Estimuladores Elétricos de Nervos e Localização de Nervos Periféricos

André van Zundert e Admir Hadzic

INTRODUÇÃO

Estimulação de nervos periféricos (PNS), uma ferramenta importante para auxiliar a administração de bloqueios de nervos periféricos. Melhorias na tecnologia de localização elétrica de nervos levaram a vários estimuladores de nervos disponíveis comercialmente que são superiores e mais avançados em comparação com dispositivos mais antigos. Com a introdução de bloqueios nervosos guiados por ultrassom, no entanto, tem havido confusão sobre o papel da estimulação nervosa no cenário de bloqueios nervosos guiados por ultrassom. Esta revisão enfoca os fundamentos da estimulação nervosa com um breve histórico, os mais recentes desenvolvimentos na tecnologia e o papel da estimulação nervosa com bloqueios de nervos periféricos guiados por ultrassom.

HISTÓRIA

Informações gerais

• 1780: Luigi Galvani foi o primeiro a descrever o efeito da estimulação elétrica neuromuscular em um experimento com sapos.
• 1912: Perthes desenvolveu e descreveu um estimulador elétrico de nervos.
• 1955: Pearson introduziu o conceito de agulhas isoladas para localização do nervo.
• 1962: Greenblatt e Denson introduziram um estimulador de nervo portátil de estado sólido com saída de corrente variável e descreveram seu uso para localização do nervo.
• 1973: Montgomery et al demonstraram que agulhas não isoladas requerem amplitudes de corrente significativamente maiores do que as agulhas isoladas.
• 1984: Ford et al relataram uma falta de precisão com agulhas não isoladas, uma vez que a ponta da agulha passou pelo nervo alvo.
• Ford et al sugeriram o uso de estimuladores de nervos com fonte de corrente constante, com base na comparação das características elétricas de estimuladores de nervos periféricos.
• Em 2004, Hadzic & Vloka definiram as características elétricas e sugeriram o padrão de fabricação para estimuladores nervosos modernos.

Levou quase 100 anos desde o conceito de estimulação nervosa até a adoção da eletrolocalização durante o bloqueio do nervo periférico na década de 1990. A introdução mais difundida da estimulação nervosa na prática do bloqueio de nervos periféricos levou a pesquisas sobre a relação agulha-nervo e o efeito da duração do estímulo. Mais recentemente, os princípios da estimulação elétrica nervosa foram aplicados ao mapeamento de superfície de nervos periféricos usando orientação de eletrodo percutâneo para confirmação e colocação de cateter peridural e colocação de cateter periférico. Este capítulo discute a eletrofisiologia da estimulação nervosa, estimuladores elétricos de nervos, vários modos de localização de nervos periféricos e a integração da tecnologia no campo da anestesia regional guiada por ultrassom.

O que é estimulação elétrica do nervo periférico?

A estimulação elétrica nervosa em anestesia regional é um método de usar um estímulo elétrico de baixa intensidade (até 5 mA) e curta duração (0.05 a 1 ms) (com taxa de repetição de 1 a 2 Hz) para obter uma resposta definida. contração muscular ou sensação) para localizar um nervo periférico ou plexo nervoso com uma agulha (isolada) antes de injetar anestésico local nas proximidades do nervo para bloquear a condução nervosa para cirurgia ou tratamento da dor aguda. O uso de estimulação nervosa pode reconhecer uma injeção de agulha intraneural ou intrafascicular, impedir o avanço intraneural da agulha e ajudar a reduzir o risco de lesão do nervo.

A estimulação elétrica do nervo pode ser usada para uma técnica de injeção única, bem como para orientação durante a inserção de cateteres de bloqueio nervoso contínuo. Mais recentemente, a orientação por ultrassom em combinação com a estimulação do nervo (“monitoramento duplo”) tornou-se uma prática comum para orientar a colocação da agulha e documentação médico-legal robusta dos procedimentos de bloqueio do nervo.

Indicações para o uso de PNS

Em princípio, quase todos os plexos ou outros grandes nervos periféricos podem ser localizados usando o SNP. Quando usado com orientação por ultrassom, o PNS torna-se principalmente uma ferramenta de segurança. O objetivo da estimulação nervosa é colocar a ponta da agulha (mais especificamente, seu orifício para injeção) próximo ao nervo alvo para injetar o anestésico local dentro do espaço tecidual que contém o nervo. Quando usado com orientação por ultrassom, o PNS torna-se principalmente uma ferramenta de segurança. Uma resposta motora inesperada durante o avanço da agulha pode alertar o operador de que a agulha está nas imediações do nervo e, portanto, impedir o avanço adicional da agulha quando a posição da ponta da agulha não for bem vista no ultrassom. A resposta motora (contração) ao SNP é objetiva, confiável e independente da resposta (subjetiva) do paciente. Mesmo com a orientação por ultrassom, a estimulação do nervo geralmente é útil para confirmar que a estrutura visualizada é realmente o nervo procurado. Da mesma forma, a relação agulha-nervo nem sempre pode ser visualizada na ultrassonografia; pode ocorrer uma resposta motora inesperada, alertando o operador de que a agulha já está próxima ao nervo. A ocorrência de uma resposta motora com intensidade de corrente inferior a 0.5 mA pode servir como indicador de contato agulha-nervo ou colocação de agulha intraneural. Embora essa resposta possa não estar presente mesmo com uma posição intraneural da agulha (baixa sensibilidade), sua presença é essencialmente sempre indicativa de posicionamento intraneural (alta especificidade). Um algoritmo para usar a estimulação nervosa como ferramenta de monitoramento durante bloqueios guiados por ultrassom é fornecido em Figura 1.

