión de la hemipila patrón de H2,con otra en concentración 1 M para
establecerel potencial de media celda de esta ultima (eneste caso particular, el del
CU+*).
Como mencionamos anteriormente, la distribucihn de cargas en la interfaz
electrodo/elcctrolito da como rcsultatlo un tipo de cargas que será dominante en la
superficie del electrodo, y otras de signo opuesto que sedistribuirán en el
1 electrolito en las proximidades del elcctrodo. Podemos asemejar estas
distribuciones de cargas dc signo opuesto con un capacitor. Un capacitar presenta
mayor oposición al paso de las señales cuando las mismas son de baja frecuencia,
!

52-Electromedicha -Eouioosde Diaonóstico v Cuidados Intensivos
a raíz de que la reactancia capacitiva aumenta si la frecuencia disminuye
(ver la Ec. 2.1).
El efecto capacitivo que se genera en la interfaz electrodolelectrolitoperjudica la
respuesta del acoplamientoen bajas frecuencias. Por otra parte, la mayoría de las
señales bioeléctricas son de baja frecuencia,entre ellas la de ECG (con frecuencias
inferiores a los 200 Hz). Por lo tanto, es necesario mejorar la respuesta en baja
frecuencia, y esto se logra aumentando la capacidad del electrodo o bien
disminuyendo la resistenciade contacto. Un electrodo de gran capacidad es el de
AglAgCl (Plata 1Clomro de Plata) cuyas características se detallan más adelante.
A este electrodo es recomendableinterponerleuna pasta conductora, compuesta
principalmente por Cr, no reaccionanteni con el tejido ni con el electrodo,para
disminuir la resistencia de contacto con la piel. El recubrimiento de AgCl forma
iones libres de Ag (A~')y clomro (CI], que minimizan el efecto capacitivo.
En la Fig. 2.19 se representala variación de la impedancia electrodolpielen
función de la frecuenciapara tres tipos de electrodos comerciales.
Fig. 2.19. Impedancia de la interfazelectrodolpiel para tres tipos de electrodos
comerciales.
Impedancia
electmddpiel A
Capitulo 2 -Electrocardiografia -53
["'nl 30--
Modelo Eléctrico de Medición de un Biopotencial
Eleclmdode plata alemana multipuntual. de
rucci6n.de 1 cm dedi6melm
De acuerdo a lo enunciado, la interfaz electrodolpiel presenta caracten'sticasde
pila, capacitar y resistor, debido a las reacciones fisicas y químicas, que se
: producen entre el metal del electrodo y la solución electrolíticaque recubre los
tejidos.
El circuito mostrado en la Fig. 2.20 representa, mediante componenteseléctricos,
los efectoscapacitivos, resistivos y los potenciales, que se manifiestanen el
i proceso de adquisición de una señal bioeléctrica.
25--
20--
ElecVodode A
g
I
A
g
C
I
.multipuntual. de 1.5 cm
lo--
Elenmdode AgIAgCI. multipunhialde
I n t * h Z .
*
-
o
i
p
*
,
/ Fig. 2.20. Modelo eléctricode medición de un biopotencial.
5
E Como mencionamos,si dos electrodos, aunque generalmentede sustancias poco
i reaccionantes (Pt, Ag, Cu), se colocan sobre la piel, se forman dos potenciales, los.
' cuales están identificados en la figura por El y El. Cabe aclarar que estos
i potencialesconcentran la suma de todos los potencialesque intervienen en la
f
g interfaz electrodolpiel. En teoría, la diferencia de potencial entre dos electrodos
1 con la misma composiciónen contactocon un electrolitodebería ser O V, debido a
f que las polaridades de estos dos potencialesse restan entre si (ver la Fig 2.21). Sin
i embargo, en la práctica se mide un potencialdistinto de 0 V y fluctuante, debido a
1 las impurezas presentes en los electrodos(electrodos no perfectamente iguales) y a
1 los cambios en el potencial de offset. Dicho potencial es eliminado por el
-- succi6n. de 1.5 cm de diámetro
I I I I
0.1 1 10 Frecuencia
[Hzl

