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Documento PDF - AMS Tesi di Laurea

1. 4347 19 Tetanus 198236 19 amp Non communicablerespiratory disease 3514 15 low birth wt birth asphyxia trauma other low birth wt birth asphyxialtrauma other heart spina bifida down syndrome anencephaly other heart spina bifida down syndrome anencephaly other 8 drownings traffic accidents fires falls poisoning other drownings traffic accidents fires falis poisoning other leukemia lymphomas liver cancer other Total Deaths 10 247 718 Total Deaths 230 861 Total Population 536 962 742 Total Population B1 206 312 Mortality Rate 1 996 Mortality Rate 0 396 Cardiovascular diseases elat a LIE OD nimenuonai injuriet Cardiovascular diseases 596 038 7 9 Malgnantneopasms Self inflicted injuries Maternal conditions 488346 659 Digestive diseases Self inflicted injuries 375 684 5096 Neuropsychiatric conditions 49202 49 Violence amp 33313 44 HIV AIDS 30 697 31 247 284 33 Tuberculosis 1 A 3A 1 29886 30 Lower respiratory infections 246949 33 6 Lowerrespiratoryinfections ss 16739 17 road traffic accidents fires drownings other road traffic accidents poisoning drownings other ischaemic heart disease IHO cerebrovascular disease other 1 ischaemic heart disease HD cerebrovascular disease other X maternal haemorrhage sepsis other bre
2. Miliardi di euro USA Germania Irlanda UK Francia Italia Spagna Figura 1 2 1 4 Import export totale dei dispositivi medici 17 1 2 2 Bioingegneria e biotecnologie per migliorare la salute nei paesi pi poveri E innegabile che molte tecnologie siano disponibili principalmente nei paesi sviluppati come per esempio 1 sistemi di risonanza magnetica che costano milioni di dollari Il campo della bioingegneria rappresenta un terreno fertile per lo sviluppo di molte tecnologie puntando l attenzione anche sullo sviluppo di strumenti atti a rilevare malattie infettive e di metodi per realizzare farmaci pi efficienti e vaccini figura 1 2 2 ES ow 4 E Figura 1 2 2 Lo sviluppo del vaccino contro il vaiolo e la conseguente eliminazione della malattia rappresentano un esempio della potenza della tecnologia medica Attualmente gran parte degli sforzi di ricerca nel campo della bioingegneria e delle biotecnologie sono dettati dalla necessit di curare malattie che colpiscono quasi esclusivamente 1 paesi industrializzati Tra il 1975 e il 1997 soltanto 13 studi condotti in campo chimico sono stati sviluppati per il trattamento di malattie tropicali Vi sono senza dubbio barriere che limitano lo sviluppo e la diffusione delle nuove tecnologie nel mondo in via di sviluppo L importanza delle forze di mercato gioca un ruolo determinante infatti nuovi prodotti e farmaci messi sul mercato negli Stati Uniti provengono da inve
3. 2 2 1 Differenze tra CABG innesto di bypass aortocoronarico e PTCA angioplastica coronarica percutanea Per il 50 dei pazienti il loro primo sintomo di CAD un attacco di cuore Il trattamento della cardiopatia ischemica prevede farmaci che aumentano l apporto di sangue al cuore aumentando il diametro dilatazione delle arterie coronarie Altri farmaci come 1 beta bloccanti possono essere prescritti per ridurre la domanda di ossigeno al cuore Anche se questi farmaci possono alleviare 1 sintomi di CAD non riducono l ostruzione coronarica Trattamenti che aumentano il flusso arterioso coronarico prevedono farmaci che sciolgono il coagulo di sangue In aggiunta vi sono due procedure invasive che direttamente trattano le ostruzioni nelle arterie coronarie il by pass coronarico CABG e l angioplastica coronarica transluminale PTCA Il trial multicentrico internazionale randomizzato SYNTAX cerca di esplorare le differenze in costi benefici morbilit e mortalit a lungo termine che si hanno in pazienti trattati con CABG oppure PCI comparando la CABG che utilizza le tecniche contemporanee e la PCI che utilizza stent medicati che rilasciano Sirolimus o Paclitaxel 1 pi usati L obiettivo dello studio quello di stabilire la non inferiorit della PCI riguardo alla CABG per quanto riguarda la sopravvivenza Il Trial SYNTAX una delle pi importanti indagini mai intraprese nel campo della rivascolarizzazione coronarica e
4. aperto per incoraggiare l esercizio fisico e interventi per migliorare l accesso a un alimentazione sana cos come la lotta al fumo pu passare anche attraverso politiche fiscali adeguate Alcuni esempi positivi di iniziative nazionali per affrontare le malattie croniche esistono gi Una certamente il Piano d azione nazionale del Pakistan sulle malattie croniche del 2003 che ha integrato sorveglianza e interventi introducendo le malattie croniche nel piano di lavoro di oltre 70 mila strutture sanitarie In Giordania il programma Gateway to the Future ha l obiettivo di promuovere cambiamenti di comportamento nei confronti delle malattie croniche della salute riproduttiva e infantile In Iran il programma Isfahan s healthly Heart lanciato nel 1999 ha stabilito interventi di comunit per promuovere l attivit fisica una dieta sana e l eliminazione del fumo Siamo solo all inizio ma cominciano a esserci segni incoraggianti di promozione della salute a livello locale soprattutto nei Paesi musulmani della Regione Per esempio nel 2002 il pellegrinaggio verso La Mecca hajj stato dichiarato libero dal fumo Analogamente nella cultura dei Paesi musulmani sta diventando sempre pi accettabile il fatto che le donne possano fare esercizio fisico in pubblico 2 4 Tecnologie mediche nel mondo in via di sviluppo analisi in ambito cardiovascolare Le biotecnologie e la ricerca della bioingegneria continuano a trasformar
5. a basso reddito con particolare attenzione rivolta a due indagini svolte da EWH Malattie cardiovascolari tra le principali cause di morte a livello mondiale e interventi atti a prevenirle e curarle focalizzando l interesse sulle differenze delle tecnologie cardiache a livello globale Impiego dell elettrocardiogramma come strumento alla base della diagnostica cardiologica e problematiche annesse nei paesi a basso reddito CAPITOLO I Tecnologie mediche a confronto nel mondo 1 1 Sistema sanitario nel mondo Stati Uniti Canada Cina India Angola Italia Per Sistema sanitario degli Stati Uniti d America s intende l apparato prevalentemente in mano privata atto alla cura e all assistenza sanitaria della popolazione civile degli Stati Uniti d America I programmi assistenziali pubblici sono Medicare e Medicaid Medicare il programma nazionale di assistenza agli anziani ultrasessantacinquenni universalistico in quanto indipendente dal reddito Medicaid un programma gestito dai singoli Stati con un contributo federale che copre il 60 delle spese e rivolto ad alcune fasce di popolazione a basso reddito famiglie con bambini donne in gravidanza anziani e disabili Durante gli anni novanta il prezzo dei medicinali divenne uno dei maggiori punti dell agenda politica americana a causa del suo aumento esponenziale e del rifiuto da parte del governo e delle compagnie private di coprirne il costo Allo stato
6. altri muscoli provocata da variazioni elettriche volendo studiare questo fenomeno del cuore possibile ricorrere sia ad elettrodi fissati direttamente sull epicardio derivazioni dirette sia ad elettrodi posti in varie regioni del corpo derivazioni superficiali semidirette o indirette Le correnti che giungono sulla cute sono per molto deboli e richiedono apparecchi di registrazione molto sensibili In passato si fatto ricorso a vari sistemi di registrazione a partire dal galvanometro a corda introdotto da Einthoven nel 1901 Attualmente gli elettrocardiografi funzionano quasi esclusivamente mediante pile disposte in batteria e utilizzano circuiti di amplificazione elettronici e sofisticati sistemi di scrittura L ECG una curva rappresentativa delle onde di variazione del potenziale di azione cardiaco nelle varie fasi del ciclo cardiaco la cui interpretazione consente un approfondita conoscenza dello stato del miocardio automatismo eccitabilit conduttivit contrattilit Le onde in posizione fissa che lo compongono sono chiamate P Q R S T Nella figura 3 2 1 2 mostrato lo schema di un tracciato elettrocardiografico s V anda U onda pausa AV onda T BO 100 60 10 600 110 Go 160 200 m amp ec m sec msec msec rmi Intervallo PO intervallo OT 120 200 2B0 4F0 meaed rns cs Figura 3 2 1 2 Tracciato elettrocardiografico La prima parte della curva costituita dall onda P puo anche definirsi complesso
7. attuale gli Stati Uniti sono il paese che spende di pi per 1 propri medicinali Nel 2003 il servizio nazionale copriva in media solamente il 17 7 delle spese totali Il governo statunitense ha preso posizione Febbraio 2007 giustificando il prezzo elevato delle medicine con il fatto che in altri paesi il costo effettivo viene in maggior parte coperto dallo stato mentre in America e a totale carico del cliente Inoltre all estero le compagnie possono accordarsi con il governo sul prezzo dei medicinali mentre negli Stati Uniti tali accordi sono proibiti per legge Gli Stati Uniti d America sono insieme al Sud Africa e la Cina le sole nazioni industrializzate a non avere una copertura sanitaria universale Questo causa di un forte dibattito in America sulla possibilit di ampliare a tutti le cure sanitarie Il 25 marzo 2010 il presidente Barack Obama ha firmato la legge della riforma sanitaria I punti salienti della riforma sono Divieto per le compagnie di assicurazione di negare la stipula di assicurazioni per determinate patologie Incentivi fiscali per il cittadino al fine di acquistare una polizza sanitaria Sanzioni per il cittadino che non acquista una polizza assicurativa Obbligo per 1 datori di lavoro di imprese con pi di 50 dipendenti di contribuire alle spese per l acquisto di tali polizze per 1 propri prestatori di lavoro Ampliamento dei soggetti coperti dalla tutela di Medicaid Il sistema sanitario americano garanti
8. che presentano rischi specifici necessitano e prevedono un processo di formazione e di addestramento per il personale che le andr ad utilizzare per poter farlo nel modo migliore parte dell addestramento deve essere rivolto agli aspetti di sicurezza Tutti gli accorgimenti tecnici o organizzativi anche se hanno fortemente migliorato la sicurezza e l affidabilit delle attrezzature da lavoro da soli non bastano a garantire l assenza di incidenti come ben attesta la progressione degli infortuni dagli anni cinquanta in poi Non si pu considerare la sicurezza di un macchinario senza considerare insieme il contesto in cui viene utilizzata Vi sono fattori fortemente incidenti sulla sicurezza che sono esterni alla macchina e riguardano in generale l organizzazione e l ambiente di lavoro I ritmi di lavoro Anche le operazioni pi semplici possono diventare un rischio se compiute in fretta e senza la necessaria attenzione si pensi agli innumerevoli incidenti con tagli o punture che avvengono nelle sale operatorie L illuminazione Un illuminazione non adeguata impedisce una chiara percezione della segnaletica di sicurezza e dei comandi riducendo il grado di informazione dell operatore e aumentando il rischio di eseguire manovre errate L attenzione Un ambiente di lavoro rumoroso in cui 1 lavoratori devono rispondere a diverse sollecitazioni a un ritmo sostenuto impedisce che le attrezzature vengano utilizzate con la necessaria attenzione In co
9. del guadagno In questi casi l utente pu non rendersi conto della necessit di regolare il guadagno o un altro parametro per poter utilizzare l apparecchiatura e leggere correttamente l output Gli errori dell utente possono estendersi al di l del funzionamento della macchina Anche se il posizionamento degli elettrodi compito del medico o lavoro dell infermiere nel caso in cui tale compito venga svolto male induce alla richiesta d intervento dell ingegnere Alcune regole da ricordare per il giusto posizionamento degli elettrodi sono 1 gli elettrodi non dovrebbero essere immessi su cicatrici 2 gli elettrodi non devono essere posti a contatto con tanti peli del corpo 3 gli elettrodi devono essere posizionati ad almeno 2 cm l uno dall altro per poter registrare un chiaro segnale 4 se pi di un dispositivo Immesso sul paziente con elettrodi questi possono interferire l uno con l altro E necessario in quest ultimo caso spostare una delle macchine e per ovviare agli altri problemi occorre utilizzare elettrodi di riposizionamento e provvedere alla rasatura dei peli Dopo l elettrodo l anello pi debole in un sistema ECG il pin nell elettrodo In elettronica il piedino noto anche con il termine inglese pin una qualunque terminazione metallica che innestandosi nella sua controparte stabilisce un contatto elettrico Un suo uso massiccio pu portare alla sua rottura I problemi pi comuni sono i
10. disponibile nella maggior parte dei paesi in via di sviluppo Trattamenti efficaci riduzione dei costi insieme ad una maggiore enfasi della malattia sono necessari per affrontare questo crescente onere La diffusione di malattie infettive nel terzo mondo e di malattie croniche e legate allo stile di vita come quelle cardiovascolari nei Paesi cosiddetti sviluppati 11 mancato accesso alle cure sanitarie da parte di gran parte della popolazione mondiale sono problemi che ad oggi non hanno trovato ancora una soluzione 70 SITOGRAFIA 1 http At wikipedia org BIBLIOGRAFIA 2 Rebecca Richards Kortum 2010 Biomedical Engineering for Global Health New York USA 3 Robert Malkin 2006 Medical Instrumentation in the Developing World USA 4 Black RE Morris SS Bryce J 2009 Where and why are 10 million childring dying every year USA 5 Zareba KM 2002 The artificial heart past present and future Medical Science Monitor USA 6 Finch J 2000 Feeding the world protecting the planet USA 71 RINGRAZIAMENTI Per la buona realizzazione del mio elaborato desidero ringraziare innanzitutto il Prof Ing Stefano Severi per l attenzione prestatami A causa della mia personalit molto di rado esterno ci che provo e sento ma a seguito del lavoro di tesi e al conseguimento della laurea intendo con limpidezza mettere a nudo le mie sensazioni Vorrei esprimere la pi sincera gratitudine sop
11. eee du ken er eee ee es 47 3 1 1 Elettrocardiografo quadro generale uso clinico e principi operativi 48 Onc Aqpliticatore ECO hrern onana Ea nme ME 51 23 2 T D rtyvaziont direte ndro le 359 i uo uo as ona aus trt vous suat use ta eus tet LU EU UD Edd 54 3 2 2 Registrazioni mditrette dell BOCrE oiim etre veio rine ee HR ea ene pc eee pri a ee Redon OON Sa 56 23 2 2 1 Dersvazioni periteriche di EtntloVeri 2o doo alla iae Sese edu 56 35 2 2 2 Derivazioni unipolari degli arti ah use as i nies et uisa re Uis c UU QU 58 3 2 2 3 Derivazioni precordiali o toraciche di WIlSOn eese 58 Seres e c 59 25 3 Metodi dr presentazione del tracciato BG suoi otio oin tn eet OE AO E Qe E Prep sien P Vale cs ESAE OR RH airone 60 3 4 Uuhzzo dei dispositivi medical eo erae pae e re Rae EM e 61 24 COM pitt COSUULDOTO niona seca to E etu asus tue aio 61 3 442 Compiti deg H UtiliZZatOFl ocelli lia 62 975 OPS ral Olt MANU LCNLON eriin a o eso Mou end deco esti pp ede ssaa bia giri 62 SN M lguretiomaiseeiuitotet see ili 62 DO C onstderazionpsulli SIGULOZZ usura tutte ia eate lello 64 i 7 ECGnel imondormviadisvilippo i acli t a ata Rc S dte ene 65 3 7 1 Difficolt pi comuni legate all utilizzo degli ECG nei paesi a basso reddito 65 3 7 2 Ulteriori precauzioni all utlizzo saggia lia 67 2 5 ECC con Tunzionalita PIU COMPIE SE siriani 68 ordinc 69 DIDIIOPESIEDE oes seen hence
12. essendo la gamba sinistra in un campo di forza positivo rispetto al braccio sinistro la deflessione avverr verso l alto o positiva D2 LL RA D3 LA LL RL LL Figura 3 2 2 1 Derivazioni periferiche di Einthoven 57 3 2 2 2 Derivazioni unipolari degli arti Le derivazioni unipolari registrano le variazioni elettriche in un punto rispetto ad un altro che durante la sistole cardiaca non presenta modificazioni dell attivit elettrica elettrodo indifferente Vg o aVg elettrodo esplorante sul braccio destro Vi o aV_ elettrodo esplorante sul braccio sinistro Vr o aV elettrodo esplorante sulla gamba sinistra Nelle derivazioni unipolari aVg aV aVr l elettrodo indifferente collegato di volta in volta con 1 due arti non esploranti nelle derivazioni unipolari 3 2 2 3 Derivazioni precordiali o toraciche di Wilson Sono unipolari semi dirette con elettrodo esplorante posto nelle seguenti sei differenti posizioni del torace figura 3 2 2 V IV spazio intercostale sulla parasternale destra V2 IV spazio intercostale sulla parasternale sinistra V4 a met strada tra V e V4 V4 V spazio intercostale sull emiclaveale sinistra Vs V spazio intercostale lungo l ascellare anteriore sinistra Vo V spazio intercostale lungo l ascellare sinistra La V indica che l elettrodo esplorante registra 1 potenziali elettrici tra l elettrodo 1n parola e l elettrodo indifferente connesso con 1
13. importanza critica Una garza imbevuta con soluzione fisiologica o anche solo bagnata con qualche goccia di acqua pu comunque migliorare la qualit della registrazione Gli elettrodi devono essere controllati e puliti ad ogni ispezione Per la diagnostica gli elettrodi pi comuni sono multiuso Il Welch coppa il pi comune tra questi ha una forma di coppa con una lampadina di aspirazione sulla parte superiore 3 La corrosione un problema comune cos come lo la mancanza di aspirazione 59 Stainless Steel Button Adhesive Pd Bandage Figura 3 2 3 Elettrodi ECG monouso sono simili a pulsanti grandi Tuttavia essi sono spesso riutilizzati nel mondo in via di sviluppo il che li rende una fonte costante di problemi 3 3 Metodi di presentazione del tracciato ECG Come gi accennato nei paragrafi precedenti vi sono due metodi generali di visualizzazione delle forme d onda ECG uno elettronico l altro su carta La forma pi comune di visualizzazione elettronica su uno schermo o CRT La dimensione del display e il tipo di fosforo utilizzati per la fabbricazione del tubo catodico influenzano la qualit della forma d onda La presentazione del tracciato ECG pu presentarsi nel formato foglio carta di presentazione con 1 dati pi recenti vicini al bordo sinistro del display spesso chiamato display con traccia in movimento o solido Alcuni produttori utilizzano la cosiddetta traccia stazionaria in tale present
