Elektrische Nervenstimulatoren und Lokalisierung peripherer Nerven - NYSORA | NYSORA

Elektrische Nervenstimulatoren und Lokalisierung peripherer Nerven

André van Zundert und Admir Hadzic

EINFÜHRUNG

Periphere Nervenstimulation (PNS), ein wichtiges Instrument zur Unterstützung der Verabreichung peripherer Nervenblockaden. Verbesserungen in der elektrischen Nervenlokalisierungstechnologie haben zu einer Reihe von im Handel erhältlichen Nervenstimulatoren geführt, die im Vergleich zu älteren Geräten überlegen und fortschrittlicher sind. Mit der Einführung von ultraschallgesteuerten Nervenblockaden ist jedoch Verwirrung über die Rolle der Nervenstimulation bei der Einstellung von ultraschallgesteuerten Nervenblockaden entstanden. Dieser Überblick konzentriert sich auf die Grundlagen der Nervenstimulation mit einem kurzen historischen Hintergrund, den neuesten Entwicklungen in der Technologie und der Rolle der Nervenstimulation mit ultraschallgesteuerten peripheren Nervenblockaden.

GESCHICHTE

Fakten

  • 1780: Luigi Galvani beschrieb als erster die Wirkung elektrischer neuromuskulärer Stimulation in einem Froschexperiment.
  • 1912: Perthes entwickelt und beschreibt einen elektrischen Nervenstimulator.
  • 1955: Pearson führt das Konzept isolierter Nadeln zur Nervenlokalisierung ein.
  • 1962: Greenblatt und Denson stellen einen tragbaren Solid-State-Nervenstimulator mit variabler Stromabgabe vor und beschreiben seine Verwendung zur Nervenlokalisierung.
  • 1973: Montgomery et al. zeigten, dass nicht isolierte Nadeln deutlich höhere Stromamplituden benötigen als die isolierten Nadeln.
  • 1984: Ford et al. berichteten über einen Mangel an Genauigkeit bei nicht isolierten Nadeln, nachdem die Nadelspitze den Zielnerv passiert hatte.
  • Ford et al. schlugen die Verwendung von Nervenstimulatoren mit einer Konstantstromquelle vor, basierend auf dem Vergleich der elektrischen Eigenschaften von peripheren Nervenstimulatoren.
  • 2004 definierten Hadzic & Vloka die elektrischen Eigenschaften und schlugen einen Herstellungsstandard für moderne Nervenstimulatoren vor.

Vom Konzept der Nervenstimulation bis zur Einführung der Elektrolokalisation während der peripheren Nervenblockade in den 100er Jahren vergingen fast 1990 Jahre. Die breitere Einführung der Nervenstimulation in die Praxis der peripheren Nervenblockade führte zur Erforschung der Nadel-Nerv-Beziehung und der Wirkung der Reizdauer. In jüngerer Zeit wurden die Prinzipien der elektrischen Nervenstimulation auf die Oberflächenkartierung von peripheren Nerven unter Verwendung einer perkutanen Elektrodenführung zur Bestätigung und Platzierung von Epiduralkathetern und Platzierung von peripheren Kathetern angewendet. Dieses Kapitel behandelt die Elektrophysiologie der Nervenstimulation, elektrische Nervenstimulatoren, verschiedene Arten der Lokalisation peripherer Nerven und die Integration der Technologie in den Bereich der ultraschallgeführten Regionalanästhesie.

Was ist elektrische periphere Nervenstimulation?

Die elektrische Nervenstimulation in der Regionalanästhesie ist eine Methode, bei der ein elektrischer Reiz mit geringer Intensität (bis zu 5 mA) und kurzer Dauer (0.05 bis 1 ms) (mit einer Wiederholungsrate von 1 bis 2 Hz) verwendet wird, um eine definierte Reaktion zu erzielen ( Muskelzucken oder -gefühl), um einen peripheren Nerv oder Nervenplexus mit einer (isolierten) Nadel zu lokalisieren, bevor ein Lokalanästhetikum in unmittelbarer Nähe des Nervs injiziert wird, um die Nervenleitung für Operationen oder akute Schmerzbehandlung zu blockieren. Die Verwendung der Nervenstimulation kann eine intraneurale oder intrafaszikuläre Nadelplatzierungsinjektion erkennen, ein weiteres intraneurales Vorschieben der Nadel verhindern und dazu beitragen, das Risiko einer Nervenverletzung zu verringern.

Die elektrische Nervenstimulation kann für eine Einzelinjektionstechnik sowie zur Führung während des Einführens von Kathetern zur kontinuierlichen Nervenblockade verwendet werden. In jüngerer Zeit ist die Ultraschallführung in Kombination mit Nervenstimulation („duale Überwachung“) zu einer gängigen Praxis geworden, um die Nadelplatzierung und die robuste medizinrechtliche Dokumentation von Nervenblockadeverfahren zu steuern.

Indikationen für die Verwendung von PNS

Prinzipiell können fast alle Plexusse oder andere große periphere Nerven mittels PNS lokalisiert werden. Bei Verwendung mit Ultraschallführung wird PNS in erster Linie zu einem Sicherheitsinstrument. Das Ziel der Nervenstimulation besteht darin, die Spitze der Nadel (genauer gesagt ihre Injektionsöffnung) in unmittelbarer Nähe des Zielnervs zu platzieren, um das Lokalanästhetikum in den Geweberaum zu injizieren, der den Nerv enthält. Bei Verwendung mit Ultraschallführung wird PNS in erster Linie zu einem Sicherheitsinstrument. Eine unerwartete motorische Reaktion während des Nadelvorschubs kann den Bediener darauf aufmerksam machen, dass sich die Nadel in unmittelbarer Nähe des Nervs befindet, und daher einen weiteren Nadelvorschub verhindern, wenn die Position der Nadelspitze im Ultraschall nicht gut zu sehen ist. Die motorische Reaktion (Zucken) auf PNS ist objektiv, zuverlässig und unabhängig von der (subjektiven) Reaktion des Patienten. Selbst unter Ultraschallkontrolle ist die Nervenstimulation oft hilfreich, um zu bestätigen, dass es sich bei der abgebildeten Struktur tatsächlich um den gesuchten Nerv handelt. Ebenso kann die Nadel-Nerv-Beziehung nicht immer im Ultraschall sichtbar gemacht werden; Es kann zu einer unerwarteten motorischen Reaktion kommen, die den Bediener darauf hinweist, dass sich die Nadel bereits in unmittelbarer Nähe des Nervs befindet. Das Auftreten einer motorischen Reaktion bei einer Stromstärke von weniger als 0.5 mA kann als Indikator für einen Nadel-Nerv-Kontakt oder eine intraneurale Nadelplatzierung dienen. Obwohl diese Reaktion möglicherweise sogar bei einer intraneuralen Nadelposition nicht vorhanden ist (geringe Empfindlichkeit), weist ihr Vorhandensein im Wesentlichen immer auf eine intraneurale Platzierung hin (hohe Spezifität). Ein Algorithmus zur Verwendung der Nervenstimulation als Überwachungsinstrument während ultraschallgeführter Blockaden wird in bereitgestellt Abbildung 1.

ABBILDUNG 1. Ein Algorithmus zur Verwendung der Nervenstimulation mit ultraschallgeführten Nervenblockaden. Bitte beachten Sie, dass der Nervenstimulator hier in erster Linie als Instrument zur Sicherheitsüberwachung und nicht als Instrument zur Nervenlokalisierung verwendet wird. Der Stimulator ist auf 0.5 mA (0.1 ms) eingestellt, und der Strom wird selten manipuliert. Stattdessen wird eine motorische Reaktion erhalten; besondere Vorsicht ist geboten, da dies auf eine enge Nadel-Nerv-Beziehung hindeutet. Anstatt die Stromstärke einzustellen, um zu bestimmen, bei welchem ​​Strom die motorische Reaktion erlischt, wird die Nadel leicht zurückgezogen, um die Reaktion aufzuheben und die Nadelspitze vom Nerv zu entfernen. Dann wird eine kleine Menge Lokalanästhetikum injiziert, um die Position der Nadelspitze zu bestimmen, wobei ein Öffnungsdruck von mehr als 15 psi vermieden wird. LA, Lokalanästhetikum; OIP, Öffnungseinspritzdruck.

