2012 mauermann elektrophysiologie der...

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Neubrandenburg - Altentreptow - Malchin

Dr. med. Knut Mauermann

Aktuelle Aspekte der Elektrophysiologieder Nervenstimulation

30. Workshop RegionalanästhesieNeubrandenburg, 02.-05.06.2012

Der periphere NervASRA 2002

2Dr. med. Knut Mauermann, Elektrophysiologie der Nervenstimulation

Regional Anesthesia and Pain Medicine 2002; 27 (4): 402–428

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Elektrophysiologische Grundlagen

Nervenzellmembrano Ruhepotential = 80 mVo Zellinnere ist gegenüber der Umgebung negativ geladeno Zellinnere ist gegenüber der Umgebung negativ geladeno Ionenbewegung verändert das Membranpotentialo Aktionspotential, wenn Membranpotential auf 55 mV

Applikation von Gleichstromo Stromstärke x Impulsdauer = übertragene Ladungo Stimulationselektrode: Kathode (Minuspol)o Reizschwelle (Rheobase)


o Reizschwelle (Rheobase)• Impuls < Reizschwelle keine Depolarisation• Impuls > Reizschwelle Depolarisation• Alles-oder-Nichts-Gesetz

o Kennzeit (Chronaxie)

Nervenzellen (Neurone): Einteilung

Äußere Formo Unipolare, bipolare und multipolare Zellen

TransmitterTransmittero Biogene Amine: Acetylcholin, Katecholamine (A, NA,

Dopamin), Serotonin, Dimethyltryptamin, Histamino Neuropeptide: Endorphine/Enkephaline, Substanz P, ...o Aminosäuren

• Inhibitorisch: GABA, Glycin, β-Alanin, Taurin• Exzitatorisch: Glutamin-, Asparaginsäure, Cystein, ...

o Lösliche Gase: NO


o Lösliche Gase: NO Myelinisierung Nervenleitgeschwindigkeit Funktion: sensibel, Interneuron, motorisch Richtung: afferent, efferent Elektrophysiologische Eigenschaften

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Nervenfasern: Einteilung

Myelinisierung Leitgeschwindigkeit (NLG) FunktionFunktion

o Somatosensoriko Motorisches System

Chronaxie (Kennzeit)


Nervenfasern: Einteilung


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Nervenfasern: Chronaxie (Kennzeit)

DefinitionChronaxie = minimale Impulsdauer (tc), die bei einer Reizstrom-stärke in Höhe der doppelten Reobase (Reizschwelle) gerade eine Depolarisation auslöst

Funktion

Motorik

Chronaxie

0,05-0,1 ms

Klasse

Aα

Depolarisation auslöst.


Schmerz, Temperatur

Schmerz, Temperatur, Sympathicus

0,15 ms

0,40 ms

Aδ

C

Reizdauer-Stromstärke-Diagramm


Dalrymple P, Chelliah S. Electrical nerve locators. Contin Educ Anaesth Crit Care Pain 2006; 6: 32-36

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Stimulationskanüle: Kathode oder Anode

AnodeKathode


Johnson CR, Barr RC, Klein SM. A Computer Model of Electrical Stimulation of Peripheral Nerves in Regional Anesthesia. Anesthesiology 2007; 106: 323–30

Stimulationskanüle: Kathode oder Anode

Anode HyperpolarisationVerschiebung der Ladung entlang der Zellmembran

Kathode Depolarisation


DepolarisationHöhere Stromstärke erforderlich !


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Stimulationskanüle: Stromfeld

nicht isoliert isoliert


Bashein G, Haschke RH, Ready LB. Electrical Nerve Location: Numerical and Electrophoretic Comparison of Insulated vs Uninsulated Needles. Anesth Analg 1984; 63: 919-924



Bashein G, Haschke RH, Ready LB. Electrical Nerve Location: Numerical and Electrophoretic Comparison of Insulated vs Uninsulated Needles. Anesth Analg 1984; 63: 919-924

nicht isoliert isoliert

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nicht isoliert



nicht isoliert



Kaiser H, Neuburger M. Periphere elektrische Nervenstimulation. In: Van Aken H, Wulf H (Hrsg). Lokalanästhesie, Regionalanästhesie, Regionale Schmerztherapie. Stuttgart: Thieme 2010; 130-149Kaiser H, Neuburger M. Periphere elektrische Nervenstimulation. In: Van Aken H, Wulf H (Hrsg). Lokalanästhesie, Regionalanästhesie, Regionale Schmerztherapie. Stuttgart: Thieme 2010; 130-149