electrocardiógrafo mediante un filtro pasabanda. Ésta y otras causas que generan
problemas en la adquisición de la señal de E% se detallarán más adelante en
Inconvenientes en la Medición.
Fig. 2.21. Suma y resta de dos diferenciasde potencial según su polaridad
Indicadorde la
diferenna de potencial
Diferencia de potencial
Elecbodoen-
(mi-electwdo)'
1 + o mv
. . - - - . . - . - .
Fig. 2.22. Potencial de acción monofAsico,
Capitulo 2 -Electrocardíografía -55
Registro del Potencial de Acción
Una célula viva mantiene una diferencia de potencial entre ambos lados de su
membrana, la cual separa el interior de la misma del medio líquido que la rodea.
Cuando las células se estimulan, se produce un intercambio iónico entre el interior
y el exterior celular, que altera el potencial de reposo dando lugar al potencial de
acción. La propagación de estos estímulos a través de las estructuras celulares
posee caracteristicas vectoriales, una magnitud, una dirección y un sentido.
La Figs. 2.22 y 2.23 representan cómo vana la captación de los potenciales de
acción a medida que un estimulo se conduce a través de un conjunto de células
agrupadas en un tejido.
~lffhodo ~ ~ ~ d m d ~
Diferenciade potencialentreelectmdos
externo
1
+ y
+
*
q
:
. . . . - . - - - . - O mV
f- Propagación
del estimulo
* +
J
debajodel
electrodo A
Propagación
del est8rnulo
debajo del
4
electrodo E
5 - . . - . . .
J
Tiempa deconduccidn
de A hasta E
V I
Fig. 2.23. Registro del potencial de acción mediante electrodosexternos.

56-Electromedicina -Eouioos de Diaonóstico v Cuidados Intensivos 1 Capitulo 2 -Electrocardiografía -57
1
En la Fig. 2.22, uno de los electrodos empleados es extracelular y el otro es un
niicroelectrodo que se inserta en el interior de la célula sin dañarla (de 0,5 a 5 pm
de diámetro). El registro que se obtiene a partir de esta arquitectura se denomina
potencial de acción monofásico.
La Fig. 2.23 muestra la variación de la diferencia de potencial entre dos electrodos
externos ante la propagación de un estimulo.
La Fig. 2.24 corresponde a la representación gráfica real de la captación de una
señal bioeléctrica utilizando dos electrodos externos dispuestos sobre el músculo
sartorio. Allí se puede apreciar que existe una interferencia entre las fases, que
modifica la forma de onda, y es dependiente de la distancia de separación entre los
electrodos.
1 2 3 4 5
Dispaiicionde los electmdos
,o,, e, ,",,",O S
,
,
"
, LuuuuL
Distancia entre 1 y 2: 3 mm Disianciaenve 1 y 4: 9 mm Oirlancia entre 1y S' 12 mm
Fig. 2.24. Interferenciaentre fases.
El Electrodo de AglAgCl
El electrodo de AglAgCI fue introducido por d'Arsonval en el año 1880 en la
búsqueda por desarrollar electrodos con la menor diferencia de potencial entre
ellos. Este tipo de electrodos se componen de plata (Ag) como material base, con
un recubrimiento de AgCl (clomro de plata) sobre la superficie que estará en
contacto con la piel. Eii la Fig. 2.25 podemos apreciar la diferencia de potencial
entre dos electrodos de plata (electrodo de Ag sin estabilizar)y su reducción luego
realizarles un proceso de clorndo (electrodo de AdAgCl estabilizado).
a)Electrodosde Ag b) ElectrodosdeAglAgCl
Fig. 2.25. Fluctuaciones del potencial de contactoentre dos electrodos.En a)de Ag y en
b) de AgIAgCI.
I Si bien el potencial de contacto de los electrodos de AgIAgCl no es el menor en
comparación con el resto de los electrodos, es muy estable y no presenta
[ problemas de biocompatihilidad.
t
Tipos de Electrodos
Los electrodos de uso frecuente en electrocardiografia son los de superficie de
contacto directo. Dentro de esta clasificación existen distintos tipos de electrodos;
j planos, de succión, mnltipuntuales, suspendidos y adhesivos, entre otros.
1. Electrodos Planos. Pueden ser rectangulares o circulares con una superficie de
i
1 alrededor de 15cm2(ver la Fig. 2.26). Mediante tratamientos especiales se crea
F una porosidad en la cara de contacto para aumentar la superficie efectiva.
L Poseen una impedancia de 5 kR aproximadamente a una frecuencia de 100 Hz,
valor que disminuye si se utiliza pasta de acoplamiento.
v
Lli:i:tiorl~>r:oii b ~ i f l i ; $de FIII<ICIIIII
Superficiede contacla ut~liiado
pam i;i~denvaciunos
(cara inferior) tlc las extremidades
1 Fig. 2.26. Electrodos planos tipo placa
2. Electrodos de Succihn. Tienen forma dc campana, cuyo diámetro es de 4 cm
par:] adultos y dc 2 cm para iieonatales aproximadamente. En la parte superior
ticnen concctailos iinn espccie de globo de goma, que se presiona antes de