FIGURA 1. Um algoritmo para uso de estimulação nervosa com bloqueios nervosos guiados por ultrassom. Observe que o estimulador de nervos aqui é usado principalmente como uma ferramenta de monitoramento de segurança, em vez de uma ferramenta de localização de nervos. O estimulador é ajustado em 0.5 mA (0.1 ms) e a corrente raramente é manipulada. Em vez disso, obtém-se uma resposta motora; cuidado extra é exercido, pois isso indica uma relação íntima agulha-nervo. Em vez de ajustar a intensidade da corrente para determinar em qual corrente a resposta motora se extingue, a agulha é ligeiramente retirada para abolir a resposta e distanciar a ponta da agulha do nervo. Uma pequena quantidade de anestésico local é então injetada para determinar a localização da ponta da agulha, evitando uma pressão de abertura superior a 15 psi. LA, anestésico local; OIP, pressão de injeção de abertura.

As desvantagens do PNS incluem a necessidade de equipamentos adicionais (estimulador de nervos e agulhas isoladas), o maior custo das agulhas isoladas e casos excepcionais para os quais pode ser difícil obter uma resposta motora.

FUNDAMENTOS DE NEUROFISIOLOGIA E ELETROFISIOLOGIA

Potencial de Membrana, Potencial de Repouso, Despolarização, Potencial de Ação e Propagação de Impulso

Todas as células vivas têm um potencial de membrana (um potencial de voltagem através de sua membrana, medido de fora para dentro), que varia (dependendo da espécie e do tipo de célula) de cerca de –60 a –100 mV. As células nervosas e musculares em mamíferos normalmente têm um potencial de membrana (potencial de repouso) de cerca de -90 mV.

Apenas as células nervosas e musculares têm a capacidade de produzir pulsos elétricos uniformes, chamados potenciais de ação (às vezes chamados de picos), que se propagam ao longo de suas membranas, especialmente ao longo das longas extensões das células nervosas (fibras nervosas, axônios). Uma diminuição na diferença de potencial elétrico (por exemplo, de –90 para –55 mV, ou despolarização) provoca um potencial de ação. Se a despolarização exceder um certo limiar, um potencial de ação ou uma série de potenciais de ação é gerado pela membrana nervosa (também chamado de disparo) de acordo com a regra do tudo ou nada, resultando na propagação do potencial de ação ao longo da fibra nervosa ( axônio). Para despolarizar a membrana nervosa do lado de fora da célula (estimulação extracelular), a polaridade negativa do estímulo elétrico é mais eficaz na remoção da carga positiva do lado de fora da membrana. Isso, por sua vez, diminui o potencial através da membrana em direção ao nível limiar.

Existem vários tipos de fibras nervosas. Cada tipo de fibra pode ser distinguido anatomicamente pelo seu diâmetro e grau de mielinização. A mielinização é formada por uma camada isolante de células de Schwann que envolve as fibras nervosas. Essas características determinam em grande parte o comportamento eletrofisiológico de diferentes fibras nervosas, ou seja, a velocidade de propagação do impulso dos potenciais de ação e o limiar de excitabilidade. Mais comumente, as características distintivas são fibras motoras (por exemplo, Aα, Aβ) e fibras de dor (C). As fibras motoras Aα têm o maior diâmetro e maior grau de mielinização e, portanto, a maior velocidade de propagação do impulso e um limiar relativamente baixo para estimulação externa. As fibras C (que transmitem dor intensa e incômoda) têm pouca ou nenhuma mielinização e são de menor diâmetro. Consequentemente, a velocidade de propagação nestas fibras é relativamente baixa, e os níveis de limiar à estimulação externa, em geral, são maiores.

Existem várias outras fibras eferentes, que transmitem respostas de vários receptores da pele ou fusos musculares (Aδ). Estas são mais finas que as fibras Aα e têm menos mielinização. Algumas dessas fibras sensoriais (aferentes), tendo um nível de limiar relativamente baixo, transmitem a sensação típica de formigamento associada a um nível mais baixo de sensação de dor quando estimuladas eletricamente (semelhante à sensação ao bater no “osso engraçado”). Tal sensação pode ocorrer durante a estimulação transcutânea antes que uma resposta motora seja eliciada.

A estrutura anatômica básica das fibras Aα mielinizadas (motoras) e fibras C não mielinizadas (dor) é mostrada esquematicamente em Figura 2. A relação entre os diferentes estímulos e o desencadeamento do potencial de ação nas fibras motoras e dolorosas é ilustrada em Figuras 3A e 3B, Respectivamente.

FIGURA 2. Estruturas anatômicas esquemáticas das fibras nervosas. A: Fibra nervosa (axônio) com isolamento (bainha de mielina), (fibras Aα). B: Fibra nervosa (axônio) sem isolamento (fibra C).

