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Elettromagnetismo
Fenomeni Elettrici
Sappiamo che la massa è costituita da atomi e molecole e che l’atomo è a sua
volta costituito da protoni, neutroni ed elettroni. Questi componenti
elementari oltre alla massa possiedono una certa quantità di carica elettrica,
che è responsabile di molti fenomeni fisici.
La carica elettrica è di due tipi, positiva e negativa e “quantizzata”, cioè
costituita dalla somma di quantità ben definite, corrispondenti alla carica
dell’elettrone.
Le forze che si esercitano tra le cariche o per effetto delle cariche si chiamano
“Elettriche” e sono responsabili della maggior parte dei fenomeni a livello
microscopico (struttura dell’atomo, legami chimici, emissione della luce
etc.).
La carica elettrica è sempre associata alla massa e le particelle cariche si
possono attrarre o respingere in ragione del segno delle rispettive cariche.
La forza elettrica
Carica elettrica elementare
qe=1,602·10-19 C
me=9.1 10-31kg
mp=1.67 10-27kg
1C= carica di 6.24 1018 e-

F

F
q1
q2
F
 C2N-1 m-2
1 q1  q 2
 2
40 r
Legge di Coulomb
Il Campo Elettrico
Se abbiamo una carica in un punto, qualsiasi altra carica presente nello
spazio circostante subirà una attrazione o una repulsione: diremo che la
presenza della carica “sorgente” genera un Campo Elettrico nello spazio
circostante.
Il Campo Elettrico generato può essere rappresentato
Graficamente o analiticamente

E (r) 
Q 

2
40 r
 
F  E q
1
q

F
+ Q
Campo Elettrico generato da più cariche
Il Campo elettrico è una grandezza vettoriale ed il suo modulo, direzione e
verso in un punto dello spazio si ottengono mediante somma vettoriale dei
Campi elettrici radiali prodotti dalle diverse cariche. (Principio di
Sovrapposizione delle Cariche)
 

 
F  E1q  E2 q  ( E1  E2 )q
q-
Q1
+
-
Q2
Campo elettrico tra due superfici piane cariche
Un caso interessante è quello del Campo Elettrico generato da cariche distribuite
su superfici piane parallele.
In questo caso il campo è uniforme e dipende solo dalla carica distribuita per
unità di superficie e dal tipo di isolante: E  

Si dice che è applicata una differenza di potenziale V
Il campo elettrostatico è conservativo, con energia potenziale U=qV
(V è detto potenziale)
y
+ + + + + + +
yA
A

F
yB
q
- - - - - - - - -
d ΔV
B
x
F  Eq
VA  VB V
E

d
d
U  Vq
Tubo radiogeno
V
d
e-
+
x
-
F
+
+
+
+
V
E
d
V
V ( x) 
x
d
V
U ( x )  e
x
d
1 2
V
mvx  ( e
x )  Cost.
2
d
1 2
V
mvx  e
x
2
d
Campo elettrico radiale e superfici equipotenziali
Superfici equipotenziali

1 Q 
E (r ) 

2
4 r
Q
Campo elettrico
V(r)
1 Q
V(r ) 
4 0 r
r
Dipoli in Campo Elettrico

F
V
q+

F
q-

E

F
V
q-

F
q+

E
Polarizzazione dell’isolante
Isolante polare
E0
E=E0 /
V
Polarizzazione
La polarizzazione del dielettrico:
1- riduce il campo elettrico
2- determina una tensione meccanica
all’interno delle singole molecole che
può portare ad una scarica elettrica
Rottura
Capacità Elettrica

E

Q 1
V
E


0
S 0
d

F
qQ-
Q+
d
S 0V
Q
d
Q  C V
C  0 
C
S
d
Carica e scarica del condensatore
V(t)
V
0
+
V0
V(t)
V(t)
tempo
t
V(t)
V0
V(t)
V(t)
tempo
t
Piezoelettricità

