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GUIDE PRATIQUE DE:AS
26/02/07
19:41
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M
it nicht rechteckigen Impulsen muss zur Zuführung derselben elektrischen Ladung mit
höheren Intensitäten gearbeitet werden, die für den Patienten unangenehmer sind.
4 Die Dauer des rechteckigen Stromimpulses
E
s sei vorerst festgehalten, dass wir uns in Bezug auf die Impulsdauer innerhalb eines
bestimmten Zeitrahmens bewegen müssen.
Das Gesetz von Weiss gilt nur für eine Impulsdauer in der Nähe der Erregungskonstanten.
Für Motoneurone heißt das innerhalb von 100 bis 3.000 Mikrosekunden
Chronaxie
k =
ln2
E
in weiterer elektrischer Faktor, den man aus Komfortgründen für den Patienten möglichst
niedrig halten möchte, ist die elektrische Energie W.
Wir wissen, dass sich die elektrische Energie mit der Formel W = I
wobei gilt I : entspricht der Stromintensität
t : entspricht der Applikationsdauer
R : entspricht dem Hautwiderstand
Nach der Formel von Weiss bzw. Lapicque gilt
I =
+ i
q
t
und wir können I durch den entsprechenden Wert aus der Energiegleichung
ersetzen.
Wir erhalten: W = (
q
+ i)
t
2
Somit gilt auch: W = (
q
2
t
⇒
bei
t
o, ergibt sich
⇒
∞, ergibt sich
bei
t
Dies ergibt folgende Kurve in Abb. 4:
Abbildung 4
Page 18
Chronaxie
=
0,693
· t· R berechnen lässt.
2
2
t.R.
q
2
+ 2 i
+ i ) t.R.
t
2
q
2
= (
+ 2 q i + i t) R.
t
⇒
W
∞
⇒
W
∞
Verhältnis zwischen
elektrischer Energie und
Impulsdauer
q
i
Abbildung 5
Die elektrische Energie, die Haut und Gewebe durchfließt, ist bei einer be stimmten Dauer des
Stimulationsimpulses minimal, nämlich bei jener Dauer, die der ersten Ableitung der Energiekurve am
minimalen Energiepunkt entspricht (Abb. 6).
Abbildung 6
W minimum
2
2
q
Die Ableitung von W = (
+ 2 q i + i t) R is
t
Da die erste Ableitung der Steigung der Tangente entspricht
und diese am Punkt der mini malen Energie parallel zur Abszisse verläuft,
gilt:
2
2
dw
für W minimum:
= ( - q t + i ) R = 0
dt
2
2
2
somit q t
R = i
R
-
Wie wir weiter oben gesehen haben, spielt R bei der Bestimmung der Impulsdauer für minimale Energie
keine Rolle. R kann deshalb weggelassen werden.
Die elektrische Energie, die durch die Haut und die Gewebe fließt, ist somit minimal, wenn die
q
Dauer des Rechteckimpulses
entspricht. Dieser Wert entspricht damit auch der Chronaxie,
i
wie wir dies bereits im Artikel über das Grundprinzip der Elektrostimulation gesehen haben.
Das ist übrigens auch der Grund warum die Elektrophysiologen des Beginns des letzten Jahrhunderts die
Chronaxie als charakteristischen Wert für die Erregbarkeit eines Gewebes unabhängig vom Hautwiderstand
gewählt haben – und nicht etwa aus Zufall oder weil es sich um einen günstigen Zeitwert bei der
doppelten Stärke der Rheobase handelte.
Deshalb muss die Dauer des Rechteckstroms, um die elektrische Energie auf ein Minimum zu reduzieren,
der Chronaxie des zu stimulierenden Nervengewebes entsprechen.
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Verschiedene Varianten je
nach Hautwiderstand:
q
2
t
W = (
+2 qi + i
2
t) Rn
und R 1 › R 2 › R 3
2
2
2
dw
= ( - q t + i ) R
dt
2
2
2
q
q
2
t =
- t =
i
i
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