Zu den Nachteilen von PNS gehören die Notwendigkeit zusätzlicher Ausrüstung (Nervenstimulator und isolierte Nadeln), die höheren Kosten isolierter Nadeln und Ausnahmefälle, bei denen es schwierig sein kann, eine motorische Reaktion hervorzurufen.

NYSORA-Tipps

  • Das Auftreten einer motorischen Reaktion bei 0.5 mA (0.1 ms) weist auf einen Nadel-Nerv-Kontakt oder eine intraneurale Nadelplatzierung hin.
  • Das Auftreten der Motorreaktion bei 0.5 mA sollte zu Vorsicht führen. Der Arzt sollte aufhören, die Nadel vorzuschieben, die Nadel um 1 mm zurückziehen und 1 ml Lokalanästhetikum injizieren (vorausgesetzt, der Öffnungsdruck beträgt weniger als 15 psi), um die Position der Nadelspitze zu bestimmen und die Nadel und den Injektionsprozess entsprechend anzupassen.
  • Bei einem Patienten, der Muskelrelaxantien erhält, sollte man sich nicht auf PNS verlassen.
  • Das Vorhandensein einer Spinal- oder Epiduralanästhesie hat keinen negativen Einfluss auf die Zuverlässigkeit von PNS.
  • Mehrere Injektionstechniken können aufgrund der partiellen Nervenblockade, die zwischen den Injektionen auftritt, die PNS-Empfindlichkeit verringern.

GRUNDLAGEN DER NEUROPHYSIOLOGIE UND ELEKTROPHYSIOLOGIE

Membranpotential, Ruhepotential, Depolarisation, Aktionspotential und Impulsausbreitung

Alle lebenden Zellen haben ein Membranpotential (ein Spannungspotential über ihrer Membran, gemessen von außen nach innen), das (je nach Spezies und Zelltyp) von etwa –60 bis –100 mV variiert. Nerven- und Muskelzellen von Säugetieren haben typischerweise ein Membranpotential (Ruhepotential) von etwa –90 mV.

Nur Nerven- und Muskelzellen sind in der Lage, gleichförmige elektrische Impulse, sogenannte Aktionspotentiale (manchmal auch Spikes genannt), zu erzeugen, die sich entlang ihrer Membranen ausbreiten, insbesondere entlang der langen Verlängerungen von Nervenzellen (Nervenfasern, Axone). Eine Abnahme der elektrischen Potentialdifferenz (z. B. von –90 auf –55 mV oder Depolarisation) löst ein Aktionspotential aus. Wenn die Depolarisation eine bestimmte Schwelle überschreitet, wird gemäß der Alles-oder-Nichts-Regel ein Aktionspotential oder eine Reihe von Aktionspotentialen von der Nervenmembran erzeugt (auch Feuern genannt), was zur Ausbreitung des Aktionspotentials entlang der Nervenfaser führt ( Axon). Um die Nervenmembran von außerhalb der Zelle zu depolarisieren (extrazelluläre Stimulation), ist die negative Polarität des elektrischen Stimulus effektiver beim Entfernen der positiven Ladung von der Außenseite der Membran. Dies wiederum verringert das Potential über der Membran in Richtung des Schwellenpegels.

Es gibt verschiedene Arten von Nervenfasern. Jeder Fasertyp kann anatomisch durch seinen Durchmesser und Myelinisierungsgrad unterschieden werden. Die Myelinisierung wird durch eine isolierende Schicht aus Schwannschen Zellen gebildet, die um die Nervenfasern gewickelt sind. Diese Eigenschaften bestimmen weitgehend das elektrophysiologische Verhalten verschiedener Nervenfasern, dh die Geschwindigkeit der Impulsausbreitung von Aktionspotentialen und die Erregbarkeitsschwelle. Am häufigsten sind die Unterscheidungsmerkmale motorische Fasern (z. B. Aα, Aβ) und Schmerzfasern (C). Die Aα-Motorfasern haben den größten Durchmesser und den höchsten Myelinisierungsgrad und daher die höchste Geschwindigkeit der Impulsausbreitung und eine relativ niedrige Schwelle für externe Stimulation. Die C-Fasern (die starke, dumpfe Schmerzen übertragen) haben wenig bis keine Myelinisierung und einen kleineren Durchmesser. Folglich ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit in diesen Fasern relativ gering, und die Schwellenpegel für externe Stimulation sind im Allgemeinen höher.

Es gibt mehrere andere efferente Fasern, die Antworten von verschiedenen Hautrezeptoren oder Muskelspindeln (Aδ) übertragen. Diese sind dünner als Aα-Fasern und haben eine geringere Myelinisierung. Einige dieser (afferenten) Sinnesfasern, die eine relativ niedrige Schwelle haben, übertragen bei elektrischer Stimulation das typische Kribbeln, das mit einem geringeren Schmerzempfinden einhergeht (ähnlich wie beim Auftreffen auf den „lustigen Knochen“). Eine solche Empfindung kann während einer transkutanen Stimulation auftreten, bevor eine motorische Reaktion ausgelöst wird.

Der grundlegende anatomische Aufbau von myelinisierten Aα-Fasern (motorisch) und nicht myelinisierten C-Fasern (Schmerz) ist schematisch in dargestellt Abbildung 2. Der Zusammenhang zwischen verschiedenen Reizen und der Auslösung des Aktionspotentials in Motor- und Schmerzfasern ist in dargestellt Abbildungen 3A und 3B, Bzw.

ABBILDUNG 2. Schematische anatomische Strukturen von Nervenfasern. A: Nervenfaser (Axon) mit Isolierung (Myelinscheide), (Aα-Fasern). B: Nervenfaser (Axon) ohne Isolierung (C-Faser).

ABBILDUNG 3. A: Aktionspotential, Schwellenwert und Stimulus. Motorfasern haben eine kurze Chronaxie wegen der relativ geringen Kapazität ihrer myelinisierten Membran (nur der Bereich der Knoten von Ranvier zählen; siehe Abbildung 14–1); daher dauert es nur kurze Zeit, um die Membran bis zum Schwellenwert zu depolarisieren. B: Aktionspotential, Schwellenwert und Stimulus. Schmerzfasern haben eine lange Chronaxie wegen der höheren Kapazität ihrer nichtmyelinisierten Membran (die gesamte Fläche der Membran zählt); daher dauert es länger, die Membran bis zum Schwellenwert zu depolarisieren. Kurze Impulse (wie durch die vertikale gepunktete Linie angezeigt) wären nicht in der Lage, die Membran unter den Schwellenwert zu depolarisieren.

Schwellenwert, Rheobase, Chronoxie

Bei einer gegebenen Pulsdauer ist eine bestimmte Mindeststromstärke erforderlich, um den Schwellenpegel der Erregung zu erreichen. Der niedrigste Schwellenstrom (bei unendlich langen Impulsdauern) wird als Rheobase bezeichnet. Die Impulsdauer (Impulsbreite) bei doppeltem Rheobasisstrom wird als Chronaxie bezeichnet. Elektrische Impulse mit der Dauer der Chronaxie sind am effektivsten (bei relativ niedrigen Amplituden), um Aktionspotentiale hervorzurufen. Dies ist der Grund, warum eine motorische Reaktion bei solch kurzer Impulsdauer (z. B. 0.1 ms) bei relativ niedrigen Stromamplituden ausgelöst werden kann, während die Stimulation von C-Typ-Schmerzfasern vermieden wird. Typische Chronaxiewerte sind 50–100 μs (Aα-Fasern), 170 μs (Aδ-Fasern) und 400 μs oder mehr (C-Fasern). Die Beziehung der Rheobase zur Chronaxie für motorische Fasern im Vergleich zu Schmerznervenfasern ist in dargestellt Abbildung 4.