F

F
Mat. Piezoelettrico
Polarizzazione
L0
V
E=E0 /
L1
FVF
Ecografia

F

F
V
V
V
d
T
t
T
I conduttori
I conduttori
Nel vuoto la presenza di un campo elettrico determina un moto accelerato di tutte le
cariche libere presenti. Se il campo elettrico è applicato all’interno di un materiale
e sono presenti particelle cariche, queste saranno accelerate e ripetutamente frenate
dagli urti con il reticolo cristallino: ne consegue uno spostamento di carica con
velocità media costante, che viene indicato come “conduzione elettrica”.
L
q-
I
V
Q
t
Viene definita Intensità di Corrente elettrica la quantità di carica Q che attraversa
la sezione trasversale del conduttore nella unità di tempo.
L’intensità di Corrente elettrica di misura in Ampère.
1Ampere 
1Coulomb
1secondo
I conduttori
I materiali che hanno al loro interno cariche libere di muoversi
sono detti conduttori.
Due tipi di conduttori:
-Conduttori metallici, nei quali le cariche libere di muoversi
sono gli elettroni dei livelli più esterni degli atomi;
-Le soluzioni elettrolitiche, ove i portatori di cariche libere
sono gli ioni presenti in soluzione
Conduzione nei metalli
V
d
e-
+
v
E
x
Le leggi della conduzione nei conduttori ohmici
La conduzione elettrica è condizionata dalla applicazione del campo elettrico e dalla
relativa differenza di potenziale, è contrastata dalla carenza di portatori di carica liberi
e dal reticolo cristallino del materiale. Da questo derivano le due leggi di Ohm:
1) Esiste un diretta proporzionalità tra differenza
di potenziale applicata agli estremi di un conduttore
e l’intensità di corrente che si determina; l’indice di
proporzionalità viene indicato come Resistenza
Elettrica, che si misura in Ohm ()
2) Per un conduttore di sezione costante la resistenza
Elettrica è direttamente proporzionale alla lunghezza,
inversamente proporzionale alla sezione, e dipende
dal tipo di materiale ( resistività).
V  RI
L
R
S
La Resistenza elettrica
ρ
 (T )  0  T
ρ0
0
L
L
1
V
R 


S S G
I
T
R
V
E
l
0
L
Circuiti Elettrici
R1
R2
R3
Resistenze in serie
VTot  V1  V2  V3
RTot  I  R1 I  R2 I  R3 I
V
I
R2
R1
RTot  R1  R2  R3
R3
Resistenze in parallelo
R1
R
2
R
3
I
V
I1
I Tot  I1  I 2  I3
R1
I2
I3
R2
R3
V
V V
V



R Tot R1 R 2 R 3
1
R Tot

1
1
1


R1 R 2 R 3
Potenza Dissipata nel Conduttore
(Effetto Joule)
Un conduttore percorso da corrente aumenta la sua temperatura, perché?
R
I
V
W V  Q
P

 V  I  R  I  I  RI 2
t
t
La Lampada ad Incandescenza
T
tempo
N2
220 Volt
Conduttori Elettrolitici
anodo
catodo
V
I
q+
Si ha un trasporto di massa, poiché
i portatori di carica sono atomi
ionizzati
q-
Elettroforesi
Si ha una diversa velocità di
migrazione nella direzione
del campo elettrico per
proteine
con
mobilità
elettroforetiche
diverse
(=Eq/6R). Dopo un
dato tempo le diverse
proteine
raggiungono
posizioni diverse e possono
essere separate
Il Campo Magnetico
Corrente elettrica e Campo Magnetico
 0 I I
B 
B
22 RR
I
I
Legge di Biot e Savart
B è il vettore induzione magnetica e
si misura in Tesla (T).
La sua direzione è quella della
tangente alla circonferenza di raggio
R, in ogni punto a distanza R dal
filo.
 è la permeabilità magnetica che nel
vuoto vale 4 10-7 T m/A
Solenoide
+
I
N
I
B
L
N I
B
L
Forze magnetiche
Forza di Lorentz
F= q  v x B
F  q  v  B  sen
N

F

B
S

v
La Forza di Lorentz è sempre diretta perpendicolarmente al piano
formato dai vettori v e B. Se la velocità è perpendicolare a B, la carica
si muove di moto circolare uniforme su una traiettoria circolare nel
piano formato da F e v.
Spettrometro di Massa
F= qvB = mv2/R
R= mv/(qB)
N
B
V
V
S
C
Galvanometro

B
I

F

F
N
S
Molla
FLUSSO DI UN VETTORE
ATTRAVERSO UNA SUPERFICIE
Il flusso di un campo vettoriale attraverso una
superficie orientata è definito come l'integrale del
prodotto scalare del campo con il versore normale
della superficie, esteso su tutta la superficie stessa.

