Diafragma pacing

Diafragmastimulering
Gray806.png
Elektrisk stimulering av phrenic nerven har varit känd för att stimulera andning i århundraden.
Andra namn phrenic nervstimulering

Diafragmastimulering (och ännu tidigare som elektrofren andning ) är den rytmiska appliceringen av elektriska impulser till diafragman för att ge artificiellt andningsstöd för andningssvikt eller sömnapné . Historiskt sett har detta åstadkommits genom elektrisk stimulering av en phrenic nerv av en implanterad mottagare/elektrod, även om det idag finns ett alternativt alternativ för att fästa perkutana ledningar till diafragman.

Historia

Idén att stimulera diafragman genom phrenic nerven postulerades först bestämt av den tyske läkaren Christoph Wilhelm Hufeland, som 1783 föreslog att en sådan teknik skulle kunna användas som en behandling för asfyxi. Den franska neurologen Duchenne de Boulogne gjorde ett liknande förslag 1855, även om ingen av dem testade det. Det var inte förrän ett år senare som Hugo Wilhelm von Ziemssen visade diafragmatempo på en 27-årig kvinna som kvävdes på kolångor genom att rytmiskt faradisera hennes phrenic nerver och rädda hennes liv. Duchenne skulle senare år 1872 förklara tekniken som det "bästa sättet att imitera naturlig andning". Men framsteg inom mekanisk ventilation av sådana som George Poe i början av nittonhundratalet slutade med att initialt gynnas framför frenisk nervstimulering.

Harvardforskarna Sarnoff et al. återbesökte diafragmans pacing via phrenic nerven 1948, och publicerade sina experimentella resultat på hundar. I en separat publikation några dagar innan avslöjade samma grupp också att de hade en möjlighet att använda tekniken "på en femårig pojke med fullständig andningsförlamning efter bristning av ett cerebralt aneurysm". Med hänvisning till processen som "elektrofren andning" kunde Sarnoff konstgjord andning av den unge pojken i 52 timmar. Tekniken bakom diafragmastimulering utvecklades ytterligare 1968 med publiceringen av läkarna John P. Judson och William WL Glenns forskning om användningen av radiofrekvenssändning för att på ett infall "justera stimuleringsamplituden och för att kontrollera stimuleringshastigheten externt". Tillsammans med Avery Laboratories tog Glenn sin prototypenhet till den kommersiella marknaden i början av 1970-talet. Avery Breathing Pacemaker fick godkännande från FDA 1987 för "kroniskt andningsstöd på grund av andningsmuskelförlamning i övre motorneuron" hos patienter i alla åldrar. På 1980-talet utvecklades "sekventiell multipolstimulering" i Tammerfors, Finland. Denna teknik kommersialiserades som Atrostim PNS-systemet och blev kommersiellt tillgänglig i Europa 1990.

I början av 1990-talet publicerades långtidsutvärderingar av teknologin, där vissa forskare som Bach och O'Connor konstaterade att phrenic nervstimulering är ett giltigt alternativ "för den korrekt screenade patienten men att kostnad, felfrekvens, sjuklighet, och dödligheten förblir överdriven och att alternativa metoder för andningsstöd bör undersökas." Andra som Brouillette och Marzocchi föreslog att framsteg inom inkapslings- och elektrodteknologier kan förbättra systemets livslängd och minska skador på diafragmamuskeln. Dessutom började nya kirurgiska tekniker som ett torakoskopiskt tillvägagångssätt dyka upp i slutet av 1990-talet.

I mitten av 2000-talet började det amerikanska företaget Synapse Biomedical forska om ett nytt diafragmastimuleringssystem som inte skulle behöva fästa vid phrenic nerven utan istället berodde på "fyra elektroder implanterade i diafragmans muskel för att elektroniskt stimulera sammandragning". Den marknadsförda NeuRx-enheten fick flera FDA- godkännanden under en Humanitarian Device Exemption (HDE), en 2008 och en annan 2011.

Metodik och anordningar

Grundprincipen bakom en diafragmastimuleringsanordning (USA:s livsmedels- och läkemedelsmyndighet identifierar enheten som en "diafragmatisk/frenisk nervstimulator") innebär att en elektrisk ström passerar genom elektroder som är fästa internt. Diafragman drar ihop sig, expanderar brösthålan och gör att luft sugs in i lungorna ( inspiration ) . När den inte stimuleras slappnar diafragman av och luften rör sig ut ur lungorna ( expiration ).

Enligt USA:s Medicare- system är freniska nervstimulatorer indikerade för "utvalda patienter med partiell eller fullständig andningsinsufficiens" och "kan vara effektiva endast om patienten har en intakt frenisk nerv och diafragma". Vanliga patientdiagnoser för frenisk nervstimulering inkluderar patienter med ryggmärgsskada , central sömnapné , medfödd central hypoventilationssyndrom (dvs. Ondines förbannelse ) och diafragmaförlamning.

Det finns för närvarande tre kommersiellt distribuerade diafragmastimuleringsenheter: Synapse Biomedical, Inc.s NeuRx (USA), Avery Biomedical Devices, Inc.s Mark IV Breathing Pacemaker (USA) och Atrotech OY:s Atrostim PNS (Finland). Synapse- och Avery-enheterna distribueras över hela världen och är godkända för användning i USA. Atrotech-enheten är inte tillgänglig i USA Från och med december 2019 gavs FDA Premarket-godkännande till Averys Spirit Transmitter Device, som ersätter Mark IV-sändaren.

I maj 2020 fick det kanadensiska företaget Lungpacer Medical godkännande för akut användning av USFDA mitt i covid-19-pandemin .

Kirurgiskt ingrepp

När det gäller Atrostim- och Mark IV-enheterna kan flera kirurgiska tekniker användas. Kirurgi utförs vanligtvis genom att placera en elektrod runt phrenic nerven , antingen i halsen (dvs. cervikalt; en äldre teknik) eller i bröstet (dvs. thorax; mer modern). Denna elektrod är ansluten till en radiofrekvensmottagare som är implanterad precis under huden. En extern sändare skickar radiosignaler till enheten via en antenn som bärs över mottagaren. För den cervikala kirurgiska tekniken närmar man sig phrenic nerven via ett litet (~5 cm) snitt något ovanför och mittlinjen till nyckelbenet. Frenusnerven isoleras sedan under muskeln scalenus anticus. För den thoraxkirurgiska tekniken, ett litet (~5 cm) snitt över det 2:a eller 3:e interkostala utrymmet. Elektroderna är placerade runt phrenic nerverna vid sidan av hjärtsäcken. Användningen av ett toraskop gör att denna teknik kan utföras på ett minimalt invasivt sätt.

När det gäller NeuRx-enheten görs en serie med fyra snitt i bukhuden. Flera verktyg som ett laparoskop och sond används för att hitta de fyra bästa platserna på membranet för att fästa fyra elektroder, som har anslutningar utanför kroppen. En femte elektrod placeras precis under huden i samma område. Alla dessa ansluts till enheten.

Vidare läsning

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Diaphragm_pacing&oldid=1141085868 "