FIGURA 3. A: Potencial de ação, nível de limiar e estímulo. As fibras motoras têm uma cronaxia curta devido à capacitância relativamente baixa de sua membrana mielinizada (apenas a área dos nós da contagem de Ranvier; ver Figura 14-1); portanto, leva apenas um curto período de tempo para despolarizar a membrana até o nível do limiar. B: Potencial de ação, nível de limiar e estímulo. As fibras da dor têm uma cronaxia longa devido à maior capacitância de sua membrana não mielinizada (toda a área da membrana conta); portanto, leva mais tempo para despolarizar a membrana até o nível limiar. Impulsos curtos (indicados pela linha pontilhada vertical) não seriam capazes de despolarizar a membrana abaixo do nível limiar.

Nível Limiar, Rheobase, Chronaxy

Uma certa intensidade de corrente mínima é necessária em uma determinada duração de pulso para atingir o nível limite de excitação. A corrente de limiar mais baixa (em durações de pulso infinitamente longas) é chamada de reobase. A duração do pulso (largura do pulso) com o dobro da corrente da base reo é chamada de cronaxia. Pulsos elétricos com a duração da cronaxia são mais eficazes (em amplitudes relativamente baixas) para eliciar potenciais de ação. Esta é a razão pela qual a resposta motora pode ser desencadeada em uma duração de pulso tão curta (por exemplo, 0.1 ms) em amplitudes de corrente relativamente baixas, evitando a estimulação de fibras dolorosas do tipo C. Os valores típicos de cronaxia são 50–100 μs (fibras Aα), 170 μs (fibras Aδ) e 400 μs ou mais (fibras C). A relação da reobase com a cronaxia para fibras motoras versus fibras nervosas da dor é ilustrada em Figura 4.

FIGURA 4. A: Comparação das curvas de limiar, cronaxia e nível de reobase das fibras motoras (alta velocidade) e da dor (baixa velocidade). B: Dados experimentais, amplitudes de limiar obtidas com estimulação percutânea (Stimuplex Pen e Stimuplex HNS 12). Estimulação obtida com estimulação percutânea do nervo mediano próximo ao punho buscando resposta motora do polegar. C: Amplitudes limiares obtidas com estimulação percutânea (Stimuplex Pen e Stimuplex HNS 12). Estimulação dos nervos mediano e radial próximo ao punho e no antebraço procurando parestesia elétrica (sensação de formigamento) nos dedos médio e anular (nervo mediano) ou sensação de dor superficial próximo ao punho (nervo radial), respectivamente.

Impedância, duração do impulso e corrente constante

O circuito elétrico é formado pelo estimulador de nervos, a agulha de bloqueio do nervo e seu desenho de ponta, as características do tecido do paciente, a pele, o eletrodo da pele (eletrodo de aterramento) e os cabos que conectam todos os elementos. A resistência deste circuito não é apenas uma simples equação de resistor de Ohm por causa das capacitâncias específicas do tecido, da interface eletrocardiográfica (ECG) eletrodo-pele e da ponta da agulha, que influenciam a resistência geral. A capacitância no circuito descrito varia com o conteúdo de frequência da corrente de estimulação e é chamada de impedância ou resistência complexa, que depende do conteúdo de frequência do estímulo. Em geral, quanto menor o impulso, maior é o seu conteúdo de frequência e, consequentemente, menor a impedância de um circuito com uma dada capacitância. Por outro lado, uma duração de pulso mais longa tem um conteúdo de frequência mais baixo. Como exemplo, para um estímulo de 0.1 ms, o conteúdo de frequência principal é 10 kHz mais seus harmônicos, enquanto que para um impulso de 1.0 ms, o conteúdo de frequência principal é 1 kHz mais harmônicos). Na realidade, a impedância da ponta da agulha e a impedância eletrodo-pele têm o maior impacto. A impedância da ponta da agulha depende em grande parte da geometria e do isolamento (área condutora). A impedância eletrodo-pele pode variar consideravelmente entre os indivíduos (por exemplo, tipo de pele, estado de hidratação) e pode ser influenciada pela qualidade do eletrodo de ECG utilizado.

Devido à impedância variável no circuito, criada principalmente pela ponta da agulha e interface eletrodo-pele, é necessário um estimulador de nervo com uma fonte de corrente constante e potência de saída (voltagem) suficiente para compensar a ampla faixa de impedâncias encontradas clinicamente .

