Стимуляция диафрагмы
| Стимуляция диафрагмы | |
|---|---|
 На протяжении веков известно, что электрическая стимуляция диафрагмального нерва стимулирует дыхание. | |
| Другие имена | стимуляция диафрагмального нерва |
Стимуляция диафрагмы (и даже раньше, как электродиафрагмальное дыхание) [1] [2] ) — это ритмичная подача электрических импульсов на диафрагму для обеспечения искусственной респираторной поддержки при дыхательной недостаточности или апноэ во сне . [3] [4] Исторически это достигалось посредством электрической стимуляции диафрагмального нерва имплантированным приемником/электродом. [5] хотя сегодня существует альтернативный вариант прикрепления чрескожных спиц к диафрагме. [6]
История
[ редактировать ]Идея стимуляции диафрагмы через диафрагмальный нерв была впервые твердо постулирована немецким врачом Кристофом Вильгельмом Гуфеландом , который в 1783 году предположил, что такую технику можно применять для лечения асфиксии. [7] [8] : 545–549 Французский невролог Дюшен де Булонь сделал аналогичное предложение в 1855 году, хотя ни один из них не проверял его. [9] Лишь год спустя Хуго Вильгельм фон Цимссен продемонстрировал кардиостимуляцию диафрагмы 27-летней женщине, задохнувшейся парами древесного угля, ритмично фарадируя ее диафрагмальные нервы, спасая ей жизнь. [8] [10] : 49 Позже, в 1872 году, Дюшенн объявил эту технику «лучшим средством имитации естественного дыхания». [11] Однако достижения в области искусственной вентиляции легких, такими людьми, как Джордж По, достигнутые в начале двадцатого века [12] в конечном итоге изначально было отдано предпочтение перед стимуляции диафрагмального нерва.
Исследователи из Гарварда Сарнофф и др. вновь обратились к стимуляции диафрагмы через диафрагмальный нерв в 1948 году, опубликовав результаты своих экспериментов на собаках. [1] В отдельной публикации, опубликованной за несколько дней до этого, та же группа также сообщила, что у них была возможность использовать эту технику «на пятилетнем мальчике с полным параличом дыхания после разрыва церебральной аневризмы». Называя этот процесс «электрофреническим дыханием», Сарнов смог искусственно дышать мальчику в течение 52 часов. [13] Технология стимуляции диафрагмы получила дальнейшее развитие в 1968 году после публикации исследований врачей Джона П. Джадсона и Уильяма В.Л. Гленна по использованию радиочастотной передачи для «регулировки амплитуды стимуляции и контроля ее скорости». внешне». [14] Объединившись с Avery Laboratories, Гленн вывел свой прототип устройства на коммерческий рынок в начале 1970-х годов. [15] Дыхательный кардиостимулятор Avery получил предпродажное одобрение FDA в 1987 году для «хронической искусственной вентиляции легких из-за паралича верхних двигательных нейронов дыхательных мышц» у пациентов всех возрастов. [16] В 1980-х годах в Тампере, Финляндия, была разработана «последовательная мультипольная стимуляция». Эта технология была коммерциализирована как система Atrostim PNS и стала коммерчески доступной в Европе в 1990 году. [17]
К началу 1990-х годов были опубликованы долгосрочные оценки этой технологии, при этом некоторые исследователи, такие как Бах и О'Коннор, заявили, что стимуляция диафрагмального нерва является допустимым вариантом «для должным образом обследованного пациента, но эти затраты, частота неудач, заболеваемость, и смертность остаются чрезмерными, и следует изучить альтернативные методы искусственной вентиляции легких». [18] Другие, такие как Бруйетт и Марзокки, предположили, что достижения в области инкапсуляции и электродных технологий могут улучшить долговечность системы и уменьшить повреждение мышц диафрагмы. [19] Кроме того, в конце 1990-х годов начали появляться новые хирургические методы, такие как торакоскопический доступ. [20]
В середине 2000-х годов американская компания Synapse Biomedical начала исследование новой системы кардиостимуляции диафрагмы, которая не должна была бы прикрепляться к диафрагмальному нерву, а вместо этого зависела бы от «четырех электродов, имплантированных в мышцу диафрагмы для электронной стимуляции сокращения». Поступившее на рынок устройство NeuRx получило несколько FDA одобрений в рамках исключения для гуманитарных устройств (HDE): одно в 2008 году, а другое в 2011 году. [21]
Методика и устройства
[ редактировать ]Основной принцип работы устройства для кардиостимуляции диафрагмы ( Управление по контролю за продуктами и лекарствами США определяет это устройство как «стимулятор диафрагмального/диафрагмального нерва»). [22] ) предполагает прохождение электрического тока через электроды, прикрепленные внутри. Диафрагма сокращается, расширяя грудную полость и вызывая всасывание воздуха в легкие ( вдох ). При отсутствии стимуляции диафрагма расслабляется и воздух выходит из легких ( выдох ).