14. la produzione di tali tecnologie Se vengono soddisfatti i requisiti di affidabilit e sicurezza si procede all adozione e alla diffusione dello specifico strumento o macchinario Le tecnologie sanitarie devono basarsi sulla prevenzione sulla diagnosi sul trattamento sulla riabilitazione 13 Lo sviluppo di nuove tecnologie sfortunatamente difficile in alcuni paesi a causa della limitatezza delle risorse I risultati della valutazione tecnologica vengono utilizzati in modo diverso a seconda dei differenti contesti occorre considerare vari fattori come ad esempio 1l grado di diffusione della malattia per la quale si realizza un determinato dispositivo l accettabilit sociale l efficacia della tecnologia che tale dispositivo utilizza 1 2 1 Tecnologie biomediche nei paesi industrializzati In tutti 1 paesi ad elevato indice di sviluppo tecnologico le strutture ospedaliere stanno assumendo sempre pi il ruolo di centri dove si concentra una sofisticata tecnologia che viene impiegata da personale qualificato professionalmente per assicurare un alto livello di qualit nei servizi che vengono forniti Nel secolo scorso 1 progressi nei diversi campi delle scienze applicate hanno impresso una tale accelerazione al conseguente rinnovamento tecnologico al punto da permeare ogni aspetto della nostra vita di tutti 1 giorni Da ci non si sottratto il comparto della medicina e dei servizi sanitari in generale I profondi cambiamenti al
15. malattie sono comunque responsabili di pi del 40 delle morti totali Alla base di queste patologie croniche ci sono fattori di rischio comuni alcuni legati allo stile di vita scarso consumo di frutta e verdura fumo o mancanza di attivit fisica altri a fattori biologici come l ipertensione l obesit Quasi due terzi degli adulti presentano uno o pi fattori di rischio per esempio in Arabia Saudita sono obesi circa il 64 degli uomini e 11 70 delle donne in Bahrain 180 delle donne Anche il diabete piuttosto comune colpisce circa il 18 degli adulti in Oman e 11 24 in Arabia Saudita 6 Dei 22 Paesi meno della met ha adottato politiche nazionali di lotta a queste malattie e ancora meno vanta leggi antifumo Da una parte mancano dati epidemiologici e conoscenze dall altro l attenzione della sanit pubblica ancora focalizzata soprattutto sulla questione delle malattie infettive Occorre un cambiamento di rotta nelle liste nazionali dei farmaci essenziali dovrebbero essere inclusi anche quelli per il trattamento delle malattie croniche cos come semplici presidi dovrebbero essere disponibili nei contesti di assistenza primaria Allo stesso modo occorre un aggiornamento continuo per gli operatori sulla gestione delle 42 malattie croniche Sul fronte dell alimentazione necessario concentrarsi da una parte sulla riduzione della malnutrizione dall altra sulla prevenzione dell obesit servono pi spazi all
16. paesi a basso reddito Le migliori condizioni di salute riscontrate nei paesi industrializzati dipendono dai progressi delle scienze mediche e delle tecnologie in campo sanitario e da un maggiore reddito individuale Un paragone tra 1 due versanti dell umanit effettuato sulla base di indicatori economici e sanitari reddito pro capite spesa sanitaria mortalit infantile educazione primaria numero di medici e infermieri dimostra le abissali differenze esistenti La povert deve quindi essere considerata l elemento determinante di ogni grave situazione sanitaria fino a quando permangono le condizioni di povert non resta che tentare un miglioramento nell organizzazione dei presidi sanitari Il settore delle tecnologie biomediche rappresenta infatti una componente di importanza fondamentale nella gestione e nella promozione della salute Questa importanza destinata a crescere ulteriormente nei prossimi anni a fronte del rapido progredire della ricerca nella bioingegneria e della conseguente applicazione all innovazione in campo sanitario allo 1 scopo di ottenere un miglioramento nella comprensione dei diversi processi patologici e la definizione di nuovi metodi e strumenti di diagnosi e terapia Gli apparati tecnologici imprimono cambiamenti culturali ed antropologici tali che 1 livelli di civilt e 1 progressi scientifici vengono a tutti gli effetti identificati con il grado di sviluppo tecnologico Nell ambito sanitario l esp
17. una reale volont di cambiamento 3 Deduciamo quindi che varie sono le problematiche umane che portano alla non diffusione delle tecnologie e rendono difficile la gestione della sanit nei Paesi del Terzo Mondo 1 3 2 Analisi di EWH riguardo alla condizione della strumentazione biomedica negli ospedali del terzo mondo Prendendo in esame un analisi sul campo condotta da EWH che riguarda la condizione dei macchinari e di come essi sono gestiti si possono trarre interessanti considerazioni Questa analisi ha riguardato 33 ospedali in 10 paesi e ha coinvolto 97 volontari Tutti gli ospedali presi in esame sono di media grandezza tutti quanti possiedono una sala operatoria e posti di degenza che possono variare da un minimo di poche decine fino a capienze di 500 unit I volontari divisi in questi 33 ospedali hanno catalogato 975 macchinari registrati dai tecnici locali come non funzionanti Lo scopo di questa ricerca era quello di verificare quanto 1 tecnici del luogo avessero svolto correttamente la loro mansione Ben 664 tra 1 macchinari che erano stati catalogati come non funzionanti lo erano in maniera esatta e il tecnico aveva adempiuto correttamente al suo compito per 1l 30 di questi macchinari la rottura risultava imputabile all alimentazione elettrica problematica per il 23 ad errori di utilizzo e per il restante 47 ad una manutenzione non eseguita o sbagliata Da questo ultimo dato notiamo come la difficolt di comunicazione
18. 0 861 0 846 0 840 0 838 0 838 0 835 0 834 0 832 0 831 0 816 0 813 0 810 0 809 0 806 0 805 Cambio rispetto al 2010 A 0 015 0 02 A 0 024 di 0 014 A 0 006 di 0 031 0 03 A 0 014 0 033 A 0 023 A 0 016 A 0 017 di 0 028 di 0 011 A 0 018 A 0 027 A 0 014 A 0 005 di 0 036 21 A 8 mmm Slovenia 0884 0 069 44 ACL MeaCil 0 805 0 022 r A 22 W6 9 Finlandia 0 82 0011 45 AQ Argentina 0 797 0 022 23 YO EE Spagna 0878 g0is 46 AGS Z Croazia 0 796 0 059 24 vo W italia 0 874 0 02 47 w 5 EF Barbados 0 793 A Barbados 0 005 ISU basso Posto ISU Posto ISU Nuove Nuove Nuove Nuove stime Cambio Stato stime Cambio stime Cambio Stato stime Cambio 2011 rispetto 2011 rispetto 2011 rispetto 2011 rispetto per il al 2010 peril al 2010 peril 12010 peril al 2010 2011 2011 2011 2011 142 WA9 m 010 0 016 166 W 14 E Ruanda 0 429 0 044 salomone 167 33 ee Benin 0 427 Y 0 008 143 w 5 ES Kenya 0 509 0 009 165 wan E Gambia 0 420 0 03 144 wan m S oTom e 509 A 0 021 169 15 E Sudan 0 408 0 029 Prep 170 Y2 f f Costad Avorio 0 400 0 003 T1 7 14s wC20 E Pakistan 0504 A014 O ig EE LI 146 YUD WE Bangladesh 0 500 A 0 031 B ERA Li an 147 wQ7 E Timor Est 0495 0 007 1 n Afghanistan o 148 v2 E Angola 0 486 0 083 n hi aa ag d t f 149 Y 17 Ef Birmania 0 483 0 032 VN copi
19. 1 bambino L aria calda sale cos nella culla e la temperatura controllata regolando il numero di lampadine che si accendono L unit di terapia intensiva neonatale ha realizzato 12 incubatori del genere che rappresentano un ottimo esempio di una soluzione low tech che affronta la sfida di salute in un modo che sia accessibile e facilmente utilizzabile La ricerca nella bioingegneria svolge un ruolo importante nello sviluppo di molte tecnologie puntando l attenzione anche sullo sviluppo di strumenti atti a rilevare malattie infettive e metodi per realizzare farmaci pi efficienti e vaccini Le biotecnologie continuano a trasformare il futuro dell assistenza sanitaria nei paesi industrializzati ma occorre assicurarsi che 1 benefici della ricerca siano disponibili a tutti 1 cittadini del mondo e ci richiede un nuovo modo di pensare che deve integrare lo sviluppo tecnologico con le politiche pubbliche Alcune economie emergenti in particolare quella del Sud della Corea e India hanno beneficiato di forti aumenti di investimenti pubblici nella ricerca scientifica e ci ha aumentato di dieci volte negli ultimi dieci anni il numero delle apparecchiature biomediche I futuri progressi nei dispositivi cardiovascolari come stent medicati robot chirurgici e artificiali impiantabili hanno la promessa di ridurre ulteriormente la mortalit cardiovascolare Tuttavia queste tecnologie sono costose e richiedono infrastrutture al di fuori di quello che
20. 51 b3 a schermo piatto Su alcuni registratori presente un pulsante automatico che commuta l uscita attraverso tutti 1 leads a seconda della modalit Su alcune unit si lavora sull interruttore il quale una volta selezionato visualizza un segnale a 1 mV La calibrazione del segnale a 1 mV viene utilizzata per confermare il guadagno dell amplificatore ed un buon modo per fare un rapido controllo e vedere se l amplificatore correttamente funzionante Se l uscita mostra il segnale a 1 mV significa che l amplificatore in funzione Il guadagno standard di un amplificatore ECG di circa 1 000 cm V il che significa che un segnale a 1 mv sulla superficie del corpo crea un 1 cm di deflessione sull apparecchio Comunque alcuni amplificatori dispongono di un controllo automatico del guadagno e altri possono includere interruttori con regolazione a 0 25 guadagno di 250 0 5 guadagno di 500 1 0 guadagno di 1 000 standard 3 0 guadagno di 3 000 e 5 0 guadagno di 5 000 Come in qualsiasi amplificatore la saturazione pu diventare un problema Questo comune quando il paziente di piccole dimensioni per esempio nel caso di un neonato Ne risulta una forma d onda distorta in genere con alcuni picchi o avvallamenti o nel peggiore dei casi una linea piatta nella parte superiore o inferiore del display A causa degli elettrodi posizionati sul paziente pu anche esserci un offset di tensione che pu spostare la linea di bas
21. ALMA MATER STUDIORUM UNIVERSIT DI BOLOGNA SEDE DI CESENA SECONDA FACOLT DI INGEGNERIA CON SEDE A CESENA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA BIOMEDICA TITOLO DELL ELABORATO TECNOLOGIE BIOMEDICHE E LORO APPLICAZIONE IN AMBITO CARDIOVASCOLARE CONFRONTO FRA PAESI SVILUPPATI E PAESI A BASSO REDDITO Elaborato in Laboratorio di Bioingegneria L A Relatore Presentato da Prof Ing Stefano Severi Antonio Vona Sessione Terza Anno Accademico 2010 2011 Ie C0061 VA C0 11 SERERE 1 Cap 1 Tecnologie mediche a confronto nel mondo 1 1 Sistema sanitario nel mondo Stati Uniti Canada Cina India Angola Italia sss 3 1 1 1 Panoramica sullo scenario generale della salute e dello sviluppo umano 6 1 2 Ruolo dell ingegneria biomedica nei paesi sviluppati e in quelli a basso reddito 12 1 2 1 Tecnologie biomediche nei paesi industrializzati eeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee nenne 14 1 2 2 Bioingegneria e biotecnologie per migliorare la salute nei paesi pi poveri 18 1 2 3 Situazione delle tecnologie sanitarie esistenti nel terzo mondo esses 19 1 5 Engimeerime World Health EWE uoeesttenteE so exeo e Bump eines Ian UE n eee 19 1 3 1 Studio di EWH sulle barriere che rallentano il processo di espansione tecnologica nei paesi a Ip ingredere rH Hc 20 1 3 2 Analisi di EWH
22. Nuova Zelanda 6 A 2 l Canada 7 2 OE Irlanda 8 vo E Liechtenstein 9 A 1 Germania 10 Y 1 mam Svezia 11 A 2 Svizzera 12 Y 1 Giappone 13 A 8 Hong Kong 14 A 3 Hr Islanda 15 Y 3 48 Corea del Sud 16 3 d Danimarca 17 Y 2 Israele 18 EE Belgio 19 A 6 mmm Austria 20 6 BE Francia ISU Nuove stime 2011 per il 2011 0 943 0 929 0 910 0 910 0 908 0 908 0 908 0 905 0 905 0 904 0 903 0 901 0 898 0 898 0 897 0 895 0 888 0 886 0 885 0 884 Cambio rispetto al 2010 P 0 005 Y 0 008 0 02 di 0 008 di 0 001 0 02 0 013 di 0 014 0 02 A 0 019 A 0 029 di 0 017 di 0 036 di 0 029 0 02 A 0 029 di 0 016 di 0 019 di 0 034 di 0 012 Posto Nuove stime Cambio 2011 rispetto per il al 2010 2011 25 Yx 1 26 ACL 2 A 1 28 2 29 YA 30 A 2 31 A 4 32 2 33 A 4 34 35 Y 4 36 Ya 37 A 1 38 2 39 A 2 40 A 4 41 Yx 1 42 Ya 43 A 5 10 BN 0 400 0 449 NE 0 350 0 399 HE 0 300 0 349 d sotto 0 300 dati non disp Stato eae m Lussemburgo Singapore bk Repubblica Ceca Regno Unito Grecia EZ Emirati Arabi Uniti Cipro 2 Andorra Brunei Estonia EE Slovacchia la Malta EB Qatar Ungheria mum Polonia EN Lituania EN Porto gallo Bi Bahrain Lettonia ISU Nuove stime 2011 per il 2011 0 867 0 866 0 865 0 863
23. a 0 035 1755 ws PE Mali 0 359 0 05 150 w 19 BE Camerun 0 482 0 022 Li I5 vao W Madagascar 0 480 A 0 045 176 W 12 Bem Guinea Bissau 0 353 A 0 064 gt i 152 WA B ros 0466 A 0 068 12 di 4 N 0 068 5 woo IE Guinea 0 344 0 004 Papua Nuova f yY rapua INUOVa 153 16 dci 0 466 00353 5 woo Repubblica 0 343 A 0 028 W 21 mm Y 0 462 0 023 sa lan M 180 W 22 SierraLeone 0 336 0 019 s Mn senegal 0 459 A 0 048 131 woo W Burkina Faso 0 331 A 0 026 Do 14 WM Nigeria 0 459 0 036 15 w 20 Liberia 0 329 0 029 157 YAD EE Nepal 0 458 A 003 ig3 woo Bl cia 0 328 0 033 158 W3 E Haiti 0 454 A 0 05 1g4 w 19 BS Mozambico 0 322 0 038 160 Y 19 LL Lesotho 0 450 A 0 023 isc wap E Nicer 0 295 0 034 161 Y 18 Uganda 0 446 0 024 UM 187 Y 19 E Rep Dem del 5c 0 047 162 23 EES Togo 0 435 0 007 Congo 163 W 23 Comore 0 433 0 005 164 wd4 W Zambia 0 430 0 035 1605 W 18 2 Gibuti 0 430 0 028 1 L Organizzazione Mondiale della Sanit si pone come scopo il raggiungimento da parte di tutti i popoli del pi alto livello di salute possibile Ogni anno l OMS pubblica il World Health Report che fornisce dati sanitari quantificati in tutto il mondo riassume i progressi 11 realizzati nel miglioramento della salute mondiale e fornisce una panoramica riguardante 1 principali problemi di salute 1 2 Ruolo dell ingegneria biomedica nei p
24. a coronarica sia negli stati acuti come l infarto in cui le alterazioni del tracciato ECG sono abitualmente pi clamorose e precise sia negli stati cronici in cui si hanno modificazioni elettrocardiografiche significative che permettono al cardiologo di precisare la diagnosi e orientare la terapia Inoltre come gi accennato l ECG permette di valutare lo stato del muscolo cardiaco in corso di svariate malattie arteriosclerosi ipertensione arteriosa anemia malattie della tiroide diabete ecc ed in conseguenza a squilibri elettrolitici metabolici o ad intossicazioni farmacologiche 3 1 1 Elettrocardiografo quadro generale uso clinico e principi operativi Figura 3 1 1 Elettrocardiografo L elettrocardiografo figura 3 1 1 un apparecchio utilizzato in ambito medico in quanto in grado di tradurre l attivit cardiaca in forme d onda visualizzabili su uno schermo di visualizzazione o tramite stampante su carta millimetrata Il risultato fornito dall elettrocardiografo l elettrocardiogramma o ECG Il principio su cui si basa la misurazione dell attivit elettrica del cuore prettamente fisiologico l insorgere degli impulsi nel miocardio porta alla generazione di differenze di 48 potenziale che variano nello spazio e nel tempo e che possono essere registrate tramite elettrodi La registrazione della differenza di potenziale da parte di elettrodi posti sulla superficie corporea avviene grazie alla conducibil
25. a capacit di utilizzarla per rispondere ai bisogni di salute La foto illustra una macchina per radiografie di fronte all ascensore dell ospedale Sia l ascensore che la macchina a raggi X sono rotte La macchina a raggi X ora utilizzata per bloccare l entrata dell ascensore 23 Figura 1 5 2 1 24 Figura 1 3 2 2 Figura 1 3 2 3 25 26 CAPITOLO II Le malattie cardiovascolari e gli interventi atti a prevenirle e curarle nel contesto sanitario mondiale 2 1 Malattie cardiovascolari tra le principali cause di morte nel mondo Developing Countries Cause ot Death Dew ame CouseotDesh Denm runs Perinatal Conditions 2378099 __232 PerinatalConditions 83877 363 Lowerrespiratoryinfections 1 701383 166 amp Congenitalanomaliess 1 38 169 165 Diarrhoeal diseases n 1 597647 156 Lower respiratory infections 32872 14296 cU pn PID ooa tal lune SERA RR 1 149 195 112 Unintentional injuries 15 486 67 _Messies 504 52 Diarrhoealdisessee __i 1 411940 amp 525 Congenital anomalies 387262 38 Meningitis 9 603 42 HIV AIDS 356 500 35 Neuropsychiatric conditions n amp 4 91 21 figo ee eee 20 MENMNMNE E LL LOU 11 Lu 4712 20 nintentiona injune 273040 27 Cardiovasculardiseases
26. aesi sviluppati e in quelli a basso reddito Lo stato di salute di una popolazione correlato a misure economiche come il reddito e le spese sanitarie oggetto di studio dell ingegneria biomedica la quale cerca di sviluppare nuove tecnologie per 11 miglioramento della salute e di andare incontro alle esigenze presenti nel mondo della sanit L ingegneria biomedica riconosciuta universalmente come una disciplina emergente volta a generare una migliore comprensione dei fenomeni biologici e a produrre tecnologie per la salute con beneficio per la societ Essa si pone un duplice obiettivo il miglioramento delle conoscenze relative al funzionamento dei sistemi biologici e lo sviluppo di nuove metodologie e dispositivi diagnostici terapeutici e riabilitativi La bioingegneria deve applicare gli sviluppi della scienza per risolvere 1 problemi della salute in tutto 11 mondo tenendo conto dei vincoli delle risorse laddove questi vincoli sono presenti E essenziale esaminare l interazione tra progettazione delle tecnologie biomediche e questioni economiche sociali ed etiche che gravitano intorno alla questione della salute pubblica Lo sviluppo e l impiego di tecnologie di imaging e di screening insieme alla progettazione e realizzazione di dispositivi medici si inseriscono in un quadro complesso e molto vario a livello mondiale Non tutti 1 ricercatori sono favorevoli all introduzione di nuove tecnologie per ottenere un reale migli
27. ale tecnico sanitario possiamo trovare ulteriori problemi che riguardano le infrastrutture Molte tecnologie odierne hanno bisogno di determinate infrastrutture per il loro corretto funzionamento per esempio la presenza di una rete elettrica stabile Nei paesi del Terzo Mondo la rete elettrica non in grado di fornire energia in maniera costante e questo pu provocare malfunzionamenti di macchinari e nei casi pi gravi la loro rottura Un altro problema connesso alle infrastrutture e che provoca un aumento dei costi di gestione di un ospedale la cattiva condizione delle infrastrutture per 1 trasporti Proprio questa condizione rende difficoltosi gli spostamenti e quindi anche materiali di facile reperibilit diventano difficili da trovare in breve tempo e con costi contenuti L aumento dei costi in questo caso deriva dal fatto che occorre disporre dei mezzi di trasporto adeguati per 21 veicolare questi materiali che essendo lavorati in condizioni critiche necessitano di maggiori controlli e manutenzione Ulteriore barriera pu essere rappresentata dalla lingua la difficolt di spiegare porre domande e quindi interagire porta ad un errata comprensione sulla modalit di utilizzo di una determinata tecnologia Questa difficolt pu essere facilmente superata se almeno una delle due parti cercasse di imparare una lingua che sia comprensibile ad entrambi questo non cos facile e immediato visto che molte persone non possiedono
