Energiesparende Reizelektrodensysteme für die Organstimulation

Am Modellfall kugelformiger Stimulationselektroden lassen sich die minimale Stimulationsenergie und das Verhaltnis von ohmschen und Polarisationsverlusten angeben. Die Optimierung erfordert eine Anpassung des Radius an den Abstand zur nachsten erregbaren Zellmembran bei gleichzeitiger Verringerung der Polarisationsverluste und unter Vermeidung von Gewebeschadigung durch elektrochemische Reaktionen. Durch Deckschichtelektroden und Stromdichtetransformations-Elektroden wurde eine erhebliche Verminderung des Energieverbrauchs erzielt, die eine Verlangerung der Betriebszeit implantierbarer Herzschrittmacher um 20-30 % erwarten last. In the case of a spheric stimulation electrode the minimum of stimulating energy has been calculated. Parameters are the electrode diameter, the surface capacity and the distance of the first excitable membrane. The optimal diameter cannot be used with conventional metal electrodes due to high polarization voltages and electrochemical reactions which may leave toxic residues in body tissue. A better optimisation is possible with oxide-film coated electrodes and with current-density transformation electrodes. These electrodes give a significant reduction of the wasted energy and therefore an increased lifetime of about 20-30 % for pacemakers can be achieved.