  B  Sn  B  S  cos 

B
S
n̂

forza elettromotrice indotta

B(t )
f.e.m.i
f.e.m.i.= -B/t (legge di Faraday-Neumann-Lenz)
Alternatore

B

V(t)
t
Se la frequenza di rotazione della spira è di 50 giri al secondo, si ha una
frequenza della tensione alternata di 50 Hz che, applicata ad un
circuito, determina una corrente alternata di 50 Hz.
Negli apparecchi elettrici comuni V = 220 Volt e  = 50 Hz
Trasformatore Elettrico
i2
i1
v1
N1
N2
v2
R
B
V1 N1

V2 N 2
Poiché tutta la potenza disponibile nell’avvolgimento primario
viene trasferita al secondario (P=V·I) se si ha una riduzione di
tensione si avrà un aumento di intensità di corrente e viceversa
Autoinduzione
Quando una corrente alternata (variabile) circola in un
circuito, si genera un campo magnetico variabile
concatenato al circuito stesso. Si generano allora delle
f.e.m. indotte nei rami del circuito, che modificano le d.d.p.
e le correnti elettriche. Questo fenomeno viene chiamato
autoinduzione ed è particolarmente evidente per circuiti
formati da spire avvolte parallelamente (solenoidi). Per
ogni ramo del circuito è possibile misurare il coefficiente di
autoinduzione L, detto induttanza, e quindi calcolare le
f.e.m. indotte che si generano quando circolano correnti
variabili
f.e.m.i.= -L i/t
Alimentatore in Corrente Continua
Le grandezze fisiche che evolvendosi ci permettono di descrivere i fenomeni
vengono trasformate dai cosiddetti trasduttori in d.d.p. che variano nel tempo
a partire dal segnale analogico che ricevono e che ha un’ampiezza limitata
(pochi mV) e che quindi deve essere amplificato.
Per fare questo è necessario collegare lo strumento ad una sorgente di d.d.p. esterna
come una pila (da energia chimica ad energia elettrica) o un alimentatore che
genera un d.d.p. costante a partire dalla tensione alternata della rete di
alimentazione.
Per trasformare la tensione da alternata in continua per l’utilizzo bisogna:
1.
Modificarne l’ampiezza
2.
Rettificarla
3.
Stabilizzarla
Alimentatore in C.C.
310 V
Vcc
t
17 V
12 V
t
t
t
t
12Vcc
N2
220 Vca
N1
Il condensatore stabilizza la tensione attraverso il processo di
carica e scarica, l’induttore livella la corrente attraverso la
reattanza induttiva che si oppone alle variazioni di corrente
Flussimetro elettromagnetico
Campi magnetici variabili producono f.e.m.i. ai capi dei circuiti elettrici investiti: o
si varia la posizione relativa della sorgente del campo magnetico o del circuito. Nel
caso di conduttori che si spostano in campo magnetico uniforme si ha f.e.m.i.=BDv

v
Elettrodi
Bobina

B

B
Per misurare la velocità
ed il flusso (velocità
per sezione) del sangue
nelle arterie.
f .e.m.i  B  D  v
D

v
F(t)
t
Impedenza elettrica
In presenza di d.d.p. variabile ed in presenza di condensatori e induttori (solenoidi)
ci sono sfasamenti temporali tra la d.d.p. istantanea e la corrente istantanea e si parla
di reattanza elettrica e non di resistenza elettrica semplicemente.
V(t )  V0sent
i(t )  I 0sen(t  )
R
VL(t)
VC(t)
X L  2fL  L
VR(t)
XC
1
1