США Согласно системе Medicare , стимуляторы диафрагмального нерва показаны «отдельным пациентам с частичной или полной дыхательной недостаточностью» и «могут быть эффективными только в том случае, если у пациента неповреждены диафрагмальный нерв и диафрагма». [23] Распространенные диагнозы стимуляции диафрагмального нерва у пациентов включают пациентов с повреждением спинного мозга , центральным апноэ во сне , врожденным синдромом центральной гиповентиляции (т. е. «проклятием Ундины ») и параличом диафрагмы. [21] [23]
В настоящее время на рынке имеется три устройства для диафрагмальной кардиостимуляции: NeuRx компании Synapse Biomedical, Inc. (США), дыхательный кардиостимулятор Mark IV компании Avery Biomedical Devices, Inc. (США), [21] и Atrostim PNS (Финляндия) компании Atrotech OY. [24] Устройства Synapse и Avery распространяются по всему миру и одобрены для использования в США. [21] Устройство Atrotech недоступно в США. По состоянию на декабрь 2019 года предварительное одобрение FDA было получено на устройство Avery's Spirit Transmitter Device, заменившее передатчик Mark IV. [25]
В мае 2020 года канадская компания Lungpacer Medical получила одобрение USFDA на экстренное использование в условиях пандемии COVID-19 . [26]
Хирургическая процедура
[ редактировать ]В случае с устройствами Атростим и Марк IV можно использовать несколько хирургических методик. Хирургическое вмешательство обычно выполняется путем размещения электрода вокруг диафрагмального нерва либо на шее (т. е. в шейном отделе; более старый метод), либо в грудной клетке (т. е. в грудном отделе; более современный метод). Этот электрод подключен к радиочастотному приемнику, который имплантируется прямо под кожу. Внешний передатчик отправляет радиосигналы на устройство с помощью антенны, которая надевается на приемник. [27] При шейной хирургической технике доступ к диафрагмальному нерву осуществляется через небольшой (около 5 см) разрез немного выше ключицы по средней линии. Затем диафрагмальный нерв изолируют под передней лестничной мышцей. При торакальной хирургической технике выполняются небольшие (около 5 см) разрезы во 2-м или 3-м межреберье. Электроды размещаются вокруг диафрагмальных нервов рядом с перикардом. Использование торакоскопа позволяет выполнить эту технику минимально инвазивным способом. [27]
При использовании устройства NeuRx на коже живота делается серия из четырех разрезов. Несколько инструментов, таких как лапароскоп и зонд, используются для поиска четырех лучших мест на диафрагме для прикрепления четырех электродов, которые имеют соединения вне тела. Пятый электрод помещается под кожу в том же месте. Все это подключается к устройству. [28]
Исследовать
[ редактировать ]Исследования эффективности диафрагмальной стимуляции (ДС) для респираторной поддержки дали неоднозначные результаты, которые во многом зависят от течения заболевания у изучаемой популяции пациентов. [29]
Многочисленные исследования показали, что ДП может быть очень эффективным инструментом для пациентов с травмами спинного мозга (ТСМ). [30] [31] [32] [29] Один ретроспективный долгосрочный многофакторный анализ пациентов с травмами шейного отдела позвоночника показал, что ДП обеспечивает лучшие показатели выживаемости и обновляет самооценку качества жизни, чем использование искусственной вентиляции легких (ИВЛ). [31]
Согласно ряду громких исследований, стимуляцию диафрагмы не следует использовать для лечения дыхательной недостаточности у пациентов с боковым амиотрофическим склерозом (БАС). [33] [34] Исследования продемонстрировали значительно более высокий уровень смертности у пациентов с активированными имплантатами DP, чем у тех, кто получил традиционный MV для лечения на поздних стадиях БАС. Практически не было опубликовано клинических исследований эффективности ДП у пациентов с БАС примерно с 2016 года, что связано с результатами исследования DiPALS, которое показало уровень смертности 76% пациентов с имплантатом по сравнению с 51% пациентов, которые использовали имплантат. получил только MV. [34] США разрешили внедрение ДП для пациентов с БАС с использованием «Сострадательного разрешения», однако Европа прекратила все разрешения на ДП у пациентов с БАС. [35]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Сарнофф, С.Дж.; Уиттенбергер, Дж.Л.; Харденберг, Э. (1948). «Электрофреническое дыхание. Механизм торможения спонтанного дыхания». Американский журнал физиологии . 155 (2): 203–207. дои : 10.1152/ajplegacy.1948.155.2.203 . ПМИД 18107083 .
