An die Redaktion:
Die Zwerchfellstimulation ist eine Alternative zur mechanischen Beatmung bei Patienten mit starker Schädigung des Halsmarks (>C4-Dermatom). Sie bringt klinische Vorteile und reduziert die Gesundheitskosten. Sie ist auch in bestimmten Fällen von zentraler Hypoventilation angezeigt. Im Handel sind zwei Arten von Zwerchfellschrittmachern erhältlich. Bei der intrathorakalen Zwerchfellstimulation werden Elektroden um die Zwerchfellnerven im Brustkorb implantiert (Avery Biomedical, Commack, NY, USA; und Atrotech, Tampere, Finnland). Die Durchtrennung des Nervs während einer videounterstützten Mini-Thorakotomie ermöglicht einen engen Kontakt der Stimulationselektroden mit dem Nerv. Die Stimulationsströme liegen in der Regel zwischen 0,3 und 3,5 mA. Bei der intradiaphragmatischen Stimulation werden Hakendrahtelektroden laparoskopisch in das Zwerchfell in der Nähe des Endes des Zwerchfellnervs implantiert (Synapse Biomedical, USA). Die Stimulationsströme liegen in der Regel zwischen 5-20 mA. Bei Tetraplegikern ist die intradiaphragmatische Zwerchfellstimulation wirksam und wird als einfacher durchführbar und kostengünstiger als ihr intrathorakales Gegenstück befürwortet. Bei Patienten, die ihre spontane Zwerchfellaktivität beibehalten, ist dieser Ansatz attraktiv, da er nicht das theoretische Risiko einer durch den Eingriff verursachten Schädigung des Zwerchfellnervs birgt, das mit dem intrathorakalen Weg verbunden ist. Aus diesen Gründen haben wir bei vier Hypoventilationspatienten intradiaphragmatische Zwerchfellstimulatoren implantiert, nachdem das Gerät 2010 in Frankreich zugelassen wurde. In Frankreich sind sowohl die intrathorakale als auch die intradiaphragmatische Zwerchfellstimulation bei Tetraplegie und zentraler Hypoventilation zugelassen und werden von der Sozialversicherung erstattet; die Behandlung erfolgt landesweit in einem einzigen multidisziplinären Zentrum.
Dieser Bericht ist dadurch motiviert, dass in diesen vier Fällen die Effizienz der Zwerchfellstimulation beeinträchtigt und die klinische Behandlung durch die mit der Zwerchfellstimulation verbundenen Schmerzen erschwert war. Bei vergleichbaren Patienten, die intrathorakal implantiert wurden, konnten wir dies nicht beobachten.
Wir beschreiben neun Patienten (Tabelle 1), die alle eine zentrale Hypoventilation, dokumentierte Zwerchfellreaktionen auf die phrenische Stimulation und eine erhaltene Sensibilität bei der klinischen Untersuchung aufwiesen (vorhandene und symmetrische Nadelstich- und leichte Berührungsempfindungen bei der systematischen neurologischen Routineuntersuchung). Sie berichteten über ein normales Schmerzempfinden im täglichen Leben. Die Implantation der Zwerchfellstimulatoren wurde über einen Zeitraum von 15 Jahren durchgeführt. Die Patienten 1-5 wurden intrathorakal (ein Chirurg, Gruppe 1) und die Patienten 6-9 intradiaphragmatisch (ein Chirurg, Gruppe 2) implantiert. Die Patienten 1-3 wurden zuerst implantiert, dann die Patienten 6-9 und dann die Patienten 4-5. Die Patienten 1-3 wurden im Rahmen einer extern genehmigten Forschung implantiert. Die anderen Patienten wurden aufgrund klinischer Indikationen implantiert. Sie gaben ihr Einverständnis zur anonymen Verwendung ihrer klinischen Daten, was vom Institutional Review Board der Société de Pneumologie de Langue Française genehmigt wurde (Beschluss Nr. 2014-048). Die Umkehrung der hypoventilationsbedingten pulmonalen Hypertonie durch intradiaphragmatische phrenische Stimulation bei Patient 6 wurde an anderer Stelle beschrieben.