ABBILDUNG 4. A: Vergleich von Schwellenkurven, Chronaxie und Rheobase-Niveau von motorischen (hohe Geschwindigkeit) und Schmerzfasern (niedrige Geschwindigkeit). B: Experimentelle Daten, Schwellenamplituden, erhalten mit perkutaner Stimulation (Stimuplex Pen und Stimuplex HNS 12). Stimulation durch perkutane Stimulation des Nervus medianus in der Nähe des Handgelenks auf der Suche nach einer motorischen Reaktion des Daumens. C: Schwellenamplituden, erhalten mit perkutaner Stimulation (Stimuplex Pen und Stimuplex HNS 12). Stimulation der N. medianus und radialis in der Nähe des Handgelenks und am mittleren Unterarm auf der Suche nach elektrischen Parästhesien (Kribbeln) in den Mittel- und Ringfingern (Nervus medianus) bzw. oberflächlichen Schmerzempfindungen in der Nähe des Handgelenks (N. radialis).

Impedanz, Impulsdauer und Konstantstrom

Der elektrische Stromkreis wird durch den Nervenstimulator, die Nervenblocknadel und deren Spitzendesign, die Gewebeeigenschaften des Patienten, die Haut, die Hautelektrode (Erdungselektrode) und die Kabel, die alle Elemente verbinden, gebildet. Der Widerstand dieser Schaltung ist nicht nur eine einfache Ohm'sche Widerstandsgleichung, da die spezifischen Kapazitäten des Gewebes, der elektrokardiographischen (EKG) Elektrode-zu-Haut-Schnittstelle und der Nadelspitze den Gesamtwiderstand beeinflussen. Die Kapazität in der beschriebenen Schaltung variiert mit dem Frequenzgehalt des Reizstroms und wird als Impedanz oder komplexer Widerstand bezeichnet, der vom Frequenzgehalt des Reizes abhängt. Im Allgemeinen gilt: Je kürzer der Impuls ist, desto höher ist sein Frequenzgehalt und desto niedriger ist folglich die Impedanz eines Stromkreises mit einer gegebenen Kapazität. Umgekehrt hat eine längere Pulsdauer einen geringeren Frequenzinhalt. Beispielsweise beträgt der Hauptfrequenzinhalt für einen 0.1-ms-Stimulus 10 kHz plus seine Oberwellen, während für einen 1.0-ms-Impuls der Hauptfrequenzinhalt 1 kHz plus Oberwellen beträgt). In Wirklichkeit haben die Impedanz der Nadelspitze und die Elektrode-zu-Haut-Impedanz den größten Einfluss. Die Impedanz der Nadelspitze hängt stark von der Geometrie und Isolation (leitender Bereich) ab. Die Elektrode-zu-Haut-Impedanz kann von Person zu Person erheblich variieren (z. B. Hauttyp, Hydratationsstatus) und kann durch die Qualität der verwendeten EKG-Elektrode beeinflusst werden.

Aufgrund der variablen Impedanz im Stromkreis, die hauptsächlich durch die Nadelspitze und die Elektroden-Haut-Schnittstelle erzeugt wird, ist ein Nervenstimulator mit einer Konstantstromquelle und ausreichender (Spannungs-)Ausgangsleistung erforderlich, um den weiten Bereich der klinisch anzutreffenden Impedanzen zu kompensieren .

KLINISCHE ANWENDUNG DER PERIPHEREN NERVENSTIMULATION

Einrichtung und Überprüfung der Ausrüstung

Nachfolgend einige wichtige Aspekte für eine erfolgreiche Elektrolokalisation der peripheren Nerven mittels PNS:

  • Verwenden Sie nur einen speziell für Nervenblockaden hergestellten Nervenstimulator.
  • Verwenden Sie isolierte Nervenstimulationsnadeln (Tabelle 1).
  • Verwenden Sie hochwertige Hautelektroden mit niedriger Impedanz.
  • Einige preisgünstigere EKG-Elektroden können eine zu hohe Impedanz/Widerstand haben.
  • Prüfen Sie vor Beginn des Eingriffs die ordnungsgemäße Funktion des Nervenstimulators und der Verbindungskabel.
  • Überprüfen Sie während des Verfahrens regelmäßig, ob Strom zugeführt wird und die Elektroden nicht getrennt werden.
  • Das Design der Steckverbinder sollte eine falsche Polaritätsverbindung verhindern.
  • Verbinden Sie die Nervenstimulationsnadel mit dem Nervenstimulator (der eingeschaltet sein sollte) und stellen Sie die Stromstärke und -dauer auf die gewünschten Werte ein.
  • Wählen Sie für oberflächliche Blockaden 1.0 mA als Startstromstärke.
  • Wählen Sie für tiefe Blöcke 1.5 mA als Startstromstärke.
  • Wählen Sie für die meisten Zwecke zwischen 0.1 und 0.3 ms Stromdauer.
  • Wählen Sie unter Ultraschallführung den Strom als 0.5 mA; Es ist selten notwendig, den Strom zu ändern, da eine motorische Reaktion mit Ultraschallführung nicht angestrebt wird. Wenn es jedoch unerwartet ausgelöst wird, warnt es den Bediener, dass sich die Nadel in unmittelbarer Nähe des Nervs befindet oder intraneural platziert ist.

TABELLE 1. Für verschiedene Nervenblockaden empfohlene Stimulationsnadelgrößen.

NervenblockadeSingle-Shot-Technik
Länge (mm)
Single-Shot-Technik
Größe, AD (mm/G)
Kathetertechnik (Einführnadel)
Länge (mm)
Kathetertechnik (Einführnadel)
Größe, AD (mm/G)
Vorderes Interskalen25-500.5-0.7 / 25-2233-551.1-1.3 / 20-18
Hintere Skalenusse80-1000.7 / 2280-1101.3 / 18
Vertikal infraklavikulär (VIB) 500.7 / 2250-551.3 / 18
Achselblock 35-500.5-0.7 / 25-2240-551.3 / 18
Suprascapular35-500.5-0.7 / 25-2240-551.3 / 18
Psoas-Kompartiment80-1200.7-0.8 / 22-21 80-1501.3 / 18
Femurnerv500.7 / 2250-551.3 / 18
Saphenus-Nerv50-800.7 / 2255-801.3 / 18
Verschluss800.7 / 22801.3 / 18
Parasakraler Ischias80-1200.7-0.8 / 22-21 80-1101.3 / 18
Transglutealer Ischias80-1000.7-0.8 / 22-21 80-1101.3 / 18
Vorderer Ischias100-1500.7-0.9 / 22-20100-1501.3 / 18
Subtrochantärer Ischias80-1000.7-0.8 / 22-2180-1101.3 / 18
Seitlicher distaler Ischias50-800.7 / 2255-801.3 / 18
Poplitealer Ischias500.7 / 22551.3 / 18
AD = Außendurchmesser; EIN = Obturatornerv
Hinweis: Die angegebenen Nadelgrößen zur Nervenlokalisierung sind nur Schätzungen; Je nach Größe des Patienten kann eine etwas kürzere oder längere Nadel erforderlich sein. Einige Hersteller bieten auch kleinere Nadelgrößen für die pädiatrische Verwendung an.
Nadeln, die länger als für einen bestimmten Blockverfahren erforderlich sind, sollten nicht verwendet werden, da das Risiko von Komplikationen steigen kann, wenn die Nadel zu tief eingeführt wird.

Transkutane (Oberflächen-) Nervenkartierung

Wenn keine Ultraschallführung verwendet wird, kann ein Nerv-Mapping-Stift verwendet werden, um oberflächliche Nerven (bis zu einer maximalen Tiefe von etwa 3 cm) mit transkutaner Nervenstimulation zu lokalisieren, bevor die Nadel zur Nervenblockade eingeführt wird. Die transkutane Nervenkartierung ist besonders nützlich, wenn die beste Stelle für die Nadeleinführung bei Patienten mit schwieriger Anatomie identifiziert wird oder wenn sich die Orientierungspunkte als schwierig zu identifizieren erweisen. Abbildung 5 zeigt mehrere verfügbare Nervenkartierungsstifte.