USO CLÍNICO DE ESTIMULAÇÃO DE NERVO PERIFÉRICO

Configuração e Verificação do Equipamento

A seguir estão alguns aspectos importantes para a eletrolocalização bem-sucedida dos nervos periféricos usando PNS:

• Use apenas um estimulador de nervos fabricado especificamente para bloqueios de nervos.
• Use agulhas de estimulação nervosa isoladas (tabela 1).
• Use eletrodos de pele de alta qualidade com baixa impedância.
• Alguns eletrodos de ECG mais baratos podem ter uma impedância/resistência muito alta.
• Antes de iniciar o procedimento, verifique o bom funcionamento do estimulador de nervos e dos cabos de conexão.
• Durante o procedimento, verifique frequentemente para garantir que a corrente está sendo fornecida e que a desconexão dos cabos não ocorre.
• O design dos conectores deve evitar uma conexão de polaridade defeituosa.
• Conecte a agulha de estimulação nervosa ao estimulador nervoso (que deve estar ligado) e defina a amplitude e a duração da corrente para os níveis desejados.
• Para bloqueios superficiais, selecione 1.0 mA como intensidade de corrente inicial.
• Para blocos profundos, selecione 1.5 mA como intensidade de corrente inicial.
• Selecione entre 0.1 e 0.3 ms de duração da corrente para a maioria dos propósitos.
• Com orientação por ultrassom, selecione a corrente como 0.5 mA; raramente é necessário alterar a corrente, pois a resposta motora com orientação por ultrassom não é buscada. No entanto, quando inesperadamente eliciada, avisa o operador que a agulha está nas imediações do nervo ou colocada intraneuralmente.

Mapeamento Nervoso Transcutâneo (Superfície)

Quando a orientação por ultrassom não é usada, uma caneta de mapeamento de nervos pode ser usada para localizar nervos superficiais (até uma profundidade máxima de aproximadamente 3 cm) com estimulação nervosa transcutânea antes da inserção da agulha de bloqueio nervoso. O mapeamento transcutâneo do nervo é particularmente útil na identificação do melhor local para inserção da agulha em pacientes com anatomia difícil ou quando os pontos de referência são difíceis de identificar. Figura 5 mostra várias canetas de mapeamento de nervos disponíveis.

O mapeamento de nervos também é útil ao ensinar anatomia de superfície. Deve-se notar que a duração mais longa do estímulo (por exemplo, 1 ms) é necessária para realizar a estimulação nervosa transcutânea, uma vez que uma energia maior é necessária para provocar uma resposta motora das estruturas neurais por via transcutânea. A ponta do eletrodo da caneta deve ter uma ponta atraumática em forma de bola. O diâmetro da ponta condutora não deve ser maior que aproximadamente 3 mm para fornecer densidade de corrente e discriminação espacial suficientes, o que pode não ser o caso com diâmetros de ponta maiores. Esteja ciente de que muitos estimuladores de nervos não fornecem a duração de impulso necessária de 1 ms ou uma fonte de corrente constante forte o suficiente (5 mA no mínimo, carga de saída de 12 kΩ) para usar de forma confiável uma caneta de mapeamento de nervos. Portanto, recomenda-se que a caneta de mapeamento e o estimulador de nervos sejam pareados, idealmente, adquirindo-os do mesmo fabricante.

FIGURA 5. Configuração da ponta de vários PNS de mapeamento de nervos disponíveis comercialmente. Da esquerda para a direita: Stimuplex Pen (B. Braun, Melsungen (Alemanha); caneta de mapeamento de nervos (Pajunk, Alemanha); NeuroMap (HDC, EUA).

A estimulação transcutânea de uma caneta de mapeamento de nervos pode causar vários tipos de sensação devido à estimulação de várias células sensoriais na pele. Isso pode ser sentido como um formigamento, uma picada de alfinete ou até mesmo uma leve sensação de queimação. A percepção varia muito entre os indivíduos. A maioria dos pacientes tolera bem a estimulação transcutânea com uma caneta de mapeamento de nervos; entretanto, alguns indivíduos a descrevem como desconfortável ou até dolorosa (dependendo da amplitude e duração do estímulo). No entanto, a quantidade de energia fornecida por estimuladores de nervo com uma saída máxima de 5 mA com duração de pulso de 1 ms é muito baixa para criar qualquer lesão na pele ou nos nervos. Pré-medicação moderada geralmente é suficiente para tornar o procedimento bem tolerado pelos pacientes. O mapeamento de superfície foi sugerido como uma ferramenta útil no treinamento de residentes e tornou-se particularmente popular em anestesia regional pediátrica na década de 2000. No entanto, seu uso tem sido pouco frequente com o advento da orientação ultrassonográfica.

Orientação Percutânea de Eletrodos

FIGURA 6. Técnica de orientação percutânea de eletrodos usando Stimuplex Guide (B. Braun, Melsungen, Alemanha) durante um procedimento de bloqueio infraclavicular vertical.

Operando o estimulador de nervo

A amplitude inicial usada para estimulação nervosa depende da prática local e da profundidade do nervo cutâneo projetada. Para nervos superficiais, uma amplitude de 1 mA para iniciar é escolhida na maioria dos casos. Para nervos mais profundos, pode ser necessário aumentar a amplitude da corrente inicial entre 1.5 e 3 mA até que a resposta motora seja eliciada a uma distância segura do nervo. Intensidade de corrente muito alta, no entanto, pode levar a estimulação muscular direta ou desconforto para o paciente, ambos indesejáveis.

