EINLEITUNGDer zeitliche Verlauf des Aktionspotentials der Myokardzellen wird durch das Zusammenspiel der verschiedenen lonenströme geprägt, die durch die Leitfähigkeit der einzelnen lonenkanäle und -pumpen in der Zellmembran bestimmt werden. Da diese Leitfähigkeiten durch zahlreiche innere und äußere Einflüsse auf das Herz modulierbar sind, erlaubt eine Signalanalyse des Aktionspotentials Rückschlüsse auf den elektrophysiologischen Status des Herzens. In vivo kann das myokardiale Aktionspotential allerdings nicht direkt gemessen werden, da der erforderliche Elektrodenzugang zum Intrazellulär-raum eine Zerstörung der Zellmembran hervorruft. Aus der Literatur [3] sind jedoch zahlreiche Messungen des monophasischen Aktionspotentials (MAP) in vivo bekannt. Es handelt sich dabei um ein extrazelluläres Summenpotential, das sich aus der Überlagerung der myokardialen Aktionspotentiale der Herzmuskelzellen in unmittelbarer Elektrodennähe ergibt. Dabei wurde gezeigt, daß das MAP den zeitlichen Verlauf des Transmembranpotentials der beteiligten Myokardzellen exakt widerspiegelt [2], so daß durch Analyse des MAP zahlreiche elektrophysiologische Informationen ableitbar sind, die die Grundlage für eine breite Anwendung des MAP in der klinischen Diagnostik und Therapie von Herzerkrankungen bilden. Für die Qualität der MAPMessung sind die elektrischen Eigenschaften der eingesetzten Elektrodensysteme von entscheidender Bedeutung. Diese werden im wesentlichen durch die elektrochemischen Vorgänge an der Phasengrenze zwischen der metallischen Elektrode und dem Elektrolyten Gewebeflüssigkeit bestimmt [1]. Aus elektrotechnischer Sicht muß die Phasengrenzimpedanz im physiologisch interessierenden Frequenzbereich der Meßsignale möglichst niedrig sein, um den Einfluß frequenzabhängiger Signaldämpfungen bzw. -Verzerrungen zu minimieren und ein ausreichendes Signal-Rausch-Verhältnis zu gewährlei-sten.

No abstract

Das monophasische Aktionspotential (MAP) stellt ein Summenpotential dar, das sich aus der Überlagerung der myokardialen Transmembranpotentiale in Elektrodennähe ergibt. Daher ermöglicht die Analyse des MAPs detaillierte Einblicke in die elektrophysiologischen Effekte autonomer und pharmakologischer Einflüsse, wie z. B. adrenerge und cholinerge Stimulation des Herzens. Alle bekannten MAP-Messungen wurden mit Ag/AgCl-Elektroden durchgeführt, um auf der Basis der vernachlässigbaren Polarisierbarkeit eine ungestörte Messung des niederfrequenten MAP-Signals zu ermöglichen. Aufgrund der fehlenden Biokompatibilität eignen sich Ag/AgCl-Elektroden jedoch nicht zur Implantation. Um das MAP auch für die Anwendung in implantierbaren Geräten verfugbar zu machen, wurde die MAP-Messung in vivo mittels fraktal beschichteter Elektroden evaluiert, die sich durch vernachlässigbare Polarisierbarkeit, deutlich niedrigere Impedanzen über einen weiten Frequenzbereich, hervorragende Langzeitstabilität und eine sehr gute Biokompatibilität auszeichnen. Ein weiterer Vorteil fraktaler Elektroden liegt in der extrem hohen Phasengrenzkapazität (bis zu 50mF/cm 2 ), so daß MAPs mit Hilfe des gleichen fraktalen Elektrodenpaares stimuliert und anschließend artefaktfrei gemessen werden können. Zur Evaluierung der MAP-Messung mittels fraktaler Elektroden wurde ein vierpoliger Herzkatheter mit je 2 Ag/AgCl-und 2 fraktalen Elektroden entwickelt, der eine simultane MAP-Aufzeichnung über beide Elektrodenpaare erlaubt, wobei die Stimulationsimpulse stets über die fraktalen Elektroden abgegeben wurden. Die Meßsignale beider Elektrodensysteme weisen sowohl bei Spontanerregung als auch bei Stimulation die typische Morphologie monophasischer Aktionspotentiale auf, wobei die maximalen MAP-Amplituden bei beiden Elektrodenvarianten im Ventrikel Werte zwischen 10 und 25 mV und im Atrium zwischen 5 und 10 mV annehmen. Um den Einfluß des autonomen Nervensystems auf das MAP zu untersuchen, wurde die Sympathikus-sowie Parasympathikuswirkung durch pharmakologische ß-adrenerge Stimulation (Orciprenalin) sowie cholinerge Blockade (Atropin) simuliert. Darüber hinaus wurden MAPs unter den Bedingungen psychischer Streßtests aufgezeichnet. Die beobachteten streß-, medikamenten-und schlagfrequenzabhängigen Änderun-gen der MAP-Dauer und -Amplitude spiegeln die jeweiligen Veränderungen der myokardialen Transmembranpotentiale hervorragend wider und zeigen eine sehr gute Korrelation beider Elektrodensysteme (r > 0,99). Mit Hilfe fraktaler Elektroden gemessene MAPs entsprechen damit in allen Kriterien den bekannten Ableitungen mittels Ag/AgCl-Elektroden, Fraktale Elektroden gewährleisten jedoch aufgrund ihrer Biokompatibilität die Implantierbarkeit. Damit wurde eine wichtige Voraussetzung für ein MAP-Monitoring über länge-re Perioden erfüllt. ·* ''..··"''· Key words: Monophasic action potential -fractally coated leads -cardiac catheter The monophasic action potential (MAP) represents a summed Signal f ormed by overlapping action potentials of myocardial cells close to the tip o...

No abstract

No abstract