stringtranslate.com

Стимуляция диафрагмы

Стимуляция диафрагмы (и даже ранее электродиафрагмальное дыхание [1] [2] ) представляет собой ритмическое приложение электрических импульсов к диафрагме для обеспечения искусственной вентиляционной поддержки при дыхательной недостаточности или апноэ во сне . [3] [4] Исторически это достигалось посредством электрической стимуляции диафрагмального нерва с помощью имплантированного приемника/электрода, [5] хотя сегодня существует альтернативный вариант прикрепления чрескожных проводов к диафрагме. [6]

История

Идея стимуляции диафрагмы через диафрагмальный нерв была впервые твердо постулирована немецким врачом Кристофом Вильгельмом Гуфеландом , который в 1783 году предположил, что такой метод может быть применен для лечения асфиксии. [7] [8] : 545–549  Французский невролог Дюшенн де Булонь сделал аналогичное предложение в 1855 году, хотя ни один из них не проверил его. [9] Лишь год спустя Гуго Вильгельм фон Цимссен продемонстрировал стимуляцию диафрагмы на 27-летней женщине, задохнувшейся от древесного угля, путем ритмической фарадизации ее диафрагмальных нервов, что спасло ей жизнь. [8] [10] : 49  Позже, в 1872 году, Дюшенн объявил этот метод «лучшим средством имитации естественного дыхания». [11] Однако достижения в области искусственной вентиляции легких, достигнутые такими учеными, как Джордж По в начале двадцатого века [12], изначально оказались более предпочтительными, чем стимуляция диафрагмального нерва.

Исследователи Гарварда Сарнофф и др. пересмотрели диафрагмальную стимуляцию через диафрагмальный нерв в 1948 году, опубликовав свои экспериментальные результаты на собаках. [1] В отдельной публикации 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 «электродиафрагмальным дыханием», Сарнофф смог искусственно дышать у маленького мальчика в течение 52 часов. [13] Технология, лежащая в основе диафрагмальной стимуляции, получила дальнейшее развитие в 1968 году с публикацией исследований врачей Джона П. Джадсона и Уильяма У. Л. Гленна по использованию радиочастотной передачи для «регулировки амплитуды стимуляции и управления скоростью стимуляции извне». [14] Объединившись с Avery Laboratories, Гленн вывел свой прототип устройства на коммерческий рынок в начале 1970-х годов. [15] Дыхательный кардиостимулятор Avery получил предварительное одобрение FDA в 1987 году для «хронической респираторной поддержки из-за паралича верхних двигательных нейронов дыхательных мышц» у пациентов всех возрастов. [16] В 1980-х годах в Тампере, Финляндия, была разработана «последовательная многополюсная 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 технологии, и некоторые исследователи, такие как Бах и О'Коннор, заявили, что стимуляция диафрагмального нерва является допустимым вариантом «для должным образом обследованного пациента, но что расходы, частота неудач, заболеваемость и смертность остаются чрезмерными, и что следует изучить альтернативные методы респираторной поддержки». [18] Другие, такие как Бруйетт и Марцокки, 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 подход. [20]

В середине 2000-х годов американская компания Synapse Biomedical начала исследования новой системы диафрагмальной стимуляции, 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». Продаваемое устройство NeuRx получило несколько одобрений FDA в рамках Humanitarian Device Exemption (HDE), одно в 2008 году и другое в 2011 году. [21]

Методология и устройства

Основной принцип работы устройства для диафрагмальной стимуляции ( Управление по контролю за продуктами и лекарствами США определяет это устройство как «стимулятор диафрагмального/диафрагмального нерва» [22] ) заключается в пропускании электрического тока через электроды, которые прикреплены внутри. Диафрагма сокращается, расширяя грудную полость и заставляя воздух всасываться в легкие ( вдох ). При отсутствии стимуляции диафрагма расслабляется, и воздух выходит из легких ( выдох ).