Uma vez que a resposta muscular desejada é obtida, a amplitude da intensidade da corrente é gradualmente reduzida e a agulha avança lentamente. A agulha deve ser avançada lentamente para evitar um avanço muito rápido entre os estímulos. O avanço da agulha e a redução da corrente continuam até que a resposta motora desejada seja alcançada com uma corrente de 0.2-0.5 mA com duração de estímulo de 0.1 ms. O nível de limiar e a duração do estímulo são interdependentes; em geral, uma duração de pulso curta é um melhor discriminador da distância entre a agulha e o nervo. Quando a contração motora é perdida durante o avanço da agulha, a intensidade do estímulo deve ser aumentada primeiro para recuperar a contração muscular em vez de mover a agulha às cegas. Uma vez que a agulha esteja posicionada adequadamente, perto o suficiente do nervo com amplitude de corrente de cerca de 0.3 mA e duração de pulso de 0.1 ms, 1 a 2 mL de anestésico local é injetado como dose de teste usando baixa pressão de injeção de abertura, o que elimina a contração muscular . O injetável altamente condutor (por exemplo, anestésico local ou solução salina normal) causa um curto-circuito na corrente para o tecido circundante, abolindo efetivamente a resposta motora. Em tais situações, aumentar a amplitude pode não trazer de volta a contração muscular. Tsui e Kropelin demonstraram que a injeção de dextrose 5% em água (D5W; que tem baixa condutividade) não leva à perda da contração muscular se a posição da agulha não for alterada. Em seguida, é injetada a quantidade total de anestésico local apropriada para o bloqueio nervoso desejado.

Deve-se lembrar que a ausência de resposta motora com corrente estimuladora de até 1.5 mA não descarta a colocação de agulha intraneural (baixa sensibilidade). No entanto, a presença de uma resposta motora com corrente de baixa intensidade (≤0.2 mA, 0.1 ms) ocorre apenas com a colocação da agulha intraneural e, possivelmente, intrafascicular. Por esta razão, se a resposta motora ainda estiver presente em 0.2 mA ou menos (0.1 ms), a agulha deve ser ligeiramente retirada para evitar o risco de injeção intrafascicular. O princípio da abordagem agulha-nervo e sua relação com a estimulação é descrito em Figuras 7A, 7B e 7C.

Para evitar ou minimizar o desconforto do paciente durante o procedimento de localização do nervo, recomenda-se evitar correntes de estimulação muito altas. Novamente, a agulha não deve ser avançada muito rápido, pois isso pode aumentar o risco de lesões. Além disso, a melhor posição da agulha, produzindo uma boa resposta motora próxima ao limiar, pode ser perdida.

FIGURA 7. A: Agulha de estimulação à distância do nervo e alta corrente de estímulo provocando uma resposta motora fraca. B: Agulha de estimulação próxima ao nervo e alta corrente de estímulo provocando uma forte resposta motora. C: Agulha de estimulação próxima ao nervo e corrente de estímulo baixa (próxima do limiar) provocando uma resposta motora fraca.

O Papel da Medição de Impedância

A medição da impedância pode fornecer informações adicionais se o circuito elétrico for ideal. Teoricamente, a impedância pode identificar a colocação intraneural ou intravascular da ponta da agulha. Tsui e colegas relataram que a impedância elétrica quase dobra (12.1 a 23.2 kΩ), o que é significativo, quando a agulha é avançada de uma posição extraneural para intraneural em um nervo ciático suíno. Da mesma forma, a injeção de uma pequena quantidade de D5W, que tem alta impedância, resulta em um aumento significativamente maior da impedância no tecido perineural do que no espaço intravascular. Assim, a medição da impedância antes e após a injeção de dextrose pode potencialmente detectar a colocação intravascular da ponta da agulha, identificando assim a colocação antes da injeção do anestésico local. Neste relato, a impedância basal perineural (25.3 ± 2.0 kΩ) foi significativamente maior que a intravascular (17.2 ± 1.8 kΩ). Na injeção de 3 mL de D5W, a impedância perineural aumentou 22.1 ± 6.7 kΩ para atingir um pico de 50.2 ± 7.6 kΩ e permaneceu quase constante em cerca de 42 kΩ durante o tempo de injeção de 30 s. Em contraste, a impedância intravascular aumentou apenas 2.5 ± 0.9 kΩ, o que é significativamente menor em comparação com a posição da agulha perineural. No momento, no entanto, mais dados são necessários antes que esses achados possam ser incorporados como um método adicional de monitoramento de segurança na prática clínica, embora tenha havido avanços recentes significativos a esse respeito.

Estimulação Elétrica Nervosa Sequencial

A estimulação nervosa atual usa estímulos de duração idêntica (tipicamente 0.1 ms), geralmente com frequência de repetição de 1 ou 2 Hz. Um problema comum durante a estimulação nervosa é que a resposta motora evocada é frequentemente perdida ao mover a agulha para otimizar sua posição. Nesses casos, é recomendável que o operador aumente a amplitude do estímulo (mA) ou aumente a duração do impulso (ms), o que pode não ser possível. Alternativamente, o operador pode dar alguns passos, dependendo do tipo de estimulador de nervo usado. A técnica SENSe (estimulação elétrica seqüencial do nervo) incorpora um estímulo adicional com duração de pulso mais longa após dois impulsos regulares com duração de 0.1 ms, criando uma frequência de estimulação de 3 Hz. O terceiro impulso mais longo fornece mais carga do que os dois primeiros e, portanto, tem um alcance mais longo no tecido. Conseqüentemente, uma resposta motora evocada geralmente é desencadeada em 1 Hz, mesmo quando a agulha está distante do nervo. Uma vez que a ponta da agulha é posicionada mais perto do nervo, as contrações musculares são vistas em 3 Hz. A vantagem da técnica SENSe é que uma resposta motora (a 1/s) é mantida mesmo quando as contrações previamente eliciadas pelos dois primeiros impulsos são perdidas devido ao leve movimento da agulha. Esse recurso evita que o operador mova a agulha “às cegas”.