2fC C
RESISTENZA + REATTANZA INDUTTIVA + REATTANZA CAPACITIVA

IMPEDENZA ELETTRICA DEL CIRCUITO
Impedenza di contatto
Quando il segnale analogico (d.d.p. variabile) viene applicato ai circuiti elettrici, le
singole armoniche sinusoidali a diverse frequenze che lo compongono vengono attenuate
in modo diverso dalle resistenze, dai condensatori e dalle induttanze con conseguente
distorsione del segnale risultante, difficile quindi da valutare nella diagnostica.
Pasta conduttrice
Vp
Elettrodo
Ossido
Cellule morte
Muscolo Grasso Derma Epidermide
Rc
C
Distorsione del segnale ECG
Quando le armoniche del segnale da prelevare attraversano il contatto elettrodo-pelle
incontrano una diversa difficoltà attraverso il condensatore o la resistenza: ad esempio le
armoniche a bassa frequenza hanno elevata difficoltà nel condensatore (XC è
inversamente proporzionale alla frequenza) al contrario di quelle ad alta frequenza che
passano senza difficoltà. Quindi le onde P e T (bassa f ) sono molto più attenuate mentre
le onde ad alta frequenza (QRS, incisure) non vengono attenuate.
R
T
Lf
P
Q
S
Hf
T
P
Armoniche
Armoniche
Q
S
ONDE ELETTROMAGNETICHE
Così come un campo magnetico variabile crea un campo elettrico indotto,
un campo elettrico variabile crea un campo magnetico indotto
Un’onda elettromagnetica è costituita da un campo elettrico e da un campo
magnetico, variabili nel tempo ed accoppiati. Essi sono in ogni punto perpendicolari
fra loro e alla direzione di propagazione.
(a) Un’onda e.m. é
rappresentata da un raggio
e da due fronti d’onda.
(b) La stessa onda
rappresentata da una “foto
istantanea” dei campi E e
B nei punti sull’asse x,
lungo cui l’onda avanza
con velocità c.
42
ONDE ELETTROMAGNETICHE
Antenne.
(a) Un campo elettrico di un’onda e.m. genera una corrente in
un’antenna formata da fili rettilinei o barrette.
(b) Un campo magnetico variabile induce una corrente in
un’antenna a spirale.
43
ONDE ELETTROMAGNETICHE
Partendo dalle leggi dell’elettromagnetismo, J.C. Maxwell fu in grado di
prevedere l’esistenza delle onde elettromagnetiche, calcolandone la
velocità nel vuoto c mediante le costanti dell’elettromagnetismo:
c
1
00
 3  10 m s
8
0     C2N-1 m-2 = costante dielettrica nel vuoto
0 = 4 · 10-7 T m/A = permeabilità magnetica che nel vuoto
44
ONDE ELETTROMAGNETICHE
Un’onda e.m. monocromatica è caratterizzata da:
 Lunghezza d’onda : minima distanza fra due
punti dell’onda aventi le stesse caratteristiche
fisiche (periodicità spaziale);
 Frequenza : numero di cicli descritti in 1 s
(periodicità temporale);
 Velocità di propagazione: c    .
45
ONDE ELETTROMAGNETICHE
Spettro delle onde elettromagnetiche
46
ONDE ELETTROMAGNETICHE
Spettro delle onde elettromagnetiche
 (m)
f (Hz)
Onde radio
3106  3
102  108
Microonde
3  3104
108  1012
Infrarossi
3103  7.5107
1011  41014
Luce visibile
7.5107  4107
41014  7.51014
Ultravioletti
4107  3109
7.51014  1017
Raggi X
6109  31011
51016  1019
31011  …
1019  …
Raggi gamma
47
ONDE ELETTROMAGNETICHE
Sensibilità dell’occhio umano alle onde luminose