Die Nervenkartierung ist auch beim Unterrichten der Oberflächenanatomie nützlich. Es sollte beachtet werden, dass eine längere Stimulusdauer (z. B. 1 ms) erforderlich ist, um eine transkutane Nervenstimulation zu erreichen, da eine größere Energie erforderlich ist, um transkutan eine motorische Reaktion von den neuralen Strukturen hervorzurufen. Die Elektrodenspitze des Pens sollte eine atraumatische, kugelförmige Spitze haben. Der Durchmesser der leitfähigen Spitze sollte nicht größer als ungefähr 3 mm sein, um eine ausreichende Stromdichte und räumliche Unterscheidung bereitzustellen, was bei größeren Spitzendurchmessern möglicherweise nicht der Fall ist. Beachten Sie, dass viele Nervenstimulatoren nicht die erforderliche Impulsdauer von 1 ms oder eine ausreichend starke Konstantstromquelle (mindestens 5 mA, 12 kΩ Ausgangslast) bieten, um einen Nerven-Mapping-Stift zuverlässig zu verwenden. Daher empfiehlt es sich, den Kartierungsstift und den Nervenstimulator zu paaren, idealerweise indem Sie sie vom selben Hersteller erwerben.

ABBILDUNG 5. Spitzenkonfiguration mehrerer im Handel erhältlicher Nervenkartierungs-PNS. Von links nach rechts: Stimuplex Pen (B. Braun, Melsungen (Deutschland); Nerv-Mapping Pen (Pajunk, Deutschland); NeuroMap (HDC, USA).

Die transkutane Stimulation durch einen Nerv-Mapping-Stift kann aufgrund der Stimulation verschiedener Sinneszellen in der Haut verschiedene Arten von Empfindungen hervorrufen. Dies kann als Kribbeln, Nadelstich oder sogar als leichtes Brennen empfunden werden. Die Wahrnehmung ist individuell sehr unterschiedlich. Die meisten Patienten vertragen die transkutane Stimulation mit einem Nerven-Mapping-Stift gut; Einige Personen beschreiben es jedoch als unangenehm oder sogar schmerzhaft (abhängig von der Stimulusamplitude und -dauer). Die von Nervenstimulatoren abgegebene Energiemenge mit einer maximalen Ausgangsleistung von 5 mA bei 1 ms Impulsdauer ist jedoch viel zu gering, um eine Verletzung der Haut oder der Nerven hervorzurufen. Eine moderate Prämedikation ist in der Regel ausreichend, damit das Verfahren von den Patienten gut vertragen wird. Die Oberflächenkartierung wurde als nützliches Werkzeug in der Ausbildung von Assistenzärzten vorgeschlagen und wurde in den 2000er Jahren besonders in der pädiatrischen Regionalanästhesie populär. Seine Verwendung war jedoch mit dem Aufkommen der Ultraschallführung selten.

Perkutane Elektrodenführung

Die perkutane Elektrodenführung kombiniert die transkutane Nervenstimulation (Nervenmapping) mit der Nadelführung zur Nervenblockade. Im Wesentlichen wird ein kleines Zielgerät an einer herkömmlichen Nervenblockiernadel angebracht und verriegelt, wodurch die leitende Nadelspitze Kontakt mit der Haut herstellen kann, ohne die Haut zu zerkratzen oder zu durchdringen. Sobald die beste Reaktion erreicht ist, wird die Nadel auf die übliche Weise durch die Haut vorgeschoben, und der Rest der Vorrichtung fährt fort, die Nadel zu stabilisieren und sie zum Ziel zu führen. Das Gerät ermöglicht es dem Bediener auch, Einkerbungen in Haut und Gewebe zu machen, so dass der anfängliche Abstand zwischen der Nadelspitze auf Hautniveau und dem Zielnerv verringert wird und die Nervenblockiernadel eine kürzere Strecke durch das Gewebe zurücklegen muss. Die Technik ermöglicht eine Vorortung des/der Zielnerv(en) vor der Hautpunktion (Abbildung 6).

ABBILDUNG 6. Perkutane Elektrodenführungstechnik mit Stimuplex Guide (B. Braun, Melsungen, Deutschland) während eines vertikalen infraklavikulären Blockverfahrens.

Bedienung des Nervenstimulators

Die für die Nervenstimulation verwendete Ausgangsamplitude hängt von der örtlichen Praxis und der projizierten Haut-Nerven-Tiefe ab. Für oberflächliche Nerven wird in den meisten Fällen eine Amplitude von 1 mA zu Beginn gewählt. Bei tieferen Nerven kann es erforderlich sein, die anfängliche Stromamplitude zwischen 1.5 und 3 mA zu erhöhen, bis in sicherer Entfernung vom Nerv eine motorische Reaktion ausgelöst wird. Eine zu hohe Stromstärke kann jedoch zu einer direkten Muskelstimulation oder Unbehagen für den Patienten führen, was beides unerwünscht ist.

Sobald die angestrebte Muskelreaktion erreicht ist, wird die Amplitude der Stromstärke allmählich verringert und die Nadel langsam weiter vorgeschoben. Die Nadel muss langsam vorgeschoben werden, um ein zu schnelles Vorrücken zwischen den Stimuli zu vermeiden. Das Vorschieben der Nadel und die Stromreduzierung werden fortgesetzt, bis die gewünschte motorische Reaktion mit einem Strom von 0.2–0.5 mA bei einer Stimulusdauer von 0.1 ms erreicht wird. Der Schwellenpegel und die Dauer des Stimulus sind voneinander abhängig; Im Allgemeinen ist eine kurze Pulsdauer ein besserer Diskriminator für den Abstand zwischen der Nadel und dem Nerv. Wenn die motorische Zuckung während des Nadelvorschubs verloren geht, sollte die Stimulusintensität zuerst erhöht werden, um die Muskelzuckung wiederzuerlangen, anstatt die Nadel blind zu bewegen. Sobald die Nadel richtig positioniert ist, nahe genug am Nerv bei etwa 0.3 mA Stromamplitude und 0.1 ms Impulsdauer, werden 1–2 ml Lokalanästhetikum als Testdosis mit niedrigem Öffnungsinjektionsdruck injiziert, wodurch die Muskelzuckung aufgehoben wird . Das hochleitfähige Injektat (z. B. Lokalanästhetikum oder normale Kochsalzlösung) schließt den Strom zum umgebenden Gewebe kurz, wodurch die motorische Reaktion effektiv aufgehoben wird. In solchen Situationen bringt eine Erhöhung der Amplitude das Muskelzucken möglicherweise nicht zurück. Tsui und Kropelin zeigten, dass die Injektion von Dextrose 5 % in Wasser (D5W; das eine geringe Leitfähigkeit hat) nicht zu einem Verlust der Muskelzuckung führt, wenn die Nadelposition nicht geändert wird. Dann wird die Gesamtmenge des Lokalanästhetikums injiziert, die der gewünschten Nervenblockade entspricht.

Zu beachten ist, dass das Ausbleiben der motorischen Reaktion bei einem Reizstrom von bis zu 1.5 mA eine intraneurale Nadelplatzierung nicht ausschließt (geringe Sensitivität). Das Vorhandensein einer motorischen Reaktion mit einem Strom niedriger Intensität (≤0.2 mA, 0.1 ms) tritt jedoch nur bei intraneuraler und möglicherweise intrafaszikulärer Nadelplatzierung auf. Aus diesem Grund sollte die Nadel, wenn die motorische Reaktion bei 0.2 mA oder weniger (0.1 ms) noch vorhanden ist, leicht zurückgezogen werden, um das Risiko einer intrafaszikulären Injektion zu vermeiden. Das Prinzip des Nadel-Nerv-Ansatzes und seine Beziehung zur Stimulation ist in dargestellt Abbildungen 7A, 7Bund 7C.