Figura 8 mostra exemplos dos padrões de impulso SENSe particulares em diferentes amplitudes de estímulo. Eventualmente, a amplitude do limiar alvo permanece a mesma de sempre (cerca de 0.3 mA), mas a 3 estímulos por segundo. Com a técnica SENSe, uma resposta motora de apenas 1/s indica que a agulha ainda não foi colocada corretamente. Semelhante ao mapeamento de superfície, a utilidade desta tecnologia diminuiu substancialmente.

FIGURA 8. Estimulação Elétrica Nervosa Sequencial (SENSe) padrão de impulso do estimulador nervoso Stimuplex HNS 12 (B. Braun, Melsungen, Alemanha), dependendo da amplitude real do estímulo. A duração do impulso do terceiro impulso diminui com a amplitude do estímulo abaixo de 2.5 mA de 1.0 ms para um mínimo de 0.2 ms em comparação com a duração do impulso constante de 0.1 ms dos dois primeiros impulsos. A: Padrão de impulso a 0.3 mA (nível de limiar). B: Padrão de impulso a 1.0 mA. C: Padrão de impulso a 2.0 mA.

Solução de problemas durante a estimulação do nervo

tabela 2 lista os problemas mais comuns encontrados durante a eletrolocalização dos nervos periféricos e a ação corretiva.

CARACTERÍSTICAS DOS ESTIMULADORES NERVOSOS MODERNOS PARA BLOCOS NERVOSOS

Características mais importantes dos estimuladores de nervos

Esta seção aborda os recursos mais importantes dos estimuladores nervosos para monitoramento durante bloqueio nervoso procedimentos.

Recursos elétricos

• Uma fonte de corrente constante ajustável com uma faixa de operação de 10 kΩ, no mínimo, carga de saída (impedância) e idealmente em 15 kΩ ou mais.
• Amplitude de estímulo ajustável (0–5 mA).
• Um display digital grande e fácil de ler da corrente real fornecida.
• Uma duração de pulso selecionável (largura), pelo menos entre 0.1 e 1.0 ms (as fibras motoras são estimuladas mais facilmente com correntes de duração mais curta [0.1 ms] enquanto as fibras sensoriais requerem uma duração de estímulo mais longa [1.0 ms]).
• Uma frequência de estímulo entre 1 e 3 Hz (ou seja, 1 a 3 pulsos por segundo). O melhor compromisso é 2 Hz, que deve ser o padrão
• Um pulso de saída retangular monofásico para fornecer estímulos reproduzíveis.
• Parâmetros de inicialização configuráveis ​​para que a máquina esteja em conformidade com o protocolo hospitalar e para evitar erros quando vários usuários estiverem trabalhando com o mesmo dispositivo (0.5 mA na inicialização, duração do pulso de 0.1 ms, frequência de estimulação de 2 Hz).
• Recomenda-se uma exibição da impedância do circuito (kΩ) para permitir que o operador verifique a integridade do circuito elétrico e detecte um possível posicionamento intraneural ou intravascular da ponta da agulha.
• Um processo de auto-verificação automática do funcionamento interno da unidade com uma mensagem de aviso se algo estiver errado com o circuito.

Características de segurança

• Utilização fácil e intuitiva.
• Um display grande e de fácil leitura.
• Faixa de corrente limitada (0–5 mA) porque uma amplitude muito alta pode ser dolorosa ou desconfortável para o paciente.
• Uma exibição de todos os parâmetros relevantes, como amplitude (mA) (alternativamente carga do estímulo [nC]), duração do estímulo (ms), frequência do estímulo (Hz), impedância (kΩ) e status da bateria.
• Identificação clara da polaridade de saída (polaridade negativa na agulha).
• Instruções de uso significativas, com listas de faixas de operação e tolerâncias permitidas.
• A operação com bateria do estimulador de nervos, ao contrário da operação elétrica, oferece segurança intrínseca; não há risco de choque elétrico grave ou queimaduras causadas por um curto-circuito na fonte principal de eletricidade.
• A energia máxima fornecida por um estimulador de nervo com sinal de saída de 5 mA e 95 V com duração de impulso de 1 ms é de apenas 0.475 mW.
• Unidades combinadas para estimulação elétrica nervosa periférica (para bloqueio de nervo periférico) e transcutânea (para medição de relaxamento muscular) não devem ser usadas porque a função transcutânea produziu uma carga indesejada de alta energia.

Alarmes/avisos:

• Alarme de circuito aberto/desconexão (óptico e acústico).
• Aviso/indicação se a impedância estiver muito alta, ou seja, a corrente desejada não é fornecida.
• É aconselhável exibir a impedância real.
• Indicação ou alarme de amplitude próxima ao limite.
• Alarme de bateria fraca.
• Alarme de mau funcionamento interno.

tabela 3 fornece uma comparação das características mais importantes de estimuladores de nervo comumente usados.

