Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie, theoretische Studie)

Effect of electrode surface area on thresholds for AC stimulation and ventricular fibrillation med./bio.

[Wirkung der Elektrodenoberflächen auf die Schwellenwerte der AC-Stimulation und ventrikuläres Flimmern]

Von: Patel SG, Malkin RA
Veröffentlicht in: IEEE Trans Biomed Eng 2007; 54 (10): 1829-1836
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Ziel der Studie (lt. Autor)

Diese in vivo-Studie wurde durchgeführt, um eine Beziehung zwischen Schwellenwerten der elektrischen Stimulation und Herzkammerflimmern zur Elektroden-Größe und Stimulations-Frequenz bei Meerschweinchen zu ermitteln.

Hintergrund/weitere Details

23 gesunde, adulte und männliche Meerschweinchen, um die 800-1200 Gramm wiegend, wurden anästhesiert und ihre Brustkörbe eröffnet, um das Herz zu exponieren. Es wurden elf Elektroden mit folgenden Kontakt-Oberflächen verwendet: 0.1, 0.2, 0.8, 1.26, 2.01, 2.34, 3.08, 4.1, 7.91, 16.4 und 26.79 mm2.
In der ersten Gruppe wurde bei zehn Meerschweinchen das Verhältnis zwischen Elektrodengröße und Strom-Stärke untersucht. Hierbei wurden die Strom-Schwellenwerte ermittlet, bei denen Blutdruck-Zusammenbruch und Herzkammerflimmern auftraten. In der zweiten Gruppe mit 13 Meerschweinchen wurde die Frequenz-Abhängigkeit (20, 40, 80, 160 Hz) auf das Verhältnis zwischen Elektroden-Größe und Strom-Stärke erörtert.
Basierend auf den ermittelten experimentellen Daten wurde ein theoretisches Gerüst erstellt, um die Variationen der Schwellenwerte für die Elektroden-Größen-Stimulation sowohl bei geringer Wechselstrom-Stärke als auch der Einleitung von Herzkammerflimmern zu erklären.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 60 Hz
Expositionsdauer: 5 Sekunden
  • Elektrodenfläche: 0,1 - 26,79 mm²
  • current: 25 µA - 3000 µA
Exposition 2: 20–160 Hz
Expositionsdauer: 5 Sekunden
  • Elektrodenfläche: 0,2; 2,01; 16,4 mm²
  • current: 25 µA - 3000 µA

Allgemeine Informationen

for further information see: O. Z. Roy, G. C. Park and J. R. Scott "Intracardiac catheter fibrillation thresholds as a function of the duration of 60 Hz current and electrode area", IEEE Trans. Biomed. Eng., vol BME-24, no. 5, pp 430-435, Mays 1977

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 60 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer 5 Sekunden
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Aufbau electrodes placed on the surface of the right ventricle just above the apex, return electrode placed on the rear paw
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
s. Bemerkungen - - - - Elektrodenfläche: 0,1 - 26,79 mm²
s. Bemerkungen - - - - current: 25 µA - 3000 µA

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 20–160 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer 5 Sekunden
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
s. Bemerkungen - - - - Elektrodenfläche: 0,2; 2,01; 16,4 mm²
s. Bemerkungen - - - - current: 25 µA - 3000 µA

Referenzartikel

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchtes Organsystem:
Untersuchungszeitpunkt:
  • vor der Befeldung
  • während der Befeldung
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Auf einem doppelt logarithmischen Graphen (x- und y-Achse logarithmisch eingeteilt) stellte sich das Verhältnis zwischen Elektroden-Größe und Strom-Stärke zur Auslösung eines Blutdruck-Zusammenbruchs und Herzkammerflimmerns stückweise linear dar. Über dem Grenzwertbereich (Radius > 0,8 mm für Blutdruck-Zusammenbruch, Radius > 1 mm für Herzkammerflimmern) stiegen die Schwellenwerte proportional an.
Die Frequenz zeigte keine weitere Auswirkung auf das Verhältnis zwischen Elektroden-Größe und Strom-Stärke.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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