Messung monophasischer Aktionspotentiale mittels fraktal und elektroaktiv beschichteter Elektroden

Abstract

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.

Ventricular evoked response in patients with hypertrophic obstructive cardiomyopathy treated with DDD pacing

“…It has been reported that fractally coated leads result in better IMEG signals 7 . The sensitivity of a fractally coated lead, along with proper filtration and amplification of action potential around myocardial fibers allow a better defined electric signal which can be recorded with an implantable pacemaker 10 .…”

“…The summation of action potentials of a group of myocardial fibers around a lead is known as an intramyocardial electrogram (IMEG), a signal which is better recorded when fractally coated intramyocardial leads 7 are used, and which is modified according to the status of myocardial fibers(such as under the influence of inotropic or chronotropic drugs) 8 or inflammatory responses (episodes of rejection after heart transplantation) 9 , and recorded with an implantable pacemaker for posterior data processing analysis 10 . The sequential analysis of an IMEG can identify myocardial modifications, and accordingly, it has been used for monitoring rejection in patients post heart transplantation 11 .…”

Datenkompression von intrakardialen Meßsignalen

“…

EINLEITUNG: Die Aufnahme intrakardialer Signale durch implantierbare Herzschrittmacher und Defibrillatoren, wie ventrikulär evozierte Reizantwort (VER) oder monophasisches Aktionspotential (MAP), wird für Therapie und Diagnose der Herzfunktion immer wichtiger, erzeugt aber gleichzeitig ein immer größeres Datenvolumen [1,2].

…”