Un desfibrilador pide a su batería dos cosas opuestas a la vez: una corriente casi nula durante años mientras espera en un soporte de pared, y una corriente muy alta durante unos segundos mientras carga un condensador de alta tensión. El artículo A de esta serie de tres partes disecciona ese inusual perfil de carga, distingue la economía de batería de los DEA de acceso público de la de los desfibriladores-monitores manuales reutilizables, y fundamenta la discusión en la IEC 60601-2-4 y en datos de dispositivos publicados.
En espera, un DEA solo ejecuta una autocomprobación periódica — muchos dispositivos se autocomprueban semanalmente — y hace funcionar indicadores, consumiendo microamperios. Al activarse, debe analizar el ECG, activar mensajes de voz y una pantalla, y cargar un condensador de almacenamiento de energía para entregar un pulso bifásico. Las energías en adultos son típicamente 150 J en la primera descarga, aumentando hasta 200 J, con niveles pediátricos en torno a 50 J, entregados en una carga de referencia de 50 ohmios en un rango de impedancia del paciente que suele abarcar 10–300 ohmios. Un pulso bifásico de 150 J corresponde a una corriente pico del orden de 32 A en 50 ohmios (datos de Philips HeartStart FRx). Cargar ese condensador consume una corriente alta y breve; la resistencia interna de la batería determina directamente el tiempo de carga: unos pocos segundos clínicamente críticos.
Los DEA de acceso público se diseñan en torno a paquetes primarios desechables de litio-dióxido de manganeso: un paquete LiMnO2 de 9 V y 4,2 Ah se especifica para un mínimo de 200 descargas o 4 horas de tiempo de funcionamiento según EN 60601-2-4:2003, una fecha límite de instalación de al menos cinco años desde la fabricación, y entre cuatro y seis años de vida en espera con autocomprobación semanal (el Mindray BeneHeart C1A indica seis años a 20±5 °C). Pero los desfibriladores-monitores de carro de parada hospitalarios, las unidades de ambulancia y los entrenadores de DEA se usan, prueban y recargan a diario; para estos, un paquete NiMH recargable es la opción económica y ambiental, y se aplica la misma física de carga de alto pulso.
Para un paquete de desfibrilador, la capacidad es secundaria frente a la impedancia de la fuente. El cargador del condensador es un convertidor conmutado que consume una gran corriente de pulso; a medida que las células envejecen y sube la resistencia interna, el tiempo de carga se alarga, el mensaje «cargando…» se prolonga y, en un paquete límite, el convertidor puede no alcanzar la energía objetivo. La resistencia interna baja y estable del NiMH, su capacidad de descarga de alta velocidad y su curba plana de tensión lo hacen muy adecuado para este papel de pulso, mientras que su química acuosa no puede sufrir embalamiento térmico en una caja mural sellada.
La IEC 60601-2-4 regula los desfibriladores cardíacos, incluida la precisión de la energía (típicamente dentro del 10 % del ajuste en 50 ohmios y del 15 % entre 25–175 ohmios), el tiempo de carga y la resistencia — las revisiones de la FDA citan una resistencia del subsistema de terapia de al menos 2500 ciclos de carga/descarga a la energía nominal en 50 ohmios. Cada uno de esos 2500 ciclos es un evento de alta corriente que la batería debe soportar, por lo que la vida útil del paquete se mide tanto en ciclos de descarga como en años.
Un paquete de desfibrilador reutilizable necesita células de alta velocidad, pestañas gruesas soldadas, un termistor para el control de carga y reserva de capacidad, de modo que el tiempo de carga se mantenga dentro de la especificación cerca del final de la vida. El artículo B compara químicas y dimensiona el paquete; el artículo C cubre el programa de validación de resistencia y seguridad de la IEC 60601-2-4.
Weijiang Power fabrica células NiMH de alta velocidad y paquetes a medida para OEM de desfibriladores-monitores y entrenadores: células emparejadas de baja impedancia para una carga rápida del condensador, interconexiones soldadas y documentación IEC 62133-1/UN 38.3. Envíe su energía por descarga, el tiempo de carga requerido y el número objetivo de ciclos de descarga, y dimensionaremos un paquete que los cumpla hasta el final de su vida.
