Multipla elektroder för elektrisk behandling av förmaksarytmi.

Temporär elektrod för epikardiell stimulering.

Inledning
Ett stort antal av befolkningen (cirka 5 % av befolkningen över 60 år) drabbas av förmaksarytmier som påverkar deras hälsa. Förmaksarytmi uppstår när retledningarna från hjärtats sinusknuta till AV-knutan går för fort eller kortsluts av omkringliggande celler. En del av de patienter som drabbas av förmaksarytmi svarar inte på medicinering utan behöver då opereras för att bli fri från besvären. Idag sker denna operation genom att bröstkorgen öppnas och delar av förmaket förstörs när ytan förses med ärrvävnad på grund av de snitt som läggs och sys ihop, eller genom att thoraxkirurgen bränner eller fryser sönder delar av vävnaden. Detta görs för att bilda en labyrint (eng. maze) att leda retledningarna genom för att fördröja deras ankomst till AV-knutan och därmed minska hastigheten på förmaksarytmin. Denna metod utvecklades av amerikanen Cox och därefter kallas operationen för Cox-Maze operation.

Syfte
För att undvika denna operation skall det undersökas om det går att undvika att förstöra delar av hjärtvävnaden genom att i stället skapa den labyrint som önskas med hjälp av elektricitet. Detta skulle kunna ske med hjälp av ett system av elektroder som fästs på utsidan av hjärtat och sedan skapar ett elektriskt fält som leder retledningarna i omvägar på deras väg till AV-knutan. Fördelen med detta system är att hjärtvävnaden behålls intakt samt att vid de tillfällen då labyrinten inte behövs aktiveras den ej. Syftet med att ta fram detta system är att kunna undersöka om metoden kan fungera. Eftersom problemet inte finns hos djur kan inga djurmodeller göras och därför måste tester göras direkt på patienter.

Frågeställning
* Kan multipla elektroder fastsatta på perikardiet utnyttjas för att behandla förmaksarytmier?

Metod
* Litteraturstudier: För att undersöka vilka studier som är gjorda kommer i första hand litteraturstudier av vetenskapliga artiklar ur PubMed och liknande databaser att göras. Detta ihop med samtal med thoraxkirurger kommer förhoppningsvis att klargöra placering av elektroder, vilka spänningar som kan antas behövas samt vilken typ av detektering av spontan hjärtverksamhet som behövs.
* Urval: De patienter som under examensarbetet eventuellt kommer att undersökas med utrustningen kommer att väljas ut av de thoraxkiruger vid Huddinge sjukhus som vi kommer att samarbeta med.
* Utförande: Examensarbetet utförs som ett samarbetsprojekt av en student vid institutionen för medicinsk teknik samt två studenter vid institutionen för mekatronik. Utvecklingen sker vid respektive institution med en hög grad av samarbete och en slutfas när produkten i sin helhet provas ut.

Etiska aspekter
För att kunna göra tester med produkten i slutfasen krävs etiska prövningstillstånd som kommer att tas fram i samarbete med Prof. Håkan Elmqvist och Öl. Jan van der Linden.

Planering
Arbetet indelas i fyra faser:
* Fas 1: 19/1 - 13/2. Inläsningsfas. Litteraturstudier, undersökning av tidigare forskning på området, planering, första designförslag.
* Fas 2: 16/2 - 16/4. Systemutveckling. Ta fram en tidig prototyp för första tester. Fungerande elektroder. Sök Etiskt Prövningstillstånd.
* Fas 3. 19/4 - 11/6. Systemkonstruktion. Användargränssnitt. Konstruktion av slutgiltiga utrustningen. Integrering av delsystemen. Försök (förmodligen på djurhjärtan) om produkten mekaniskt och elektriskt fungerar.
* Fas 4. 14/6 - 25/6. Avslutning. Rapportsammanställning och tryckning.
* Presentation. Rapporten skrivs fortlöpande under arbetets gång. Eventuellt kan tester på patienter göras i slutet av fas 3, om Etiskt Prövningstillstånd har fåtts och lämpliga patienter finns tillgängliga.

Uppgiftsuppdelning
Arbetet uppdelas mellan studenterna på följande sätt:
* Utveckling av elektroder och koppling mot hjärtat. Elektrodernas placering, kontaktytor, fastsättning på hjärtat och lämpliga signalnivåer. Etiska och kvalitetsmässiga krav på utrustningen.
* Utveckling av elektronik och yttre del av elektroderna. Signalbehandling, elektriska kretsar och A/D-omvandling. Kontroll av elektrodernas status map kontakt mot hjärtat.
* Utveckling av processorstyrningen av systemet och användarinterface. Vilken input och output behövs? Visualisering. Behov av datainsamling.

Filmer:
Stimulering av hjärtats förmak med våra monopolära elektroder, puls 140 bpm.

Nedladdning:
Rapporten finns nu tillgänglig online både som pdf (2.6 Mb) och som Word-fil (8,4 Mb).
Här kan du även ladda ner vår presentation som PowerPoint-presentation.

Vi som gör examensarbetet är Joel Djerf, Daniel Siberg och Niklas Lagström.
Handledare är professor Håkan Elmqvist.
Tillbaka till Avdelningen för medicinsk teknik.