Um Beschwerden für den Patienten während der Nervenlokalisierung zu vermeiden oder zu minimieren, wird empfohlen, einen zu hohen Stimulationsstrom zu vermeiden. Auch hier sollte die Nadel nicht zu schnell vorgeschoben werden, da dies das Verletzungsrisiko erhöhen kann. Außerdem kann die beste Nadelposition, die eine gute motorische Reaktion nahe der Schwelle erzeugt, übersehen werden.

ABBILDUNG 7. A: Stimulationsnadel in einem Abstand zum Nerv und hoher Reizstrom, der eine schwache motorische Reaktion hervorruft. B: Stimulationsnadel nahe am Nerv und hoher Reizstrom, der eine starke motorische Reaktion hervorruft. C: Stimulationsnadel in der Nähe des Nervs und niedriger (schwellennaher) Reizstrom, der eine schwache motorische Reaktion hervorruft.

Die Rolle der Impedanzmessung

Die Messung der Impedanz kann zusätzliche Informationen darüber liefern, ob die elektrische Schaltung optimal ist. Theoretisch kann die Impedanz die intraneurale oder intravaskuläre Platzierung der Nadelspitze identifizieren. Tsui und Kollegen berichteten, dass sich die elektrische Impedanz fast verdoppelt (12.1 auf 23.2 kΩ), was signifikant ist, wenn die Nadel von einer extraneuralen zu einer intraneuralen Position in einem Schweine-Ischiasnerv vorgeschoben wird. Ebenso führt die Injektion einer kleinen Menge D5W, das eine hohe Impedanz hat, zu einem signifikant höheren Anstieg der Impedanz im perineuralen Gewebe als im intravaskulären Raum. Somit kann die Messung der Impedanz vor und nach der Dextrose-Injektion potenziell die intravaskuläre Platzierung der Nadelspitze erkennen, wodurch die Platzierung vor der Injektion des Lokalanästhetikums identifiziert wird. In diesem Bericht war die perineurale Ausgangsimpedanz (25.3 ± 2.0 kΩ) signifikant höher als die intravaskuläre (17.2 ± 1.8 kΩ). Bei der Injektion von 3 ml D5W stieg die perineurale Impedanz um 22.1 ± 6.7 kΩ auf einen Spitzenwert von 50.2 ± 7.6 kΩ und blieb während der Injektionszeit von 42 s nahezu konstant bei etwa 30 kΩ. Im Gegensatz dazu erhöhte sich die intravasale Impedanz nur um 2.5 ± 0.9 kΩ, was im Vergleich zur perineuralen Nadelposition signifikant weniger ist. Gegenwärtig sind jedoch weitere Daten erforderlich, bevor diese Ergebnisse als zusätzliche Sicherheitsüberwachungsmethode in die klinische Praxis aufgenommen werden können, obwohl in letzter Zeit diesbezüglich bedeutende Fortschritte erzielt wurden.

Sequentielle elektrische Nervenstimulation

Die derzeitige Nervenstimulation verwendet Stimuli mit identischer Dauer (typischerweise 0.1 ms), normalerweise mit einer Wiederholungsfrequenz von 1 oder 2 Hz. Ein häufiges Problem bei der Nervenstimulation besteht darin, dass die evozierte motorische Reaktion oft verloren geht, während die Nadel bewegt wird, um ihre Position zu optimieren. In solchen Fällen wird empfohlen, dass der Bediener entweder die Stimulusamplitude (mA) oder die Impulsdauer (ms) erhöht, wobei letzteres möglicherweise nicht möglich ist. Alternativ kann der Bediener je nach Art des verwendeten Nervenstimulators einige Schritte ausführen. Die SENSe-Technik (sequentielle elektrische Nervenstimulation) integriert nach zwei regelmäßigen Impulsen von 0.1 ms Dauer einen zusätzlichen Stimulus mit einer längeren Impulsdauer, wodurch eine 3-Hz-Stimulationsfrequenz erzeugt wird. Der dritte längere Impuls liefert mehr Ladung als die ersten beiden und reicht daher länger ins Gewebe. Folglich wird eine evozierte motorische Reaktion oft bei 1 Hz ausgelöst, selbst wenn die Nadel vom Nerv entfernt ist. Sobald die Nadelspitze näher am Nerv positioniert ist, sind Muskelzuckungen bei 3 Hz zu sehen. Der Vorteil der SENSe-Technik besteht darin, dass eine motorische Reaktion (mit 1/s) aufrechterhalten wird, selbst wenn die zuvor durch die ersten beiden Impulse ausgelösten Zuckungen aufgrund einer leichten Nadelbewegung verloren gehen. Diese Funktion verhindert, dass der Bediener die Nadel „blind“ bewegt.

Abbildung 8 zeigt Beispiele der jeweiligen SENSe-Impulsmuster bei unterschiedlichen Stimulusamplituden. Schließlich bleibt die Zielschwellenamplitude dieselbe wie gewöhnlich (etwa 0.3 mA), aber bei 3 Stimuli pro Sekunde. Bei der SENSe-Technik weist eine motorische Reaktion von nur 1/s darauf hin, dass die Nadel noch nicht richtig platziert ist. Ähnlich wie bei der Oberflächenkartierung hat der Nutzen dieser Technologie erheblich abgenommen.

ABBILDUNG 8. Sequentielle elektrische Nervenstimulation (SENSe) Impulsmuster des Nervenstimulators Stimuplex HNS 12 (B. Braun, Melsungen, Deutschland) in Abhängigkeit von der tatsächlichen Reizamplitude. Die Impulsdauer des dritten Impulses verringert sich bei der Reizamplitude unter 2.5 mA von 1.0 ms auf minimal 0.2 ms gegenüber der konstanten Impulsdauer von 0.1 ms der ersten beiden Impulse. A: Impulsmuster bei 0.3 mA (Schwellenwert). B: Impulsmuster bei 1.0 mA. C: Impulsmuster bei 2.0 mA.

Fehlerbehebung während der Nervenstimulation

Tabelle 2 listet die häufigsten Probleme auf, die während der Elektrolokalisation der peripheren Nerven auftreten, und die Korrekturmaßnahmen.

TABELLE 2. Häufige Probleme bei der Elektrolokalisation peripherer Nerven und Korrekturmaßnahmen.

Aufgabenstellung: Lösung
Nervenstimulator funktioniert überhaupt nicht.Batterie prüfen und ersetzen; siehe Bedienungsanleitung des Stimulators.
Nervenstimulator funktioniert plötzlich nicht mehrBatterie prüfen und ersetzen.
Trotz geeigneter Nadelplatzierung wird keine motorische Reaktion erzielt.Stecker, Hautelektrode, Kabel und Stimulationsnadel auf unterbrochenen Stromkreis oder zu hohe Impedanz prüfen.
Prüfen und vergewissern Sie sich, dass Strom fließt – keine Unterbrechungsanzeige am Stimulator.
Überprüfen Sie die Einstellung von Amplitude (mA) und Impulsdauer.
Überprüfen Sie die Stimulatoreinstellung (einige Stimulatoren haben einen Testmodus oder Pausenmodus, der die Stromabgabe verhindert).
Die motorische Reaktion verschwindet und kann auch nach zunehmender Stimulusamplitude und -dauer nicht wiedererlangt werden.Suchen Sie nach den zuvor aufgeführten Ursachen. Kann durch Injektion eines Lokalanästhetikums verursacht werden.

EIGENSCHAFTEN MODERNER NERVENSTIMULATOREN FÜR NERVENBLOCKS

Die wichtigsten Merkmale von Nervenstimulatoren

Dieser Abschnitt befasst sich mit den wichtigsten Merkmalen von Nervenstimulatoren zur Überwachung während Nervenblockaden.

