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Estimation of equivalent threshold currents using different pulse widths for the epidural stimulation test in a porcine model

  • Ban C. H. TsuiEmail author
  • Jeremy H. Tsui
  • Gareth N. Corry
Reports of Original Investigations

Abstract

Background

The epidural stimulation test can help detect if a catheter is correctly positioned in the epidural space. Previous studies showed that a current of up to 16 mA was required to elicit a motor response, but few peripheral nerve stimulators can produce a current this high. Manipulating pulse width can produce a positive response at a lower current. To clarify the effects of pulse width on the epidural stimulation test, we performed a single-blinded study in a porcine model to estimate the equivalent current needed at varying pulse widths.

Methods

After obtaining local ethics approval, an 18G insulated Tuohy needle was advanced into the epidural space at the lower lumbar spinal level, and a 20G stimulating epidural catheter was advanced 30 cm cephalad. A gradually increasing electrical current was applied, and a motor response was elicited at pulse widths of 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, and 1 msec. This was followed by a 1-2 cm catheter withdrawal, and the process was repeated for a total of 15 locations per pig.

Results

Recorded threshold currents ranged from 0.36-9.5 mA at a pulse width of 0.2 msec. Our results show a linear relationship between threshold current and pulse width.

Conclusions

In situations where different pulse widths are needed, the nomograms presented here may be useful to estimate the equivalent threshold current which is required to elicit a motor response according to previously published criteria for epidural stimulation tests.

Keywords

Pulse Width Nerve Stimulation Motor Response Epidural Catheter Epidural Space 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Estimation de courants seuils équivalents à l’aide de différentes durées d’impulsion lors de tests de stimulation péridurale sur un modèle porcin

Résumé

Contexte

Le test de stimulation péridurale permet de détecter le bon positionnement d’un cathéter dans l’espace péridural. Les études précédentes ont démontré que le courant nécessaire pour provoquer une réponse motrice allait jusqu’à 16 mA, mais il n’existe que peu de stimulateurs de nerfs périphériques qui puissent produire un courant aussi élevé. En jouant sur la durée de l’impulsion, on peut obtenir une réponse positive à un courant plus bas. Afin de clarifier les effets de la durée de l’impulsion sur le test de stimulation péridurale, nous avons réalisé une étude en simple aveugle sur un modèle porcin pour estimer le courant équivalent nécessaire à différentes durées d’impulsion.

Méthode

Après avoir obtenu le consentement du comité de déontologie local, une aiguille Tuohy 18G électriquement neutre a été insérée dans l’espace péridural à un niveau lombaire bas, et un cathéter péridural stimulant de 20G a été avancé de 30 cm en direction de la tête. Un courant électrique croissant a été appliqué, et une réponse motrice a été obtenue à des durées d’impulsion de 0,1, 0,2, 0,3, 0,5 et 1 msec. Cette réponse a été suivie par un retrait de 1-2 cm du cathéter, et le processus a été répété à 15 emplacements au total par animal.

Résultats

Les courants seuils enregistrés étaient situés entre 0,36-9,5 mA à une durée d’impulsion de 0,2 msec. Nos résultats démontrent une relation linéaire entre le courant seuil et la durée d’impulsion.

Conclusion

Dans les cas où des durées d’impulsion différentes sont nécessaires, les nomogrammes présentés ici pourraient être utiles pour évaluer le courant seuil équivalent nécessaire pour provoquer une réponse motrice selon les critères publiés précédemment pour les tests de stimulation péridurale.

Notes

Financial support

This work was supported by a Clinical Scholar Award from the Alberta Heritage Foundation for Medical Research (AHFMR), a CAS/Abbott Laboratories Career Scientist Award from the Canadian Anesthesiologists’ Society, and a Canadian Institutes of Health Research (CIHR) Operating Grant to Ban Tsui.

Conflict of interest/other associations

Ban Tsui has a patent licensing agreement with PAJUNK® for the StimuLong SONO epidural kit.

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Copyright information

© Canadian Anesthesiologists' Society 2013

Authors and Affiliations

  • Ban C. H. Tsui
    • 1
    Email author
  • Jeremy H. Tsui
    • 1
  • Gareth N. Corry
    • 1
  1. 1.Department of Anesthesiology and Pain MedicineUniversity of AlbertaEdmontonCanada

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