28. alizzata e il dispositivo fosse un ECG di stampa allora potrebbero esserci problemi con la stampante Con la stilo riscaldata la pressione della penna sulla carta pu influenzare la larghezza della traccia e la sua risposta in frequenza Se c troppo calore la traccia sar ampliata se ce n troppo poco allora nessuna traccia apparir Con un sistema di inchiostro la stilo pi lunga e tocca una superficie piana L inchiostro esce attraverso piccoli tubi che a volte possono ostruirsi e possono essere puliti rimuovendoli e lavandoli con alcol Questo un processo disordinato e bisogna prestare attenzione a proteggere 1 vestiti Le punte delle stilo penne dovrebbero essere pulite con un panno privo di lanugine o carta La punta a questo punto richiede un nuovo appiattimento comunemente indicato come lappatura Questo viene fatto utilizzando un pezzo di carta abrasiva molto sottile e attivando leggermente la punta sulla carta Uno dei modi preferiti per farlo quello di mettere la carta abrasiva sotto la punta tenerla in posizione mentre si sposta la stilo e si muove attraverso la carta Generalmente sono necessari solo due o tre spostamenti per appiattire la punta Sistemi di cartucce d inchiostro hanno un marcatore a punta in feltro al posto di una stilo riscaldata o del serbatoio d inchiostro Questi sistemi hanno un potenziale di essiccazione che viene utilizzato sia per la carta stazionaria xy plotter che per il rotolo d
29. anitari sono responsabilit dei singoli Stati indiani La costituzione delega agli Stati l aumento del livello di nutrizione e del tenore di vita della propria popolazione e il miglioramento della salute pubblica in quanto tra 1 suoi doveri primari Vi inoltre una politica sanitaria nazionale approvata dal Parlamento nel 1983 Gli sforzi del governo centrale sono concentrati su piani quinquennali su una pianificazione coordinata con gli Stati e nel finanziamento dei principali programmi sanitari La spesa sanitaria congiuntamente condivisa dal governo centrale e dai governi dei singoli Stati A livello centrale la sanit gestita dal Ministero della Salute e del benessere familiare che fornisce servizi sia amministrativi che tecnici e che gestisce l istruzione medica Gli sforzi dei vari piani quinquennali si sono concentrati sul miglioramento dello stato di salute della popolazione rurale su programmi di nutrizione e di aumento della fornitura di acqua potabile sul 5 controllo delle malattie trasmissibili e sull attenuazione degli squilibri regionali nella distribuzione delle risorse sanitarie In Angola le condizioni igienico sanitarie in generale non raggiungono gli standard europei n sono paragonabili a quelli dei paesi confinanti quali Namibia e Sud Africa 1 cui standard sono molto superiori Nelle periferie di Luanda vi sono numerose baraccopoli sovrappopolate L acqua erogata dalle tubature non potabile e pu essere us
30. anni muore ogni anno in seguito a tali malattie La pi comune riguarda la cardiopatia ischemica che uccide ogni anno pi di 286 000 persone tra 1 15 e 1 44 anni La cardiopatia ischemica anche chiamata malattia coronarica perch si sviluppa nelle arterie coronarie le quali forniscono sangue al cuore 4 Nel corso della vita le cellule muscolari cardiache si contraggono ritmicamente al fine di fornire sangue ossigenato al resto del corpo e al cuore stesso Per pompare il sangue ai polmoni e a tutto il corpo il muscolo cardiaco miocardio necessita di energia Per produrre questa energia il cuore ha bisogno di ossigeno Anche se le quattro camere cardiache sono piene di sangue il miocardio non assorbe l ossigeno direttamente da esse ma attraverso le arterie coronarie vasi specializzati che nascono dall aorta e decorrono sulla superficie esterna del cuore portando 1l sangue ricco di ossigeno al miocardio 29 Arteria coronaria sinistra Arteria coronaria sinistra Arteria Arteria circonflessa coronaria Arteria della coronaria Arteria destra discendente anteriore destra Visione anteriore Visione posteriore Figura 2 1 1 Arteria coronaria destra e sinistra Come si osserva in figura 2 1 1 le arterie coronarie principali sono due la coronaria sinistra e la coronaria destra coronaria sinistra il primo tratto viene denominato tronco comune dopo 1 primi 2 4 cm il vaso si divide in due rami l art
31. ansione dei sistemi tecnologici assume 1 connotati di una rivoluzione cos profonda da scompaginare le tradizionali procedure Naturalmente la maggiore disponibilit di tecnologie consente l esecuzione di una attivit chirurgica di maggior profilo ma d altra parte necessita di personale con le adeguate competenze per poterla utilizzare Certamente l uso delle tecnologie appropriate rappresenta una scelta irrinunciabile considerando appropriate quelle tecnologie che potranno poi essere gestite direttamente dalla classe medica del paese ospitante sia per quello che riguarda la sostenibilit dei costi di acquisto e di gestione acquisto dei materiali di consumo manutenzione possibile in loco disponibilit dei pezzi di ricambio sia per quello che riguarda il know how necessario al loro utilizzo Dall esigenza di fare qualcosa di concreto per colmare l enorme disparit tra paesi poveri e quelli a pi elevato profilo tecnologico e maggiore reddito nascono esperienze come quelle della fondazione EWH Engineering World Health la quale dal 2001 opera in paesi del Terzo Mondo per cercare di migliorare le condizioni in campo sanitario Con l aiuto di team internazionali composti principalmente da ingegneri biomedici sono stati introdotti macchinari creati a questo scopo Il mio lavoro di tesi si struttura in tre capitoli Tecnologie mediche a confronto nel mondo e ruolo dell ingegneria biomedica nei paesi sviluppati e in quelli
32. are milioni di vite e ridurre in misura considerevole le sofferenze derivanti dalle malattie non trasmissibili In anni recenti molti Paesi a basso e medio reddito hanno investito a volte con l aluto di donatori in programmi nazionali per la lotta a specifiche malattie infettive Tutto ci se da un lato ha migliorato l erogazione dei servizi per quelle patologie dall altro ha fatto si che 1 governi omettessero di coordinare programmi per un potenziamento globale dei sistemi sanitari creando profonde lacune nell assistenza sanitaria Attualmente nei Paesi a basso e medio reddito l assistenza sanitaria per le malattie non trasmissibili si concentra principalmente sulla cura dei casi acuti in ambiente ospedaliero I pazienti affetti da malattie non trasmissibili si presentano negli ospedali quando le malattie cardiovascolari 11 cancro il diabete e le malattie respiratorie croniche si sono sviluppati al punto da tradursi in eventi acuti o complicazioni a lungo termine Si tratta di un approccio molto costoso che non contribuisce a una riduzione significativa della diffusione di queste patologie e preclude alle persone quei benefici per la salute che si otterrebbero invece intervenendo su un quadro clinico meno grave Per garantire una diagnosi precoce e un trattamento tempestivo la gestione delle malattie non trasmissibili deve essere integrata nell assistenza sanitaria primaria Ampliare l offerta di servizi dell assistenza sanitaria prim
33. aria fino ad includere interventi essenziali contro le malattie non trasmissibili un fattore basilare per ogni iniziativa di potenziamento dei sistemi sanitari Le evidenze scientifiche derivanti dall esperienza dei Paesi ad alto reddito dimostrano che concentrarsi sulla prevenzione a livello globale e migliorare 1 trattamenti erogati a seguito di eventi cardiovascolari ha portato a un calo significativo nei tassi di mortalit In maniera simile 1 progressi compiuti nella terapia del cancro uniti alla diagnosi precoce e agli interventi di screening hanno migliorato i tassi di sopravvivenza per molti tumori nei Paesi ad alto reddito Tuttavia 1 tassi di sopravvivenza nei Paesi a basso e medio reddito restano molto bassi Una combinazione di interventi rivolti all insieme della popolazione e al singolo individuo pu replicare questi successi in un numero molto maggiore di Paesi attraverso iniziative che siano caratterizzate da un buon rapporto costo benefici e che potenzino 1 sistemi sanitari nel loro complesso Un obiettivo strategico nella lotta contro la diffusione epidemica delle malattie non trasmissibili deve essere quello di garantire diagnosi e cure precoci utilizzando interventi di assistenza sanitaria sostenibili 41 Nei paesi a basso reddito gli individui ad alto rischio di patologie cardiovascolari e coloro che ne presentano una forma conclamata possono essere trattati con terapie a base di farmaci generici a basso costo che ridu
34. ast cancer lung cancer leukemia other liver cancer leukaemia stomach cancer other cirrhosis of the liver other cirrhosis of the liver other Total Deaths 7 555 885 Tota Deaths 996 707 Tota Population 2 312 272 679 Total Population 597 682 683 Mortality Rate 0 396 Mortality Rate 0 2 yes 45 59 Dev untries Developed Countries Cause ol Deh Dett ieone Ceuseotdeth Dents ene Cardiovascular diseases 27 3 Cardiovascular diseases 1051947 180 4 Malignant neoplasms 495519 293 Jnintentiona injuries 455323 78 Unintentional injuries 163055 96 Tuberculosis 1 0 2362682 62 Intentonalinuiese n 1 89868 53 Digestive diseases h 340739 58 Neuropsychiatric conditions 49873 29 33114 2094 intentional injuries 215023 37 Diabetes mellitus 26317 16 Diabetes mellitus 150126 6 Chronic obstructive pulmonary disease L26179 15 Lowerrespiratory infections CAA 25 Tuberculosis 1 A 21530 i Figura 2 1 1 Le dieci principali cause di morte nei paesi sviluppati e in quelli a basso reddito 27 Morti total nei paesi in via di sviluppo 5 844 812 popolazione totale 600 316 766 tasso di mortalit 1 0 morti totali nei paesi sviluppati 1 692 592 popolazione totale 254 600 864 tasso di mortalit 0 7 Sulla base di un campione di persone
35. ata solo per 1 servizi igienici o per l irrigazione Il sistema fognario urbano inesistente e nelle zone semiperiferiche vi sono fogne a cielo aperto e discariche di rifiuti Le principali malattie endemiche sono colera malaria epatite tifo paratifo febbre gialla parassitosi tripanosomiasi tbc polio e meningite La rabbia una malattia molto diffusa nel Paese nel 2009 sono stati registrati numerosi casi con 65 decessi In Italia il Servizio sanitario nazionale un sistema pubblico di carattere universalistico che garantisce l assistenza sanitaria a tutti 1 cittadini e che finanziato attraverso la fiscalit generale e le entrate dirette percepite dalle aziende sanitarie locali e derivanti dai ticket sanitari cio delle quote con cui l assistito contribuisce alle spese e dalle prestazioni a pagamento Attraverso di esso viene data attuazione all art 32 della Costituzione italiana che sancisce il diritto alla salute di tutti gli individui Secondo una ricerca dell OMS risalente al 2000 l Italia vantava 1l secondo sistema sanitario migliore del mondo dopo la Francia in termini di efficienza di spesa e accesso alle cure pubbliche per 1 cittadini In Italia prima dell istituzione del Servizio sanitario nazionale il sistema era basato su numerosi enti mutualistici o casse mutue il pi importante dei quali era l Istituto Nazionale per l Assicurazione contro le Malattie INAM Ciascun ente era competente per una determinata cate
36. ati alto 43 stati medio 42 stati e basso 42 stati MAX e MIN sono i valori massimi e minimi rilevati per quella dimensione AV Aspettativa di Vita alla nascita Il valore MAX per il 2010 83 2 Giappone AMI Anni medi di istruzione Anni che una persona con pi di 25 anni ha dedicato all istruzione Il valore MAX per il 2010 13 2 Stati Uniti API Anni previsti di istruzione Anni previsti di istruzione per un bambino di 5 anni in tutta la sua vita Il valore MAX per il 2010 20 6 Australia Il valore MAX combinato per il calcolo dell Indice di Istruzione II per i 2010 03951 Nuova Zelanda RNLpc RNL Reddito Nazionale Lordo procapite a PPA in USD Il valore MAX per il 2010 108 211 Emirati Arabi Uniti Il valore MIN per il 2010 163 Zimbabwe Figura 1 1 1 1 Mappa dell indice di sviluppo umano per quartili Report 2011 basato su dati 2011 pubblicato il 2 novembre 2011 IN Molto Alto a Alto Medio Basso I dati non disponibili Figura 1 1 1 2 Mappa dell indice di sviluppo umano per quartili Report 2011 basato su dati 2011 pubblicato il 2 novembre 2011 B sopra 0 900 E 0 850 0 899 I 0 800 0 849 I 0 750 0 799 0 700 0 749 0 650 0 699 0 600 0 649 L 0 550 0 599 1 0 500 0 549 I 0 450 0 499 ISU molto alto Posto Nuove stime Cambio Stato 2011 rispetto peril al2010 2011 1 Norvegia 2 em Australia 3 4 Paesi Bassi 4 _ Stati Uniti d America 5 W 2
37. ati per far funzionare correttamente 1 macchinari ricordiamo a titolo d esempio le strisce che sono utilizzate per le analisi in laboratorio gli elettrodi per ECG le punte per elettrodi e i trasduttori per la pressione del sangue Quest assenza costringe spesso il personale tecnico a classificare la macchina come non funzionante anche se in realt non cosi figura 1 3 1 1 La continua richiesta di materiali di consumo porta altresi ad un aumento di costi molto difficili da gestire per gli ospedali del Terzo Mondo Oltre al costo della tecnologia ai pezzi di ricambio ed al materiali di consumo vi sono altre barriere identificate nello studio di EWH Un ulteriore barriera pu infatti essere rappresentata dalla mancanza di personale tecnico qualificato molti ospedali sarebbero propensi ad assumere nuovo personale e a pagar loro l addestramento necessario tuttavia considerando che il tasso di persone che non sa leggere superiore al 50 e 1 pochi che sanno leggere fuggono all estero risulta molto difficile trovare personale tecnico da addestrare La fuga di cervelli data dal fatto che le persone con un grado d istruzione pi elevato si trasferiscono all estero in cerca di lavori pi remunerativi e per questo gli ospedali nelle zone pi povere rimangono scoperti Ci porta a non avere personale che sia in grado di riparare e di far funzionare in maniera corretta la tecnologia presente Oltre a queste problematiche umane legate al person
38. ato nel 75 il sangue veniva pompato da un pistone a stantuffo azionato da un motore nucleare inserito nell addome Questo modello si dimostr privo di utilit pratica a causa della radioattivit e delle dimensioni Nel 1978 Rober Jarvik e Donald Olsen in collaborazione con Kolff impiantarono un cuore azionato da un motore in un vitello che sopravvisse per 35 giorni tuttavia il cuore era voluminoso ed 1 difetti meccanici frequenti In seguito si arriv allo sviluppo di un cuore azionato da un dispositivo pneumatico il Jarvik 3 e nel 1981 un vitello visse 268 giorni con questo cuore totalmente artificiale un record del tempo di sopravvivenza La cavia mor perch la sua crescita fu eccessiva in rapporto alla capacit dell apparecchio un problema di frequente riscontro negli esperimenti condotti su bovini Successivi sviluppi e modifiche portano alla realizzazione del modello di cuore artificiale totale Jarvik 7 5 2 3 Prevenzione delle malattie cardiovascolari La prevenzione delle malattie cardiovascolari rappresenta in tutto 11 mondo un urgenza sia per la loro diffusione in continua crescita che per la mortalit ad esse associata Le strategie preventive puntano al cambiamento di particolari abitudini comportamentali e alla correzione di condizioni patologiche che possono portare all insorgenza delle malattie cardiovascolari estremamente diffuse nella popolazione Rappresentano infatti la prima causa di morte nei paesi indus
39. atriale poich risulta dall attivita di contrazione dei due atri La seconda parte della curva comprendente le onde Q R S e T puo definirsi invece complesso ventricolare per la sua corrispondenza con l attivit dei ventricoli Il complesso atriale onda P nella registrazione grafica si presenta con una cuspide la cui durata nel soggetto normale oscilla fra 60 e 100 ms L eccitazione del nodo del seno atriale precede quella atriale di 10 ms e non visibile 54 nei tracciati abituali a meno che non si esegua una registrazione con un elettrodo intra atriale L intervallo PQ detto spesso P R e della durata di 120 200 ms indica il ritardo atrio ventricolare Tale ritardo comprende sia quello dovuto alla conduzione tra il nodo del seno ed il nodo atrio ventricolare sia 11 tempo relativo alla fase di conduzione nodo ventricolare Il complesso ventricolare risulta costituito dall oscillazione iniziale ad alta frequenza rappresentata dal complesso QRS dal periodo di latenza ST ed infine dall oscillazione a pi bassa frequenza rappresentata dall onda T Il QRS indica il periodo compreso tra inizio e fine dell attivazione ventricolare la cui durata media oscilla tra valori di 60 e 110 ms Il periodo di latenza ST ha una durata di 60 ms L onda T comprende 1l periodo tra l inizio e la fine dell inattivazione ventricolare la cui durata s1 aggira intorno ai 160 200 ms La durata complessiva di questi eventi cardiaci che comprende tant
40. atti tener presente delle reali necessit per pianificare investimenti di denaro e risorse che siano oculati e abbiano un reale riscontro nel miglioramento delle condizioni sanitarie Ci chiediamo come pu la bioingegneria risolvere 1 problemi di salute globale Lo sviluppo della tecnologia ha come punto di partenza la conoscenza scientifica La risonanza magnetica la radioterapia pacemakers e altre tecnologie hanno rivoluzionato il trattamento e la diagnosi di varie malattie riducendo cosi la mortalit cardiovascolare negli ultimi cinquant anni E fondamentale una valutazione metodologica e tecnologica che provveda attraverso una serie di strumenti a determinare la performance di una nuova tecnologia e a valutarne l impatto sia sui pazienti che sull intera societ L accertamento delle tecnologie pu garantire che le nuove tecniche mediche vengano introdotte sulla base di evidenze scientifiche e non semplicemente in base all opinione di scienziati e medici tutto ci viene svolto nell ottica della tutela dei pazienti I bioingegneri si basano sulla comprensione scientifica su una determinata malattia per la progettazione di nuove tecnologie sanitarie testando la sicurezza e l affidabilit di queste ultime attraverso un processo di testing previsto inizialmente su cellule successivamente su animali ed infine sui soggetti umani Questi test devono essere condotti nel rispetto dei principi etici Occorre considerare anche il costo per
