Selektiivinen vagushermostimulaatio ihmisellä (VNS)

Esittely:

Hermostimulaatioiden käyttö useiden lääketieteellisten, psykiatristen ja neurologisten häiriöiden hoitoon ja hallintaan on lisääntynyt merkittävästi viime vuosikymmeninä. Erityisesti kiertohermostimulaatio (VNS) on ollut huomattavan tutkimuksen kohteena.

Vagushermo hermottaa laajasti rintakehän ja vatsan sisäelimiä (80 % kuiduista afferentoina) ja on tärkeä tiedonkulkureitti keskushermostoon (20 % kuiduista). Yksi vaguksen päätehtävistä on seurata ja ohjata sisäelinten ja rauhasten, kuten sydämen, keuhkojen, mahalaukun, virtsarakon ja haiman, toimintaa.

Parasympaattisen reitin aktivoituminen johtaa negatiivisiin kronotrooppisiin, negatiivisiin dromotrooppisiin ja negatiivisiin inotrooppisiin muutoksiin sydämessä. 11 Vagushermon postganglioniset hermosolut työntyvät sinoatriaalisiin (SA) ja eteiskammiosolmukkeisiin (AV) sekä eteis- ja kammiolihaksistoon. Aikuisella oikea vagushermo hermottaa pääasiassa SA-solmua, eteislihasta ja paljon vähemmässä määrin AV-solmuketta. Toisaalta vasen vagushermo hermottaa SA-solmua ja eteislihasta vähemmässä määrin kuin AV-solmua. Anatomisessa jakautumisessa voi kuitenkin olla merkittäviä päällekkäisyyksiä.

Oikean vaguksen stimulaatio hidastaa sydämentahdistinsolujen purkautumisnopeutta SA-solmussa, mikä hidastaa SA-solmun nopeutta ja siten vähentää sykettä. Vasemman vagushermon stimulaatio hidastaa jonkin verran SA-solmua, pidentää AV-johtumista ja osittaista tai täydellistä AV-salpausta. Yksityiskohtaisia ​​tietoja ihmisillä vagushermostimulaatiosta ja sen vaikutuksista sykeen ei ole saatavilla.

Tämän tutkimuksen tavoitteena on löytää kliinisesti hyväksyttävä kaksivaiheisen VNS-taajuus, joka voisi mahdollistaa sykkeen ja systeemisen valtimopaineen asteittaisen laskun.

Menetelmät:

Potilaat, joille tehdään kaulavaltimon pään valtimon poisto ja sepelvaltimon poistoleikkaus, otetaan mukaan tutkimukseen. Tutkimuksen hyväksyi Slovenian tasavallan terveysministeriön National Medical Ethics Committee (nro 142/02/07, 13. helmikuuta 2007). Ennen kuin kokeilutoimia suoritetaan, Ilmoitettu suostumus hankitaan asianmukaisesti Ilmoitettua suostumusta koskevan menettelyn mukaisesti.

Monielektrodispiraalimansetin suunnittelu:

Hihansuun valittiin itsemitoitettu spiraalimuotoilu. Yksityiskohtainen kuvaus 39-elektrodisesta mansetista, jossa on kolmetoista kehäryhmää kolmesta elektrodista (GTE 1-13), ja valmistuksesta löytyy aiemmasta raportistamme.

Anestesia:

Tunti ennen leikkausta potilaille annetaan esilääkitys suun kautta 5 mg:lla diatsepaamia ja 40 mg:lla pantopratsolia. Anestesian induktiossa käytetään lyhytvaikutteista suonensisäistä anestesia-ainetta propofolia annoksina 1-2 mg/kg (BW) hitaina bolusannoksina (20-30 s), kun taas remifentanyyliä (Ultiva, GlaxoSmithKline, GSK Export) VB) lyhytvaikutteisena synteettisenä μ-opioidiagonistina käytetään aloitusannoksena 1 - 1,5 µg/kg BW 30-60 s jakson aikana. Endotrakeaalisen intuboinnin helpottamiseksi annetaan lihasrelaksanttia vekuroniumbromidia laskimoon.

Yleisanestesian ylläpitämiseksi käytetään inhalaatiopuudutetta isofluraania 1,5-3,0 %:n sisäänhengitetyissä pitoisuuksissa ja analgesia varmistetaan jatkuvalla remifentanyyliinfuusiolla 0,3-0,5 µg/kg/min. Vecuroniumbromidia annetaan, jos jostain syystä tarvitaan suurempaa lihasrelaksaatiota. Matalavirtauksen anestesiatekniikka suoritetaan jatkuvalla hengitettynä tuorekaasuvirralla jopa 1,5 l/min hapen ja ilman seosta, jotta FiO2:sta saadaan 40 %. Potilaita ventiloidaan koneellisesti ennalta määrätyllä hengityksen tilavuudella (VT) (5–7 ml/kg painokiloa), positiivisella uloshengityspaineella (PEEP) 3–5 cm H2O ja hengitystiheydellä (RR) 12–15 minuutissa. pitää ETCO2 30-35 mmHg:ssa.