- ^ Маршалл, Л.Б., изд. (1951). «Электрофреническое дыхание» . Медицинский бюллетень ВМС США . 18 (4): 10–12.
- ^ Бхимджи, С. (16 декабря 2015 г.). Мосенифар, З. (ред.). «Обзор – Показания и противопоказания» . Medscape — Стимуляция диафрагмы . ООО «ВебМД» . Проверено 19 февраля 2016 г.
- ^ Ханна, ВК (2015). «Глава 19: Стимуляция диафрагмального/диафрагмального нерва» . Имплантируемая медицинская электроника: протезирование, доставка лекарств и мониторинг здоровья . Springer International Publishing AG, Швейцария. п. 453. ИСБН 9783319254487 . Проверено 19 февраля 2016 г.
- ^ Чен, ML; Таблизо, Массачусетс; Кун, С.; Кинс, Т.Г. (2005). «Диафрагмальные кардиостимуляторы как лечение синдрома врожденной центральной гиповентиляции» . Экспертиза медицинских изделий . 2 (5): 577–585. дои : 10.1586/17434440.2.5.577 . ПМИД 16293069 . S2CID 12142444 .
- ^ «Использование и уход за системой стимуляции диафрагмы NeuRx» (PDF) . Синапс Биомедикал, Инк . Проверено 19 февраля 2016 г.
- ^ Хуфеланд, CW (1783 г.). Проиллюстрировано использование электричества в экспериментах по удушению . Вступительная медицинская диссертация.
- ^ Jump up to: а б Альтхаус, Юлиус (1870). Трактат о медицинском электричестве, теоретическом и практическом: и его использовании при лечении паралича, невралгии и других заболеваний (2-е изд.). Лондон: Longmans, Green and Co. p. 676 . Проверено 19 февраля 2016 г.
- ^ Дюшенн, GBA (1855 г.). О локализованной электрификации и ее применении в физиологии, патологии и терапии . Париж: Байьер . Проверено 19 февраля 2016 г.
- ^ фон Цимссен, Х.В. (1857 г.). Электричество в медицинских исследованиях . Берлин: Хиршвальд. п. 106 . Проверено 19 февраля 2016 г.
- ^ Дюшенн, GBA (1872 г.). О локализованной электрификации и ее применении в патологии и терапии наведенными токами, прерывистыми и непрерывными гальваническими токами . Париж: Байьер . Проверено 19 февраля 2016 г.
- ^ «Душите маленькую собачку, чтобы увидеть ее возрожденной» . Нью-Йорк Таймс . 29 мая 1908 года . Проверено 19 февраля 2016 г. - через WikiMedia Commons.
- ^ Сарнофф, С.Дж.; Харденберг, Э.; Уиттенбергер, Дж. Л. (1948). «Электрофреническое дыхание». Наука . 108 (2809): 482. Бибкод : 1948Sci...108..482S . дои : 10.1126/science.108.2809.482 . ПМИД 17733839 .
- ^ Джадсон, JP; Гленн, WWL (1968). «Радиочастотное электродиафрагмальное дыхание: длительное применение у пациента с первичной гиповентиляцией». ДЖАМА . 203 (12): 1033–1037. дои : 10.1001/jama.1968.03140120031007 . ПМИД 5694362 .