41. azione la forma d onda ferma e uno spazio vuoto o bar si muove attraverso il tubo catodico con 1 nuovi dati che vengono a sinistra dello spazio bar L altro metodo comune di presentazione della forma d onda su carta Le dimensioni e la forma della carta variano a seconda dei produttori Ci sono quattro tipi generali di carta utilizzata per la presentazione della forma d onda inchiostro argilla cera e chimico termico Ognuno ha vantaggi e problemi specifici 3 La carta ad inchiostro ha una superficie lucida e presenta una griglia prestampata Essi possono essere a foglio singolo o striscia continua a fisarmonica o una striscia continua che pu formare un unico foglio La marcatura delle leads viene fatta con caratteri alfa o punti o trattini La carta a cera a caldo serve per le registrazioni stilo ed molto rara 60 La carta termica la carta pi comune Viene spesso fornita in rotoli La sua caratteristica distintiva nella maggior parte dei casi la mancanza di linee della griglia La carta termica assomiglia essenzialmente alla carta per fax La velocit della carta sulla maggior parte dei registratori e dei display elettronici 25 e 50 mm s ma pu assumere anche velocit diverse Quando la carta scorre alla velocit di 25 mm sec significa che ad ogni mm di carta sull asse orizzontale corrispondono 0 04 secondi I sistemi di registrazione a scrittura diretta ormai non sono pi ad inchiostro bens utiliz
42. che mirano a rendere pi agevole l utilizzo delle macchine e ad aumentare la consapevolezza dell operatore sulla presenza dei rischi e sul corretto utilizzo dell attrezzatura con cui lavora Secondo la Direttiva Macchine ogni apparecchiatura deve essere obbligatoriamente corredata di Libretto di Istruzioni E formato da una serie di indicazioni talvolta anche su supporto informatico in particolare da tutte quelle per l utilizzo corretto della macchina una parte del libretto appositamente dedicata alle misure di sicurezza e presenta 1 principali rischi che l impiego della macchina comporta presenta inoltre 1 comportamenti e gli utilizzi errati che possono introdurre ulteriori rischi Il libretto di istruzioni deve essere redatto nella lingua del Paese di utilizzo Segnaletica di avvertimento Sulla macchina devono essere segnalate le zone pericolose per gli arti o il corpo dell operatore anche queste indicazioni devono essere scritte nella lingua del Paese d origine ed essere ben visibili durante il normale uso della macchina Marcatura CE Le macchine progettate e costruite rispettando le indicazioni della Direttiva Macchine devono essere marcate con l ormai noto simbolo CE La presenza della marcatura 63 garantisce la conformit ai requisiti essenziali di sicurezza prescritti dalla Direttiva stessa La presenza eventuale del marchio IMQ assicura la conformit alle norme CEI La formazione Le macchine di utilizzo pi complesse o
43. che l amplificatore differenziale 52 immune ai disturbi vale a dire il disturbo viene respinto dall amplificatore e quindi non passa in uscita La scelta di un amplificatore con un elevata reiezione di modo comune permetter di rimuovere la maggior parte del rumore indesiderato e di ottenere misure di maggiore precisione Una delle funzioni chiave dell amplificatore di fornire un guadagno su una tensione target relativamente piccola incrementando la risoluzione del circuito rivelatore A causa dell elevato livello di guadagno richiesto nelle applicazioni ECG la tensione di offset dell amplificatore pu essere fondamentale In elettronica la tensione di offset VOS quella differenza di potenziale che deve essere applicata ad un amplificatore operazionale per ottenere in uscita una tensione nulla Qualsiasi tensione di offset indotta dall amplificatore viene moltiplicata in base al guadagno del circuito Supponendo che la contrazione del cuore generi un potenziale di 1 mV su un dato elettrodo e che 11 circuito amplificatore sia configurato per un guadagno di 1000 l uscita del circuito amplificatore sar idealmente pari a 1 V Tuttavia se l offset di ingresso dell amplificatore di 100 mV questo creer un errore in uscita di 100 mV cio il 10 importante quindi ricordare che l errore di offset all ingresso dell amplificatore riferito all ingresso e sar proporzionale al guadagno dell amplificatore Come in tutti 1 compo
44. ciali impiantabili avranno l arduo compito di ridurre ulteriormente la mortalit cardiovascolare Tuttavia queste tecnologie sono costose e richiedono infrastrutture al di fuori di quello che disponibile nella maggior parte dei paesi in via di sviluppo Trattamenti efficaci riduzione dei costi insieme ad una maggiore enfasi sulla prevenzione della malattia sono necessari per affrontare questo crescente onere Il mio studio di bioingegneria e salute nel mondo volto ad evidenziare quanto sia opportuno riflettere riguardo alle sfide che la sanit affronta nel paesi in via di sviluppo e a 44 quanto un impegno costante per sviluppare nuove tecnologie appropriate pu essere utile a combattere tali sfide Dieci milioni di bambini sotto 1 cinque anni muoiono ogni anno in tutto il mondo il 98 di questi decessi s1 verifica nei paesi in via di sviluppo Questo dato pi del doppio rispetto al numero di bambini nati ogni anno negli Stati Uniti e Canada messi insieme E stato stimato che 1 due terzi delle morti infantili potrebbero essere evitate con le tecnologie oggi disponibili e accessibili ai paesi a basso reddito Eppure le tecnologie attuali non raggiungono milioni di bambini in difficolt a causa delle tecnologie ancora troppo costose infrastrutture non disponibili o mancanza di sistemi sanitari efficaci I progressi nelle scienze biologiche e nella bioingegneria sono stati responsabili durante l ultimo secolo di guadagni not
45. cono significativamente le probabilit di morte o di eventi vascolari Una terapia a base di aspirina statina e farmaci ipotensivi pu ridurre in maniera significativa l incidenza di eventi vascolari nelle persone ad alto rischio cardiovascolare ed considerato una mossa vincente I benefici terapeutici di questo intervento se associato a misure preventive come smettere di fumare possono essere notevoli Un altra mossa vincente la somministrazione di aspirina a persone che hanno avuto un infarto miocardico In tutti i Paesi necessario incrementare queste mosse vincenti ed assicurarne l applicazione tramite un approccio di assistenza sanitaria primaria 2 3 2 Esempi positivi di iniziative nazionali per affrontare le malattie croniche in Pakistan Giordania e Iran Nei Paesi della Regione Oms del Mediterraneo orientale Afghanistan Arabia Saudita Bahrain Gibuti Egitto Emirati Arabi Uniti Giordania Iran Irak Kuwait Libano Libia Marocco Oman Pakistan Qatar Siria Somalia Sudan Tunisia Yemen le malattie croniche sono responsabili del 47 del carico globale di malattia Entro il 2020 si prevede che questa percentuale salir al 60 In Paesi come Iran e Giordania dove la mortalit globale relativamente bassa due terzi dei decessi totali sono attribuibili a malattie cardiovascolari diabete cancro e malattie respiratorie Anche in Paesi con tassi di mortalit elevati come Somalia e Sudan queste
46. da l applicazione di tecnologie appunto non invasive tra cui le apparecchiature per radioterapia laserterapia litotripsia e stimolazione Organi artificiali Protesi rientrano in questa categoria dispositivi medici tra cul pacemakers valvole cardiache protesi vascolari protesi ortopediche rene artificiale protesi acustiche lentine per cristallino e sistemi di sostituzione cardiopolmonare o di supporto cardiocircolatorio circolazione extracorporea ventricolo e cuore artificiale Riabilitazione Supporto comprende le apparecchiature di ausilio alla mobilit alla comunicazione e alla sordit Un altro settore importante oltre a quelli sopra citati che merita particolare evidenza e quello dell informatica medica che migliora la gestione delle informazioni e delle attivit all interno di un sistema ospedaliero e che offre un migliore controllo del paziente at home influendo di gran lunga sul miglioramento dell assistenza al malato In figura 1 2 1 2 viene riportata in merito alle aree delle tecnologie biomediche la spesa relativa alle attrezzature ad esse connesse la tabella 1 2 1 1 mette invece in comparazione la spesa sanitaria totale e 11 PIL dei Paesi maggiormente industrializzati Economie in rapida crescita con popolazione numerosa rappresentano oggi dei mercati interessanti e diventeranno nel lungo periodo 1 mercati pi grandi relativamente alle apparecchiature biomediche e ai servizi correlati Dalla pubblicazione
47. deguate alle realt economiche culturali sociali e ambientali Progettazioni di tecnologie di questo tipo rappresentano un esercizio di ingegneria estrema che pu essere affrontato sia attraverso nuove soluzioni high tech che low tech Gli sforzi per progettare tecnologie sanitarie appropriate possono migliorare l assistenza sia nei paesi emergenti che nei paesi ricchi Spesso a causa di infrastrutture limitate non abbastanza fornire tecnologie esistenti e progettati ad uso e consumo delle nazioni sviluppate in molti casi infatti necessario operare efficacemente nel mondo in via di sviluppo un nuovo tipo di tecnologia che non richieda materiali di consumo troppo costosi o poco reperibili Queen Elizabeth Central Hospital il principale ospedale governativo a Blantyre in Malawi L unit di terapia intensiva neonatale presso l ospedale ha una sola incubatrice 69 neonatale Purtroppo quando il termostato nell incubatrice si rotto non erano disponibili 1 pezzi di ricambio per riparare l incubatrice Allora medici e ingegneri si sono adoperati per inventare un incubatore che pu essere fatto per meno di 100 utilizzando materiali localmente disponibili Il Blantyre Hot Cot stato cos costituito da un supporto in legno con una copertura in plexiglas incernierato Quattro lampadine da 60 W che possono essere attivate in maniera indipendente sono state installate sotto la culla Le lampadine riscaldano l aria sotto 1
48. del corpo possono schiacciare mani o piedi possono afferrare 1 vestiti o 1 capelli infliggendo traumi tanto pi gravi quanto pi veloci sono 1 movimenti quanto pi accessibili sono le parti interessate e quanto pi sono lenti 1 dispositivi di arresto Anche se non tradizionalmente associato all ambiente sanitario il rischio meccanico presente negli ospedali laddove si sono introdotti sistemi di movimentazione meccanizzata dei pazienti e nelle attivit collaterali all assistenza Le norme di prevenzione affrontano il rischio meccanico da due fronti distinti quello tecnico meccanico e quello organizzativo e gestionale A partire dalle norme emesse negli anni cinquanta vi era di fatto l obbligo di utilizzare tutti 1 mezzi tecnici disponibili per impedire che le parti in movimento dei macchinari fossero accessibili e potessero venire a contatto con parti del corpo degli operatori La Direttiva Macchine emessa a livello europeo impone ai progettisti di includere un attenta analisi del rischio e degli aspetti di sicurezza gi a livello di progettazione di macchine e apparecchiature Sono stati cos studiati diversi tipi di griglie di barriere meccaniche e fotoelettriche per rendere inaccessibili le parti pericolose dei macchinari e per arrestare con effetto Immediato 1 movimenti in caso di ingresso accidentale degli arti dell operatore nelle zone pericolose Dal lato organizzativo e gestionale le norme impongono una serie di accorgimenti
49. di amplificazione Protezione Paziente deputata all isolamento galvanico tra 1 circuiti di ingresso e gli stadi successivi di amplificazione Stadio di ampliflicazione filtraggio registrazione la sua implementazione varia notevolmente a seconda della tecnologia di acquisizione del segnale analogica o digitale L elemento finale il sistema di scrittura che comprende un pennino a deflessione magnetica o elettrostatica nei sistemi analogici o una stampante a matrice di punti per le tecnologie digitali Nel caso dei Monitor Operatorio il display principale costituito da un video CRT o LCD che rappresenta il tracciato in aggiornamento continuo A differenza degli ECG pi semplici impiegati per le funzionalit di routine o di riserva gli ECG di nuova generazione puntano a fare molto di pi che generare una semplice forma d onda in uscita I nuovi strumenti infatti integrano dei set di funzioni sempre pi ricchi e avanzati quali la memorizzazione delle forme d onda la trasmissione dati attraverso soluzioni di comunicazione wireless e l elaborazione dei segnali Lo schema funzionale di un normale elettrocardiografo mostrato in fig 3 2 1 1 Il segnale elettrico proveniente dal cuore arriva tramite l elettrodo al selettore di derivazione e quindi al pre amplificatore dove viene amplificato una prima volta passa poi agli stadi finali di amplificazione e viene quindi inviato allo strumento di rilevazione e scrittura 50 alime
50. di et compresa trai 15 e 1 44 anni le malattie cardiovascolari rappresentano la seconda e la terza causa di morte rispettivamente nei paesi sviluppati e in quelli in via di sviluppo figura 2 1 1 Paesi a reddito elevato 70 d ew or Paesi a reddito medio 44 46 Paesi a reddito basso 22 44 O Decess nella popolazione d et superiore a 70 anni O Deceszi nea popolazione di et tra 15 ed A am e Decess nella popolazione d et irade 14 am Figura 2 1 2 Trend di mortalit per fasce di et WHO the top ten causes of death Esaminando 1 dati ISTAT disponibili riferiti al 2007 le malattie del sistema circolatorio sono state in tale anno responsabili di 224 577 morti rappresentando il 40 circa di tutti i decessi In particolare se analizziamo le differenze in base al sesso le persone di sesso maschile risultano essere maggiormente colpite delle persone di sesso femminile tasso di mortalit standardizzato uguale a 41 11 10 000 nel primo caso e 28 86 10 000 nel secondo mentre per quanto riguarda l et le fasce pi colpite sono quella che va dai 60 ai 79 anni e quella dagli 80 anni in su La popolazione italiana come le popolazioni che vivono negli 28 altri paesi maggiormente sviluppati caratterizzata da una mortalit spostata verso le fasce di et superiori come indicato nella Figura 2 1 2 Tale figura mostra come nei paesi a pi elevata condizione socio economica la maggio
51. di recenti dati emerge che spendono per le tecnologie mediche in totale l Europa 72 57 Euro billion gli Stati Uniti 97 96 Euro 11 Medio Oriente 1 92 l India 2 51 la Cina 9 8 figura 1 2 1 3 15 Miliardi di US e e Figura 1 2 1 2 Valore del mercato dei dispositivi medici in Europa totale Repubblica Ceca 41 Z 06 Tabella 1 2 1 1 Tassi di crescita reali anni 1990 2001 16 700 600 500 400 300 200 100 GERMANY FRANCE ITALY UK SPAIN MEXICO SAUDI ARABIA Kad AUSTRALIA CHINA INDIA Figura 1 2 1 3 Correlazione tra PIL procapite Spesa Sanitaria Totale e Spese su Dispositivi Medici In azzurro sono riportate le spese per dispositivi medici per abitante all anno in blu le spese sanitarie pro capite e in verde acqua il prodotto nazionale lordo per abitante In Italia il valore delle apparecchiature biomediche di 156 milioni di dollari US l acquisto di tali apparecchiature 16 9 milioni US 10 4 del valore delle apparecchiature e il budget per la manutenzione delle apparecchiature 6 9 milioni ovvero il 4 4 del valore delle stesse In particolare per l Italia le importazioni provengono soprattutto da paesi della comunit europea Germania Olanda Gran Bretagna Francia e dagli USA mentre le esportazioni sono dirette soprattutto verso 1 paesi del terzo mondo Nord Africa Medio Oriente America Latina e dell Europa occidentale figura 1 2 1 4
52. diffusa dell aterosclerosi coronarica L angina il pi comune sintomo di CAD Coronary artery disease Il tipico paziente affetto da angina un uomo di oltre 50 anni o una donna di 60 anni che avverte improvvisamente un senso di pesantezza e soffocamento al torace che pu irradiarsi alla spalla sinistra o a entrambe le braccia Gli attacchi di angina in genere durano dai 2 ai 5 minuti L evento noto come infarto del miocardio o attacco di cuore avviene quando lo strato di cellule endoteliali danneggiato come pu accadere in individui che soffrono di pressione alta o alti livelli sierici di nicotina il colesterolo dal sangue pu depositarsi presso il sito di lesione Il vaso sanguigno reagisce a questa lesione producendo una sorta di cappuccio fibroso che la copre Il centro della lesione contiene generalmente cellule morte e detriti di colesterolo ed conosciuto come centro necrotico In alcune placche 1l cappuccio fibroso si rompe e il materiale contenuto nel centro della lesione si trova direttamente a contatto con il 31 sangue presente all interno del lume Il materiale all interno del centro necrotico pu rapidamente causare un coagulo di sangue che pu portare alla completa occlusione delle arterie coronarie in modo che nessuno dei tessuti a valle del blocco riceva il sangue ossigenato Senza un trattamento rapido il muscolo cardiaco pu risentirne e tale situazione pu portare direttamente alla morte Negli USA c
53. e generale 32 2 1 1 4 Malattie dei vasi Aneurisma Ipertensione arteriosa Trombosi Ischemia miocardica Embolia polmonare Ipertensione polmonare L ecocardiogramma di grande ausilio nel riconoscimento e nell isolamento di tumori Fra 1 tumori primitivi del cuore si annovera il mixoma che raggiunge da solo 11 50 di tutte le forme tumorali La percentuale estremamente bassa dei tumori cardiaci dovuta all attivit incessante dell organo che non permette il facile attecchimento e sviluppo delle cellule neoplastiche L arresto cardiaco l evento pi drammatico che possa colpire un individuo e se non viene trattato pu condurre alla morte entro pochi minuti L arresto caratterizzato dall inefficacia della contrazione cardiaca e avviene o quando il pacemaker naturale interrompe la sua attivit oppure quando le elevatissime frequenze non permettono la normale contrazione cardiaca e vi quindi un arresto nella distribuzione del flusso sanguigno al resto del corpo e soprattutto al cervello A partire da tale momento si hanno a disposizione pochi minuti per cercare di far ripartire l attivit del cuore per recuperare la circolazione cerebrale con tentativi di rianimazione manuale e con l ausilio dello shock elettrico erogato attraverso il defibrillatore Il problema del tempo correlato non tanto al recupero del muscolo cardiaco ma all ossigenazione cerebrale in quanto 1 neuroni hanno una resistenza all anos