Agulhas Estimulantes

Uma agulha estimulante moderna deve ter as seguintes características:

• Um cubo de agulha e eixo totalmente isolados para evitar vazamento de corrente
• Marcações de profundidade para fácil identificação e documentação da profundidade de inserção da agulha

As Figuras 9A e 9B mostram uma comparação das características elétricas de agulhas não isoladas e isoladas com bisel não revestido (Figura 9A) e agulhas totalmente revestidas com um eletrodo pontual (Figura 9B). Mesmo que uma agulha não isolada forneça alguma discriminação (mudança na amplitude do limiar) ao se aproximar do nervo, praticamente não há capacidade de discriminar uma vez que a ponta da agulha passou pelo nervo. Portanto, a discriminação espacial perto do nervo é mais precisa em agulhas com ponta de eletrodo pontual.Figura 9B) em comparação com agulhas com bisel não revestido (Figura 9A).

FIGURA 9. A: A amplitude do limiar alcançada com uma agulha sem revestimento e uma agulha revestida com um bisel sem revestimento. B: Amplitude limiar alcançada com uma agulha totalmente revestida e um eletrodo pontual.

conectores

Os conectores e cabos devem ser totalmente isolados e incluir um conector de segurança para evitar vazamento de corrente, bem como o risco de carga elétrica se a agulha não estiver conectada ao estimulador. O tubo de extensão com um conector Luer lock deve estar presente para a técnica de agulha imóvel.

Visualização da agulha sob imagem de ultra-som

Como a ultrassonografia é usada com mais frequência (em particular com o uso da técnica de “dupla orientação”), a importância de uma boa visualização da agulha de bloqueio do nervo está se tornando um recurso importante adicional. A visibilidade (sinal de reflexão distinto) da ponta da agulha certamente é o aspecto mais importante, pois esta é a parte da agulha que é colocada na área alvo próxima ao nervo. No entanto, em particular ao usar a abordagem no plano, a visibilidade do eixo da agulha também é interessante porque ajuda a alinhar a agulha adequadamente com o feixe de ultrassom para visualizar todo o comprimento do nervo alvo.

Cateteres Estimulantes

Em princípio, os cateteres estimulantes funcionam como agulhas isoladas. O corpo do cateter é feito de material plástico isolante e geralmente contém um fio metálico em seu interior, que conduz a corrente até a ponta exposta do eletrodo. Normalmente, esses cateteres estimulantes são colocados usando uma agulha de bloqueio nervoso contínuo, que é colocada primeiro usando a estimulação nervosa conforme descrito. Atua como uma agulha introdutora para o cateter. Uma vez que esta agulha é colocada próximo ao nervo ou plexo a ser bloqueado, o cateter de estimulação é introduzido através dela, e o estimulador de nervo é conectado ao cateter. A estimulação através do cateter deve reconfirmar que a ponta do cateter está posicionada próxima ao(s) nervo(s) alvo. No entanto, deve-se notar que as correntes de limiar com cateteres estimulantes podem ser consideravelmente maiores. A injeção de anestésico local ou solução salina (que é frequentemente usada para ampliar o espaço para a passagem do cateter mais facilmente) deve ser evitada, pois pode aumentar consideravelmente o limiar de corrente e pode até impedir uma resposta motora. D5W pode ser usado para evitar a perda de uma resposta do motor. Desde a introdução do monitoramento por ultrassom da distribuição do anestésico local após a colocação da agulha ou do cateter, os cateteres de estimulação tornaram-se quase obsoletos. Isso ocorre porque o teste final da colocação da ponta do cateter na posição terapêutica é a distribuição do injetado no plano do tecido que contém o nervo ou o plexo. Como o cateter de estimulação pode ser colocado na posição adequada sem obter a resposta motora, o uso da estimulação através do cateter geralmente levará à manipulação desnecessária da agulha e do cateter. O monitoramento da estimulação nervosa da injeção única ou da colocação contínua da agulha é útil para evitar o contato agulha-nervo ou a colocação intraneural e ajudar a diminuir o risco de inflamação do nervo ou injeção intraneural e conseqüente lesão. Em contraste, os cateteres são flexíveis e altamente improváveis ​​de causar trauma no nervo ou serem inseridos em um fascículo.

Para uma revisão mais abrangente, continue lendo: Monitoramento, Documentação e Consentimento para Procedimentos Regionais de Anestesia.

REFERÊNCIAS

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APÊNDICE: GLOSSÁRIO DE PARÂMETROS FÍSICOS

Tensão, Potencial, Corrente, Resistência/Impedância

A tensão U é a diferença de potencial elétrico entre dois pontos que carregam diferentes quantidades de carga positiva e negativa. É medido em volts (V) ou milivolts (mV). A tensão pode ser comparada ao nível cheio de um tanque de água, que determina a pressão na saída inferior (Figura 10A). Nos modernos estimuladores de nervos que usam fontes de corrente constante, a voltagem é adaptada automaticamente e não pode (ou não precisa) ser influenciada pelo usuário.