48
NORME DI SICUREZZA
Una corrente che passa attraverso l’organismo umano produce danni che
dipendono dalla intensità di corrente e dalla sua durata. È difficile
quantificare i danni prodotti, perché essi dipendono anche dalle regioni del
corpo umano attraversate.
220 V
49
NORME DI SICUREZZA
Effetti prodotti dalla corrente che attraversa l’organismo umano per la durata di 1 s
(ad una frequenza di 50 Hz):
Corrente (mA)
1 ………………..
5 ………………..
1020 ………….
50 ………………
100300 ………
300 …………….
6 A ……………..
Effetto
soglia di sensibilità
massimo tollerato senza conseguenze
contrazione muscolare
dolore, svenimento
fibrillazione ventricolare
bruciature
contrazione ventricolare, paralisi
respiratoria, defibrillatore
50
NORME DI SICUREZZA
Affinché una corrente possa attraversare l’organismo umano,
questo deve far parte di un circuito, cioè occorrono due punti di
contatto: un punto ad alta tensione ed un punto al suolo.
Precauzioni da osservare:
 isolare il paziente;
 usare apparecchiature elettriche a tre uscite.
51
Bioelettricità
La bioelettricità è l’insieme dei fenomeni che originano potenziali elettrici sulla
superficie del corpo e che sono connessi con fenomeni che si realizzano a livello
cellulare
Il fenomeno: se si pongono due elettrodi di metallo sulla superficie di un organismo
vivente, si riscontra la creazione di una d.d.p. in concomitanza di una qualsiasi
funzione fisiologica (ad esempio la contrazione di un muscolo). Questi legami si
studiano da 250 anni circa, dopo Galvani.
La spiegazione: si è potuto chiarire il tutto quando la tecnologia ha messo a
disposizione strumenti per l’analisi del fenomeno a livello delle singole cellule
coinvolte
Diffusione ionica e polarizzazione
A riposo la membrana cellulare non è permeabile a tutti gli ioni e quelli che la
attraversano generano una d.d.p. che impedisce ulteriori passaggi di ioni →
MEMBRANA POLARIZZATA
Interno
90 mV
K+
K+
K+
K+
K+
Liquido
Extracellulare
K+
K+
K+
K+
K+
K+
K+
Cellula
K+
K+
K+
K+
Esterno
Diffusione
K+
…e per il Sodio Na+ ?
Una sollecitazione chimica, elettrica o meccanica altera la permeabilità della membrana
con la diffusione di ioni Na+ in verso opposto ai K+, generano un potenziale opposto
(potenziale d’azione) → MEMBRANA DEPOLARIZZATA con funzione specifica della
cellula.
Membrana impermeabile
Interno
Esterno
Na+
Membrana permeabile
Interno
Esterno
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Diffusione
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Diffusione
Risultato
Membrana impermeabile a Na+
E permeabile a K+
Interno
Esterno
=
Membrana permeabile a Na+
E permeabile a K+
Interno
Esterno
=
La diffusione del Sodio annulla la polarizzazione generata dal Potassio
Potenziale di membrana
Membrana permeabile al sodio
0 mV
tempo
Ripolarizzazione
Depolarizzazione
-90 mV
Stimolo
Processo di depolarizzazione di una fibra
Potenziale e Propagazione dello stimolo (1)
Potenziale e Propagazione dello stimolo (2)
Potenziale e Propagazione dello stimolo (3)
Depolarizzazione e potenziale

