Gli defibrillatori automatici esterni (AED) sono diventati lo standard delle cure di emergenza per il trattamento immediato dell’arresto cardiaco improvviso. Questi dispositivi hanno il potenziale di salvare la vita di un paziente erogando scariche elettriche al cuore che lo riportano da un ritmo letale al normale ritmo sinusale al riavvio del suo pattern di battito.

DEFIBRILLAZIONE MONOFASICA

Dalla invenzione di questi dispositivi, la maggior parte del mondo moderno si è affidata a un tipo di shock che inviava corrente elettrica in una singola direzione da un elettrodo su un lato del torace del paziente a un secondo elettrodo sull’altro lato. Questa tecnologia è nota come defibrillazione ad onda monofasica.

DEFIBRILLAZIONE BIFASICA

Col tempo, con il miglioramento della tecnologia, questi dispositivi si sono evoluti diventando più efficienti, più precisi e più facili da usare, erogando nel frattempo uno shock meno potente al paziente morente utilizzando la stessa tecnologia a corrente dei cardioverter-defibrillatori impiantabili automatici (ICD). Questo flusso di corrente bidirezionale è noto come defibrillazione ad onda bifasica. Vi sono molti vantaggi in questo sistema di erogazione dello shock, come ci si può aspettare dalla maggior parte dei progressi tecnologici.

STORIA DELLA DEFIBRILLAZIONE

Per comprendere appieno queste tecnologie AED, è importante capire i concetti che le sostengono e la storia della defibrillazione nel suo insieme. Di seguito copriamo un’ampia gamma di argomenti correlati alla storia della defibrillazione.

Concetti e fatti sulla defibrillazione

Quando una persona collassa durante un evento cardiaco improvviso, in particolare un arresto cardiaco improvviso (SCA), la causa più probabile dell’evento sarà un’aritmia cardiaca nota come fibrillazione ventricolare. Questo particolare ritmo comporta un alto rischio di morte cardiaca improvvisa e non esiste alcun metodo di trattamento manuale, inclusa la RCP, che abbia dimostrato di convertire questo ritmo nel normale ritmo sinusale. Sulla base di questo fatto, è facile comprendere perché gli eventi SCA portassero spesso alla morte prima degli AED.

Defibrillazione precoce

Nei laboratori della General Electric, mentre era in corso la rapida spinta all’elettrificazione della nazione, quando la GE ‘passò dalla trasmissione di corrente continua (DC) [dell’elettricità] alla trasmissione a corrente alternata (AC) all’inizio del 1900, gli operai delle linee elettriche iniziarono a morire per folgorazione.’

Questo aspetto ironicamente letale dell’elettricità era prima sconosciuto, così il fenomeno fu rapidamente studiato dai professori della Johns Hopkins University. Le loro ricerche alla fine attirarono l’interesse di un chirurgo cardiaco di nome Claude Beck.

Nel tentativo di testare le sue teorie sugli effetti della corrente AC sul cuore, egli iniziò a convertire deliberatamente animali in fibrillazione ventricolare. Poi, nel 1947, durante un intervento su un paziente di 14 anni che aveva subito un arresto cardiaco improvviso sul tavolo operatorio, il dott. Beck utilizzò il suo rudimentale defibrillatore (che usava cucchiai per erogare lo shock) per rianimare il bambino shockando direttamente il suo cuore. Settant’anni dopo, oggi disponiamo di AED bifasici portatili, grandi come una lunch box.

In seguito alla scoperta del dott. Beck della correlazione tra elettricità e battito del cuore, la ricerca su questa straordinaria scoperta iniziò su scala mondiale. L’implicazione di riportare un paziente clinicamente morto essenzialmente ‘in vita’ fu probabilmente uno dei progressi medici più significativi di questa era.

Ciò portò il dott. Paul M. Zoll a dimostrare con successo che la corrente elettrica non doveva essere erogata direttamente al cuore durante l’arresto cardiaco, ma che lo stimolo poteva essere applicato esternamente e generare comunque un battito efficace. Ciò, unito a molte altre scoperte e invenzioni del dott. Zoll nella regolazione del ritmo cardiaco, portò al concetto di defibrillatori esterni esistenti oggi.

Storia della tecnologia del defibrillatore – Defibrillatori monofasici

La prima tecnologia usata in questi dispositivi moderni consentiva che la corrente fosse erogata in una singola direzione, o onda monofasica. In questo scenario, la corrente elettrica viene erogata in una direzione da un elettrodo all’altro, arrestando momentaneamente il cuore. Ciò permette al ritmo del paziente di convertirsi nel normale ritmo sinusale.

Tutte le correnti di defibrillazione hanno una forma che può essere visualizzata come un’onda, [che] dimostra come il flusso della corrente cambia nel tempo durante la defibrillazione. Come mostra l’illustrazione sopra, l’onda associata alle defibrillazioni monofasiche contiene un singolo picco. Questa corrente di picco è critica nel determinare il successo della defibrillazione perché deve esserci corrente sufficiente a raggiungere il cuore per terminare la fibrillazione (cioè il ritmo letale), evitando allo stesso tempo una corrente di picco troppo alta, che può danneggiare il cuore.