54. e il futuro dell assistenza sanitaria nei paesi sviluppati ma bisogna assicurarsi che 1 benefici della ricerca siano disponibili a tutti 1 cittadini del mondo e ci richiede un nuovo modo di pensare che deve integrare lo sviluppo tecnologico nonch politiche pubbliche e una gestione di assistenza sanitaria Spesso a causa di infrastrutture limitate non sufficiente fornire tecnologie esistenti e progettati ad uso e consumo delle nazioni sviluppate in molti casi Infatti necessario utilizzare efficacemente nel mondo in via di sviluppo un nuovo tipo di tecnologia che non richieda materiali di consumo troppo costosi o poco reperibili Le preoccupazioni circa la diffusione in tutto 11 mondo delle malattie infettive emergenti 1 desideri umanitari riguardo all accesso universale alle cure sanitarie e 1 fragili progressi nel 43 campo della salute di fronte alle crescenti difficolt e ai disastri naturali sottolineano l importanza di intensificare l impegno in campo sanitario Grazie agli ingenti investimenti e alla dedizione della Bill amp Melinda Gates Foundation insieme anche ad altri enti benefici una serie di attivit di alto profilo sono state svolte per assicurare a lungo termine aiuti sostanziali per la salute globale Queste includono la necessit di migliorare dispositivi diagnostici la necessit di pi efficienti vaccini per prevenire le malattie infettive e la necessit di nuovi metodi di consegna di vaccini e farmac
55. e il problema della competenza dei tecnici specializzati si ripercuotano sullo stato dei macchinari Tutti questi motivi ci chiariscono le idee sulle reali difficolt che impediscono alla tecnologia di espandersi e di diventare di uso comune nel paesi in via di sviluppo Appurata la condizione della strumentazione biomedica negli ospedali del Terzo Mondo si evince che necessari devono essere gli sforzi per progettare tecnologie sanitarie appropriate in grado di migliorare l assistenza nei paesi emergenti Spesso a causa di infrastrutture limitate non abbastanza fornire tecnologie esistenti e progettati ad uso e consumo delle nazioni sviluppate in molti casi infatti necessario 22 operare efficacemente nel mondo in via di sviluppo un nuovo tipo di tecnologia che non richieda materiali di consumo troppo costosi o poco reperibili A tale proposito Queen Elizabeth Central Hospital il principale ospedale governativo a Blantyre in Malawi l unit di terapia intensiva neonatale ha una sola incubatrice neonatale e purtroppo quando il termostato nell incubatrice si rotto non erano disponibili 1 pezzi di ricambio per riparare l incubatrice Allora medici e ingegneri si sono adoperati per inventare un incubatore che stato fatto per meno di 100 utilizzando materiali localmente disponibili Il Blantyre Hot Cot stato costruito con un supporto in legno e una copertura in plexiglas incernierato Quattro lampadine da 60 W che poss
56. e verso l alto o verso il basso e provocare cosi la saturazione temporanea dell amplificatore E possibile selezionare due modalit di funzionamento degli amplificatori a seconda della risposta in frequenza La risposta in frequenza per esempio riguardante il monitoraggio per un lungo periodo di osservazione dell ECG di un paziente come in terapia intensiva vale da 0 5 a 35 Hz Nell ambito diagnostico e non di monitoraggio la risposta in frequenza va da 0 1 a 100 HZ o fino a 150 HZ con o senza filtro notch per togliere le interferenze di rete a 50 o 60 Hz che creano rumore e costituiscono un aspetto da non sottovalutare La presenza di rumore legato oltre che alle interferenze a 50 o 60 Hz anche al movimento del paziente e alle interferenze elettromagnetiche emesse da altre apparecchiature Esistono numerosi fattori che influenzano la capacit di un amplificatore di estrarre e di amplificare un segnale particolare attenzione deve essere prestata a parametri quali la reiezione di modo comune l offset di tensione d ingresso e la deriva della tensione di offset cos come lo swing di uscita e il rumore dell amplificatore Il rapporto di reiezione di modo comune CMRR indica la propriet di un amplificatore differenziale di respingere 1l segnale che si presenta uguale ai due ingressi Se consideriamo che il rumore o un disturbo che proviene dall esterno un segnale che si presenta contemporaneamente ai due ingressi possiamo ritenere
57. ella cavit destra sia di quella sinistra del cuore naturale e di fornire una circolazione completa nell animale In seguito nel 1934 Michael DeBakey progett una semplice pompa ruotante o roller che viene attualmente impiegata in tutte le macchine cuore polmoni Tetsuzo Akutsu e Willem Kolff nel 1957 svilupparono il concetto di un cuore impiantabile completamente artificiale inserendo due pompe compatte per il sangue nel torace di un cane in sostituzione del cuore In questi primi esperimenti 1 cuori artificiali erano costituiti da cloruro di polivinile ed erano azionati da una fonte extracorporea di aria compressa Un cane riusc a sopravvivere per circa 90 minuti Dieci anni pi tardi furono introdotti grazie al supporto delle discipline ingegneristiche 1 primi progetti di cuori azionati da un sistema pneumatico uno dei quali mantenne in vita un cane per 50 ore Nel frattempo furono sviluppati ulteriori metodi di supporto miocardico 38 parziale comprendenti un dispositivo per il supporto del ventricolo sinistro e la pompa a pallone intraortica impiegata in clinica per la prima volta nel 1967 Si cominci a pensare a questi dispositivi di pompaggio come provvedimento di emergenza in attesa che si potesse disporre di un cuore adatto per il trapianto Nel corso del successivo decennio si tent di progettare un cuore artificiale ad energia nucleare ed un altro azionato da un motore elettrico Nel modello di cuore ad energia nucleare svilupp
58. ensione arteriosa scompenso cardiaco pericardite L esame ECG ha la durata di pochi minuti viene eseguito nel contesto di una semplice visita cardiologica e la sua utilit consiste nel mettere in evidenza malattie sospettate durante la visita passate inosservate silenti o diagnosticate per caso L analisi delle particolari forme d onda morfologie del segnale elettrico registrato tracciato elettrocardiografico permette di determinare con precisione la tipologia di ritmo presente al momento dell esame la modalit di propagazione dello stimolo che lungo il tessuto di conduzione s1 dirama dalla base alla punta del cuore Pi nello specifico mediante un elettrocardiogramma possibile valutare la frequenza cardiaca e la sua regolarit la presenza di ingrandimenti del cuore in toto o di alcune sue parti la comparsa di sofferenza ischemica angina di zone del cuore o la loro morte infarto livelli scarsi o eccessivi nel sangue di sostanze fondamentali per 1 nostri processi vitali l origine di disturbi quali la palpitazione o la fugace perdita di conoscenza 47 Le malattie cardiache nelle quali l ECG determinante dal punto di vista diagnostico sono cardiopatia ischemica nelle sue varie forme cliniche infarto miocardico angina pectoris aritmie disturbi di conduzione malattie delle valvole cardiache scompenso cardiaco L ECG pu supportare il rilevamento di una situazione clinico caratterizzata da sofferenz
59. eria discendente anteriore DA che decorre sulla parete anteriore del cuore e l arteria circonflessa CX che decorre lungo la parete laterale del ventricolo sinistro VS coronaria destra irrora il ventricolo destro VD e nella maggior parte dei casi porta il sangue alle pareti inferiore e posteriore del ventricolo sinistro VS Nella malattia coronarica il lume delle arterie coronariche ostruito in un processo noto come aterosclerosi Quando all interno delle coronarie s1 forma un accumulo o placca di grasso il lume interno del vaso si restringe conseguentemente si riduce il flusso di sangue al cuore Diversi fattori di rischio fumo ipertensione arteriosa diabete mellito ipercolesterolemia vita sedentaria e obesit determinano un aumento della probabilit che si formino placche aterosclerotiche a livello delle coronarie L aterosclerosi inizia con depositi di grasso composti per lo pi di cellule lipidiche e muscolari lisce che possono organizzarsi in una placca fibro lipidica ateromatosa e ostruire il lume delle arterie coronarie il rivestimento della placca propenso alla frattura dando luogo all aggregazione di piastrine e al deposito di fibrina che portano ad un ulteriore restringimento fino ad un eventuale occlusione completa del vaso malato aterosclerotico 30 L aterosclerosi risulta quindi dall interazione fra la parete arteriosa ed 1 diversi componenti del sangue fra cui svolgono un ruolo importan
60. ernazionali fissano per 1 costruttori 1 requisiti essenziali delle apparecchiature Effettuare un analisi dei rischi legati all utilizzo 61 Corredare l apparecchiatura di un manuale di istruzioni in lingua del Paese di utilizzo per le manutenzioni correnti a carico dell utente Segnaletica specifica per 1 punti pi pericolosi Schemi elettrici ricambi per 1l personale qualificato 3 4 2 Compiti degli utilizzatori Gli utenti medici infermieri e tecnici devono conoscere perfettamente il manuale d uso dell apparecchiatura La formazione specifica deve essere trasmessa agli addetti contestualmente all acquisto e comunque prima dell utilizzo Rispettare la destinazione d uso delle apparecchiature Segnalare tempestivamente le alterazioni rispetto alle caratteristiche dichiarate e alle prestazioni Partecipare a corsi interni o esterni e a seminari di aggiornamento sulle nuove tecnologie 3 4 3 Operatori manutentori Verificare da parte dell operatore la corretta installazione secondo quanto prescritto dal manuale e se non si in grado con l ausilio dei servizi di Ingegneria Clinica interni o esterni Rispettare le procedure e 1 tempi di manutenzione indicate dal costruttore 3 5 Il rischio meccanico Figura 3 5 Ovunque vi sia un utilizzo di apparecchiature e macchine con parti rotanti o in movimento e presente anche il rischio infortunistico Le parti in movimento possono urtare gli arti o altre 62 parti
61. estero Pubblica amministrazione devono essere amministrati e gestiti da un autorit pubblica senza scopo di lucro Possiamo dunque definire quello canadese come un sistema federale di tipo decentrato finanziato principalmente attraverso la fiscalit generale a copertura universale e gratuita e fondato sul principio del bisogno 1 Riflettori puntati anche sulla Cina per il suo sistema sanitario un tempo celebrato per la sua equit e l austera efficacia e oggi considerato tra i pi inefficienti e iniqui del mondo Un sistema che trascina nella povert migliaia di famiglie ogni anno a causa delle spese sanitarie out of pocket offrendo la copertura assicurativa al solo 40 della popolazione che spende 1 80 delle risorse nella sanit delle citt mentre il restante 60 della popolazione vive nelle campagne Una situazione che ha generato un tale allarme sociale da costringere il governo cinese all azione con l annuncio di un piano Healthy China 2020 che dovrebbe portare entro il 2020 alla copertura assicurativa universale e a rafforzare 1 sistemi di prevenzione e promozione della salute Per quanto riguarda la situazione sanitaria in India secondo stime del 2008 la speranza di vita di 69 anni 66 per gli uomini e 72 per le donne La mortalit infantile di 32 ogni 1000 bambini nati Si calcola che 5 1 milioni di persone dati del 2001 convivano con l AIDS malattia che nel 2001 ha causato 301 000 decessi I servizi s
62. evoli in termini di vita umana Questi progressi purtroppo non sono ugualmente a disposizione delle persone in tutto 11 mondo Un recente controllo globale in merito al tema della salute nel mondo ha osservato che in troppi paesi le condizioni di salute restano inaccettabilmente e inutilmente povere Nonostante queste ingiustizie 11 90 dei 70 miliardi di dollari spesi ogni anno per la ricerca sanitaria e lo sviluppo dedicata alle malattie che colpiscono prevalentemente le nazioni industrializzate 45 46 CAPITOLO III L elettrocardiogramma alla base della diagnostica cardiologica 3 1 L elettrocardiogramma essenziale per il controllo cardiovascolare e la rilevazione di complicanze e malattie cardiache L elettrocardiogramma ECG la registrazione grafica dell attivit elettrica del cuore che si verifica nel ciclo cardiaco Di facile esecuzione rappresenta l esame pi comune che offre al medico preziose indicazioni sullo stato attuale del cuore sia per quanto riguarda situazioni normali sia per quanto riguarda situazioni patologiche derivanti da cause fisiche e fisiologiche Le informazioni che fornisce infatti permettono di identificare eventuali disturbi del ritmo aritmie o della propagazione dell impulso elettrico dal nodo seno atriale al tessuto miocardico turbe della conduzione lo stato del miocardio stesso ed eventuali alterazioni provocate da malattie coronariche ischemia o da altri disturbi cardiaci ipert
63. fornir una base razionale nella 36 scelta della strategia di disostruzione ottimale nei pazienti coronaropatici per 1 prossimi anni La figura 2 2 1 fornisce una panoramica di queste due terapie e mostra che nella malattia aterosclerotica le arterie coronarie possono essere trattate con a l innesto di un bypass aortocoronarico CABG che un intervento chirurgico volto a ripristinare il corretto afflusso di ossigeno al cuore In alternativa b si utilizza l angioplastica coronarica percutanea PTCA che una manovra invasiva atta a ristabilire per mezzo di un catetere a palloncino il flusso coronarico dove si venuta a formare un occlusione in seguito a trombi o al deposito di placche ateromatose 1 blockage b Figura 2 2 1 a CABG b inserimento di un catetere a palloncino inserito all interno dell ostruzione della dimensione del lume permettendo cosi al sangue di poter scorrere 37 2 2 2 Nascita e sviluppo dell idea di cuore artificiale Esaminati 1 trattamenti di occlusione delle coronarie analizzate le relative procedure e valutati 1 costi e 1 benefici delle due tecnologie CABG e PTCA altres Importante focalizzare l attenzione sulla sostituzione della funzionalit cardiaca con un surrogato meccanico La prima esperienza di impianto di cuore artificiale considerata soddisfacente avvenuta il 2 dicembre 1982 all Universit dello Utah quando un modello di Jarvik 7 venne impiantato a Ba
64. ggior parte dei monitor dei dispositivi in tali paesi non osserva la moderna standardizzazione dei range di frequenza Pertanto la gamma di frequenza di monitoraggio pu variare fino a 50 HZ La macchina deve essere prima accesa e successivamente il dispositivo deve essere collegato al paziente tramite la serie appropriata di elettrodi Dopo alcuni secondi il dispositivo dovrebbe iniziare a registrare l ECG In alcuni casi deve essere premuto un pulsante di avvio in altri s1 richiede all utente di registrare 11 nome del paziente il sesso e altri dati 3 7 1 Difficolt piu comuni legate all utilizzo degli ECG nei paesi a basso reddito L intervento dell ingegnere viene richiesto nella maggioranza dei casi per via di problemi derivanti da semplici errori dell utente Gli ECG sono donazioni comuni nel mondo in via di sviluppo mentre 1 manuali purtroppo non lo sono Anche quando 1 manuali sono forniti con le macchine essi sono spesso scritti in una lingua che il personale non parla Infine anche quando il personale sarebbe in grado di leggere 1 manuali spesso non lo fa I moderni ECG possono presentare una miriade di pulsanti e controlli e ci pu far risultare la macchina molto complessa Se la macchina si 65 accende si potrebbe andare incontro a problemi inerenti l utilizzo della stessa quali per esempio l impostazione della velocit oppure nel caso di macchine che controllano la frequenza cardiaca il controllo automatico
65. gli impieghi di routine o di riserva dagli apparati con funzioni complesse in grado di svolgere analisi interpretative dei tracciati o particolari tipi di registrazioni Tutte le sottoclassi di apparecchiature citate hanno una struttura comune che si pu cos sintetizzare Cavo paziente connettore 11 numero di poli compreso tra 5 e 10 per gli elettrocardiografi mentre si riduce a 3 nei sistemi di monitoraggio continuo Protezione da scariche di defibrillazione l uso di elettrocardiografi su pazienti cardiopatici sottoposti a terapie particolari pu interferire con l uso di un defibrillatore sullo stesso paziente La scarica del defibrillatore pu dare origine a differenze di potenziale dell ordine delle centinaia di volt con conseguenze irreparabili 49 Evidentemente gli elettrocardiografi di base saranno in prevalenza di tipo monocanale e con acquisizione analogica Tuttavia in corso un inversione di orientamento tecnologico che privilegia sempre di pi le architetture digitali su tutte le fasce di complessit Circuiti di preamplificazione degli elettrocardiografi su molti apparecchi previsto un circuito di protezione in grado di dissipare senza danni l energia di scarica derivata sugli elettrodi Selettore derivazioni consente di dirigere sul canale di amplificazione il segnale standard desiderato La complessit di questa sezione molto variabile e dipende dal numero di elettrodi di ingresso e dal numero di canali