Elektrische Eigenschaften

  • Eine einstellbare Konstantstromquelle mit einem Betriebsbereich von mindestens 10 kΩ Ausgangslast (Impedanz) und idealerweise bei 15 kΩ oder mehr.
  • Einstellbare Reizamplitude (0–5 mA).
  • Eine große und gut ablesbare Digitalanzeige des tatsächlich gelieferten Stroms.
  • Eine wählbare Impulsdauer (Breite), mindestens zwischen 0.1 und 1.0 ms (motorische Fasern werden leichter mit Strömen kürzerer Dauer [0.1 ms] stimuliert, während sensorische Fasern eine längere Reizdauer benötigen [1.0 ms]).
  • Eine Reizfrequenz zwischen 1 und 3 Hz (d. h. 1 bis 3 Impulse pro Sekunde). Der beste Kompromiss ist 2 Hz, was der Standardwert sein sollte
  • Ein monophasischer rechteckiger Ausgangsimpuls zur Bereitstellung reproduzierbarer Stimuli.
  • Konfigurierbare Startparameter, damit das Gerät dem Krankenhausprotokoll entspricht und Fehler vermeiden, wenn mehrere Benutzer mit demselben Gerät arbeiten (0.5 mA beim Start, 0.1 ms Impulsdauer, 2 Hz Stimulationsfrequenz).
  • Eine Anzeige der Schaltkreisimpedanz (kΩ) wird empfohlen, damit der Bediener die Integrität des elektrischen Schaltkreises überprüfen und eine mögliche intraneurale oder intravaskuläre Platzierung der Nadelspitze erkennen kann.
  • Ein automatischer Selbsttestprozess der internen Funktion des Geräts mit einer Warnmeldung, wenn etwas mit der Schaltung nicht stimmt.

Sicherheitsvorrichtungen

  • Einfache und intuitive Bedienung.
  • Ein großes und gut lesbares Display.
  • Eingeschränkter Strombereich (0–5 mA), da eine zu hohe Amplitude für den Patienten schmerzhaft oder unangenehm sein kann.
  • Anzeige aller relevanten Parameter wie Amplitude (mA) (alternativ Reizladung [nC]), Reizdauer (ms), Reizfrequenz (Hz), Impedanz (kΩ) und Batteriezustand.
  • Eindeutige Kennzeichnung der Ausgangspolarität (negative Polarität an der Nadel).
  • Aussagekräftige Gebrauchsanweisung mit Auflistung der Betriebsbereiche und zulässigen Toleranzen.
  • Der Batteriebetrieb des Nervenstimulators bietet im Gegensatz zum elektrischen Betrieb Eigensicherheit; Es besteht keine Gefahr eines schweren Stromschlags oder Verbrennungen durch einen Kurzschluss mit der Hauptstromversorgung.
  • Die maximale abgegebene Energie eines Nervenstimulators mit 5 mA und 95 V Ausgangssignal bei 1 ms Impulsdauer beträgt nur 0.475 mWs.
  • Kombinierte Geräte zur peripheren (zur peripheren Nervenblockade) und zur transkutanen (zur Muskelrelaxationsmessung) elektrischen Nervenstimulation sollten nicht verwendet werden, da die transkutane Funktion eine ungewollt hohe Energiebelastung erzeugt.

Alarme/Warnungen:

  • Drahtbruch-/Unterbrechungsalarm (optisch und akustisch).
  • Warnung/Anzeige bei zu hoher Impedanz, dh der gewünschte Strom wird nicht geliefert.
  • Die Anzeige der tatsächlichen Impedanz ist ratsam.
  • Amplitudenanzeige nahe der Schwelle oder Alarm.
  • Alarm bei schwacher Batterie.
  • Interner Störungsalarm.

Tabelle 3 bietet einen Vergleich der wichtigsten Merkmale gängiger Nervenstimulatoren.

TABELLE 3. Vergleich der wichtigsten Merkmale moderner Nervenstimulatoren.

Produkt/Firma
Serienmäßige Funktionen
Stimuplex-HNS
12 (mit SENSe)
B. Braun
Stimuplex-HNS 11
(ersetzt durch HNS 12)
B. Braun
Stimuplex DIG RC
B. Braun
Multistim-Sensor
Pajunk
Multistim
Vario Pajunk
Multistim
Plex Pajunk
Plexigon
Wygon
Polystimul II
Polymediziner
Tracer III
Life-Tech
NeuroTrace
III / NMS 300
HDC/Xavant
Technologie verwendet die Bass Methode
AmplitudeneinstellungDigitales Zifferblatt, 1 oder 2 Umdrehungen für VollausschlagAnaloges ZifferblattAnaloges ZifferblattDigitales ZifferblattAuf/Ab-TastenAuf/Ab-TastenDigitale Wähltasten nach oben/untenAnaloges ZifferblattAnaloges ZifferblattAuf/Ab-Tasten
Anzeigegröße [BxH, mm] / Typ62 × 41 Grafik-LCD50 × 20 Standard-LCD21 × 8 rote LED47 × 36 benutzerdefiniertes LCD47 × 18 benutzerdefiniertes LCD47 × 18 benutzerdefiniertes LCD47.5 × 33.5 benutzerdefiniertes LCD50 × 20 Standard-LCD50 × 20 Standard-LCD41 × 22 Grafik-LCD
Strombereich [mA]0-1
0-5
0-1
0-5
0.2-50-6
0-60 (nur für Nervenmapping, max. 1 kOhm)
0-6
0-60 (nur für TENS, max. 1.3 kOhm)
0-60-6 (bei 0.05 ms)
0-5 (bei 0.15 ms)
0-4 (bei 0.3 ms)
0-1
0-5
0.05-5
0.05-1.5
(mit Fußpedal)
0.1-5
0-20 (Nervenkartierung)
0-80 (ZEHN)
max. Ausgangsspannung [V]956132658080487260400 (für TENS)
max. Ausgangslast (Impedanz) nominal/max.12/17 kOhm (5 mA)
90 kOhm (1 mA)
12/12 kOhm (mA)
60 kOhm (mA)
6/6 kOhm (5 mA)
30 kOhm (mA)
12/13 kOhm (5 mA)
65 kOhm (1 mA)
12/15 kOhm (5 mA)
80 kOhm (1 mA)
12/15 kOhm (5 mA)
80 kOhm (1 mA)
9/9 kOhm (5 mA)
48 kOhm (1 mA)
10/13 (5mA)
72 kOhm (1 mA)
12/11 kOhm (5 mA)80 kOhm (5 mA)
(für TENS)
Impulsdauer [ms]0.05,
0.1,
0.3,
0.5,
1.0
0.1,
0.3,
1.0
0.10.05,
0.1,
0.2,
0.3,
0.5,
1.0
0.1,
0.3,
0.5,
1.0
0.10.05,
0.15,
0.3
0.1,
0.3,
1.0
0.05,
0.1,
0.3,
0.5,
1.0
0.04-0.200
Reizfrequenz [Hz]1, 2, 3 (SENSe)1, 21, 21, 21, 2, TOF,
50 Hz, 100 Hz
1, 21, 2, 41, 2, 3, 4, 51, 21, 2 TOF, DB,
50 Hz, 100 Hz
Anzeige des PatientenstromsJAJA durch Schlüssel aktiviertNEINJAJA durch Schlüssel aktiviertNEINJAJANEINNEIN
Anzeige des eingestellten StromsJA
wenn der Patientenstrom niedriger ist
JA
per Schlüssel aktiviert
JA
blinkt, wenn der Patientenstrom niedriger ist
JA
wenn die PAUSE-Taste gedrückt oder der Drehknopf gedreht wird
JA
per Schlüssel aktiviert
JA
(dauerhaft)
JA
wenn Wählscheibe gedreht wird
JA
per Schlüssel aktiviert
JAJA
keine Anzeige, wenn der Patientenstrom vom angezeigten Wert abweicht
Anzeige der Impulsdauer (ms)JAJA-Tasten-LED-JAJA-JAJA-Tasten-LEDJANEIN
Anzeige der Impedanz0-90 kOhmNEINNEINNEINNEINNEINNEINNEINNEINNEIN
Ladungsanzeige (nC)Optional, zusätzlich zur Anzeige von mANEINNEINNEINNEINNEINAlternative zu mANEINNEINNEIN
AlarmsignaleSpezielle Alarm- und Warntöne;
LED (rot/gelb/grün), Anzeige entsprechender Textmeldungen
Änderung des Signaltons und LED hört auf zu blinken, wenn kein Strom vorhanden ist, Symbol anzeigenKein Ton und kein gelbes LED-Blinken, wenn kein Strom; blinkende Anzeige, wenn Strom niedriger als eingestellt istÄnderung des Pieptons, wenn kein Strom vorhanden ist, Symbol anzeigenÄnderung von Piepton, Anzeigesymbol, LED hört auf zu blinken, wenn kein Strom vorhanden istÄnderung von Piepton, Anzeigesymbol, LED hört auf zu blinken, wenn kein Strom vorhanden istKonstanter Ton bei offenem Stromkreis, blinkende Anzeige, wenn der Strom niedriger als der eingestellte Wert istDer Klickton ändert sich, die LED hört auf zu blinken, wenn der Strom niedriger als der eingestellte Wert istBlinkendes Display und Zwitschern bei offenem StromkreisZwitscherton und Anzeigesymbol für Drahtbruch; keine Anzeige, wenn Strom niedriger als eingestellt ist
SchwellenamplitudenwarnungAkustisch, LED gelb und Anzeige einer TextmeldungNEINNEINNEINNEINNEINNEINNEINNEINNEIN
Menü für Setup und FunktionenJA, Volltextmenü, 26 SprachenNEINNEINNEIN (Setup ohne Menü)NEINNEINNEINNEINNEINJA, begrenzter Text
Perkutane NervenkartierungJA
Stimuplex-Stift
JA
Stimuplex-Stift
NEINJA
Stift + bipolare Sonde
NEINNEINNEINNEINNEINJA
NeuroMap-Stift
Remote controlHandheld-RCNEINHandheld-RCNEINNEINNEINNEINNEINFußpedal RCNEIN
Stromaufnahme bei 5 mA Ausgang [mA]3.63.6 (Tasten-LEDs aus)6.04.84.25.015.511.8 (Tasten-LEDs aus)Keine Daten5.7
Größe H × B × T [mm]157 × 81 × 35145 × 80 × 39126 × 77 × 38120 × 65 × 22121 × 65 × 22122 × 65 × 22200 × 94 × 40245 × 80 × 39153 × 83 × 57125 × 80 × 37
Gewicht mit Akku [g]277266210167168169251247275235
Hinweis: Modelle, Funktionen und Verfügbarkeit von Nervenstimulatoren, Juli 2008.