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Nadelspitze-Nerv-Abstand


Ford DJ, Pither C, Raj PP. Comparison of Insulated and Uninsulated Needles for Locating Peripheral Nerves with a Peripheral Nerve Stimulator. Anesth Analg 1984; 63: 925-928

Nadelspitze-Nerv-Abstand


Kaiser H, Neuburger M. Periphere elektrische Nervenstimulation. In: Van Aken H, Wulf H (Hrsg). Lokalanästhesie, Regionalanästhesie, Regionale Schmerztherapie. Stuttgart: Thieme 2010; 130-149

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Unipolare Stimulationskanüle

Schaft und alle angeschliffenen Flächen sind bis auf die Kanülen-spitze elektrisch isoliert.Die Geometrie des leitfähigen Areals der Kanüle bestimmt die l kt i h Ei h ftelektrischen Eigenschaften.


Stimulation current and distance from the nerve, using pinpoint tip insulated needles (e.g. Stimuplex D, Contiplex D).Dalrymple P, Chelliah S. Electrical nerve locators. Contin Educ Anaesth Crit Care Pain 2006; 6: 32-36

Verwendung des Nervenstimulators

#


# Kribbeln, elektrische Parästhesien

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Unterhalb der Schwellenstromstärke (minimale Zielstrom-stärke) sollte aus Sicherheitsaspekten keine Reizantwortmehr vorliegen !



Besteht eine reduzierte Stimulationsfähigkeit der Nerven(Polyneuropathie, Mehrfachinjektion) ist die Stimulations-kanüle bei gleicher Stromstärke näher am Nerven, als diesbei Gesunden der Fall wäre.

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PNB mittels Nervenstimulation

Umfassende Grundkenntnisse (Anatomie, Physiologie) Unipolare (monopolare) Stimulationskanüle mit

o isoliertem Schafto isoliertem Schafto leitfähiger Kanülenspitze

Nervenstimulatoro Klebeelektrode: fest klebend, nicht ausgetrockneto Spannungskonstantes Gerät mit variabler Stromstärkeo Rechteckimpuls: konstanter Strom über die Impulsbreiteo Anzeige für den gemessenen, fließenden Stromo Korrekte Polung: Stimulationskanüle = Kathode


o Korrekte Polung: Stimulationskanüle = Kathodeo Korrekte Einstellung des Nervenstimulators

Ermittlung des niedrigsten Stimulationsstroms ! Keine Injektion unterhalb der Schwellenstromstärke ! Bei reduzierter Stimulationsfähigkeit: höhere Ausgangsstrom-

stärke und höhere Impulsbreite (1,0 ms) wählen !

PNB mittels Nervenstimulation

Fehlende Reizantworto Verminderte Stimulationsfähigkeit des Nerveno Widerstandverhältnisse leiten den Strom vom Nerven weg o Widerstandverhältnisse leiten den Strom vom Nerven weg o Plötzliches Sistieren der Reizantwort bei einer Stromstärke

zwischen 0,4 - 2 mA:Konduktions- oder Propagationsblock (Ausdehnungsblock)

o Plötzliches Sistieren der Reizantwort nach Injektion• NaCl 0,9 % Stimulierbarkeit nach einigen Minuten • Lokalanästhetikum Keine Stimulierbarkeit mehr

o Zu schneller Vorschub der Kanüle (zwischen den Impuls-


( pabgaben)

Testdosis bei erhaltener Stimulationsfähigkeit: Glucose 5 % Intensive Nachbetreuung bei drohendem Nervenschaden:

o Schmerzhafte oder anhaltende Parästhesieno Injektionsschmerzen

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PNB mittels Nervenstimulation: Gefahren !

Keine routinemäßige Anlage von Regionalanästhesien in Narkose

o Nur nach sorgfältiger Risiko-Nutzen-Abwägungg g g go Zusätzlich Kontrolle durch Ultraschall, wenn verfügbaro Ausschluss einer neuromuskulären Restblockadeo Größere Impulsbreite (1,0 ms) verwendeno Indikationen: Kinder, verwirrte/debile Patienten, beatmete

Patienten auf der Intensivstation Gleiches gilt für die Anlage peripherer Blockaden, wenn weiter

zentral bereits eine Leitungsunterbrechung stattgefunden hat


o z.B.: Spinalanästhesie + Blockade des N. obturatorius Multiinjektionstechnik

o Nervenstimulation ist nicht ausreichend ! o Nur unter zusätzlicher Kontrolle durch Ultraschall

Hohen Injektionsdruck vermeiden

PNB: Komplikationen


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... , aber dann kam der Ultraschall !


