Ultraschallgeführte periphere Nervenstimulation

Die periphere Nervenstimulation (PNS) ist nach Jahrzehnten des offensichtlichen Rückgangs derzeit ein Thema von erhöhtem Interesse. Ein Teil dieser zunehmenden Popularität kann auf das Aufkommen neuer bildgebender Verfahren, einschließlich Ultraschall, zurückgeführt werden. Zwei kürzlich durchgeführte Machbarkeitsstudien an frischen Leichen legten nahe, dass Ultraschall (US) verwendet werden könnte, um Elektroden ohne offensichtliche Nervenverletzung neben peripheren Nerven zu platzieren, ähnlich wie bei der Platzierung eines Nervenkatheters [1, 2]. Diesen Berichten folgte eine kleine Fallserie von Patienten, die dauerhafte Implantate mit allgemein guten Ergebnissen erhielten. Die US-gesteuerte Platzierung ermöglichte einen perkutanen Versuch, verhinderte eine Inzision bei Nonrespondern und führte in vielen Fällen zu einer dauerhaften Analgesie über 1 Jahr hinaus. Perkutane Elektroden, die für die Rückenmarkstimulation entwickelt wurden und über US platziert wurden, ermöglichten das intraoperative Testen mehrerer verschiedener Stimulationsparameter. Die US-Visualisierung ermöglichte auch die Elektrodenplatzierung oberhalb oder unterhalb des Nervs oder sogar zwei parallele Elektroden, die neben dem Nerv platziert wurden [3]. Historische Verwendungen von PNS entstanden nach der Veröffentlichung der Gate-Control-Theorie [4]. Die ersten Experimente von Wall und Sweet mit PNS zielten im Wesentlichen darauf ab, die „Gate Control“ auf die Probe zu stellen [5]. Frühe Studien mehrerer Autoren waren vielversprechend, technische Schwierigkeiten und Probleme bei der Patientenauswahl waren jedoch häufig [6–9]. Aufgrund des abnehmenden Interesses ist das Elektrodendesign/technische Verbesserung für periphere Nervenleitungen in den letzten zwei Jahrzehnten hinter den vergleichbaren technischen Fortschritten für Leitungen zur Rückenmarkstimulation zurückgeblieben. Frühe Versionen von Manschettenelektroden und Knopfelektroden wurden weitgehend durch die aktuellen handelsüblichen Elektroden (Flachkabel mit vier kreisförmigen Kontakten) ersetzt. Offene neurochirurgische Eingriffe werden wahrscheinlich weiterhin die vorherrschende Methode zur Platzierung dieser Geräte sein. Ob die US-geführte Technik nur als Versuchsmethode dient, eine dauerhafte Platzierung in einigen anatomischen Bereichen ermöglicht oder zur Entwicklung der Evidenzbasis für PNS beiträgt, bleibt zu beantworten.

1. AKTUELLE BEWEISE

Bisher gibt es keine größeren prospektiven Studien, was kürzlich von Bittar und Teddy [10] berichtet wurde. Davis beklagte diesen Mangel an Beweisen in einem Leitartikel zum Thema periphere Neuromodulation [11]. Als mögliche Störfaktoren wurden Fragen zur Rolle der Neurolyse auf die nach PNS beobachtete Analgesie, Placebo-Effekte, physikalische Therapieeffekte, Wechsel der Analgetika oder lediglich eine erhöhte Aufmerksamkeit für die Bedürfnisse der Patienten gestellt. Die größten gedruckten klinischen Serien sind die von Eisenberg et al. [12] und der Cleveland-Klinik [9]. In Eisenbergs Serie erhielten 46 Patienten mit isolierten schmerzhaften Neuropathien PNS. Sie berichteten von guten Ergebnissen bei 78 % der Patienten und von schlechten bei 22 %. Die visuellen analogen Schmerzwerte sanken von 69 ± 12 vor der Operation auf 24 ± 28 postoperativ [12]. Vier Hauptursachen wurden identifiziert: Nervenläsionen nach Operationen um die Hüfte oder das Knie, Einklemmungsneuropathie, Schmerzen nach Nerventransplantation oder schmerzhafte Neuropathie nach traumatischer Nerveninjektion [12]. In der Serie der Cleveland Clinic war das bemerkenswerteste Ergebnis der hohe Bedarf an chirurgischen Revisionen, im Mittel 1.6 Operationen pro Patient [9]. In einigen Fällen kann ein Neurom die Ursache der neuropathischen Schmerzen sein (Abb.. 1).

