Efectos de la corriente eléctrica en el tejido humano: riesgos, interferencias y medidas de seguridad para equipos biomédicos

Efectos fisiológicos de la corriente eléctrica

Efectos fisiológicos de la corriente eléctrica: la magnitud de la corriente que circula por el tejido, la frecuencia, el tiempo de exposición a la corriente eléctrica y la gravedad del daño producido dependerán del órgano afectado.

Efecto de la corriente eléctrica al tejido

En primer lugar se produce una excitación eléctrica de los tejidos excitables, como los nervios y los músculos. En segundo lugar puede aparecer un incremento de la temperatura (tª) del tejido debido a la resistencia que presenta y a la energía disipada por él. Los niveles de efecto incluyen:

• Umbral de percepción
• Pérdida de control motor
• Fatiga
• Dolor
• Parálisis respiratoria
• Fibrilación ventricular
• Contracción sostenida del miocardio
• Daños físicos como quemaduras y heridas

Descarga por macroshock

Descarga por macroshock: se produce cuando una descarga circula por la superficie corporal, por lo general a través de una extremidad de la persona afectada. El límite de seguridad para un macroshock es de 10 mA.

Descarga por microshock

Descarga por microshock: se produce cuando la descarga afecta directamente al miocardio y suele ocurrir en personas que disponen de un catéter conectado al corazón; una pequeña corriente puede generar daños graves e incluso la muerte. El límite de seguridad aceptado es de 10 μA.

Interferencias en el equipo de medida (bioamplificador)

Interferencia externa al equipo de medida (bioamplificador):

Capacitivas

Acoplamiento capacitivo con el paciente: provocan la aparición de la frecuencia de 50 Hz de la red. Entre los conductores y el equipo de medida, el acoplamiento capacitivo de la red con los cables hará que aparezcan corrientes de desplazamiento que circularán por el paciente, generando tensión en modo común y modo diferencial.

Inductivas

Debido a la red eléctrica: las corrientes de 50 Hz provocan la aparición de campos magnéticos variables que inducen interferencias en los conductores y en el equipo.

Otras interferencias externas

También existen interferencias originadas por la interfaz electrodo–electrolito–piel; debido a otros potenciales, éstas no se pueden eliminar completamente. Asimismo, aparecen interferencias procedentes de otros sistemas fisiológicos o de cargas electrostáticas.

Interferencias internas al equipo de medida

Son las provocadas por el transformador de la fuente de alimentación, debidas al rizado de la propia fuente y al ruido generado por los componentes electrónicos del equipo.

Sistemas para evitar un macroshock

Sistemas para evitar un macroshock:

• Interruptor termomagnético: se activa cuando circula más corriente de la que soporta el conductor; se abre el circuito ante una sobrecarga.
• Interruptor diferencial: detecta las corrientes de fuga; compara la corriente que entra con la que sale y, si la corriente que sale es menor que la que entra, el interruptor se abre y corta el paso de corriente.
• Puesta a tierra: conexión a tierra que deriva posibles corrientes de fuga de los dispositivos hacia masa. Si no existieran sistemas de protección, se puede producir riesgo por contacto directo con un conductor activo o por contacto indirecto.

Cables apantallados y guarda activa

Los cables apantallados se conectan a la tensión MC (guarda activa). Se trata de un seguidor por el que se derivan las corrientes de 50 Hz a masa.

Filtrado de señales RD

Minimiza los efectos del modo común y del modo diferencial; consiste en un filtrado paso bajo con 3 condensadores conectados directamente a la resistencia de ganancia.

Resistencias de polarización

Con las resistencias permitimos que haya corrientes de polarización sin reducir la impedancia en modo común. No es necesario un tercer electrodo.

Realimentación activa

Soluciona el problema de disminución de la impedancia en modo común mediante técnicas de realimentación que mantienen la impedancia de modo común alta.

Notas finales

Todos los sistemas y medidas descritos contribuyen a reducir el riesgo eléctrico y las interferencias en equipos biomédicos, protegiendo al paciente y mejorando la calidad de la señal registrada.