66. goria di lavoratori che con 1 familiari a carico erano obbligatoriamente iscritti allo stesso ente e in questo modo fruivano dell assicurazione sanitaria per provvedere alle cure mediche e ospedaliere finanziata con 1 contributi versati dagli stessi lavoratori e dai loro datori di lavoro Il diritto alla tutela della salute era quindi correlato non all essere cittadino ma all essere lavoratore o suo familiare con conseguenti casi di mancata copertura vi erano inoltre sperequazioni tra gli stessi assistiti data la disomogeneit delle prestazioni assicurate dalle varie casse mutue 1 1 1 Panoramica sullo scenario generale della salute e dello sviluppo umano Secondo le stime pubblicate dall OMS 1 dati di mortalit globali mostrano un divario significativo nello stato di salute tra paesi sviluppati e paesi in via di sviluppo Le principali cause di morte nel mondo sviluppato sono cancro malattie ischemiche infarti Nei paesi in 6 via di sviluppo una pi diffusa povert la carenza di infrastrutture e la mancanza di risorse in ambito sanitario portano all insorgenza di malattie infettive come la tubercolosi e la malaria Un bambino nato oggi in uno dei paesi meno sviluppati ha una probabilit mille volte maggiore di morire di morbillo rispetto a un bambino nato in un paese industrializzato dove tale malattia risulta essere facilmente prevenibile e curabile In tutto 11 mondo pi di 31 milioni di adulti e 2 milioni di bambini
67. i 2 Le tecnologie nel mondo in via di sviluppo devono adattarsi non solo alle risorse inadeguate ma anche alle realt economiche culturali sociali e ambientali Progettazioni di tecnologie di questo tipo rappresentano un esercizio di ingegneria estrema che pu essere affrontato attraverso nuove soluzioni sia high tech che low tech Gli sforzi per progettare tecnologie sanitarie appropriate possono migliorare l assistenza sia nei paesi emergenti che nei paesi ricchi Un apporto economico per il miglioramento delle tecnologie pu aiutare a ridurre 1 costi delle cure pu renderle accessibili a tutti per cercare di superare le disparit sanitarie globali Le nuove tecnologie possono essere utilizzate per prevenire le malattie infettive ma quando la prevenzione fallisce abbiamo bisogno di metodi efficaci per diagnosticarle e curarle Il focus sulle malattie cardiovascolari lo sviluppo di terapie mediche nuove procedure chirurgiche e dispositivi impiantabili cardiaci ha portato negli ultimi 50 anni ad una drastica riduzione nella mortalit cardiovascolare nei paesi sviluppati Nonostante questi progressi tuttavia le malattie cardiovascolari restano ancora la principale causa di morte soprattutto negli Stati Uniti Inoltre la mortalit delle malattie cardiovascolari in rapida crescita anche nei paesi in via di sviluppo I futuri progressi nello sviluppo di dispositivi cardiovascolari come stent medicati robot chirurgici e artifi
68. i carta continua Le cartucce di ricambio dovrebbero essere facilmente reperibili dall utente Se una cartuccia di ricambio non disponibile quella utilizzata pu essere ricaricata Tuttavia non sempre reperibile l inchiostro giusto e funzionante Se la punta danneggiata al suo posto pu essere fissata la punta di feltro ma ancora una volta verr segnalato l errore 3 7 2 Ulteriori precauzioni all utilizzo Per la maggior parte degli ECG da monitoraggio sufficiente collegare semplicemente 1l dispositivo poter cos registrare un accurato ECG e valutare la frequenza cardiaca Se la frequenza cardiaca corrisponde alla propria misurata con un orologio mentre s1 preme l arteria del collo e l ECG si presenta come un ECG normale il dispositivo allora probabilmente al lavoro Si dovrebbero controllare gli allarmi di frequenza cardiaca per 67 assicurarsi che suonino nei casi in cui la frequenza rilevata sia inferiore o superiore alle soglie di frequenza cardiaca stabilite Se l ECG deve essere utilizzato in sala operatoria c la possibilit che possa essere utilizzato a contatto diretto con il cuore Anche una piccola corrente che attraversa 1 cavi pu causare la morte via fibrillazione ventricolare in queste situazioni Purtroppo senza un dispositivo specializzato non possibile controllare correttamente le dispersioni di corrente Se la macchina ha una batteria occorre controllare che sia in buone condizi
69. individui al di sotto dei 14 anni e al di sopra dei 65 e il totale della popolazione in et lavorativa il pi basso rispetto ad altri Paesi comparabili al Canada per popolazione ricchezza e caratteristiche del sistema sanitario Se le linee essenziali del Sistema Sanitario Nazionale canadese in particolare la sua base federale sono contenute nella stessa Costituzione le sue caratteristiche attuali sono state determinate dall ultima grande riforma 11 Canada Health Act del 1984 Quest ultima legge stabilisce che 1 piani sanitari di ciascuna delle dieci province e dei tre territori devono rispettare cinque principi fondamentali L OCSE Organizzazione per la cooperazione e lo sviluppo economico raggruppa 30 paesi membri che condividono l impegno per l esistenza di governi democratici e per un economia di mercato fornisce statistiche e dati economici e sociali analizza valuta e anticipa gli sviluppi economici conduce ricerche su cambiamenti sociali e su modelli di evoluzione di settore quali il commercio l ambiente l agricoltura la tecnologia la politica fiscale e altri ancora Universalit devono riguardare tutti 1 cittadini Globalit devono coprire tutti 1 trattamenti medicalmente necessari Accessibilit devono essere fruibili da tutti 1 cittadini indipendentemente dal loro reddito Portabilit la copertura deve proseguire anche durante 1 viaggi che 1 cittadini compiono all interno del Paese o all
70. irca il 30 dei pazienti non sopravvive al primo infarto pi della met di essi infatti muore prima di raggiungere ospedale 2 1 1 1 Malattie del muscolo cardiaco Cardiomiopatia ipertrofica con ispessimento del muscolo cardiaco e dilatativa con aumento dei volumi delle camere ventricolari e l assottigliamento delle pareti cardiache Queste cardiomiopatie possono portare all Insufficienza cardiaca conosciuta anche come scompenso cardiaco Miocardite in genere di origine virale 2 1 1 2 Malattie delle valvole cardiache Stenosi aortica Stenosi mitralica congenita Stenosi della tricuspide congenita Stenosi polmonare congenita Insufficienza aortica congenita Insufficienza mitralica congenita Insufficienza tricuspidale congenita Insufficienza polmonare congenita 2 1 1 3 Aritmie Tra le malattie che vanno ad alterare la conduzione cardiaca rientrano tutte le tipologie di aritmie che comportano un alterazione della frequenza cardiaca oltre a disturbi all interno del sistema di conduzione cardiaco Alcune aritmie possono rientrare nella fisiologia del ritmo cardiaco altre possono indicare la possibilit di patologie vere e proprie Il ritmo sinusale viene definito normale se compreso tra 1 60 e 1 100 battiti al minuto tachicardico se supera 1 100 battiti al minuto e bradicardico se inferiore ai 60 battiti al minuto Le alterazioni del ritmo o aritmia vera e propria sono abbastanza frequenti nella popolazion
71. it dei liquidi interstiziali del corpo umano Gli elettrodi vengono posizionati su diverse parti del corpo torace polsi caviglie ecc in modo da formare delle derivazioni sistemate in maniera tale da poter analizzare molto bene le variazioni del vettore dipolo del cuore L elettrocardiografo comprende una strumentazione di tipo elettronico che comprende appunto gli elettrodi una parte centrale in cui presente un display che permette di visualizzare il tracciato durante l esame ed una piccola stampante interna che riporta su cartaceo 1 risultati da sottoporre successivamente all attenzione del medico curante Tale strumentazione prevede uno o pi canali di misura ed destinata al prelevamento all amplificazione e alla registrazione dei segnali bioelettrici cardiaci Nella vasta gamma di strumenti elettrocardiografici presenti sul mercato possibile effettuare due tipi di classificazione sulla base di altrettanti aspetti tecnologici Numero di tracce Monocanale in grado di rappresentare una singola traccia Pluricanale in grado di rappresentare tracce multiple contemporaneamente Tecnologia di acquisizione del segnale Analogici con scrittura della traccia tramite penna a deflessione analogica Digitali con acquisizione del segnale campionato e ricostruzione tramite matrice di punti A prescindere da questa classificazione necessario distinguere gli elettrocardiografi con funzioni di base destinati prevalentemente a
72. l braccio destro braccio sinistro e gamba sinistra La V ela V5 guardano il lato destro del cuore e sono rappresentate da un onda R piccola con S profonda La V3 e la V4 corrispondono abitualmente al setto con RS bifasica di uguale altezza La Vs e la Vg guardano il ventricolo sinistro per cui viene registrata una R fortemente positiva Anche in questo caso esistono derivazioni supplementari e variazioni dell aspetto in ordine a variazioni fisiologiche e patologiche del cuore 58 Figura 3 2 2 Derivazioni precordiali o toraciche di Wilson 3 2 3 Elettrodi Ci sono diverse tipologie di elettrodi impiegati sui pazienti Questi elettrodi vengono utilizzati per un uso breve o a lungo termine Gli elettrodi di monitoraggio sono oggetti monouso con una colonna centrale di materiale conduttivo Alla sommit della colonna conduttiva c un gancio dove viene attaccato il cavo che collega il paziente all amplificatore fig 3 2 3 Questi elettrodi hanno un prezzo che varia tra 0 05 e 0 11 cadauno Non possono essere puliti n comunque riutilizzati Col passare del tempo la colonna conduttrice pu asciugarsi rendendo inutile l elettrodo Vi sono alternative non monouso per il monitoraggio Il pi comune l elettrodo piatto che si mantiene aderente al paziente tramite una cinghia in gomma Tra l elettrodo e la pelle del paziente un gel conduttore in grado di assicurare un buon contatto elettrico Tuttavia l utilizzo di gel non ha un
73. l collegamento al cavo principale o la connessione alla macchina Sostituire le prese quasi impossibile nei paesi in via di sviluppo necessario considerare la ricostruzione della presa o considerare definitivamente la possibilit di saldare il cavo insieme alla macchina nel caso in cui l ospedale avesse disperatamente bisogno dell ECG E Importante assicurarsi anche che il dispositivo sia stato impostato correttamente anche sulla base della questione della frequenza di rete elettrica locale Il numero di donazioni provenienti da diverse parti del mondo porta ad avere a che fare con alcuni dispositivi lasciati in modalit 50Hz pur dovendo essere utilizzati in un ambiente a 60 Hz e viceversa Altro accorgimento verificare se il paziente freddo o nervoso Se cos tremori muscolari potrebbero essere la causa dell interferenza del dispositivo Un altra causa potrebbe derivare dal fatto che il paziente o l infermiere toccano un qualsiasi metallo o il muro vicino durante il monitoraggio 66 Quando il problema non si risolve nei modi sopra citati spesso si tratta di un errore dell utente Ci potrebbero essere tra l altro anche altre impostazioni errate come per esempio il livello di luminosit della macchina Cattivi elettrodi e cavi non ottimali in genere non causano la scomparsa della traccia In tali casi pertanto si possono sospettare problemi legati all alimentazione Nel caso in cui la traccia non venisse visu
74. l interno delle scienze mediche succedutisi a partire dagli inizi del secolo scorso furono prodotti dal rapido sviluppo delle scienze applicate un processo caratterizzato da una forte interdisciplinarit dove s1 crearono le condizioni per far compiere alla ricerca in campo medico grandi passi portando allo sviluppo di nuove tecniche e di nuove aree di indagine per la diagnosi e il trattamento delle malattie figura 1 2 1 1 Bioimmagini Diagnostica Valutazione funzionale Diagnostica clinica Tecnologie biomediche Terapia chirurgica Interv bassa invasivit Terapia Riabilitazione Terapia non invasiva Riabilitazione Figura 1 2 1 1 14 Bioimmagini riguarda l utilizzo di apparecchiature per radiografia tomografia TAC PET RM ecografia scintigrafia endoscopia e diagnostica Valutazione funzionale comprende l utilizzo di apparecchiature per cardiologia neurologia fisiopatologia respiratoria monitoraggio Diagnostica clinica comprende le tecnologie e 1 reagenti per chirurgia clinica microbiologia ematologia immunodiagnostica Terapia chirurgica comprende 1 dispositivi e gli strumenti utilizzati in chirurgia anestesia e rianimazione Interventistica a bassa invasivit comprende le apparecchiature per artroscopia endoscopia interventistica angioplastica valvuloplastica ablazione di aritmie supporto alla circolazione odontoiatria e altri interventi a bassa invasivita Terapia non invasiva riguar
75. lla zona prescelta Viene inciso il vaso coronarico e confezionata l anastomosi con il condotto prescelto In questa fase il miocardio si trova in una condizione di ischemia cio senza apporto di sangue e per tale motivo si deve eseguire il bypass in tempo breve circa 7 10 minuti per evitare un danno irreversibile al cuore Per ovviare a questa situazione si possono utilizzare dei cosiddetti shunt intracoronarici che vengono inseriti nel vaso coronarico dopo la sua apertura e che permettono 1l passaggio del sangue durante l esecuzione del bypass Infine tale procedura viene applicata in successione su tutti 1 vasi coronarici da bypassare Un altra procedura per il trattamento di un ostruzione coronarica l angioplastica che una metodica utilizzata 1n ambito medico per dilatare un restringimento del lume stenosi di un vaso sanguigno causato nella maggior parte dei casi dalla presenza di una placca ateromasica Si parla di angioplastica coronarica per indicare la tecnica utilizzata nello specifico per il trattamento di cardiopatie coronariche La dilatazione del vaso viene effettuata per mezzo di uno speciale catetere a palloncino che viene introdotto mediante la puntura percutanea di un arteria nel caso dell angioplastica coronarica l arteria femorale o in alternativa di quella radiale portato fino al vaso stenotico e successivamente gonfiato in corrispondenza del restringimento in modo da ripristinare 11 normale diametro del vaso e pe
76. mente per produrre risultati accelerati in termini di vite salvate malattie prevenute e pesanti spese evitate Tra le mosse vincenti principali ricordiamo proteggere le persone dal fumo di tabacco e proibire il fumo nei luoghi pubblici informare sui pericoli legati al consumo di tabacco restringere l aecesso alla vendita delle bevande alcoliche ridurre l assunzione di sale attraverso gli alimenti sostituire gli acidi grassi insaturi nei cibi con acidi grassi polinsaturi promuovere la consapevolezza dell opinione pubblica sulle corrette abitudini alimentari e l attivit fisica anche tramite 1 mass media In aggiunta a tali mosse vincenti vi sono numerosi altri interventi efficaci e a basso costo mirati all insieme della popolazione che possono ridurre 1 fattori di rischio per le malattie non trasmissibili tra cui offrire trattamenti per la dipendenza da nicotina promuovere l allattamento al seno e un adeguata nutrizione complementare potenziare la normativa sull alcol alla guida dei veicoli introdurre restrizioni sul marketing di alimenti e bevande con elevato contenuto di sale grassi e zuccheri specialmente per 1 bambini 40 Attraverso l esperienza misurata nei paesi ad alto reddito stato dimostrato che questi interventi possano avere una grande efficacia spesso a basso costo o con un buon rapporto costo benefici La combinazione di interventi rivolti all insieme della popolazione e interventi rivolti al singolo pu salv
77. minato e affrontato nei diversi capitoli di tale lavoro di tesi emerso che risulta innegabile che molte tecnologie siano disponibili principalmente nei paesi sviluppati come per esempio 1 sistemi di risonanza magnetica che costano milioni di dollari oppure lo sviluppo di un cuore impiantabile artificiale che sicuramente fornisce una soluzione al problema dell insufficienza cardiaca ma che a causa di limitate infrastrutture e risorse risulta essere una soluzione poco pratica nei paesi a basso reddito Cruciale in tali contesti risulta essere la carenza di personale tecnico qualificato e specializzato Prendendo in esame un analisi sul campo condotta da EWH che riguarda la condizione dei macchinari e come essi sono gestiti nel Terzo Mondo si evinto che dei 664 macchinari catalogati come non funzionanti dai tecnici locali il 30 imputabile a problemi legati all alimentazione elettrica un 23 ad errori di utilizzo e il restante a una manutenzione non eseguita o sbagliata La presenza dell ingegnere nei paesi in via di sviluppo necessaria anche perch frequenti sono ad esempio le difficolt da parte dell utente nell utilizzo degli ECG tali ambienti dispongono di macchine ECG che non sono altro che donazioni europee o americane e hanno soprattutto il compito di monitorare ma la maggior parte di essi non osserva la moderna standardizzazione dei range di frequenza Le tecnologie in questi luoghi devono adattarsi quindi alle risorse ina
78. nclusione l utilizzo di questo tipo di dispositivi comporta sempre una componente di rischio non completamente eliminabile anche con accorgimenti tecnici non bisogna mai dimenticare o sottovalutare questi rischi nemmeno nel compiere le operazioni pi semplici 3 6 Considerazioni sulla sicurezza Dal punto di vista della sicurezza elettrica le caratteristiche degli elettrocardiografi sono descritte nelle norme particolari CEI 62 15 Le sezioni di maggiore interesse per quanto concerne le verifiche di accettazione collaudo o di controllo periodico sono 64 Defibrillazione e blocco dopo defibrillazione sono definiti 1 tempi di ripristino delle tracce dopo una scarica di defibrillatore che abbia coinvolto gli elettrodi dell elettrocardiografo Correnti di dispersione permanenti e correnti ausiliarie sono precisate le correnti massime ammissibili rilevabili tra varie parti dell apparecchio e la terra in funzione della classe e tipo Protezione contro gli effetti della defibrillazione 3 7 ECG nel mondo in via di sviluppo Molte macchine ECG nel mondo in via di sviluppo hanno nella maggior parte dei casi una funzione di monitoraggio Se la macchina abbastanza moderna avr un codice di colore diverso a seconda della provenienza Gli ospedali nel mondo in via di sviluppo tuttavia spesso sono dotati di dispositivi che non sono altro che donazioni o europee o americane cosi il colore del codice diventa di scarsa importanza La ma