- ^ «История пейсинга» . Эйвери Биомедикал Девайс, Инк . Проверено 19 февраля 2016 г.
- ^ Ван, Дьеп (июнь 2015 г.). «Стимуляция диафрагмы без трахеостомии у пациентов с синдромом врожденной центральной гиповентиляции» . Дыхание . 89 (6) . Проверено 2 декабря 2019 г.
- ^ «Стимуляция диафрагмального нерва» . Атротех . Проверено 2 декабря 2019 г.
- ^ Бах, младший; О'Коннор, К. (1991). «Электрофренальная вентиляция: другая точка зрения». Журнал Американского общества параплегии . 14 (1): 9–17. дои : 10.1080/01952307.1991.11735829 . ПМИД 2022962 .
- ^ Бруйетт, RT; Марзокки, М. (1994). «Стимуляция диафрагмы: клинические и экспериментальные результаты». Биология новорожденного . 65 (3–4): 265–271. дои : 10.1159/000244063 . ПМИД 8038293 .
- ^ Шауль, Д.Б.; Дэниэлсон, доктор медицинских наук; МакКомб, Дж. Г.; Кинс, Т.Г. (2002). «Торакоскопическое размещение электродов диафрагмального нерва для кардиостимуляции диафрагмы у детей». Журнал детской хирургии . 37 (7): 974–978. дои : 10.1053/jpsu.2002.33821 . ПМИД 12077752 .
- ^ Jump up to: а б с д «Системы стимуляции диафрагмального/диафрагмального нерва и кардиостимуляции диафрагмы» . Полис № МЕД.00100 . Anthem Insurance Companies, Inc. 5 февраля 2015 г. . Проверено 19 февраля 2016 г.
- ^ «ЧАСТЬ 882. НЕВРОЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА» . CFR – Свод федеральных правил, раздел 21 . Управление по контролю за продуктами и лекарствами США. 21 августа 2015 года . Проверено 19 февраля 2016 г.
- ^ Jump up to: а б «Глава 1, Часть 2, Раздел 160.19: Стимулятор диафрагмального нерва» (PDF) . Руководство по определению национального покрытия Medicare . Центры услуг Medicare и Medicaid. 27 марта 2015 года . Проверено 19 февраля 2016 г.
- ^ «Стимуляция диафрагмального нерва» . Атротех ОЮ . Проверено 19 февраля 2016 г.
- ^ «Предварительное одобрение» . FDA.gov . Управление по контролю за продуктами и лекарствами США . Проверено 2 декабря 2019 г.
- ↑ Изобретение профессора СФУ, помогающее выздоровлению пациентов, подключенных к аппарату искусственной вентиляции легких, одобрено для использования в экстренных случаях в США - Мира Бэйнс, Канадская радиовещательная корпорация, 8 мая 2020 г.
- ^ Jump up to: а б Бхимджи, С. (16 декабря 2015 г.). Мосенифар, З. (ред.). «Техника – Установка кардиостимулятора» . Medscape — Стимуляция диафрагмы . ООО «ВебМД» . Проверено 19 февраля 2016 г.
- ^ «Хирургия: чего ожидать» (PDF) . Информация и руководство по использованию системы кардиостимуляции диафрагмы NeuRx для пациентов/лиц, осуществляющих уход . Synapse Biomedical, Inc. 2011. с. 18 . Проверено 19 февраля 2016 г.
- ^ Jump up to: а б Ууу, А-ля; Чое, Ха-джин; Шин, Хэ Вон; Шин, Чэ Мин; Лим, Че-Ман (2020). «Вспомогательное дыхание с помощью системы стимуляции диафрагмы: систематический обзор» . Медицинский журнал Йонсей . 61 (12): 1024–1033. дои : 10.3349/ymj.2020.61.12.1024 . ISSN 0513-5796 . ПМК 7700882 . ПМИД 33251776 .