Согласно системе Medicare США , стимуляторы диафрагмального нерва показаны для «отдельных пациентов с частичной или полной дыхательной недостаточностью» и «могут быть эффективными только в том случае, если у пациента неповрежденный диафрагмальный нерв и диафрагма». [23] Обычные диагнозы для пациентов, которым назначается стимуляция диафрагмального нерва, включают пациентов с повреждением спинного мозга , центральным апноэ сна , врожденным синдромом центральной гиповентиляции (т. е. проклятием Ундины ) и параличом диафрагмы. [21] [23]

В настоящее время на рынке представлены три устройства для диафрагмальной стимуляции: NeuRx компании Synapse Biomedical, Inc. (США), Mark IV Breathing Pacemaker компании Avery Biomedical Devices, Inc. (США) [21] и Atrostim PNS компании Atrotech OY (Финляндия). [24] Устройства Synapse и Avery распространяются по всему миру и одобрены для использования в Соединенных Штатах. [21] Устройство Atrotech недоступно в США. По состоянию на декабрь 2019 года предпродажное одобрение FDA было выдано устройству-передатчику Spirit компании Avery, которое заменило 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

В случае с устройствами Atrostim и Mark IV могут использоваться несколько хирургических методов. Хирургическое вмешательство обычно выполняется путем размещения электрода вокруг диафрагмального нерва , либо на шее (т. е. цервикально; более старая техника), либо на груди (т. е. торакально; более современная). Этот электрод подключается к радиочастотному приемнику, который имплантируется прямо под кожу. Внешний передатчик посылает радиосигналы на устройство с помощью антенны, которая надевается поверх приемника. [27] При шейном хирургическом методе доступ к диафрагмальному нерву осуществляется через небольшой (~5 см) разрез немного выше и по средней линии от ключицы. Затем диафрагмальный нерв изолируется под передней лестничной мышцей. При торакальном хирургическом методе выполняется небольшой (~5 см) разрез над 2-м или 3-м межреберьем. Электроды размещаются вокруг диафрагмальных нервов вдоль перикарда. Использование тораскопа позволяет выполнять эту технику минимально инвазивным способом. [27]

В случае с устройством NeuRx выполняется серия из четырех разрезов на коже живота. 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 размещается прямо под кожей в той же области. Все они подключаются к устройству. [28]

Исследовать

Исследования эффективности диафрагмальной стимуляции (ДП) для респираторной поддержки дали неоднозначные результаты, которые в значительной степени зависят от течения заболевания у изучаемой популяции пациентов. [29]

Многочисленные исследования показали, что DP может быть очень эффективным инструментом для пациентов с травмами спинного мозга (SCI). [30] [31] [32] [29] Один ретроспективный долгосрочный многомерный анализ пациентов с травмами шейного отдела SCI показал, что DP обеспечивает лучшие показатели выживаемости и обновленные самооценки качества жизни, чем использование искусственной вентиляции легких (MV). [31]

Согласно ряду громких исследований, диафрагмальная стимуляция не должна использоваться 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 традиционную ИВЛ для лечения на поздних стадиях БАС. Практически не было опубликовано клинических испытаний эффективности DP у пациентов с БАС примерно с 2016 года из-за результатов исследования DiPALS, которое показало уровень смертности 76% пациентов с имплантатом по сравнению с 51% пациентов, которые получили только ИВЛ. [34] США разрешили внедрение DP для пациентов с БАС с использованием «Сострадательного разрешения», однако Европа прекратила все разрешения на DP у пациентов с БАС. [35]

