Una scarica che prima si misura il torace davanti
Su un defibrillatore la dicitura impedenza compensata descrive una scarica i cui parametri non sono fissati una volta per tutte, ma vengono adattati all’opposizione elettrica che l’apparecchio ha appena misurato fra i due elettrodi applicati al paziente. La forma d’onda dichiarata sulle schede è quasi sempre la bifasica esponenziale troncata, e la compensazione è ciò che la accompagna.
Il problema che risolve sta nella legge di Ohm ed è elementare. Un defibrillatore è un condensatore carico che si scarica attraverso il torace: fissata la tensione, la corrente che passa è quella tensione divisa per l’impedenza incontrata. Due torace diversi, a parità di condensatore e di tensione, ricevono correnti diverse. Poiché è la corrente ad attraversare il miocardio, non il numero di joule stampato sul comando, una scarica identica per tutti non produce lo stesso effetto elettrico su tutti.
Quanto vale l’impedenza transtoracica e da cosa dipende
L’impedenza transtoracica è l’opposizione che il torace oppone al passaggio della corrente fra i due elettrodi. La letteratura clinica riporta per l’uomo un intervallo molto largo, indicativamente da una decina a oltre duecento ohm, con i valori adulti raccolti in gran parte su qualche decina di ohm.
Non è una costante del soggetto. I fattori che la spostano sono stati misurati e sono sempre gli stessi: la superficie degli elettrodi, con quelli grandi che abbassano l’impedenza e quelli pediatrici che la alzano; il materiale di accoppiamento fra elettrodo e cute; la pressione con cui l’elettrodo aderisce; la distanza fra i due punti di applicazione, cioè la corporatura; la fase del respiro, perché un torace pieno d’aria conduce peggio; il numero e l’intervallo delle scariche già erogate, che la abbassano a ogni ripetizione.
Un dispositivo che voglia tenere conto di tutto questo non ha altra strada che misurarlo sul momento, e lo fa mandando fra gli elettrodi un segnale di prova di intensità trascurabile e leggendo la corrente che ne risulta.
Due strade per una scarica compensata: corrente o durata
Misurata l’impedenza, restano due leve.
La prima è agire sulla corrente: si porta la tensione al valore che serve perché la corrente di picco cada dove il progetto la vuole, qualunque sia l’impedenza trovata. La seconda è agire sulla durata: si lascia la tensione dov’è e si allunga o si accorcia il tempo in cui il condensatore resta collegato, così che la carica trasferita, cioè la corrente moltiplicata per il tempo, torni al valore voluto. In un’onda troncata la seconda leva è particolarmente comoda, visto che il troncamento è già il punto in cui l’impulso viene interrotto: spostarlo non costa niente.
Le due strategie non sono equivalenti sul piano elettrico e la letteratura tecnica le tiene distinte. Molti apparecchi in commercio adottano la seconda e dichiarano l’energia come nominale su un carico di 50 ohm, che è il valore di riferimento delle prove.
Che cosa cambia nell’onda quando l’impedenza sale
Le tabelle dei manuali tecnici mettono numeri sotto la definizione. Su un apparecchio da 150 joule nominali su 50 ohm, le due fasi dell’impulso durano poco meno di 3 millisecondi ciascuna quando il paziente presenta 25 ohm, salgono a circa 4 millisecondi a 50 ohm, a 9 e 6 millisecondi a 100 ohm, e si fermano a 12 e 8 millisecondi da 125 ohm in su. L’energia effettivamente erogata resta nel frattempo fra 142 e 153 joule su tutto l’arco fra 25 e 175 ohm.
Nei numeri si leggono due cose. La prima è che cosa significhi compensare: la durata cresce di oltre quattro volte perché il risultato in uscita resti quasi costante. La seconda è che la compensazione ha un fondo scala: oltre 125 ohm le durate smettono di allungarsi e l’energia comincia a scendere, perché allungare ancora l’impulso avrebbe altri costi. Da lì in poi l’aggettivo compensata non descrive più l’andamento reale.
La stessa impedenza controlla anche il contatto
La misura non serve soltanto a modellare l’impulso. Un valore troppo basso indica due elettrodi che si toccano fra loro o una cute bagnata; un valore troppo alto indica un elettrodo staccato, una bolla d’aria sotto l’adesivo, un torace molto peloso o una placca esaurita. Sono le condizioni che fanno comparire i messaggi sul contatto degli elettrodi, e vengono da quella lettura.
Fuori da un intervallo dichiarato dal costruttore, i cui estremi nei manuali consultati stanno fra poco più di venti ohm e due o trecento, l’apparecchio non eroga. Non è un limite della compensazione ma una condizione di sicurezza: sotto la soglia inferiore il circuito vedrebbe quasi un cortocircuito, sopra quella superiore la corrente sarebbe comunque troppo bassa perché il calcolo abbia senso.
Impedenza compensata, energia selezionata ed energia erogata
Tre espressioni convivono sulle stesse schede e vogliono dire cose diverse. L’energia selezionata è il numero di joule impostato, dall’operatore o dal programma dell’apparecchio. L’energia erogata è quella che ha davvero attraversato il paziente, e la si conosce solo dopo, perché dipende dall’impedenza incontrata. L’impedenza compensata è il meccanismo che tiene la seconda vicina alla prima. Un’altra espressione ancora, l’energia crescente, indica la scelta di aumentare i joule fra una scarica e la successiva, e non ha rapporto con la compensazione.
Da ultimo vale la pena separare questa nozione dall’omonima elettronica. Nei circuiti e negli impianti audio si compensa l’impedenza per correggerne l’andamento con la frequenza, tipicamente con una rete che rende il carico più vicino a una resistenza pura. Qui la frequenza non c’entra: si misura una grandezza quasi resistiva e si riparametra un impulso singolo. La parola viaggia, l’operazione no.