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Charakteristika der Patienten und Ergebnisse der Zwerchfellstimulation
Phrenische Stimulations-induzierte Schmerzen wurden definiert als Schmerzen: 1) die spontan oder als Reaktion auf eine gezielte Befragung angegeben wurden, 2) die zu Beginn der Stimulation auftraten und nach deren Beendigung mehr oder weniger schnell wieder verschwanden, 3) die ein pathophysiologisch logisches Gebiet betrafen (obere abdominale Quadranten, untere Thoraxregionen, Nacken/Schulter) und 4) die sowohl eine Verringerung der Stimulationsintensität als auch eine schmerzstillende Medikation erforderten, um die Stimulation fortzusetzen. Vollständige Beatmungsautonomie (Entwöhnung von der mechanischen Beatmung) wurde definiert als die Möglichkeit für den Patienten, 24 Stunden am Tag an der Zwerchfellstimulation zu bleiben, unabhängig von der tatsächlichen Verwendung des Geräts und der arteriellen Kohlendioxidspannung (PaCO2). Einige Patienten erreichten die Beatmungsautonomie bereits wenige Tage nach der Implantation. Bei anderen wurde ein Entwöhnungsprotokoll ähnlich dem bei Tetraplegie angewandten befolgt (schrittweise tägliche Stimulationssitzungen, die sich an der Aufrechterhaltung des Tidalvolumens und der klinischen Toleranz orientieren), und zwar über einen Zeitraum von 2-9 Wochen. Für diesen Bericht wurde das Ergebnis der Beatmungsautonomie 1 Jahr nach der Implantation bewertet. Anhaltende Hypoventilation wurde als Hyperkapnie (PaCO2 ≥45 mmHg) unter Stimulation definiert. Die vollständige Korrektur der pulmonalen Hypertonie wurde definiert als die Rückkehr des echokardiographisch gemessenen systolischen arteriellen Drucks <30 mmHg. Die Ergebnisse wurden mit Hilfe von 2×2-Kontingenztabellen und dem exakten Test von Fischer verglichen, wobei p<0,05 als signifikant angesehen wurde.
Phrenikusstimulations-induzierte Schmerzen wurden in Gruppe 1 nie festgestellt, während sie in Gruppe 2 immer vorhanden waren (p=0,0079). Es handelte sich um ein- oder beidseitige Nacken- und Schulterschmerzen (C3-C5-Dermatome). Der Schmerz wurde im Allgemeinen als ein schmerzendes und/oder brennendes Gefühl beschrieben, das unmittelbar oder fast unmittelbar nach dem Einschalten des Stimulators einsetzte und nach dem Ausschalten noch einige Minuten anhalten konnte. Er war nicht mit Allodynie oder Hyperalgesie verbunden. Vor einem Eingriff lag die Bewertung auf der visuellen Analogskala je nach Patient zwischen 20 und 70 % der vollen Skala. Eine autonome Beatmung wurde durchweg in Gruppe 1 und bei zwei Patienten der Gruppe 2 erreicht (p=0,166). Eine anhaltende Hypoventilation wurde in Gruppe 1 nicht festgestellt, war aber bei drei Patienten der Gruppe 2 vorhanden (p=0,047). Die Korrektur der pulmonalen Hypertonie wurde unabhängig von der Stimulationstechnik erreicht (ein Fall in jeder Gruppe). Ein Patient (Patient 6), dem Pregabalin zur Verbesserung der Stimulationstoleranz verschrieben wurde, entwickelte eine zytolytische Hepatitis, die eine Änderung der Behandlung erforderlich machte.
Obwohl die Beobachtungen über einen langen Zeitraum gesammelt wurden, waren die Verfahren vor der Implantation, die chirurgischen Eingriffe und die Nachsorgeverfahren unveränderlich. Alle Patienten wurden von denselben Untersuchern getestet, die Stimulatoren wurden für jede Technik von einem einzigen Chirurgen implantiert, und die Nachbeobachtung wurde in einem einzigen Zentrum standardisiert. Darüber hinaus wurde die intradiaphragmatische Serie durch die intrathorakale Serie „eingeklammert“. Wir sind daher der Ansicht, dass die Länge der Beobachtungsspanne (die sich leicht durch die Einzigartigkeit der Kohorte erklären lässt; unseres Wissens gibt es in der Literatur keine Beschreibung einer ähnlichen Fallserie erwachsener Hypoventilationspatienten) keine signifikante Quelle der Verzerrung darstellt.