Abb.1 Ein Nervus peroneus ist mit einem großen Neurom dargestellt. (Foto mit freundlicher Genehmigung von Spinner, Robert J., MD Mayo Clinic)

2. PATIENTENAUSWAHL UND ROLLE DER NEUROLYSE

Die Patientenauswahl für Eingriffe am peripheren Nerv ist von größter Wichtigkeit. Es ist wichtig, den Zustand richtig zu diagnostizieren, da viele Erkrankungen aufgrund ungenauer Terminologie als komplexe regionale Schmerzen oder „neuropathische Schmerzen“ kategorisiert werden. Sympathisch aufrechterhaltene Syndrome können gut auf PNS-Implantate ansprechen, insbesondere wenn der Schmerz überwiegend in einer Nervenverteilung auftritt [8, 9]. Andere mögliche Kandidaten sind Schmerzen, die gegen vorherige chirurgische Eingriffe wie eine Transposition des Nervs und ein Neurom in Kontinuität mit gutem Funktionserhalt resistent sind. Schmerz, der trotz vorheriger externer oder interner Neurolyse anhält, kann ebenfalls ein guter Kandidat sein. Patienten sollten zuvor eine gute pharmakologische Therapie mit neuromodulatorischen Standardmedikamenten versagt haben. Externe Neurolyse bezieht sich auf die Entfernung von Narbengewebe um den Nerv in Umfangsrichtung. Wenn der Nerv eingeklemmt ist, wird er mobilisiert und befreit. Externe Neurolyse birgt ein geringes Risiko einer faszikulären Verletzung. Nervenaktionspotentiale können verwendet werden, um die Nervenfunktion besser zu beurteilen als klinische oder Standard-EMG/Nervenleitungsstudien. Die innere Neurolyse kann bei Schmerzsyndromen eingesetzt werden, insbesondere wenn distal ein unvollständiger Verlust der Nervenfunktion vorliegt. Das Risiko einer faszikulären Verletzung oder Unterbrechung ist bei interner Neurolyse höher [13].

3. ANATOMISCHE ÜBERLEGUNGEN

Ein Problem, das jede periphere Nervenelektrodenplatzierung in den vier Extremitäten erschwert, besteht darin, dass die Nerven innerhalb der Faszien-/Muskelebenen zusammen mit ihrer Gefäßversorgung frei gleiten müssen, wenn sich die Extremität bewegt. Nerven können durch Narbengewebe eingeklemmt werden, und die rauen Kanten einer externen Elektrode können im Laufe der Zeit zu Verengungen und Narbenbildung führen. Gemischte periphere Nerven sind auch durch eine komplexe interne faszikuläre Anordnung gekennzeichnet. Kurz gesagt können Nervenstämme sensorische, motorische und gemischte Axone an verschiedenen Stellen innerhalb des peripheren Nervs aufweisen. Diese komplexe anatomische Querschnittskonfiguration bedeutet, dass die optimale Stimulation des gewünschten sensorischen Faszikels zum Beispiel am medialen Aspekt des N. ulnaris in einer suprakondylären Platzierung liegen kann, aber innerhalb weniger Millimeter die Position zu einer posterioren Position ändert. Wenn die Amplitude der Stimulation zu hoch über der sensorischen Schwelle liegt, können leicht motorische Faszikel tiefer im Rumpf aktiviert werden, was Muskelkrämpfe und/oder Schmerzen verursacht. Eine kürzlich durchgeführte Studie untersuchte diese Probleme genauer, insbesondere die Auswirkungen der perineuralen Dicke, des Durchmessers und der Position des Faszikels innerhalb des Nervenstamms auf die axonalen Erregungsschwellen und die neurale Rekrutierung. Es wurde ein Modell eines menschlichen Femoralnervs innerhalb einer Nervenumfangs-Manschettenelektrode untersucht. Die Studie zeigte, dass die Stimulation von Zielfaszikeln stark von der Querschnittsanatomie des stimulierten Nervs abhängt. Die mittlere Dicke des Perineuriums betrug 3.0 ± 1.0 % des Faszikeldurchmessers. Eine erhöhte Dicke des menschlichen Perineuriums oder ein größerer Faszikeldurchmesser erhöhen die Schwelle für eine elektrische Aktivierung. Wenn ein großer Nachbarfaszikel vorhanden war, konnte er auch die Stimulationsaktivierung des Zielfaszikels um bis zu 80 ± 11 % beeinflussen [14].