58-Electromedicha -Equipos de Diagnóstico y Cuidados Intensivos
colocar el electrodo sobre el tejido y luego se suelta para lograr el efecto de
succión (ver la Fig. 2.27). Son rapidos de colocar y se aplican por lo general
sobre superficies curvas.
Superficiede contacto Electrodode rucci6n utilizada para
las denvacioncs precordiales
Fig. 2.27. Electrodosde succión.
3. Electrodos Multipuntuales. Son similares a los electrodos planos, pero tienen
en su superficie de contacto cientos de pequeños dientes. Se colocan
presionando y rotando sobre la piel para perforar la capa mas externa de la
epidermis denominada estrato córneo), compuesta de células muertas que
producen una alta impedancia de contacto. Su impedancia es similar a la de los
electrodos planos con pasta de acople. Los electrodos inultipiinhiaies no
requieren pasta de acople.
4. Electrodos Suspendidos. El metal del electrodo no hace contacto directo
sobre el tejido, sino que se encuentra inmerso en un gel electrolítico que se
interpone entre el electrodo y el tejido. Son a menudo utilizados en situaciones
donde existe movimiento del paciente, ya que los anteriores se desplazarían
generando perturbaciones sobre señal bioeléctrica.
5. Electrodos Adhesivos. Son electrodos descartables de uso general en
monitoreo de ECG. Su calidad de contacto es mejorada mediante el uso de
pasta de acople entre éstos y el tejido (ver la Fig. 2.28).
Fig. 2.28.
Electrodos
adhesivos
l i p ~
malla.
Capitulo 2 - Electrocardiografia- 59
Variación del Potencial de Contacto
Debido a que los electrodos son el priiiier eleinento en la cadena de medida y
adquieren señales de muy baja amplihid (algunos mV), cualquier perturbación que
allí pueda generarse sobre la señal a medir cobra especial importancia. Por lo
tanto. en el proceso de transducción los electrodos deben cumplir con las
siguientes condiciones:
Transfonnar corrientes iónicas en electrónicas con poca pérdida de
información, minimizando el efecto de las interferencias.
Tener un potencial de contacto estable y pequeño.
Ser higiénicos.
No producir efectos secundarios en el paciente (ser biocompatibles).
Tener baja impedancia de salida para no cargar a la etapa posterior de
amplificación.
Ser duradero en el tiempo.
Como mencionamos anteriormente, el hecho de colocar un electrodo sobre la piel,
la cual está recubierta por una solución electrolitica, produce a una distribución de
cargas entre la interfaz electrodo-electrolito que da lugar a la aparición de una
diferencia de potencial llamada potencial de contacto. Para disminuirlo, es
necesario limpiar la superficie de la piel con alcohol, eliminando de este manera
las células muertas (de alta impedancia) de la capa mis externa de la epidermis.
Además, es conveniente añadir un gel especial para electrodos, el cual se debe
dejar secar levemente antes de colocarlos, para mejorar la conductividad y
minimizar la impedancia que produce la dermis.
A pesar de las diversas opciones descritas para disminiiir el potencial de contacto,
no es posible eliminarlo por completo. No obstante, los equipos de ECG anulan
este potencial continuo internamente mediante la aplicación de un filtro pasabanda
de 0,05 a 100Hz.
En el momento en que la posición del electrodo se mueve respecto al electrolito, se
produce una alteraciónen la distribución de cargas a amhos lados de la interfaz,
haciendo que el potencial de contacto no sca continuo. Por este motivo es
importante fijar bien los electrodos y quc cl pncientc se encuentre cn un perfecto
estado de reposo. Adem:is. el niovimiciito dcl pncientc gencrn una actividad
eléctrica muscular en cl mismo rango dc frcciiciicins qiic la señal de ECG, no
pudiendo ser discriminada por cl iíliro p:isnbanda del clectr~~cardiógrafo
(las
señales de EC(i y EMG comp:irtcii iinn ziiria del ancho dc banda, ver la Fig. 2.5).
Eii síntesis. si hicii es iiiipiiii;~riic
ilisiiiiiiiiirel potencial de contacto (electrodos de
i@i:il coiiipiisiciiiii. siipcilicics litiipins con :ilcohol y gel conductor), el principal
niotivii cliic pitrlitcc :il~cr;icioiics
cii In scñnl dcl ECG es la variación del potencial