Stimulierende Nadeln

Eine moderne Stimulationsnadel sollte folgende Eigenschaften haben:

  • Eine vollständig isolierte Nadelnabe und -welle, um Stromlecks zu vermeiden
  • Tiefenmarkierungen zur einfachen Identifizierung und Dokumentation der Einstichtiefe der Nadel

Die Abbildungen 9A und 9B zeigen einen Vergleich der elektrischen Eigenschaften von unisolierten und isolierten Nadeln mit unbeschichteter Fase (Abbildung 9A) und vollbeschichtete Nadeln mit punktförmiger Elektrode (Abbildung 9B). Obwohl eine nicht isolierte Nadel eine gewisse Unterscheidung (Änderung der Schwellenamplitude) bereitstellt, während sie sich dem Nerv nähert, gibt es praktisch keine Fähigkeit zur Unterscheidung, sobald die Nadelspitze den Nerv passiert hat. Daher ist die räumliche Diskriminierung in der Nähe des Nervs bei Nadeln mit punktförmiger Elektrodenspitze präziser (Abbildung 9B) im Vergleich zu Nadeln mit unbeschichtetem Schliff (Abbildung 9A).

ABBILDUNG 9. A: Schwellenamplitude, die mit einer unbeschichteten Nadel und einer beschichteten Nadel mit einer unbeschichteten Abschrägung erreicht wird. B: Schwellenamplitude, die mit einer vollständig beschichteten Nadel und einer punktförmigen Elektrode erreicht wird.

Anschluss

Stecker und Kabel sollten vollständig isoliert sein und einen Sicherheitsstecker enthalten, um Kriechströme sowie das Risiko einer elektrischen Aufladung zu verhindern, wenn die Nadel nicht mit dem Stimulator verbunden ist. Für die Technik mit immobiler Nadel sollte ein Verlängerungsschlauch mit einem Luer-Lock-Anschluss vorhanden sein.

Visualisierung der Nadel unter Ultraschallbildgebung

Da die Ultraschallbildgebung immer häufiger verwendet wird (insbesondere bei der Verwendung der „Dual-Guidance“-Technik), wird die Bedeutung einer guten Visualisierung der Nervenblockierungsnadel ein zusätzliches wichtiges Merkmal. Die Sichtbarkeit (deutliches Reflexionssignal) der Nadelspitze ist sicherlich der wichtigste Aspekt, da dies der Teil der Nadel ist, der im Zielgebiet neben dem Nerv platziert wird. Insbesondere bei Verwendung des In-Plane-Ansatzes ist jedoch auch die Sichtbarkeit des Nadelschafts von Interesse, da dies hilft, die Nadel richtig mit dem Ultraschallstrahl auszurichten, um die gesamte Länge zum Zielnerv zu visualisieren.

Stimulierende Katheter

Im Prinzip funktionieren Stimulationskatheter wie isolierte Nadeln. Der Katheterkörper besteht aus isolierendem Kunststoffmaterial und enthält im Inneren normalerweise einen Metalldraht, der den Strom zu seiner freiliegenden Spitzenelektrode leitet. Üblicherweise werden solche Stimulationskatheter unter Verwendung einer fortlaufenden Nervenblockiernadel platziert, die platziert wird, indem zuerst wie beschrieben eine Nervenstimulation verwendet wird. Sie fungiert als Einführnadel für den Katheter. Sobald diese Nadel in der Nähe des zu blockierenden Nervs oder Plexus platziert ist, wird der Stimulationskatheter durch sie eingeführt und der Nervenstimulator mit dem Katheter verbunden. Die Stimulation durch den Katheter sollte erneut bestätigen, dass die Katheterspitze in unmittelbarer Nähe des/der Zielnerv(en) positioniert ist. Allerdings muss beachtet werden, dass die Schwellenströme bei Stimulationskathetern erheblich höher sein können. Die Injektion von Lokalanästhetika oder Kochsalzlösung (die häufig verwendet werden, um den Raum zum leichteren Einfädeln des Katheters zu erweitern) sollte vermieden werden, da dies den Schwellenstrom erheblich erhöhen und sogar eine motorische Reaktion verhindern kann. D5W kann verwendet werden, um zu vermeiden, dass eine motorische Reaktion verloren geht. Seit der Einführung der Ultraschallüberwachung der Verteilung des Lokalanästhetikums nach Nadel- oder Katheterplatzierung sind Stimulationskatheter nahezu obsolet geworden. Denn der ultimative Test für die Platzierung der Katheterspitze in der therapeutischen Position ist die Verteilung des Injektats in der Gewebeebene, die den Nerv oder das Plexus enthält. Da der Stimulationskatheter in der richtigen Position platziert werden kann, ohne dass die motorische Reaktion erhalten wird, führt die Verwendung der Stimulation durch den Katheter oft zu einer unnötigen Nadel- und Kathetermanipulation. Die Überwachung der Nervenstimulation der Einzelinjektion oder der kontinuierlichen Nadelplatzierung ist nützlich, um einen Nadel-Nerv-Kontakt oder eine intraneurale Platzierung zu vermeiden und das Risiko einer Nervenentzündung oder intraneuralen Injektion und daraus resultierender Verletzungen zu verringern. Im Gegensatz dazu sind Katheter biegsam und es ist sehr unwahrscheinlich, dass sie ein Nerventrauma verursachen oder in einen Faszikel eingeführt werden.