4. RADIALNERVENSTIMULATION

Der N. radialis liegt sehr nahe an der Seitenfläche des Humerus an einem Punkt 10–14 cm proximal des Epicondylus lateralis. Der Nerv hat die Form eines Kahnbeins und ist oberflächlich genug, um unter US einigermaßen gut gesehen zu werden. Die Ultraschalluntersuchung beginnt normalerweise am Ellbogen und wird mit der Sonde in Querrichtung zum Arm proximal fortgesetzt, bis der gewünschte Zugang identifiziert ist. Die Nadel kann in einer Ebene mit dem Wandler vorgeschoben werden, um zwischen Nerv und Humerus zu liegen. Der seitliche Kopf des Trizepsmuskels liegt hier über dem Nerv, und obwohl man das Überschreiten großer Muskelgewebemengen vermeiden möchte, gibt es keinen optimalen Zugang zum Nerv an einer oberflächlichen Stelle über dem Humerus. Gefäßstrukturen einschließlich der A. profunda brachii und des rekurrenten A. radialis können in anatomischer Nähe liegen und sollten gescannt werden, da man Verletzungen dieser Strukturen vermeiden möchte [14]. Die Elektrode(n) kann/können in der oberflächlichen Faszie des Trizepsmuskels verankert werden. Eine Zugschlaufe an der Stelle, an der die Elektrode aus dem Muskel austritt, ist ebenfalls wünschenswert. Die Platzierung des Generators sollte so nah wie möglich an den Elektroden erfolgen, um Traktion und Elektrodenmigration zu vermeiden. Die faszikuläre Anordnung des N. radialis ist möglicherweise nicht günstig für die Stimulation von mehr distalen Schmerzsyndromen, z. B. der sensorische Ast des distalen N. radialis an Stellen oberhalb des Ellbogens. Bei einem Patienten in der ersten Fallserie der US-gesteuerten Stimulatorplatzierung, zum Beispiel [3], war die Schwelle des Patienten zwischen sensorischer und motorischer Aktivierung zu eng, um therapeutisch zu sein. Beispielsweise kann eine Tenosynovektomie nach A de Quervain eine Verletzung des oberflächlichen N. radialis verursacht haben. Daher war ein besserer Ansatz zur Stimulierung dieses distalen radialen Astes in der Mitte des Unterarms, unmittelbar tief am Musculus brachioradialis. Letztendlich benötigte die obige Patientin [3] eine offene Platzierung einer flachen Elektrode am distalen oberflächlichen radialen Ast, um ihre Analgesie zu verbessern. Offene operative Befunde umfassten perineurale Narbenbildung und Neurom. Dieser Ast hätte mit Ultraschall in der Nähe der Radialarterie sichtbar gemacht werden können, wo die Bildgebung durch die Verwendung von Farbflussdoppler verbessert werden kann.

