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Unterabschnitte

Technische Realisierung

Anforderungen

Problem: Übergangsimpedanz des Stratum corneum überwinden, um Strom verlustfrei applizieren zu können. ( $ \rightarrow $ Applikation mit z.B. 4000V). Vermeidung von Verbrennungen durch Vermeidung kleinflächiger Kontaktstellen. Vorteil von Gleichstrom: Einsatz von Batterien oder Akkus.

Abbildung 9.1: a: Wechselstrom- und b: Gleichstromdefibrillator
\begin{figure}\begin{center} \epsfig{file=bild8-9.eps, height=30mm} \par\end{center}\end{figure}

Anforderungen an Defi: Vorschriften der MedGV.

Gleichstromdefi

Abbildung 9.2: Blockschaltbild eines halbautomatischen Gleichstromdefibrillators
\begin{figure}\begin{center} \epsfig{file=bild8-10.eps, height=40mm} \par\end{center}\end{figure}

Folgendes muss prinzipiell vorhanden sein:

LC-Glied

Kapazität von ca. 10-20$ \mu$F. Spule, wegen Spannungsspitze bei Entladen von C (Nekrosen, Ödeme etc. verhindern). Entladung über Körperwiderstand (RLC-Kreis mit abgetrenntem Ladestromkreis.)

Abbildung: Mögliche Schaltungen eines DC-Defibrillators: a) einfacher Gleichstromdefibrillator, b) und c) Gleichstromdefibrillatoren mit Induktivität. Die unter c) dargestellte Schaltung wird heute am häufigsten verwendet.
\begin{figure}\begin{center} \epsfig{file=bild8-11.eps, height=40mm} \par\end{center}\end{figure}

Trabthorakaler Widerstand sinkt bei schneller Serie von Schocks $ \rightarrow $ Strommenge kann zunehmen (bis zu 20%). Notwendig: mindestens 3 Schocks in 90 Sekunden. Kleinere kapazitäten und höhere Spannungen bewirken stärkere Defibrillationseffekte. Induktivität vorteilhaft, da sie Stillstandsschwelle anhebt. Entladezeit zwischen 3 und 30ms physiologisch sinnvoll. Genauigkeit der Entladung +/-4J oder 15%. Durch Verluste im Gerät muss der Kondensator mit der Zeit immer höher aufgeladen werden.

Aufladen des Kondensators

Ladegenerator. Hochspannung in zwei Stufen erzeugt: zunächst Multivibrator $ \rightarrow $ Wechselspannung $ \rightarrow $ Intensität hochtransformiert (Faktor 2-3) $ \rightarrow $ Spannungsvervielfältigung $ \rightarrow $ Kondensator. Ladegenerator braucht Schaltung zur Energiewahl und -messung, um gewünschte Energiemenge einzustellen. $ E = \frac{CU^2}{2}$.

Abbildung 9.4: Energiemessschaltung eines Defibrillators
\begin{figure}\begin{center} \epsfig{file=bild8-13.eps, height=30mm} \par\end{center}\end{figure}

Komperator gibt Null, wenn U $ >$ Vergleichsspannung, sonst 1. Start-Stop-Schaltung verhindert, dass nach Schockabgabe C sofort wieder geladen werden kann (erst Taste drücken!). Vorteilhaft ist Teilung der Spannung U durch Widersände R (spart Isolationsmaterial, da R nicht so spannungsfest sein muss). Gleichzeitig Geräte sicher, da nur unbedeutender Fehlerstrom auftritt, wenn Elektrodenoberfläche Gerätemassepunkt berührt.

Abbildung: Fehlerströme je nach Lage des Massepunktes
\begin{figure}\begin{center} \epsfig{file=bild8-14.eps, height=30mm} \par\end{center}\end{figure}

Weiterer Sicherheitsaspekt: Abtrennung des Ladestromkreises bei Beginn der Schockauslösung (Strom dann sicherlich über Elektroden und nicht über gerätemassepunkt).

Weitere Bauteile

Entladeeinheit, Funktionskontrolle (Entladung, wenn nach 20-60sec noch kein Schock ausgelöst wurde); Synchronisierung (R-Zacken-Triggerung), Verriegelung verhindert Schockauslösung, wenn gewählte Energiedichte nicht mit gemessener übereinstimmt (oder übergangsimpedanz zu hoch ist). Elektronische Doku sollte bei Start aktiviert werden.

EKG-Monitor

Stromdichte würde empfindliche EKG-Geräte zerstören. Deshalb sollten sie kurz vor Schockauslösung abgeschaltet werden. Diagnose ohne EKG nicht möglich. Deshalb Defi und EKG kombiniert. Auch in SM eingebaut und entsprechend gesichert. (Bei implant. SM: Sicherheitsabstand der Elektroden zum SM: 10cm)

Elektroden

Abbildung: Verlauf der Äquipotentiallinien bei Elektroden mit scharfen und runden Kanten
\begin{figure}\begin{center} \epsfig{file=bild8-15.eps, height=20mm} \par\end{center}\end{figure}

Durchmesser für Erwachsene: 10cm, 8cm für Kinder, 4,5cm für Säuglinge. Leitfläche meist Ag/AgCl oder Metall. Klebeelektroden beim Einsatz automatische Defis.

Automatische Defibrillatoren

Defi ist ärztliche Massnahme. Arzt trifft aber meist (zu) spät ein $ \rightarrow $ teil- oder vollautomatisierte Defis. Teilautomatisierte Defis empfehlen (bei Kammerflimmern $ >$ 180S/min) dem Bediener Schock! Dieser muss Energie wählen und Schock auslösen. Spezifität (beliebigen Rhythmus als NIcht-Flimmern erkennen) = 100%. Sensitivität (Flimmern richtig erkennen): 92%. Analysezeit: 10s. In manuellen Modus wechseln und auf Kardioversion umschalten ist jedoch nicht möglich.
Vollautomatische Defis benötigen nur noch aufgepresste Elektroden. Rhythmusanalyse und Schockauslösung werden vom Gerät vorgenommen.
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Michael Aschke 2000-04-14