A corrente I é a medida do fluxo de uma carga positiva ou negativa. É expresso em amperes (A) ou miliamperes (mA). A corrente pode ser comparada ao fluxo de água. Uma carga total Q aplicada a um nervo é igual ao produto da intensidade I da corrente aplicada e a duração t do pulso quadrado da corrente: Q = I × t.

A intensidade de corrente mínima I necessária para produzir um potencial de ação pode ser expressa pela relação em que t é a duração do pulso, c é a constante de tempo da membrana nervosa relacionada à cronaxia.

A resistência elétrica R limita o fluxo de corrente em uma determinada tensão (veja a lei de Ohm) e é medida em ohms (Ω) ou kilo-Ohms (kΩ).

Se houver capacitância além da resistência de Ohm envolvida (que é o caso de qualquer tecido), a resistência se torna a chamada resistência ou impedância complexa. A principal diferença entre os dois é que o valor da impedância depende da frequência da tensão/corrente aplicada, o que não é o caso de um resistor de Ohm. Na prática clínica, isso significa que a impedância do tecido é maior para frequências baixas (ou seja, uma duração de pulso longa) e menor para frequências mais altas (ou seja, uma duração de pulso curta). Consequentemente, uma fonte de corrente constante (que fornece impulsos de longa duração, por exemplo, 1 ms vs. 0.1 ms) precisa ter um estágio de saída mais forte (tensão de saída mais alta) para compensar a impedância de tecido mais alta envolvida e fornecer o corrente desejada. No entanto, os princípios básicos da lei de Ohm permanecem os mesmos.

Lei de Ohm

A lei de Ohm descreve a relação entre tensão, resistência e corrente de acordo com a equação

ou inversamente,

Isso significa que, em uma determinada tensão, a corrente muda com a resistência. Se uma corrente constante deve ser alcançada (conforme necessário para a estimulação do nervo), a voltagem deve se adaptar à resistência variável de todo o circuito elétrico. Para a localização do nervo em particular, a voltagem deve se adaptar à resistência da ponta da agulha, à interface eletrodo-pele e às camadas do tecido. Uma fonte de corrente constante faz isso automaticamente. A lei de Ohm e o princípio funcional de uma fonte de corrente constante são ilustrados em Figuras 10A, 10B e 10C.

FIGURA 10. Lei de Ohm e princípio de uma fonte de corrente constante. Princípio de funcionamento de uma fonte de corrente constante. A: R de baixa resistência₁ requer tensão U₁ para atingir a corrente desejada I₁.B: R de alta resistência₂ = 2 × R₁ faz com que a corrente I diminua para I₂ = Eu₁/₂ se a tensão U permanece constante (U₂ =U₁). C: A fonte de corrente constante aumenta automaticamente a tensão de saída para U₃ = 2 × você₁ para compensar o R ​​de maior resistência₂; portanto, a corrente I aumenta para o nível desejado de I₃ = Eu₁

Lei de Coulomb, Campo Elétrico, Densidade de Corrente e Carga

De acordo com a lei de Coulomb, a intensidade do campo elétrico e, portanto, a densidade de corrente correspondente J, em relação à distância da fonte de corrente é dada por onde k é uma constante e I₀ é a corrente inicial. Isso significa que a corrente (ou carga) que chega ao nervo diminui por um fator de 4 se a distância ao nervo for dobrada, ou inversamente, aumenta por um fator de 4 se a distância for dividida pela metade (condições ideais assumido).

A carga Q é o produto da corrente multiplicada pelo tempo e é dada em amperes-segundos (As) ou coulombs (C). Como exemplo, as baterias recarregáveis ​​geralmente têm uma indicação de Ah ou mAh como medida de sua capacitância de carga (kilo = 1000 ou 10³; mili = 0.001 ou 10^-3; micro = 0.000001 ou 10^-6; nano = 0.000000001 ou 10^-9).

Energia de impulsos elétricos fornecidos por estimuladores de nervo e efeitos de temperatura relacionados

De acordo com o cálculo do pior cenário, o aumento de temperatura causado por um estímulo de corrente de 5 mA e duração de 1 ms em uma tensão de saída máxima de 95 V seria menor que 0.5 C se toda a energia estivesse concentrada em um pequeno volume de apenas 1 mm3 e não ocorreu dissipação de temperatura no tecido circundante. Este cálculo pode ser aplicado para a ponta de uma agulha de estimulação nervosa.

A energia máxima E do impulso elétrico entregue por um estimulador de nervo comum seria

E ≤ U × I × t = 95 V × 5 mA × 1 ms = 0.475 mWs = 0.475 mJ

O equivalente calórico para a água é cw = 4.19 J g^-1 K^-1.

Um estímulo cria uma diferença de temperatura DT dentro de 1 mm3 de tecido ao redor da ponta de uma agulha de estimulação nervosa. Para o cálculo que se segue, assume-se que o tecido contém um mínimo de 50% de água e a massa M de 1 mm³ de tecido é de 1 mg.

DT ≤ 2 × E/(M × c_w) = 2 × 0.475 × 10^-3 J/(10^-3 g × 4.19 g/K) = 0.45 K

Ou seja, o aumento máximo da temperatura neste cálculo do pior cenário é inferior a 0.5 C. Na prática, isso significa que o efeito da temperatura da estimulação nervosa normal no tecido pode ser desprezado.