Der Nervus phrenicus ist ein gemischter Nerv. Er führt Afferenzen aus dem subdiaphragmatischen Peritoneum (Leber und Milz), dem Perikard, den unteren Regionen der Pleura und dem Zwerchfell. Klinisch äußert sich eine Reizung der Zwerchfellafferenzen in Nacken- und Schulterschmerzen (sensorisches C3-C5-Territorium, Kehr’sches Zeichen). Unsere Beobachtungen sind mit diesem Mechanismus vereinbar. Die Afferenzen des Nervus phrenicus umfassen die C-Fasern des Zwerchfells. Diese kleinen, nicht myelinisierten Fasern haben eine hohe Erregungsschwelle; es ist unwahrscheinlich, dass sie durch die für die intrathorakale Phrenikusstimulation verwendeten Ströme niedriger Intensität (maximal 2,2 mA in Tabelle 1) depolarisiert werden, die durch die Nähe zwischen Elektrode und Nerv möglich sind. Wir stellen die Hypothese auf, dass im Gegensatz dazu die höheren Stimulationsintensitäten (Tabelle 1), die für die intradiaphragmatische Zwerchfellstimulation aufgrund des größeren Elektroden-Nerv-Abstands erforderlich sind, ausreichen, um die C-Fasern in der Nähe der Elektroden zu depolarisieren und Schmerzen auszulösen. Dementsprechend erwiesen sich Analgetika, die als wirksam bei neuropathischen Schmerzen bekannt sind (Pregabalin, Gabapentin und Duloxetin), bei unseren Patienten als nützlich. Die Verringerung der Stimulationsintensität erwies sich ebenfalls als nützlich, beeinträchtigte jedoch die Stimulationseffizienz; obwohl sich die Häufigkeit der Beatmungsautonomie zwischen den Gruppen statistisch nicht unterschied, war die anhaltende Hypoventilation in Gruppe 2 deutlich häufiger. Schmerzen im Zusammenhang mit der Zwerchfellstimulation wurden bei der intrathorakalen Zwerchfellstimulation nicht berichtet, es sei denn, es lag eine Funktionsstörung des Geräts vor. Bei klinischen Studien zur Zwerchfellstimulation bei amyotropher Lateralsklerose wurden mit der Stimulation des intrathorakalen Zwerchfellnervs verbundene „Beschwerden“ oder offenkundige Schmerzen beschrieben. In diesem Zusammenhang zielt die Zwerchfellstimulation nicht auf die Beatmung, sondern auf die Konditionierung des Zwerchfells ab; sie wird mit geringerer Intensität verabreicht, die zur Schmerzkontrolle weiter verringert werden kann. Das Auftreten von Schmerzen in dieser Situation bestätigt jedoch die Realität des Themas. Auch bei zwei Tetraplegikern mit inkompletten Rückenmarksläsionen beobachteten wir Schmerzen während der intradiaphragmatischen Zwerchfellstimulation. Bemerkenswert ist, dass bei Kindern mit kongenitalem zentralem Hypoventilationssyndrom (CCHS) eine gestörte Schmerzwahrnehmung beschrieben wurde, die dazu beigetragen haben könnte, dass die beiden CCHS-Patienten in Gruppe 1 keine Schmerzen hatten. Die anderen Patienten in dieser Gruppe hatten jedoch keine Probleme mit der Schmerzwahrnehmung, und der CCHS-Patient in Gruppe 2 hatte starke Schmerzen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass unsere Beobachtungen bei der Wahl einer Zwerchfellstimulationstechnik bei Patienten mit funktionellen sensorischen Bahnen berücksichtigt werden sollten. Die Vorteile der intradiaphragmatischen Zwerchfellstimulation könnten dann nämlich durch Toleranzprobleme aufgehoben werden. Künftige technische Entwicklungen der intradiaphragmatischen Zwerchfellstimulation sollten sich auf Stimulationsprotokolle konzentrieren, die die Stimulation der motorischen Fasern erhalten und gleichzeitig die Stimulation der C-Fasern vermeiden. Nicht gemeldete vorläufige Daten deuten darauf hin, dass dies mit modifizierten Pulsmodulationsschemata erreicht werden könnte, aber dies muss noch genauer untersucht werden. Wichtig ist, dass in Zukunft auch andere minimalinvasive Zwerchfellstimulationstechniken wie die transvenöse Zwerchfellstimulation auf ihre Verträglichkeit außerhalb des speziellen Tetraplegiekontextes geprüft werden sollten, insbesondere wenn die Indikationen für die Zwerchfellstimulation erweitert werden, z. B. als Ergänzung zur mechanischen Beatmung bei Patienten auf der Intensivstation.