Electroporation and peripheral nerve stimulation

Abstract

This thesis aimed at addressing questions within the fields of electroporation and peripheral nerve stimulation and, in particular, those that arise from the interaction between the two phenomenona. On the one hand, electroporation can have various direct and indirect effects in the neuronal functions. This thesis investigates the possible role of electroporation in pulsed radiofrequency treatments for chronic pain. On the other hand, during electroporation based treatments, electrical stimulation of peripheral nerves appears as an unwanted effect causing muscle contractions and acute pain. This thesis analyzes the rationale behind the use of bipolar pulses to mitigate this effect and the implications of such approach in irreversible electroporation treatments. In addition, this thesis provides a theoretical framework to explain a series of results that were in apparent contradiction with the common knowledge of the electroporation phenomenon. Finally, this thesis presents a neuromuscular model to study the recruitment patterns in intramuscular electrical stimulation.

Aquesta tesi té com a objectiu resoldre qüestions en els camps de l’electroporació i l’estimulació dels nervis perifèrics, i sobretot, aquelles que es deriven de l’interacció entre els dos fenòmens. L’electroporació pot tenir diversos efectes directes o indirectes en les funcions neuronals. En aquesta tesi s’investiga el possible paper de l’electroporació en els tractaments de radiofreqüència polsada. D’altra banda, durant els tractaments basats en l’electroporació, l’estimulació elèctrica dels nervis perifèrics apareix com a efecte secundari causant contraccions musculars i dolor. En aquesta tesi s’analitza com l’ús de polsos bipolar pot mitigar aquests efectes i quines implicacions té aquesta estratègia en els tractaments d’electroporació irreversible. En aquesta tesi també es presenta un marc teòric per explicar una sèrie de resultats que entren en aparent contradicció amb els nostres coneixements sobre l’electroporació. Finalment, es presenta un model neuromuscular que permet estudiar la resposta d’un múscul quan és estimulat mitjançant elèctrodes intramusculars.