NYSORA-Tipps

  • Verwenden Sie bei ultraschallgeführten Nervenblockaden eine Strom-Nervenstimulation niedriger Intensität (0.5 mA) und ändern Sie die Stromstärke während des Eingriffs nicht.
  • Stellen Sie bei Nervenstimulator-geführten Nervenblockaden die Stimulusstromamplitude ein: 1 mA (oberflächliche Blockaden), 2 mA (tiefere Blockaden) (z. B. Psoas-Kompartiment- und tiefe Ischiasblockaden), 0.1 ms.
  • Nicht injizieren, wenn der Schwellenstrom 0.2–0.3 mA oder weniger (0.1 ms) oder der Öffnungsinjektionsdruck beträgt.

Für eine umfassendere Überprüfung lesen Sie weiter: Überwachung, Dokumentation und Zustimmung zu Regionalanästhesieverfahren.

REFERENZEN

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ANHANG: GLOSSAR DER PHYSIKALISCHEN PARAMETER

Spannung, Potential, Strom, Widerstand/Impedanz

Die Spannung U ist die Differenz des elektrischen Potentials zwischen zwei Punkten, die unterschiedlich viel positive und negative Ladung tragen. Sie wird in Volt (V) oder Millivolt (mV) gemessen. Die Spannung kann mit dem Füllstand eines Wassertanks verglichen werden, der den Druck am unteren Auslauf bestimmt (Abbildung 10A). Bei modernen Nervenstimulatoren mit Konstantstromquellen wird die Spannung automatisch angepasst und kann (oder muss) nicht vom Benutzer beeinflusst werden.

Der Strom I ist das Maß für den Fluss einer positiven oder negativen Ladung. Sie wird in Ampere (A) oder Milliampere (mA) angegeben. Strom kann mit dem Fluss von Wasser verglichen werden. Eine an einen Nerv angelegte Gesamtladung Q ist gleich dem Produkt aus der Intensität I des angelegten Stroms und der Dauer t des Rechteckimpulses des Stroms: Q = I × t.

Die minimale Stromstärke I, die erforderlich ist, um ein Aktionspotential zu erzeugen, kann durch die Beziehung ausgedrückt werden, wobei t die Impulsdauer ist, c die Zeitkonstante der Nervenmembran in Bezug auf die Chronaxie ist.

Der elektrische Widerstand R begrenzt den Stromfluss bei einer gegebenen Spannung (siehe Ohmsches Gesetz) und wird in Ohm (Ω) oder Kilo-Ohm (kΩ) gemessen.

Wenn zusätzlich zum ohmschen Widerstand eine Kapazität vorhanden ist (was bei jedem Gewebe der Fall ist), wird der Widerstand zu einem sogenannten komplexen Widerstand oder einer Impedanz. Der Hauptunterschied zwischen den beiden besteht darin, dass der Wert der Impedanz von der Frequenz der angelegten Spannung/des angelegten Stroms abhängt, was bei einem ohmschen Widerstand nicht der Fall ist. In der klinischen Praxis bedeutet dies, dass die Impedanz des Gewebes für niedrige Frequenzen (dh lange Impulsdauer) höher und für höhere Frequenzen (dh kurze Impulsdauer) niedriger ist. Folglich muss eine Konstantstromquelle (die Impulse mit längerer Dauer liefert, z. B. 1 ms gegenüber 0.1 ms) eine stärkere Ausgangsstufe (höhere Ausgangsspannung) haben, um die beteiligte höhere Gewebeimpedanz zu kompensieren und die zu liefern gewünschter Strom. Die Grundprinzipien des Ohmschen Gesetzes bleiben jedoch gleich.

Ohm'sches Gesetz

Das Ohmsche Gesetz beschreibt den Zusammenhang zwischen Spannung, Widerstand und Strom gemäß der Gleichung


oder umgekehrt,

Das bedeutet, dass sich bei einer gegebenen Spannung der Strom mit dem Widerstand ändert. Soll ein konstanter Strom erreicht werden (wie er für die Nervenstimulation benötigt wird), muss sich die Spannung an den unterschiedlichen Widerstand des gesamten Stromkreises anpassen. Insbesondere für die Nervenlokalisierung muss sich die Spannung an den Widerstand der Nadelspitze, der Elektroden-Haut-Schnittstelle und der Gewebeschichten anpassen. Eine Konstantstromquelle erledigt dies automatisch. Dargestellt sind das Ohmsche Gesetz und das Funktionsprinzip einer Konstantstromquelle Abbildungen 10A, 10Bund 10C.

ABBILDUNG 10. Ohmsches Gesetz und Prinzip einer Konstantstromquelle. Funktionsprinzip einer Konstantstromquelle. A: Niederohmiger R1 benötigt die Spannung U1 um den gewünschten Strom I zu erreichen1.B: Hochohmiges R2 = 2 × R1 bewirkt, dass der Strom I auf I abfällt2 = Ich1/2 wenn die Spannung U konstant bleibt (U2 = U.1). C: Konstantstromquelle erhöht automatisch die Ausgangsspannung auf U3 = 2 × U1 um den höherohmigen R zu kompensieren2; daher steigt der Strom I auf das gewünschte Niveau von I3 = Ich1

Coulombsches Gesetz, elektrisches Feld, Stromdichte und Ladung

Nach dem Coulombschen Gesetz ist die Stärke des elektrischen Feldes und damit die entsprechende Stromdichte J in Abhängigkeit vom Abstand von der Stromquelle gegeben durch wobei k eine Konstante und I ist0 ist der Anfangsstrom. Das bedeutet, dass der Strom (bzw. die Ladung), der den Nerv erreicht, um den Faktor 4 abnimmt, wenn der Abstand zum Nerv verdoppelt wird, oder umgekehrt um den Faktor 4 zunimmt, wenn der Abstand halbiert wird (Idealbedingungen). vermutet).

Die Ladung Q ist das Produkt aus Stromstärke mal Zeit und wird in Amperesekunden (As) oder Coulomb (C) angegeben. Beispielsweise haben Akkus oft eine Angabe von Ah oder mAh als Maß für ihre Ladekapazität (Kilo = 1000 oder 103; Milli = 0.001 oder 10-3; Mikro = 0.000001 oder 10-6; nano = 0.000000001 oder 10-9).

Energie elektrischer Impulse, die von Nervenstimulatoren abgegeben werden, und damit verbundene Temperatureffekte

Nach einer Worst-Case-Szenario-Rechnung würde die Temperaturerhöhung durch einen Stimulus mit 5 mA Strom und 1 ms Dauer bei einer maximalen Ausgangsspannung von 95 V weniger als 0.5 C betragen, wenn die gesamte Energie in einem konzentriert wäre geringes Volumen von nur 1 mm3 und keine Temperaturableitung in das umliegende Gewebe. Diese Berechnung kann auf die Spitze einer Nervenstimulationsnadel angewendet werden.

Die maximale Energie E des von einem gewöhnlichen Nervenstimulator abgegebenen elektrischen Impulses wäre

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

Das Kalorienäquivalent für Wasser ist cw = 4.19 J g-1 K-1.

Ein Stimulus erzeugt eine Temperaturdifferenz DT innerhalb von 1 mm3 Gewebe um die Spitze einer Nervenstimulationsnadel herum. Für die folgende Berechnung wird angenommen, dass Gewebe mindestens 50 % Wasser enthält und die Masse M 1 mm beträgt3 des Gewebes beträgt 1 mg.

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

Das heißt, die maximale Temperaturerhöhung in dieser Worst-Case-Szenario-Berechnung beträgt weniger als 0.5 C. In der Praxis bedeutet dies, dass die Temperaturwirkung einer normalen Nervenstimulation auf das Gewebe vernachlässigt werden kann.