Ссылки

  1. ^ ab Sarnoff, SJ; Whittenberger, JL; Hardenbergh, E. (1948). «Электрофреническое дыхание. Механизм ингибирования спонтанного дыхания». American Journal of Physiology . 155 (2): 203–207. doi :10.1152/ajplegacy.1948.155.2.203. PMID  18107083.
  2. ^ Маршалл, Л. Б., ред. (1951). «Электрофреническое дыхание». Медицинское письмо ВМС США . 18 (4): 10–12.
  3. ^ Bhimji, S. (16 декабря 2015 г.). Mosenifar, Z. (ред.). "Обзор - Показания и противопоказания". Medscape - Диафрагмальная стимуляция . WebMD LLC . Получено 19 февраля 2016 г. .
  4. ^ Ханна, В.К. (2015). "Глава 19: Стимуляция диафрагмального/диафрагмального нерва". Имплантируемая медицинская электроника: протезирование, доставка лекарств и мониторинг здоровья . Springer International Publishing AG Switzerland. стр. 453. ISBN 9783319254487. Получено 19 февраля 2016 г.
  5. ^ Чен, ML; Таблизо, MA; Кун, S.; Кинс, TG (2005). «Диафрагмальные кардиостимуляторы как средство лечения синдрома врожденной центральной гиповентиляции». Expert Review of Medical Devices . 2 (5): 577–585. doi :10.1586/17434440.2.5.577. PMID  16293069. S2CID  12142444.
  6. ^ "Использование и уход за системой диафрагмальной стимуляции NeuRx" (PDF) . Synapse Biomedical, Inc . Получено 19 февраля 2016 г. .
  7. ^ Хуфеланд, CW (1783). Usum uis electriciae в эксперименте по асфиксии . Dissertatio inauguralis medica sistens.
  8. ^ ab Althaus, Julius (1870). Трактат о медицинском электричестве, теоретическом и практическом: и его использование при лечении паралича, невралгии и других заболеваний (2-е изд.). Лондон: Longmans, Green, and Co. стр. 676. Получено 19 февраля 2016 г.
  9. ^ Дюшенн, GBA (1855). Локальная электризация и ее применение в физиологии, патологии и терапии. Париж: Байьер . Проверено 19 февраля 2016 г.
  10. ^ фон Цимссен, HW (1857). Die Electricität in der Medicin Studien. Берлин: Хиршвальд. п. 106 . Проверено 19 февраля 2016 г.
  11. ^ Дюшенн, GBA (1872). Локальная электризация и ее применение в патологиях и терапии для индуцированных и гальванических промежутков и продолжительных периодов. Париж: Байьер . Проверено 19 февраля 2016 г.
  12. ^ «Задушите маленькую собаку, чтобы увидеть ее возрожденной». The New York Times . 29 мая 1908 г. Получено 19 февраля 2016 г. – через WikiMedia Commons.
  13. ^ Сарнофф, С. Дж.; Харденберг, Э.; Уиттенбергер, Дж. Л. (1948). «Электрофреническое дыхание». Science . 108 (2809): 482. Bibcode :1948Sci...108..482S. doi :10.1126/science.108.2809.482. PMID  17733839.
  14. ^ Джадсон, Дж. П.; Гленн, WWL (1968). «Радиочастотное электродиафрагмальное дыхание: долгосрочное применение у пациента с первичной гиповентиляцией». JAMA . 203 (12): 1033–1037. doi :10.1001/jama.1968.03140120031007. PMID  5694362.
  15. ^ "История кардиостимуляции". Avery Biomedical Devices, Inc. Получено 19 февраля 2016 г.
  16. ^ Ван, Диеп (июнь 2015 г.). «Диафрагмальная стимуляция без трахеостомии у пациентов с синдромом врожденной центральной гиповентиляции». Дыхание . 89 (6) . Получено 2 декабря 2019 г. .
  17. ^ "Стимуляция диафрагмального нерва". Atrotech . Получено 2 декабря 2019 .
  18. ^ Бах, Дж. Р.; О'Коннор, К. (1991). «Электродренажная вентиляция: другая перспектива». Журнал Американского общества параплегии . 14 (1): 9–17. doi :10.1080/01952307.1991.11735829. PMID  2022962.
  19. ^ Brouillette, RT; Marzocchi, M. (1994). «Диафрагмальная стимуляция: клинические и экспериментальные результаты». Biology of the Neonate . 65 (3–4): 265–271. doi :10.1159/000244063. PMID  8038293.
  20. ^ Шауль, ДБ; Дэниелсон, ПД; МакКомб, ДжГ; Кинс, ТГ (2002). «Торакоскопическое размещение электродов диафрагмального нерва для диафрагмальной стимуляции у детей». Журнал детской хирургии . 37 (7): 974–978. doi :10.1053/jpsu.2002.33821. PMID  12077752.