Distale Blockade desN. ischiadicus mittels NS


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Parameters before and after the injection:• diameters and area of the nerve• nerve swelling• proximal or distal subepineurial

diffusion of LA


Ultraschall-Kriterien für intraneurale (subepineurale) Injektion bei 66 % der Patienten erfüllt!

Intraneural injectionnerve area increase of 15% +• nerve swelling or• proximal–distal diffusion of LA

within epineural tissue


Keine neurologischen K lik ti !


Ultraschall-Kriterien für intraneurale (subepineurale) Injektion bei 66 % der Patienten erfüllt!

Komplikationen !

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Anesth Analg 2009; 109: 673–677

intraneural injection:resulted in both the swelling and


Anesth Analg 2009; 109: 673–677

resulted in both the swelling and compartmentalization of the nerve within the epineurium

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Keine neurologischen


Anesth Analg 2009; 109: 673–677

Komplikationen !

Der periphere NervASRA 2009


Regional Anesthesia and Pain Medicine 2009; 34 (2): 134-170

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Der periphere Nerv


Regional Anesthesia and Pain Medicine 2009; 34 (2): 134-170

Wie geht es weiter ?


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Patientenwiderstand (Impedanz)


Tsui Ban CH, Pillay JJ, Chu KT, Dillane D. Electrical Impedance to Distinguish Intraneural from Extraneural Needle Placement in Porcine Nerves during Direct Exposure and Ultrasound Guidance. Anesthesiology 2008; 109: 479–83

Impedanz

INTRANEURAL



12,1 ± 1,8 kΩ vs. 23,2 ± 4,4 kΩ

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Impedanz

INTRANEURAL



10,8 ± 2,9 kΩ vs. 18,2 ± 6,1 kΩ

Impedanz

Plötzlicher Impedanzsprung kann Hinweis auf eine intraneurale Lage der Nadelspitze sein !

Sehr große individuelle Variationsbreiteg Abhängig vom Punktionsort (Gewebe)

o Current Threshold for Nerve Stimulation Depends on Electrical Impedance of the Tissue: A Study of Ultrasound-Guided Electrical Nerve Stimulation of the Median Nerve. Anesth Analg 2009; 108: 1338-43

Referenzwerte ?


Es sind weiterere Untersuchungen erforderlich !

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Stimulationskanüle: Anode

Anode HyperpolarisationVerschiebung der Ladung entlang der Zellmembran

Kathode Depolarisation

?


DepolarisationHöhere Stromstärke erforderlich !


Stimulationskanüle: Anode ?


Li J, Kong X, Gozani SN, Shi R, Borgens RB. Current-Distance Relationships for Peripheral Nerve Stimulation Localization. Anesth Analg 2011; 122: 236-241

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Stimulationskanüle: Anode ?

in vivo

Vorteile des Anodenstroms:K i K d kti bl k Kein Konduktionsblock (Nervenzelle wird durch die der Depolarisation benachbarte Hyperpolarisation lokal unempfindlich Erregung kann nicht weitergeleitet werden)Vorhersagbarere und sicherere Nervenlokalisation als mit Kathodenstrom


Li J, Kong X, Gozani SN, Shi R, Borgens RB. Current-Distance Relationships for Peripheral Nerve Stimulation Localization. Anesth Analg 2011; 122: 236-241

Leitfähigkeit der Umgebung

Aqua destillataDextrose 5%

Gewebe L-Bupivacaine 0,5%NaCl 0,9%

- 31%+ 15%


Ercole A. The Effect of Injectate Conductivity on the Electric Field with the Nerve Stimulator Needle: A Computer Simulation. Anesth Analg 2008; 107: 1427-1432

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Geringe Investitions- und Folgekosten Bewährtes Verfahren zur Lokalisation von Nerven Sichere Methode bei korrekter Handhabung

Nervenstimulation - Quo vadis ?

Sichere Methode bei korrekter Handhabung Verbesserung der Sicherheit durch Messung der Impedanz „Goldstandard“, wenn

o Ultraschallgerät(e) nicht verfügbar und/odero Keine ausgewiesene Expertise im Ultraschall

Weiterhin eine unverzichtbare Methode Bestandteil der FA-Weiterbildung (Kenntnisse und Fertigkeiten) Noch viele unzureichend untersuchte Aspekte !


Noch viele unzureichend untersuchte Aspekte ! Hybridnadeln (Nervenstimulation + Ultraschall) Klinikindividuelle Implementierung des Ultraschalls

o Technische Ausstattung der Kliniko In der täglichen Routine umsetzbares Ausbildungskonzept


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