79. nenti elettrici il comportamento dell amplificatore cambia nel corso del tempo e in base alla temperatura La tensione di offset dell amplificatore pu essere fonte di un aumento del tasso di errore in caso di deriva L errore legato alla tensione di offset pu essere minimizzato scegliendo un amplificatore a bassa deriva come ad esempio un modello di tipo auto zero o mediante l attuazione di regolazioni periodiche di sistema per calibrare l offset e la deriva Per esempio un potenziale di 1 mV dall elettrodo produce un cambiamento di tensione di IV in uscita del circuito amplificatore Lo swing di uscita l escursione massima della tensione di uscita dell amplificatore e deve essere sufficientemente alto per minimizzare 11 problema della saturazione Il rumore dell amplificatore come sappiamo un importante fattore che pu influire sulla precisione delle misurazioni ECG Il rumore di un amplificatore pu non essere costante con il variare della frequenza soprattutto alle basse frequenze dove il rumore 1 f pu diventare la fonte principale di disturbo 3 Il rumore 1 f detto anche rumore rosa o Flicker infatti un particolare tipo di rumore in cui le componenti a bassa frequenza hanno potenza maggiore a differenza del rumore cosiddetto blanco in cui la potenza uguale per qualsiasi frequenza 53 3 2 1 Derivazioni dirette e indirette Sapendo che la contrazione delle fibre miocardiche come di tutti gli
80. non viene rilevata a partire dal tracciato ECG in quanto mascherata dal complesso QRS Similmente durante il secondo tratto isoelettrico ST le fibre ventricolari sono tutte in uno stato di depolarizzazione e non vi sono differenze regionali di potenziale 55 In Tabella 3 2 1 sono riportate le durate temporali delle varie forme d onde che compongono ECG Durata minima Durata massima Tabella 3 2 1 Durata delle varie onde dell ECG 3 2 2 Registrazioni indirette dell ECG L ECG va registrato possibilmente in posizione supina e attraverso diverse tipologie di derivazioni le derivazioni di Einthoven le derivazioni unipolari degli arti con la tecnica di Wilson le derivazioni unipolari potenziate degli arti con la tecnica di Goldberger le derivazioni precordiali o toraciche di Wilson 3 2 2 1 Derivazioni periferiche di Einthoven Per quanto riguarda le derivazioni bipolari di Einthoven si utilizzano tre coppie di elettrodi In genere 1 punti di applicazione degli elettrodi vengono identificati con notazioni che mantengono l originaria e tradizionale forma inglese RA right arm per il braccio destro LA left arm per il braccio sinistro LL left leg per la gamba sinistra e RL right leg per la gamba destra presa come riferimento collegata a massa fig 3 2 2 1 56 Gli arti sono da considerarsi come un prolungamento del filo dell elettrocardiografo e infatti le differenze di potenziale che si
81. ntatore Figura 3 2 1 1 Schema funzionale di un elettrocardiografo 3 2 Amplificatore ECG L amplificatore ECG o EKG termine tedesco ampiamente utilizzato serve ad estrarre il segnale cardiaco isolandolo da rumori e tensioni di modo comune ed amplificandolo tramite l applicazione di un guadagno Un amplificatore ECG possiede dai 3 ai 10 ingressi inputs combinati per mostrare da 1 a 12 tracce o derivazioni leads dell attivit elettrica del cuore Ciascun input amplifica il segnale proveniente da due o pi elettrodi piazzati sulla pelle Se l ECG viene utilizzato per monitorare le condizioni di un paziente in genere vengono collegati dai 3 ai 5 elettrodi e le forme d onda dell ECG e informazioni sulla frequenza cardiaca sono continuamente visualizzate e analizzate dai medici Se l ECG invece viene utilizzato come strumento diagnostico allora vengono impiegati dai 6 ai 10 elettrodi e vengono visualizzati o stampati ad alta risoluzione uno o due cicli cardiaci Tutti gli ingressi sono isolati dalla rete elettrica dell amplificatore da un trasformatore di isolamento L impedenza d ingresso di un amplificatore ECG generalmente 100 megaohm MO Sia gli amplificatori utilizzati per 11 monitoraggio sia quelli impiegati per la diagnostica hanno un meccanismo di commutazione che seleziona la particolare derivazione lead che si vuole visualizzare Il commutatore pu essere rotante azionato per mezzo di un pulsante o
82. o la fase dell attivazione depolarizzazione quanto la fase dell inattivazione ripolarizzazione o intervallo QT di 280 370 ms Il tracciato del ventricolo destro anche definito destro gramma quello del ventricolo sinistro levo gramma Essi si riconoscono perch il destro gramma presenta una cuspide positiva in tutte le derivazioni periferiche ed il levo gramma una cuspide negativa in tutte le derivazioni sia periferiche che precordiali Dal punto di vista temporale 11 destro gramma precede il levo gramma perch il ventricolo destro attivato prima del ventricolo sinistro la curva risultante dalla somma di queste onde costituisce il complesso ventricolare del ECG Nel tracciato sono presenti alcuni tratti isoelettrici di cui un primo tratto compreso tra il complesso atriale onda P e la parte iniziale del complesso ventricolare ed un secondo tratto compreso tra l istante finale del QRS e l inizio dell onda T la cui durata di 60 ms Il completamento della contrazione atriale avviene durante il primo periodo isoelettrico PQ durante il quale tutte le fibre atriali sono depolarizzate e non vi sono differenze di potenziale tra una fibra e l altra Poich il tracciato ECG risulta da differenze di potenziale tra una regione e l altra del miocardio durante il tratto PQ infatti non vi sono scostamenti del segnale dalla linea isoelettrica La ripolarizzazione atriale avviene durante la contrazione dei ventricoli per cui essa
83. ondividero 72 73
84. oni e che 1l caricabatterie funzioni correttamente 3 8 ECG con funzionalit pi complesse Gli apparati ECG si stanno evolvendo al di l della semplice misurazione dell attivit elettrica del cuore Oggi gli ECG possono effettuare un analisi autonoma del segnale fornire visualizzazioni in tempo reale e addirittura permettere a unit portatili di registrare l attivit elettrica cardiaca su un periodo esteso di tempo L attuazione di queste caratteristiche avanzate si basa sulla precisione con cui segnali cardiaci possono essere acquisiti ed elaborati la scelta e la progettazione dell amplificatore rappresentano dei fattori critici ai fini dell accuratezza delle misurazioni ECG L Holter ECG che prende il nome dal suo inventore uno strumento portatile in grado di monitorare l attivit elettrica del cuore per 24 ore o piu La registrazione di lungo periodo permette di evidenziare occasionali aritmie non identificabili durante il breve tempo di un elettrocardiografia stabile Come l elettrocardiografia classica l Holter ECG registra 1 segnali da elettrodi posizionati sul torace Gli elettrodi sono connessi ad una apparecchiatura che riceve e registra 1 segnali I dati cosi acquisiti sono trasferiti su computer ed un programma effettua in automatico una prima analisi indica la frequenza cardiaca media massima e minima ed evidenzia le aree che meritano una pi attenta osservazione 68 CONCLUSIONI Alla luce di quanto stato esa
85. ono essere attivate in maniera indipendente sono state installate sotto la culla queste riscaldano l aria sotto 11 bambino L aria calda sale cosi nella culla e la temperatura amp controllata regolando il numero di lampadine che si accendono L unit di terapia intensiva neonatale ha realizzato 12 incubatori del genere che rappresentano un ottimo esempio di una soluzione low tech che affronta la sfida di salute in un modo che sia accessibile e facilmente utilizzabile figura 1 95 20 La mancanza di personale una barriera allo sviluppo tecnologico gi stata esaminata e rappresenta una lacuna troppo frequente nei paesi a basso reddito La figura 1 3 2 2 fa prendere atto del fatto che nel reparto pediatrico di Kamuzu al Central Hospital di Lilongwe Malawi c un infermiera per ogni 80 pazienti A causa di una carenza di personale 1i bambini non possono essere ammessi senza un tutore che fornisca loro cure Perch non ci sono abbastanza letti la maggior parte dei pazienti deve condividere 1 posti letto mentre 1 loro parenti dormono sul pavimento accanto a loro Un altra sfida nell ambito delle tecnologie sanitarie nei paesi in via di sviluppo come sottolineato pi volte la frequente mancanza di infrastrutture forniture tecniche e le difficolt legate alla manutenzione e riparazione della strumentazione La foto 1 3 2 3 scattata in un ospedale nello Swaziland mostra che la disponibilit della tecnologia non sempre si traduce nell
86. oramento delle condizioni sanitarie sostenendo che l introduzione di tecnologie senza una attenta analisi delle reali esigenze non influirebbe sull aspettativa di vita di un individuo del Terzo Mondo In tali paesi influirebbero molto di pi ad esempio un accesso diretto all acqua potabile per tutti e un servizio migliore di sanit di base definizione del Massachussets Institute of Tecnology USA 12 Si possono riportare diversi esempi che mostrano come una tecnologia possa portare reali benefici se introdotta nei paesi sviluppati mentre la stessa tecnologia possa non essere appropriata nei paesi del Terzo Mondo Se consideriamo il caso di uno strumento clinico di laboratorio analisi che supporta la diagnosi di una malattia sappiamo che questo tipo di tecnologia utile e non dannosa mentre se esaminiamo il caso di uno strumento noto come eco color doppler normalmente utilizzato nei paesi sviluppati questo pu essere dannoso in un paese in via di sviluppo poich il suo utilizzo richiede personale specializzato che in tali contesti carente Anche lo sviluppo di un cuore impiantabile artificiale pu fornire una soluzione al problema di insufficienza cardiaca nei paesi sviluppati mentre a causa di differenze in termini di infrastrutture e risorse improbabile che sia una soluzione pratica in molti paesi in via di sviluppo Il motivo che non tutte le tecnologie attualmente in utilizzo portano ad un reale beneficio occorre inf
87. r parte dei decessi si verifica in persone over 70 mentre nei paesi a basso reddito la mortalit pi elevata nelle fasce di et pi basse Tutto ci pu essere spiegato considerando 1l fatto che nei paesi caratterizzati da un maggior livello socio economico pi di due terzi della popolazione vive oltre 1 70 anni e muore per malattie di tipo cronico malattie cardiovascolari malattie respiratorie diabete o demenza nei paesi a medio livello socioeconomico quasi la met delle persone vive fino a 70 anni e le malattie croniche rappresentano il killer principale similmente ai paesi maggiormente sviluppati Infine nei paesi a basso reddito meno di un quarto delle persone raggiunge l et di 70 anni e circa un terzo di tutti 1 decessi si verifica tra 1 bambini under 14 anche se le malattie cardiovascolari rappresentano la principale causa di morte in tali paesi l elevata mortalit dovuta anche al contributo totale delle malattie infettive AIDS infezioni polmonari tubercolosi malattie diarroiche malaria Quanto sopra illustrato anche conseguenza dei cambiamenti che si sono verificati e che continuano a verificarsi nella struttura delle popolazioni In particolare da diversi anni si sta assistendo in tutti 1 paesi ad un aumento della vita media fenomeno che risulta essere pi marcato nei paesi industrializzati 2 1 1 Malattie coronariche In tutto il mondo pi di 768 000 persone di et compresa tra 1 15 e 1 44
88. rattutto al mio pilastro alla mia ncora di salvezza la mia famiglia per il costante sostegno e il grande aiuto che mi ha permesso di raggiungere questo importante traguardo per essermi stata vicina in ogni momento per avermi sempre supportato e incoraggiato provando le mie stesse ansie preoccupazioni dolori e condividendo gioie e soddisfazioni per esser stata esempio di fermezza coraggio e coerenza Mia mamma e mio pap mi hanno insegnato a non smettere mai di lottare e a raggiungere ogni obiettivo con spirito di abnegazione onest e umilt e finora grazie a loro cosi ho sempre agito Desidero rivolgere un sentito ringraziamento ai miei veri amici di Cesena che non avrei mai pensato di incontrare cosi numerosi e con cosi tante ottime qualit A loro vorr per sempre un infinito bene mi hanno sopportato e con ognuno di essi ho trascorso momenti straordinariamente piacevoli in casa nello studio e nelle serate insieme organizzate Lucrezia alla quale sono visceralmente legato stata e continua ad essere l amica sempre pi presente intelligente attenta saggia e buona dispensatrice di consigli Cito il caro Stefano e in ultimo ma non per ultimo il mio amico fraterno Peppe con cui quotidiani sono i diverbi 1 nervosismi e gli accesi scambi di opinioni ci separano totalmente differenti modi di pensare e agire caratteri diametralmente opposti ma ci unisce un affetto incommensurabilmente puro e con lui ancora tanto sicuramente c
89. registrano alle loro estremit distali es pols1 sono pari a quelle che si registrano alle radici degli arti stessi es spalle Per tale motivo il punto di applicazione virtuale degli elettrodi per la prima derivazione elettrocardiografica spalla destra e spalla sinistra per la seconda spalla destra e regione pubica mentre per la terza spalla sinistra e regione pubica Chiamiamo ora linea di derivazione la congiungente il punto di applicazione virtuale degli elettrodi Abbiamo formato con gli elettrodi un triangolo equilatero il triangolo di Einthoven che ha al suo centro il cuore In particolare la 1 derivazione o Dj si ottiene prelevando la differenza di potenziale tra 1 due elettrodi posizionati sul braccio destro e sul braccio sinistro Dj LA RA generalmente l elettrodo applicato al braccio sinistro si trova in un campo di forza positivo rispetto a quello applicato al braccio destro e quindi verr registrata una deflessione verso l alto o positiva La 2 derivazione o D si ottiene prelevando la differenza di potenziale tra l elettrodo del braccio destro e quello della gamba sinistra D2 LL RA nella posizione intermedia del cuore poich la gamba sinistra si trova in un campo di forza positivo rispetto al braccio destro la deflessione sar verso l alto o positiva La 3 derivazione o D3 si ottiene prelevando la differenza di potenziale tra l elettrodo del braccio sinistro e quello della gamba sinistra D3 LA LL
90. riguardo alle condizioni della strumentazione biomedica negli ospedali del 10 22 Cap 2 Le malattie cardiovascolari e gli interventi atti a prevenirle e curarle nel contesto sanitario mondiale 2 1 Malattie cardiovascolari tra le principali cause di morte nel mondo iii 27 2k r Malattie coronariche acacia 29 2 1 Malattie del qmuscolo Candi aco teste N 32 2 L 1 2 Malattie delle val vole cardiache ricin e eeu aes Co Od qu AE E SR EHE RDS US 32 PIE iaia 32 2 LLA Malattie det vassallo 33 2 2 Trattamento delle malattie cardiache 4 eocoa oro eoo dete err esee a nep go deme odes ee dus dece es Ene to rupe odes ie dp deos 34 2 2 1 Differenze tra CABG innesto di bypass aortocoronarico e PICA angioplastica coronarica sre DIEI acli ae 36 2 2 2 Nascita e svituppodell1dea di cuore artt aclialesa anelli 38 2 3 Prevenzione delle malattie cardiovascolari rire 39 2 3 1 Interventi efficaci per combattere le malattie non trasmissibili nel mondo 40 2 3 2 Esempi positivi di iniziative nazionali per affrontare le malattie croniche in Pakistan Godi 42 2 4 Tecnologie mediche nel mondo in via di sviluppo analisi in ambito cardiovascolare 43 Cap 3 L elettrocardiogramma alla base della diagnostica cardiologica 3 1 L elettrocardiogramma essenziale per il controllo cardiovascolare e la rilevazione di complicanze e inalattie cardiac e serina ie ea
91. rmettere un incremento del flusso sanguigno La procedura di angioplastica si esegue in anestesia locale il paziente quindi sveglio e cosciente L intervento dura mediamente intorno ai 45 minuti 1 ora a seconda della 35 complessit della lesione da trattare Nella maggior parte dei casi la procedura s1 completa con l applicazione di una reticella metallica ricoperta o meno da farmaco detta stent Dopo la rimozione del catetere a palloncino viene effettuata per 30 40 minuti una compressione del sito d accesso arterioso in genere l arteria femorale della gamba il personale medico o infermieristico schiaccia in modo molto forte il sito d accesso per favorire l emostasi ed evitare che il paziente abbia un emorragia attraverso il foro di ingresso dei cateteri a causa dell elevata pressione arteriosa Recentemente sono stati introdotti sistemi di emostasi a collagene riassorbibile che consentono di evitare la compressione e permettono al paziente di deambulare in meno di un ora in completa sicurezza I risultati dell angioplastica successo tecnico e durata dello stesso dipendono da numerosi fattori sede ed entit della stenosi sono quelli pi rilevanti deve inoltre essere considerata la composizione della placca che determina la stenosi placche con maggiore componente di calcio sono pi resistenti alla dilatazione In alcuni casi tuttavia il risultato poco durevole nel tempo e deve essere ripetuto o integrato da altra metodica
92. rney Clark affetto da una cardiomiopatia all ultimo stadio che sopravvisse per 112 giorni dopo l operazione Questo evento ha rappresentato un grande progresso nella storia della circolazione assistita infatti nel corso degli ultimi 20 anni soprattutto negli Stati Uniti le ricerche per lo sviluppo di un cuore artificiale utilizzabile a livello clinico sono state incrementate considerando che le cardiopatie rappresentano tuttora una delle principali cause di morte Comunque il concetto di sostituire la funzione del cuore umano con un dispositivo meccanico non assolutamente nuovo Inizialmente il cuore meccanico fu concepito come un dispositivo per fornire il sangue soltanto a determinati organi e tessuti sostituendo cos soltanto una parte della circolazione Nel 1812 Julien Jean C sar La Gallois osserv che se si fosse potuto sostituire 11 cuore con una specie d iniezione di sangue arterioso sarebbe stato possibile mantenere in vita per un tempo indefinito qualsiasi parte dell organismo I primi contributi allo sviluppo del cuore artificiale arrivarono dalla sperimentazione di un sistema di perfusione di cuore e polmoni isolati noto oggi come macchina cuore polmone sviluppato gi nel 1937 da John Gibbon e introdotto nella pratica clinica nel 53 Nel 1928 H H Dale e E H J Schuster in Inghilterra progettarono ci che probabilmente ha costituito la prima pompa a diaframma Era stata studiata allo scopo di sostituire la funzione sia d