60 - Electromedicina -Equipos de Diagnóstico y Cuidados Intensivos
de contacto, y esto se produce porque existe movimiento de los electrodos o
actividad muscular del paciente. En esto último se debe tener un cuidado especial,
el paciente debe estar relajado, pues se puede dar el caso que el paciente esté
quieto pero generando excitación muscular.
Diagrama en Bloques de un
Electrocardiógrafo
Un electrocardiógrafo cs cl aparato que rcgistra y representa la actividad eléctrica
del corazón. Consiste principalmente en: un amplificador, qiie magiiifica los
potenciales eléctricos gencrndos por el paciente. y iin dispositivo qiie grafica sobre
uii papel la variación de éstos en fiinción dcl tiempo. Como los potenciales tienen
caracteristicas vectoriales, la representación de una dcflexión positiva o negativa
se efectúa cuando la cabeza del vector impiilso esti enfrentada con el electrodo
explorador (ver la Fig. 2.23), independientemente de que la fuerza eléctrica se
acerque o se aleje del polo positivo de dicha derivación. Los equipos de
electrocardiogratía poseen en general los siguientes contrnles y funciones:
Control de la ganancia ajustable a 0,s mV!cm, I mV!cm ó 2 mV!cm (X;
1y 2).
Selección de la derivación a registrar. En base a un conjunto de electrodos
colocados sobre el paciente, el operador puede seleccionar diferentes
combinaciones.
Ajuste de la velocidad de desplazamiento del papel a 12.5 m d s , 25 m d s
(velocidad habitual) 0 50 mmls.
Posibilidad de intercalar un filtro notch de 50 Hz ó 60 Hz en el circuito de
medición para eliminar interferencias de la red eléctrica.
Pulso de calibración de 1 mV que se inscribe sobre el papel para la calibración
y control de la ganancia y amortiguación.
Desplazamiento de la posición central o línea de base.
Variación mediante potenciómetros del tipopreset o a través de parámetros,
de la ganancia y amortiguación.
Control de la temperatura del graficador (en el caso de graficadores térmicos).
Posibilita regular el grosor del trazo representado.
Función stand-by que permite observar el movimiento del graficador en el
plano vertical sin que se desplace el papel. Esto se utiliza en los equipos de
inscripción directa, para controlar el nivel de la señal, el mido presente y la
posici011dc la linea de base economizando papel.
Capitulo 2 - Electrocardiografia-61
Por otra parte, existen diversos requisitos que los equipos de ECG deben cumplir.
Alguaos de ellos, recomendados por la Americnn HeartAssociation, se describen a
continuación:
e Impedancia de entrada mayor de 5 MR. Esto implica corrientes a través del
paciente inferiores a 1 }LA.
e Resistencia del terminal central de Wilson mayor a 3,3 MR
Respuesta frecuencia1plana, dentro de una banda de +0,5 dB, de 0,14 Hz a
25 Hz, y con atenuación inferior a 3 dB a 100Hz.
Otros aspectos requeridos son las funcionalidades antes mencionadas: ganancia
seleccionable entre tres valores fijos (0,s; 1 y 2 cdmV), posibilidad de aplicar un
pulso de I mV a la entrada para calibrar la ganancia, velocidad de desplazamiento
del papel de 25 m d s , con opciones adicionales de 12,5 mmls y 50 mmls, selector
de derivaciones, etc.
El diagrama de bloques general para un electrocardiógrafo, mostrado en la
Fig. 2.29, está compuesto por diversas etapas.
D Filmpasabarda
Ri.lamien,o e.mm / DOfeeu(n de
del pacienteAEP i - eIPigSd0 hP6Rcada de
(5 kVI I marcapasos Benanda adabb
!
REGISTRADOR
DEPWELO
PANTALU
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
I i !
Fig. 2.29. Diagrama en bloques de un electrocardiógrafo.

Electromedicina_by_Pablo_A_DaneriHasa.pdf

Electromedicina_by_Pablo_A_DaneriHasa.pdf

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

Similar a Electromedicina_by_Pablo_A_DaneriHasa.pdf

Similar a Electromedicina_by_Pablo_A_DaneriHasa.pdf (20)

Último

Último (20)

Electromedicina_by_Pablo_A_DaneriHasa.pdf