5. ULNARNERVENSTIMULATION

Der N. ulnaris liegt sehr nahe an der Hautoberfläche, oberflächlich zum medialen Kopf des Trizepsmuskels. In den neueren anatomischen Machbarkeitsstudien [1, 2] wurde der Nerv an einer Stelle 9–13 cm proximal des medialen Epicondylus im medialen/posterioren Arm identifiziert, eine Stelle, an der er normalerweise leicht identifizierbar war und sich auch in unmittelbarer Nähe befand der Humerus. Das Ultraschallscannen kann am Ellbogen beginnen und mit der Sonde in Querrichtung zum Arm weiter proximal scannen, bis die Nervenfaszikelanordnungen gut identifiziert werden können. Die Nadel kann auf der medialen Seite des Arms von posterior nach anterior vorgeschoben werden, um zwischen Nerv und Humerus zu liegen, wobei sie oberflächlich zum medialen Kopf des Trizeps bleibt. Häufig sind Patienten mit Schmerzsyndromen des Ulnarisnervs wie dem Kubitaltunnelsyndrom nach fehlgeschlagener Transpositionsoperation gute Kandidaten. In diesen Fällen kann der Nerv bereits chirurgisch verlagert worden sein, wodurch er leichter identifizierbar ist. US kann die Visualisierung großer Neurome ermöglichen. Der Nerv tritt in den Cubitaltunnel ein, nachdem er hinter dem medialen Epicondylus in die Ulnarfurche eingedrungen ist. Der Kubitaltunnel wird durch den aponeurotischen Bogen des Flexor carpi ulnaris als Decke gebildet, wo die Aponeurose am medialen Epicondylus und Olecranon ansetzt, wobei der Boden durch die medialen Bänder des Ellenbogens und den Musculus flexor digitorum profundus gebildet wird [14]. Dieser Bereich ist ein potenzieller Bereich der Kompression des Nervs.

6. MEDIANNERVENSTIMULATION

Der Nervus medianus tritt medial des Bizepsmuskels und seiner Sehne und neben der A. brachialis in die Fossa antecubitalis ein. Die Arterie dient als guter Orientierungspunkt, um das neurovaskuläre Bündel zu scannen, den Nervus medianus zu identifizieren und distal weiter zu scannen. Im oberen Unterarm verläuft der Nerv etwa 4–6 cm distal der Antecubitalfalte zwischen den beiden Köpfen des M. pronator teres und dann unter der sublimis-Brücke der beiden Köpfe des Flexor digitorum superficialis (Abb.. 2). Es gibt zahlreiche potenzielle neurale faszikuläre Verbindungen zwischen den N. medianus und ulnaris, die sich häufig im Unterarm befinden. Die wichtigste ist die Martin-Gruber-Anastomose. Die meisten dieser Martin-Gruber-Anastomosen umfassen Fasern vom N. medianus, die zum N. ulnaris führen, wobei die Umkehrung viel seltener vorkommt. Es können auch andere anomale Verbindungen existieren. Interessanterweise beinhaltete die allererste Serie von PNS5 wahrscheinlich eine Art abnormaler Verbindung, wobei sowohl mediane als auch ulnare sensorische Verteilungen durch die Anwendung von Stimulation auf den N. ulnaris stimuliert wurden.

Abb.2 (a) Querschnittsanatomie des N. medianus etwa 4–6 cm distal der Fossa antecubitalis im oberen Unterarm. (b) Ein US-Ansatz in der Längsachse in der Ebene zum N. medianus ist dargestellt, wobei die Nadel und die Elektrode näher am Muskel gehalten und die A. ulnaris vermieden werden. (c) Dissektion frischer Leichen nach US-geführter Elektrodenplatzierung. Anatomische Eintrittsstelle ca. 4–6 cm distal der Fossa antecubitalis (Anker an der oberflächlichen Faszie vernäht) mit einer in Längsrichtung platzierten Elektrode, die vor dem Nervus medianus liegt

Die Stimulation des N. medianus kann entweder oberhalb des Ellbogens oder unterhalb des Ellbogens erfolgen. Die Stimulation unterhalb des Ellbogens könnte auf eine dieser abweichenden Anastomosen treffen oder den Nerv zwischen den Pronatorköpfen stimulieren, wo eine Kompression wahrscheinlicher ist.

