Neue Publikation im DFG-Projekt „Individuelle Warnung mittels elektrischer Signale"

Unser langfristiges Ziel ist die Entwicklung eines tragbaren Warnsystems, das elektrokutane Stimulation verwendet. Um passende Stimulationsparameter und Elektrodenkonfigurationen zu finden, haben wir Wahrnehmungsschwellen und qualitative Wahrnehmung der elektrokutanen Stimulation für verschiedene Pulsbreiten, Elektrodengrößen und Elektrodenpositionen untersucht. Der obere rechte Arm wurde bei 81 gesunden Probanden mit einem bi-phasischen Rechteckimpuls (Pulsbreite variierte zwischen 20 und 2000 µs) stimuliert. Wir haben die Wahrnehmungs-, Aufmerksamkeits- und Intoleranzschwellen und die zugehörigen qualitativen Wahrnehmungen für 8 Elektrodenpaare, verteilt um den oberen Arm, bestimmt. Für eine Pulsbreite von 150 µs haben wir mediane Werte von 3,5; 6,9 und 13,8 mA für die Wahrnehmungs-, Aufmerksamkeits- und Intoleranzschwellen gefunden. Alle Schwellen sind mit steigender Pulsbreite gesunken. Laterale Elektrodenpositionen zeigten höhere Intoleranzschwellen als mediale Elektrodenpositionen, aber die Wahrnehmungs- und Aufmerksamkeitsschwellen unterschieden sich nicht signifikant in Abhängigkeit der Elektrodenpositionen. Elektrodengrößen zwischen 15x15 mm2 und 40x40 mm2 zeigten keinen signifikanten Einfluss auf die Schwellen. Klopfen war die vorherrschende Wahrnehmung an den Wahrnehmungs- und Aufmerksamkeitsschwellen, wohingegen Muskelzucken, Zwicken und Stechen an der Intoleranzschwelle beschrieben wurden. Bi-phasische Stimulationspulsbreiten zwischen 150 µs und 250 µs sind für elektrische Wearables zur Warnung geeignet. Unsere Untersuchungen liefern die Grundlage für elektrische Wearables zur Warnung.

Dölker, EM., Lau, S., Bernhard, M.A.et al.

Perception thresholds and qualitative perceptions for electrocutaneous stimulation.
Sci Rep 12, 7335 (2022)

https://doi.org/10.1038/s41598-022-10708-9

Ansprechpartner:    Dr.-Ing. Eva-Maria Dölker