  21. ^ abcd "Системы стимуляции диафрагмального/диафрагмального нерва и электрокардиостимуляции диафрагмы". Полис № MED.00100 . Anthem Insurance Companies, Inc. 5 февраля 2015 г. Получено 19 февраля 2016 г.
  22. ^ "ЧАСТЬ 882 — НЕВРОЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА". CFR — Свод федеральных правил , раздел 21. Управление по контролю за продуктами и лекарствами США. 21 августа 2015 г. Получено 19 февраля 2016 г.
  23. ^ ab "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 г. . Получено 19 февраля 2016 г. .
  24. ^ "Стимуляция диафрагмального нерва". Atrotech OY . Получено 19 февраля 2016 г.
  25. ^ "Premarket Approval". fda.gov . Управление по контролю за продуктами и лекарствами США . Получено 2 декабря 2019 г. .
  26. ^ Изобретение профессора SFU, помогающее восстановиться пациентам, подключенным к аппарату искусственной вентиляции легких, одобрено для экстренного использования в США - Мира Бейнс, Канадская вещательная корпорация, 8 мая 2020 г.
  27. ^ ab Bhimji, S. (16 декабря 2015 г.). Mosenifar, Z. (ред.). "Техника - Установка кардиостимулятора". Medscape - Стимуляция диафрагмы . WebMD LLC . Получено 19 февраля 2016 г. .
  28. ^ "Хирургия: чего ожидать" (PDF) . Информация и руководство по эксплуатации для пациента/опекуна системы диафрагмальной стимуляции NeuRx . Synapse Biomedical, Inc. 2011. стр. 18 . Получено 19 февраля 2016 г. .
  29. ^ ab Woo, A-la; Tchoe, Ha-jin; Shin, Hae-won; Shin, Chae-min; Lim, Chae-Man (2020). «Вспомогательное дыхание с системой диафрагмальной стимуляции: систематический обзор». Yonsei Medical Journal . 61 (12): 1024–1033. doi : 10.3349/ymj.2020.61.12.1024 . ISSN  0513-5796. PMC 7700882. PMID 33251776  . 
  30. ^ Вейкстра, Питер Дж.; ван дер Аа, Ганс; Хофкер, Х. Сийбранд; Курто, Франческо; Джакомини, Маттео; Стагни, 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. 
  31. ^ ab Romero, FJ; Gambarrutta, C; Garcia-Forcada, A; Marín, MA; Diaz de la Lastra, E; Paz, F; Fernandez-Dorado, MT; Mazaira, J (16 июля 2021 г.). «Долгосрочная оценка стимуляции диафрагмального нерва при дыхательной недостаточности из-за высокой шейной травмы спинного мозга». Spinal Cord . 50 (12): 895–898. doi : 10.1038/sc.2012.74 . ISSN  1362-4393. PMID  22777487.
  32. ^ Posluszny, Joseph A.; Onders, Raymond; Kerwin, Andrew J.; Weinstein, Michael S.; Stein, Deborah M.; Knight, Jennifer; Lottenberg, Lawrence; Cheatham, Michael L.; Khansarinia, Saeid; Dayal, Saraswati; Byers, Patricia M.; Diebel, Lawrence (1 февраля 2014 г.). «Многоцентровой обзор диафрагмальной стимуляции при травме спинного мозга: успешное не только отлучение от аппаратов ИВЛ, но и переход к самостоятельному дыханию». Journal of Trauma and Acute Care Surgery . 76 (2): 303–310. doi :10.1097/TA.00000000000000112. ISSN  2163-0755. PMID  24458038.
  33. ^ Гонсалес-Бермехо, Хесус; Морело-Панзини, Капуцин; Танги, Мари-Лора; Майнингер, Винсент; Прада, Пьер-Франсуа; Лангле, Тимоти; Брюнето, Гаэль; Форестье, Надин Ле; Куратье, Филипп; Гай, Натали; Деснюэль, Клод; Приджент, Элен; Перрен, Кристоф; Аттали, Валери; Фаржо, Екатерина (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.
  34. ^ ab "Безопасность и эффективность диафрагмальной стимуляции у пациентов с дыхательной недостаточностью, вызванной боковым амиотрофическим склерозом (DiPALS): многоцентровое, открытое, рандомизированное контролируемое исследование". The Lancet Neurology . 14 (9): 883–892. 30 июля 2015 г. doi : 10.1016/S1474-4422(15)00152-0 . hdl : 10026.1/3556 . PMID  26234554.
  35. ^ 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