V
r
qd cos 
40 r 2
V(t)
Tempo
Dalla singola fibra al tessuto
Fibra muscolare
Parte depolarizzata
Parte polarizzata

p
Tessuto In fase di
depolarizzazione
P cos
V
2
4 0 r

 pi

r

P
V
Potenziale in vicinanza dei tessuti
Elettrodo
Elettrodo
(Potenziale negativo)
(Potenziale positivo)
P cos
V
4 0 r 2

r

P
V
Elettrocardiogramma (ECG)
Possiamo descrivere in dettaglio il potenziale generato dalla contrazione cardiaca
rilevabile con un singolo elettrodo posto sul torace. Il ciclo cardiaco può essere
diviso in 3 fasi:
1.
DEPOLARIZZAZIONE ATRIALE
2.
DEPOLARIZZAZIONE VENTRICOLARE
3.
RIPOLARIZZAZIONE
ECG depolarizzazione atriale
La depolarizzazione parte dall’alto (atrio) e viene attivata dalla depolarizzazione spontanea
in modo regolare del tessuto specifico del nodo del seno alla confluenza dell’atrio di destra
con la vena cava superiore e si propaga di cellula in cellula verso il basso percorrendo le
pareti atriali verso l’elettrodo che registrerà un potenziale positivo (onda P in
avvicinamento all’elettrodo). In corrispondenza della depolarizzazione si ha una
contrazione con espulsione del sangue nel ventricolo sottostante.
N
Elettrodo
V(t)
P
t
ECG depolarizzazione ventricolare
L’impulso di depolarizzazione si
ricostruisce nei ventricoli, dopo
un breve intervallo (isoelettrica
P-Q) grazie al fascio nervoso di
His e scende prima verso il basso
e poi in direzione lateroposteriore. Dal punto di prelievo,
il fronte di depolarizzazione ha
una fase iniziale con un’ampia
onda di potenziale positivo,
seguita da una di allontanamento
negativa
(sequenza
Q-R-S)
corrispondente alla contrazione e
allo svuotamento ventricolare in
aorta.
T
Depolarizzazione
ventricolare
R
P
Q
S
ECG ripolarizzazione
Alla depolarizzazione ventricolare
segue una pausa (isoelettrica S-T).
La ripolarizzazione atriale si confonde
con la depolarizzazione ventricolare e
quindi non é visibile sul tracciato
elettrocardiografico;
la
ripolarizzazione
ventricolare
si
descrive con un dipolo elettrico come
la depolarizzazione ma di senso
invertito (onda prima negativa e poi
positiva)
ma
il
fronte
di
ripolarizzazione procede in senso
opposto a quello di depolarizzazione
(l’ultimo tessuto depolarizzato si
ripolarizza per primo) e dal punto di
prelievo si ottiene un’onda positiva (T)
Ripolarizzazione
R
P
T
Q
S
L’elettrocardiogramma (Infarto)
Complesso normale
?
V=0
Il tracciato permette di visualizzare modificazioni dei potenziali legati ad un
alterazione fisiologica del tessuto cardiaco (scarsa irrorazione sanguigna, infarto).
Nell’infarto miocardico molte cellule non seguono più il processo di polarizzazionedepolarizzazione con alterazione dell’ampiezza dei dipoli elettrici
Derivazioni ECG
L
R
V6
V
V1
F
Piano frontale
Piano Trasversale
Nell’infarto della parte anteriore e settale del cuore la fase atriale non è influenzata
ma nella depolarizzazione e ripolarizzazione ventricolare, mancando i dipoli
anteriori, nella fase iniziale il dipolo risultante è rivolto all’indietro con un’onda
negativa e nella zona dell’infarto le cellule si depolarizzano in ritardo
Contatto elettrodo-pelle (1)
Pasta conduttrice
Vp
Elettrodo
Ossido
Muscolo Grasso
Cellule morte
Derma Epidermide
Rc
C
Contatto elettrodo-pelle (2)
Vu
V
A
t
Rc
I
A=Amplificazione
C
V
Vi
Rc
C
I
Ri
Vu=A·Vi
Effetto della Resistenza di Contatto
Rc
V
I
Vi
Rc
A=Amplificazione
R
i
Vu=A·Vi
I
I Legge di Ohm :
V  ( 2Rc  Ri)  I
I Legge di Ohm : Vi  Ri  I
Vi
Ri
Sostituend o questa espressione di I nella prima equazione ottengo :
quindi, dalla seconda equazione : I 
Vi 
V
Ri
2Rc  Ri
Vu  A  Vi  A  V
Ri
2Rc  Ri
Se Rc<<Ri
Vu  A  V
Se RcRi
V  A
Vu 
3
La resistenza di contatto determina
una attenuazione del segnale prelevato
Effetto della capacità di contatto
11
Zc