93. sce a una parte della popolazione livelli di cure mediche piuttosto elevati in continuo miglioramento grazie al contenimento dei tagli all innovazione tecnologica Alcune valutazioni di comparazione mostrano che nel 2005 la spesa sanitaria degli Usa ha superato di 477 miliardi di dollari gli investimenti di Paesi come Giappone Germania Spagna Gran Bretagna e Italia L aspettativa di vita dei cittadini americani si colloca sotto la media attesa probabilmente a causa oltre che di una ridotta efficienza dei sistemi sanitari di una serie di fattori come un insufficiente educazione alla salute il consumo di tabacco e di alcol una scorretta alimentazione e l inquinamento Anche il numero di malati cronici negli Stati Uniti superiore a quello degli altri Paesi Ocse Il tasso di obesit cosi come il numero di fumatori di gran lunga superiore rispetto a tali Paesi Si calcola che il 5 7 della spesa sanitaria totale degli Usa possa essere attribuito all obesit contro 1l 2 3 5 di Canada Australia e Nuova Zelanda Il Canada invece orgoglioso di avere un sistema sanitario universalistico ben diverso da quello del suo ben pi potente vicino gli USA con cui sono continui 1 confronti La speranza di vita alla nascita in linea con la media dei paesi industrializzati Peculiarit della popolazione canadese l essere pi giovane della media dei Paesi ad alto reddito il suo Age Dependency Ratio il rapporto fra la somma degli
94. sch aeca a E EN 71 ppc nce eer te eee eee rt 72 INTRODUZIONE Per quanto riguarda la questione dello sviluppo mondiale emerge un dato di fatto fondamentale la disuguaglianza tra Nord e Sud del mondo Se da una parte ci sono paesi che godono di un sostanziale benessere economico e sociale dall altra ci sono 1 cosiddetti paesi in via di sviluppo dove spesso la popolazione non ha accesso nemmeno ai beni essenziali come il cibo e l acqua Il totale della popolazione mondiale di circa 6 miliardi di persone di questi 6 miliardi pi di un miliardo lotta quotidianamente per non morire di fame e quasi 3 miliardi sopravvivono a stento Il 20 del totale della popolazione mondiale consuma 1 80 delle risorse del nostro pianeta Per sviluppo intendiamo la creazione di una serie di condizioni affinch 1 paesi pi poveri possano superare queste disuguaglianze e quindi affrancarsi dalla povert I punti chiave dello sviluppo nei paesi poveri sono rappresentati dai concetti di sviluppo meramente economico di trasferimento di tecnologie e capitali in tali ambienti e di sviluppo umano I problemi della medicina sono in ogni continente correlati alle condizioni della salute pubblica le quali a loro volta dipendono dalle condizioni della vita S1 pu osservare come 1 paesi industrializzati che occupano un decimo della superficie terrestre e godono di nove decimi del patrimonio mondiale abbiano una migliore condizione sanitaria rispetto al
95. seguire con sicurezza molti interventi al cuore essa non esente da complicanze o ripercussioni sull organismo Queste ultime dovute da una parte ad una risposta 34 infiammatoria generalizzata innescata dal contatto del sangue con materiale non biologico circuito e dall altra alla tecnica di applicazione e cio l incisione dell aorta e di altre strutture cardiache per l inserzione di cannule necessarie per il drenaggio e l iniezione del sangue Tali complicanze sono rappresentate da probabile danno neurologico ictus emorragie cerebrali da insufficienza renale da alterazione dei componenti del sangue con emorragie massive postoperatorie da ischemia intestinale ed infine da danno polmonare La chirurgia a cuore battente consiste nel mantenere il cuore in attivit e nell eseguire l intervento rinunciando all ausilio della circolazione extracorporea evitando quindi le relative complicazioni e utilizzando appositi device Per quanto riguarda la modalit di esecuzione viene selezionato un tratto di coronaria a valle dell occlusione dove si decide di eseguire il bypass Vengono applicati alcuni punti di sutura per l occlusione del vaso stesso a distanza di circa 2 cm l uno dall altro Questa zona viene stabilizzata mediante l utilizzo dei sistemi a suzione o compressione per renderla immobile il pi possibile mentre il cuore continua a battere Vengono serrati 1 2 punti di sutura in maniera tale da fermare 1l passaggio di sangue ne
96. sia molto limitata 33 2 2 Trattamento delle malattie cardiache Figura 2 2 La coronarografia una procedura non chirurgica diagnostica utilizzata su pazienti che presentano dolore al torace In questa procedura che anche chiamata cateterizzazione cateteri sottili sono inseriti attraverso i vasi sanguigni e nel cuore a L insufficienza coronarica Coronary Heart Disease una delle pi importanti cause di morbidit e mortalit per malattia cardiaca nel mondo intero e sia la rivascolarizzazione chirurgica tramite bypass aorto coronarico coronary artery bypass grafting CABG che l intervento percutaneo coronarico PCI sono opzioni terapeutiche ben studiate e note sia nell ottimizzazione delle procedure che nell entit delle loro complicanze che nelle misure per correggerle L attuale ampio uso di stent medicati drug eluting stents ha provocato una riduzione significativa dei pazienti operati di bypass CABG anche se dati recenti nella letteratura medica indicano come preferibile l approccio chirurgico in pazienti ad alto rischio cardiovascolare Parte degli interventi cardiaci come per esempio l innesto di un bypass coronarico viene eseguita mediante l utilizzo della circolazione extracorporea macchina cuore polmone che mantiene una circolazione sanguigna a tutto l organismo mentre il cuore per potere eseguire l intervento chirurgico subisce un arresto Sebbene la macchina cuore polmone ha permesso di e
97. stimenti che secondo stime arrivano a 0 8 1 7 miliardi di dollari Questo rappresenta un forte disincentivo agli investimenti in farmaci per la cura delle malattie rare o di quelle che colpiscono prevalentemente il mondo in via di sviluppo Nel campo della ricerca biomedica e degli studi relativi alla salute gli Stati Uniti spendono in media pi del doppio rispetto agli altri paesi sviluppati Tuttavia alcune economie emergenti tra cui in particolare quelle 18 del Sud Corea della Cina e dell India hanno beneficiato di forti aumenti di investimenti pubblici nella ricerca scientifica Ad esempio in Sud Corea 11 numero delle biotecnologie sanitarie aumentato di dieci volte tra 11 1992 e 11 2002 2 Nel 2006 1 paesi del G8 hanno considerato il problema della povert e promesso istruzione primaria gratuita e di qualit assistenza sanitaria di base per tutti 1 bambini farmaci contro P AIDS per tutti coloro a cui occorrono assistenza per tutti gli orfani dell AIDS terapie e zanzariere per dimezzare le morti per malaria e vaccinazioni per estirpare la poliomielite 1 2 3 Situazione delle tecnologie sanitarie esistenti nel terzo mondo Le tecnologie sanitarie presenti nel Terzo Mondo sono concentrate principalmente nelle grandi citt e in ospedali privati In questi paesi si ha un grosso divario tra il settore pubblico e quello privato questo divario presente anche in paesi sviluppati anche se in maniera meno marcata Il se
98. te 1 seguenti elementi l endotelio la cui perdita d integrit cruciale nello sviluppo della lesione le cellule macrofage all origine di una proliferazione del tessuto connettivo principale fonte delle cellule schiumose e della placca fibro lipidica le piastrine essenziali nelle complicanze trombotiche le cellule della muscolatura liscia che cambiano caratteristiche migrando dalla parte intermedia a quella interna e sono fondamentali nelle lesioni avanzate in cui accumulano lipidi e formano cellule schiumose 1 grassi o lipidi per lo pi in forma clinicamente alterata che sono un elemento cruciale della maggior parte delle placche La tesi pi recente sulla genesi dell aterosclerosi attribuisce questo ruolo alla reazione successiva ad una lesione iniziale funzionale o fisica dell endotelio Quando il restringimento del lume di almeno una delle tre arterie coronariche principali raggiunge il 50 75 l arteria coronaria colpita non riesce pi a far passare la quantit di sangue necessaria al muscolo cardiaco in una condizione in cui esso ne richiederebbe una quantit superiore al normale come ad esempio durante uno sforzo fisico si parla in questo caso di ischemia da sforzo che pu essere rilevabile solo mediante esami strumentali non invasivi o essere associata anche a dei disturbi soggettivi angina pectoris infarto miocardico disturbi del ritmo cardiaco La temuta morte improvvisa spesso dovuta ad una presenza
99. tionary X Ray Machines Machines Sierra Leone Connaught 1 1 1 2 500 Good Shepard 0 0 1 30 Bo 0 1 2 225 Kissy 0 0 1 150 Haiti Jacmel 0 2 1 1 250 La Vallee 0 0 50 Nicaragua La Mascota 0 1 0 2 250 Leon 0 1 1 2 400 Figura 1 3 1 I numeri in parentesi rappresentano il numero di macchinari rotti La seconda barriera non meno importante della prima riguarda il fatto che in caso di rottura di un macchinario e di necessit di alcuni pezzi di ricambio questi molte volte non sono disponibili nei paesi del terzo mondo I motivi principali di questa non reperibilit sono cessata produzione di quella tecnologia mancanza di strumenti di pagamento moderni come carte di credito elevati costi d importazione Il primo motivo in particolare fa riferimento al fatto che molte tecnologie sono presenti grazie a donazioni da parte di ospedali del mondo 20 occidentale dove stato fatto un rinnovo del parco macchine e le apparecchiature ormai obsolete ma ancora funzionanti vengono donate ai paesi in via di sviluppo tuttavia ne consegue che molte di queste macchine sono fuori produzione e per questo motivo 1 loro pezzi di ricambio sono introvabili Il fattore inerente 1 costi d importazione fa riferimento alla consapevolezza che la spesa di importazione di un pezzo spesso supera il reale valore della macchina che si vuole riparare La terza barriera costituita dalla mancanza di materiali di consumo 1 quali vengono comunemente utilizz
100. trializzati tra cui l Italia Sono causa non solo di numerosi decessi ma anche di una riduzione della qualit di vita di chi ne colpito in maniera non letale La prevenzione delle malattie cardiovascolari in parte possibile mettendo in atto una serie di misure di tipo comportamentale smettere di fumare modificare le abitudini alimentari svolgere attivit fisica e di tipo terapeutico ridurre la pressione in soggetti ipertesi mantenere controllati 11 colesterolo e il diabete La prevenzione senza dubbio la 39 migliore strategia da adottare per ridurre l incidenza delle malattie cardiovascolari Un valido programma di prevenzione pu essere effettuato solo dopo aver identificato quali sono i fattori che predispongono un soggetto ad andare incontro ad una malattia cardiovascolare o ad una malattia ancora asintomatica figura 2 3 Cause delle malattie croniche Alimentazione scorretta Ipertensione Cardiopatie Mancanza di attivita Glicemia elevata Ictus OUO NE fisica Anomalie lipidiche nel b ooi Urtianizzazione Consuma di tabacco sanque Disturbi respiratori invecchiamento della Sovrappeso e obesit cronici Diabete Et Ereditariet ea e A Fonte Orms Figura 2 5 2 3 1 Interventi efficaci per combattere le malattie non trasmissibili nel mondo Per quanto molti interventi possano avere una buona efficacia in rapporto ai costi come sappiamo ci sono azioni che dovrebbero essere intraprese immediata
101. ttore privato possiede ospedali di buona qualit ma 1l servizio rivolto solamente ad una percentuale molto ristretta di persone circa il 4 della popolazione in questi ospedali la spesa relativa alle prestazioni ricevute totalmente a carico del paziente Come facile immaginare questi ospedali sono utilizzati solo da persone con un tenore di vita elevato L altro tipo di ospedali spesso costruiti da missionari rivolto al pubblico con un tenore di vita pi basso che rasenta la povert in questi ospedali il paziente paga solo una piccola percentuale dei costi mentre il restante finanziato dal governo e dalle organizzazioni benefiche Le tecnologie presenti in tali ospedali sono quasi tutte importate La scelta dell importazione pu a volte non essere giustificata poich molte di queste tecnologie non vengono nemmeno utilizzate 1 3 Engineering World Health EWH EWH Engineering World Health una organizzazione no profit che mobilita la comunit bioingegneristica per migliorare la qualit dell assistenza sanitaria negli ospedali delle comunit povere del Terzo Mondo laddove servono risorse Con esperienza professionale concentra il suo lavoro nella ricerca costruzione installazione e gestione di attrezzature mediche Tale missione viene raggiunta attraverso l innovazione e alleanze efficaci con 1 grandi partner EWH riconosciuta a livello internazionale come leader nello sviluppo e nell introduzione di nuo
102. ve tecnologie sanitarie appropriate per contesti poveri di risorse 19 risponde alle sfide dello sviluppo di auto sostenibilit per quanto riguarda la manutenzione e la riparazione della tecnologia medica in via di sviluppo fornisce un contributo al miglioramento della qualita dell assistenza sanitaria in paesi poco sviluppati fornendo a studenti e volontari la possibilit di mettere a disposizione la propria disponibilit e il proprio sacrificio a beneficio delle comunit pi vulnerabili EWH rappresenta un esperienza significativa e pilota nell ambito della bioingegneria 1 3 1 Studio di EWH sulle barriere che rallentano il processo di espansione tecnologica nei paesi a basso reddito Prendendo in esame una ricerca effettuata da EWH possiamo evincere che nei paesi in via di sviluppo vi sono tre barriere principali che rallentano il processo di espansione delle tecnologie costo della tecnologia pezzi di ricambio materiale di consumo In merito alla prima barriera analizziamo il caso di una singola macchina MRI macchina per la risonanza magnetica il cui costo pu raggiungere anche 10 000 000 circa il 10 dell intero budget della sanit in Sierra Leone Infatti la Sierra Leone un paese con circa 5 6 milioni di persone non possiede in nessuno dei suoi ospedali una macchina MRI facilmente reperibile invece nelle citt medio grandi degli USA o europee Country Hospital Number of Number of Number of Beds Portable X ray Sta
103. verificare l efficacia di una determinata politica economica in termini di miglioramento della qualit della vita Dal Report del 2010 stato introdotto un nuovo metodo di calcolo per valutare 1 ISU considerando le seguenti tre dimensioni Una vita lunga e sana valutata a partire dall Aspettativa di vita alla nascita L accesso alla conoscenza stimato in base agli Anni medi di istruzione e agli Anni previsti di istruzione Uno standard di vita dignitoso valutato in base al Reddito nazionale lordo GNI pro capite in termini di parit di potere d acquisto in dollari USA Su queste dimensioni vengono calcolati degli indici come segue AV 20 med Ana a MAX 83 2 20 VIAMI IAPI 0 Indice di Istruzione Id MAX 0 951 0 AMI 0 Indice Anni medi di istruzione AMD M AX 13 2 0 API 0 Indice Anni previsti di istruzione IAPI i MAX 20 6 0 _ In RNLpc Ih MIN 163 Indice di Reddito IR In MAX 108 211 In MI N 163 2 L ISU o HDI viene calcolato infine come media geometrica dei tre indici come segue HDI VIAV II IR Di seguito viene riportata una lista di Stati estrapolata dal Rapporto sullo Sviluppo Umano del 2011 compilata dall Organizzazione delle Nazioni Unite nell ambito del Programma di Sviluppo Gli stati sono ordinati in base al loro Indice di sviluppo umano ISU e divisi in quattro gruppi in base al quartile di appartenenza figure 1 1 1 1 e 1 1 1 2 molto alto 42 st
104. vivono con HIV AIDS soprattutto nei paesi sottosviluppati Si prevede un aumento nel prossimo decennio di malattie non trasmissibili come diabete disturbi cardiaci e malnutrizione quest ultima tra le principali cause di morte nei paesi in via di sviluppo L incidenza delle malattie legate a scelte di vita comportamentali destinata ad aumentare in tutto il mondo per esempio si stima che nel 2020 il tabacco causer un maggior numero di decessi rispetto a qualsiasi altra singola malattia La sanit uno dei settori essenziali per lo sviluppo di un paese se nei paesi industrializzati la crescita della spesa sanitaria pu essere maggiore di quella del PIL nei paesi in via di sviluppo un aumento vertiginoso della spesa pubblica potrebbe avere un impatto negativo sul loro sviluppo economico La crescita della spesa pubblica pu e deve essere controllata da una politica di gestione razionale dei servizi sanitari che sia basata su una analisi del tipo costi e benefici delle tecnologie L Indice di sviluppo umano ISU in inglese HDI Human Development Index e un indice comparativo dello sviluppo dei vari paesi calcolato tenendo conto dei diversi tassi di aspettativa di vita istruzione e reddito nazionale lordo RNL procapite Tale indice divenuto uno strumento standard di misura del benessere di un paese viene infatti utilizzato per classificare 1 paesi in sviluppati in via di sviluppo o sotto sviluppati e viene osservato nel tempo per
105. zano 1 sistemi a punta calda e a carta termosensibile con le coordinate temporali pre stampate Nei modelli pi recenti le variazioni di tensione sono visualizzate mediante la deflessione di un raggio laser su carta sensibile in tal modo sono stati eliminati 1 vecchi problemi di overshooting e di smorzamento della penna scrivente Il sistema di trascinamento della carta deve in ogni caso garantire una velocit costante di 25 mm sec 50 mm sec o 100 mm sec Le nuove tecniche consentono infine l effettuazione di ECG dinamici tecnica Holter per periodi di tempo di 24 48 ore Il segnale cardiaco viene inviato ad un registratore a nastro magnetico o a memoria solida fissato al paziente I segnali registrati vengono poi opportunamente decodificati e riportati in scala ridotta su supporto cartaceo 3 4 Utilizzo dei dispositivi medicali L utilizzo delle apparecchiature elettromedicali richiede una conoscenza approfondita dell apparecchiatura e una attenta lettura del manuale d istruzione all uso al fine di evitare o ridurre 1 rischi al minimo per l operatore e per il paziente La sicurezza delle apparecchiature elettromedicali regolata da una specifica normativa che mette in risalto il fatto che la sicurezza pu essere ed realizzata da pi figure professionali che a vario titolo concorrono alla realizzazione e all utilizzo corretto dell apparecchiatura stessa 3 4 1 Compiti del costruttore Direttive europee e normative int

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