- ^ Вейкстра, Питер Дж.; ван дер Аа, Ганс; Хофкер, Х. Сийбранд; Курто, Франческо; Джакомини, Мэтью; Пондс, Джулиана; Дура Агулло, Мария Асунсьон; Курия Казановес, Франческ Ксавье; Бенито-Пенальва, Хесус; Мартинес-Баренис, Карлос; Видаль, Джоан (2022). «Стимуляция диафрагмы у пациентов с травмой спинного мозга: европейский опыт» . Дыхание . 101 (1): 18–24. дои : 10.1159/000517401 . ISSN 0025-7931 . ПМЦ 8820415 . ПМИД 34274930 .
- ^ Jump up to: а б Ромеро, Ф.Дж.; Гамбаррутта, К; Гарсия-Форкада, А; Марин, Массачусетс; Диас де ла Ластра, Э; Пас, Ф; Фернандес-Дорадо, Монтана; Мазайра, Дж. (16 июля 2021 г.). «Долгосрочная оценка стимуляции диафрагмального нерва при дыхательной недостаточности из-за повреждения спинного мозга высокой степени шейного отдела» . Спинной мозг . 50 (12): 895–898. дои : 10.1038/sc.2012.74 . ISSN 1362-4393 . ПМИД 22777487 .
- ^ Послушный, Джозеф А.; Ондерс, Раймонд; Кервин, Эндрю Дж.; Вайнштейн, Майкл С.; Штейн, Дебора М.; Найт, Дженнифер; Лоттенберг, Лоуренс; Читэм, Майкл Л.; Хансариния, Саид; Даял, Сарасвати; Байерс, Патрисия М.; Дибель, Лоуренс (1 февраля 2014 г.). «Многоцентровый обзор кардиостимуляции диафрагмы при травме спинного мозга: успешный не только отказ от аппаратов искусственной вентиляции легких, но и переход к самостоятельному дыханию» . Журнал травматологии и неотложной хирургии . 76 (2): 303–310. дои : 10.1097/TA.0000000000000112 . ISSN 2163-0755 . ПМИД 24458038 .
- ^ Гонсалес-Бермехо, Хесус; Морело-Панзини, Капуцин; Танги, Мари-Лора; Майнингер, Винсент; Прада, Пьер-Франсуа; Лангле, Тимоти; Брюнето, Гаэль; Форестер, Надин Ле; Куратье, Филипп; Гай, Натали; Деснюэль, Клод; Приджент, Хелен; Перрен, Кристоф; Аттали, Валери; Фаржо, Кэтрин (11 октября 2016 г.). «Ранняя стимуляция диафрагмы у пациентов с боковым амиотрофическим склерозом (RespiStimALS): рандомизированное контролируемое тройное слепое исследование» . Ланцет Неврология . 15 (12): 1217–1227. дои : 10.1016/S1474-4422(16)30233-2 . ПМИД 27751553 .
- ^ Jump up to: а б Писательский комитет DiPALS; Сотрудники исследовательской группы DiPALS (30 июля 2015 г.). «Безопасность и эффективность электростимуляции диафрагмы у пациентов с дыхательной недостаточностью вследствие бокового амиотрофического склероза (DiPALS): многоцентровое открытое рандомизированное контролируемое исследование» . Ланцет Неврология . 14 (9): 883–892. дои : 10.1016/S1474-4422(15)00152-0 . hdl : 10026.1/3556 . ПМИД 26234554 .
{{cite journal}}:|author2=имеет общее имя ( справка ) - ^ Ле Пимпек-Барт, Франсуаза; Легра, Антуан; Араме, Алекс; Прикопи, Киприан; Бушери, Жан-Клод; Бадиа, Ален; Панзини, Капуцин Морелот (8 апреля 2016 г.). «Стимуляция диафрагмы: современное состояние» . Журнал торакальных заболеваний . 8 (С4): С376–С386. дои : 10.21037/jtd.2016.03.97 . ПМЦ 4856845 . ПМИД 27195135 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Бхимджи, С. (16 декабря 2015 г.). Мосенифар, З. (ред.). «Стимуляция диафрагмы» . Медскейп . ООО «ВебМД».
- Ханна, ВК (2015). «Глава 19: Стимуляция диафрагмального/диафрагмального нерва» . Имплантируемая медицинская электроника: протезирование, доставка лекарств и мониторинг здоровья . Springer International Publishing AG, Швейцария. п. 453. ИСБН 9783319254487 .