X C 2fC
2fC
C
Se f elevata XC è bassa
Se f bassa XC è elevata
T
Lf
P
Hf
?
Applicazione dell’elettrodo
Disturbi
Disturbi di rete e non di rete
I segnali bioelettrici hanno un’ampiezza al massimo di alcuni mV e vengono prelevati
in ambienti in cui si hanno una serie di possibili alterazioni del segnale stesso di
origine magnetica ed elettrica o legati ai movimenti del paziente durante la
rilevazione.
Disturbo “di Rete”
Disturbo “non di Rete”
Disturbi di rete di origine elettrostatica
220 Volt 50 Hz
Correnti alternate che percorrono il corpo del paziente legate a dispersioni dalla rete
di alimentazione attraverso l’aria (paziente e rete formano un condensatore
attraversato dalla corrente alternata).
Disturbi di rete di origine magnetica
Correnti generate dalle f.e.m.i. e legate ai campi magnetici dovuti alle correnti che
scorrono nei conduttori di alimentazione e che investono il paziente

B
0
B( t ) 
I 0sen t
2R
d B
f .e.m.i  
dt
Eliminazione dei disturbi di rete
Pilotaggio della gamba destra
G
Filtro Notch
50 Hz
f
Eliminazione dei disturbi non di rete
I disturbi “non di rete” sono dovuti a tremori del paziente, instabilità meccanica
della linea di prelievo, variazioni casuali dell’impedenza di contatto degli elettrodi.
Si riconoscono perché non hanno la periodicità di 50Hz e si eliminano rimuovendo
la causa che li determina ed applicando algoritmi di sommazione degli eventi.

Sicurezza del paziente e degli operatori
Una corrente anche di intensità limitata che attraversa il cuore può determinare arresto
cardiaco e morte del soggetto.
Due condizioni:
1.
La corrente è stata generata dal contatto di parti esterne del corpo con la rete di
alimentazione (macroshock), la cosiddetta FOLGORAZIONE ELETTRICA che
necessita di alte differenze di potenziale.
2.
La corrente è arrivata al cuore da una via di bassa resistenza introdotta nel cuore
stesso per necessità diagnostiche e/o terapeutiche (cateteri, sonde…) (microshock),
per crearlo è sufficiente una bassa corrente (10μA)
Macroshock
220 V 50Hz
!
Metallo
Conduttore
Isolante
Microshock (1)
220 V
Dispersore
di terra
Microshock (2)
I
220 V
I
Dispersore
di terra
Microshock (3)
200 mA
199,2 mA
2
500 
0,8 mA
Resistenza del paziente
BEEEEEEP!!!!!
Microshock (4)
Calzature isolanti
Pavimento isolante
Predisposizione “ a norma”
220 V
Ingressi “isolati”
Trasformatore di isolamento
Punto di riferimento
equipotenziale
Ingressi “isolati”
Allarme
Calzature antistatiche
Pavimento antistatico
Dispersore
di terra
Fibrillazione e defibrillazione
L’arresto della contrazione cardiaca a seguito di passaggio di corrente al cuore è dovuto
a fibrillazione ventricolare che consiste in successioni caotiche di polarizzazioni e
depolarizzazioni del cuore senza coordinazione e che provocano un azzeramento della
pressione aortica con conseguente perdita di conoscenza e rischio di morte.
Scarica
E
1
CV 2
2
+
-
E= 100÷400J
V= 3000÷8000 V
Fibrillazione e defibrillazione
L’azione del defibrillatore consiste nel depolarizzare completamente il muscolo
cardiaco attraverso il passaggio di una corrente molto intensa, applicando al torace
due piastre metalliche con la quali si scarica un condensatore: si utilizzano differenze
di potenziale di qualche migliaio di Volt ed energie di qualche centinaio di Joule.
Ritmo sinusale
Fibrillazione
ventricolare
Fibrillazione
Ventricolare
Scarica
Scaric
a
Aritmi
Aritmia
a
Sequenza
ECG
Ritmosinusale
sinusale
Ritmo
Sequenza
Pressoria
Il Defibrillatore
Il principio di funzionamento è semplice. Una corrente continua carica un
condensatore che, nell'istante in cui si aziona l'interruttore verso il cuore (che si trova
sulle piastre elettrodiche), provoca una scarica elettrica in un istante particolare del
ritmo cardiaco. E' possibile calibrare la scarica attraverso la tensione del condensatore.
220 Volt c.a
Carica
Scarica
Osc