Questa corrente di picco, unita alla resistenza del corpo alla corrente, nota come impedenza, costituisce le due componenti che compongono la defibrillazione. In un defibrillatore monofasico, la corrente erogata è tipicamente molto alta, 360 joule, richiedendo quindi grandi componenti interni per permettere la generazione e l’immagazzinamento della quantità di corrente elettrica necessaria per essere erogata tramite palette o elettrodi. Di conseguenza, i defibrillatori monofasici erano un tempo macchine ingombranti non adatte a essere collocate nella comunità o azionate da soccorritori occasionali.

Storia della tecnologia del defibrillatore – Defibrillatori bifasici

Al contrario, mentre la tecnologia continuava il suo costante evolversi intrecciandosi e ampliando i limiti del corpo e della mente umana, i progressi nel campo medico alla fine aprirono la strada a un nuovo tipo di tecnologia ad onda, nota come defibrillazione ad onda bifasica. La defibrillazione bifasica deriva dalla stessa logica usata nel mantenimento delle aritmie da dispositivi ICD, che mantengono il normale ritmo sinusale in pazienti con aritmie croniche di difficile gestione.

L’elettricità viene inviata da un elettrodo all’altro nella prima fase di questa onda, seguita dal ritorno all’elettrodo di origine nella seconda fase. La tecnologia bifasica richiede una corrente molto inferiore per ottenere la terminazione efficace della fibrillazione.

Studi hanno dimostrato una maggiore efficacia per quanto riguarda le defibrillazioni riuscite rispetto alla tecnologia monofasica. Grazie alla corrente inferiore, le stesse componenti che contribuivano alle dimensioni ingombranti e pesanti dei defibrillatori monofasici poterono essere notevolmente ridotte, portando all’avvento del defibrillatore esterno automatico. Gli attuali AED bifasici sono delle dimensioni di una lunch box, rendendo realista il fatto che la maggior parte dei centri commerciali, dei grandi magazzini, dei supercenter, dei mall, delle scuole e di altri centri sociali di aggregazione o di commercio siano dotati di dispositivi accessibili al pubblico.

Storia della tecnologia del defibrillatore – Oltre la defibrillazione monofasica e bifasica

Il costante progresso della tecnologia ha prodotto AED completamente automatizzati, che forniscono chiare istruzioni vocali all’operatore, sono in grado di determinare se il paziente è in fibrillazione ventricolare e non consentono all’operatore di erogare uno shock se il cuore del paziente non sta fibrillando. Pertanto, è impossibile che un profano con scarsa o nulla formazione cardiovascolare possa danneggiare un paziente erogando la defibrillazione. Gli AED di oggi si ‘caricheranno’ e permetteranno al soccorritore di emettere uno ‘shock’ solo se il paziente è in un ritmo letale riconoscibile.

Inoltre, permettendo una minore erogazione di corrente, il rischio più comune associato alla defibrillazione, ovvero le ustioni cutanee da elettricità nei siti degli elettrodi, è drasticamente ridotto con la tecnologia bifasica. Gli altri rischi comuni, incluso il rischio di ictus da un coagulo di sangue in movimento, sono anch’essi drasticamente ridotti in proporzione alla quantità di trauma al corpo. Ciò non deve in alcun modo sminuire l’impatto significativamente positivo sui tassi di sopravvivenza verificatosi in innumerevoli casi grazie all’avvento del defibrillatore esterno monofasico, a cui un numero incalcolabile di vittime di fibrillazione ventricolare devono la vita.

Storia della tecnologia del defibrillatore – Riepilogo

Nel corso degli ultimi 64 anni, da quando il dott. Zoll dimostrò l’efficacia dell’erogazione di correnti esterne per ottenere la defibrillazione, la tecnologia ha compiuto passi da gigante. Per contestualizzare, in meno della speranza di vita media di un essere umano, le innovazioni nella tecnologia della defibrillazione hanno salvato milioni di vite umane. Molte di quelle vite furono salvate grazie alla tecnologia di defibrillazione considerata lo standard aureo per oltre 30 anni, la tecnologia monofasica.

Tuttavia, l’avvento del defibrillatore esterno automatico bifasico ha aumentato esponenzialmente la nostra esposizione a questi dispositivi salvavita e la loro disponibilità, riducendo le dimensioni della macchina e semplificando le istruzioni per l’operatore.

Mentre la tecnologia continua ad avanzare e accelerare, si può solo immaginare dove sarà la tecnologia AED tra un’altra generazione. Sulla base della durata estremamente breve della tecnologia nel suo complesso e dei rapidi progressi che abbiamo già visto, le possibilità sono infinite.