7. Ischiasnerv an der Kniekehlengabelung

Der N. peronaeus communis kann an seinem Abzweigungspunkt vom N. ischiadicus, einem Punkt 6–12 cm proximal der Poplitealfalte, identifiziert werden. Die Ultraschalluntersuchung beginnt normalerweise an der Kniekehle und wird mit der Sonde in Querrichtung zum Bein proximal fortgesetzt, bis der gewünschte Nerv identifiziert ist. Es kann entweder eine transversale oder eine longitudinale Platzierung verwendet werden, wobei die transversale Platzierung Bewegungen eher verzeiht, aber eine größere Anzahl möglicher Elektroden die Nerven kontaktiert, wenn eine longitudinale Platzierung erfolgt. Die Lage der Kniekehlenarterie wird notiert, um eine Gefäßpunktion während der Elektrodenplatzierung zu vermeiden. Die Nadel kann in einer leicht schrägen Ebene von posterolateral nach anteromedial vorgeschoben werden, wobei zu vermeiden ist, dass sie durch den M. biceps femoris verläuft (Abb.. 3). Der Bereich distal der Bifurkation des Ischiasnervs, ein kurzes Stück hinter dem Schienbeinast, ist mit Ultraschall ziemlich gut zu sehen. Die Elektrode kann an der Faszie des M. biceps femoris verankert werden. Während anatomischer Machbarkeitsstudien wurde der Bereich in der Nähe des Fibulaköpfchens ebenfalls auf potenzielle US-geführte Platzierungen untersucht, aber es gibt sehr wenig anatomischen Spielraum, und die derzeitigen Elektroden sind für diesen Bereich nicht gut ausgelegt. Supramaleoläre Bereiche können attraktive Stellen sein, um auf den oberflächlichen Nervus peronaeus abzuzielen, wurden jedoch noch nicht versucht.

Abb. 3 (a) Querschnittsanatomie und Technik der Kurzachsen-US-Visualisierung mit senkrechter Elektrodenplatzierung zur Abdeckung sowohl der Schienbein- als auch der N. peronaeus communis. (b) Eine vergrößerte Ansicht der US-Ansicht in (a). (c) Anatomische Dissektion der Elektrodenplatzierung direkt distal der Ischiasbifurkation, ähnlich wie (a) und (b), verläuft jedoch zwischen den Schienbein- und N. peronaeus (CP)-Nerven. Beachten Sie, dass zwei elektrische Kontakte unter den Ästen des Nervus tibialis und des N. peroneus communis zu sehen sind. Die Pinzette befindet sich weiter distal auf der CP.

8. HINTERER TIBIALER NERV

Der N. tibialis posterior kann auch weiter distal im Bein erreicht werden. Etwa 8–14 cm proximal des Innenknöchels befindet sich der Nerv in unmittelbarer Nähe des Musculus tibialis posterior, des Digitorum profundus, einer oder zwei großer Venen und des Flexor hallucis longus. Die Ultraschalluntersuchung beginnt normalerweise am Knöchel in der Nähe des Innenknöchels, wobei die Sonde quer zum Bein ausgerichtet ist, und wird dann proximal fortgesetzt, bis der gewünschte Zugang identifiziert ist. Die Position der A. tibialis posterior wird notiert, um eine Gefäßpunktion während der Elektrodenplatzierung zu vermeiden. Die Nadel kann entlang der medialen Seite des Knöchels von anterior nach posterior vorgeschoben werden, um gerade oberflächlich (oder tief) am Nerv zu liegen. Es sollte darauf geachtet werden, ein Trauma des umgebenden Gewebes zu minimieren und eine Überschreitung dieser Muskelstrukturen zu vermeiden. Der Impulsgenerator kann oberflächlich zur Faszie des medialen Gastrocnemius-Muskels platziert werden.

9. FAZIT

PNS kann unter minimalinvasiver Führung durchgeführt werden. Im Allgemeinen sollte die Durchführung von Dauerimplantationen weiterhin offen durchgeführt werden, bis sowohl bedeutende klinische Erfahrungen vorliegen als auch langfristige Ergebnisse klarer sind. Zukünftige prospektive Doppelblindstudien und die Entwicklung neuer Elektroden können hilfreich sein, um diese minimalinvasive Technik voranzutreiben.