Huollon aikana ilmeni liiallista systeemisen verenpaineen laskua anestesian syvyyden vuoksi, ja se korjattiin keventämällä anestesiaa. Mahdollisen sydänlihasiskemian välttämiseksi normaalin hemodynamiikan ylläpitoa valvottiin tiukasti.

EKG-tallennus:

Ensimmäisen bipolaarisen raajan johtimen (Johdin I) EKG tallennetaan itseliimautuvalla, kertakäyttöisellä ja esigeeliytetyllä Ag/AgCl-valvontaelektrodilla.

Hemodynaaminen seuranta:

Painetta hengitysteiden aukossa (Pao) seurataan käyttämällä anturia invasiiviseen verenpaineen seurantaan, ja se kiinnitetään mansetilla olevaan endotrakeaaliputkeen. Invasiivinen systeeminen valtimopaine (SAP) mitataan samoilla antureilla, jotka on kiinnitetty valtimonsisäiseen linjaan, joka on sijoitettu vasempaan tai oikeaan radiaalivaltimoon. Keskuslaskimokatetri keskuslaskimopaineen (CVP) ja Swan-Ganz-katetri (Swan-Ganz CCOmbo Pulmonary Artery Cateter and Vigilance II Monitor, Edwards Inc., USA) jatkuvaan sydämen minuuttitilavuuden ja keuhkovaltimon paineen (PAP) mittauksiin asennetaan. yleisanestesian induktion jälkeen oikean kaulalaskimon kautta.

Kaikki signaalit vahvistettiin räätälöidyllä akkukäyttöisellä siltavahvistimella säädettävällä vahvistuksella. Kaikki vahvistetut signaalit, myös vahvistettu EKG, syötetään sitten kannettavan PC:n tehokkaaseen tiedonkeruu-A/D-muuntimeen. Tiedot tallennetaan henkilökohtaisen tietokoneen kiintolevylle off-line-uudelleenanalyysiä varten. Tulosten graafiset esitykset suoritetaan käyttämällä AxoScope 10.2 -ohjelmistoa, jonka on kehittänyt Axon Instruments, Inc., 3280 Whipple Road, Union City, CA 94587 USA.

Mansetin implantointi:

Sisäisen kaulavaltimon endarterektomian ja pumpun ulkopuolisen sepelvaltimon ohitusleikkauksen jälkeen vasemman vagushermon ympärille istutetaan mansetti. Vagushermo kulkee pystysuunnassa kaulaa pitkin kaulavaltimon sisällä sisäisen kaulalaskimon ja sisäisen kaulavaltimon välissä kilpirauhasen ruston ylärajaan asti ja sitten saman laskimon ja yhteisen kaulavaltimon välistä kaulavaltimon juureen asti. kaula. Hermon jatkokulku vaihtelee kehon molemmilla puolilla.

Vagushermo tunnistetaan kaulavaltimon tupessa kaulavaltimon ja kaulalaskimon välisessä takaurassa. Vagushermon mobilisoimiseen käytetään suonsilmukoita, jotta spiraalimansetin kiinnitystä varten on käytettävissä noin 2,5–3 cm. Sen jälkeen hermosegmentti vapautetaan täysin ympäröivistä kudoksista ja mansetti kiinnitettiin varovasti paljastettuun hermoon. Koska hermon mansetin "sulkeminen" ompeleella on tarpeetonta, mansetin istutus oli suhteellisen yksinkertainen toimenpide. Nimittäin spiraalimuotoilun itseistuvuus teki helpoksi sovittaa tiukan mansetin hermolle. Lisäksi spiraalimansetin muotoilu suunniteltiin indusoimaan erittäin matalaa painetta, kun se asennetaan hermoon, jotta kaikki passiivisesti aiheutetut hermovauriot eliminoituvat. Erityistä huolellisuutta on kuitenkin kiinnitettävä johtojen reitittämiseen liittimeen, jotta vältetään mahdollisimman paljon mekaanisen jännityksen siirtyminen mansettiin. Leikkauksen aikana on myös noudatettava erityistä varovaisuutta, jotta vältytään aiheuttamasta mekaanisia vaurioita toistuvaan kurkunpään hermoon.

Vagushermon stimulaatio:

Stimulus Stimulus on yhdistelmä puolisuunnikkaan muotoisia katodisia ja suorakaiteen muotoisia anodisia virtapulsseja. Tuloksena oleva virta-, kaksivaihe- ja varaustasapainotettu yhdistelmä koostuu nimenomaan puolisuunnikkaan muotoisesta katodisesta vaiheesta, jossa on neliömäinen etureuna, jolla on eri intensiteetti ic , tasanne tc 300 μs ja eksponentiaalisesti vaimeneva vaiheen texp 500 μs, jota seuraa leveä suorakaiteen muotoinen anodinen vaihe ta, jonka virta on alhainen ia. Anodinen vaihe ia on yksi kymmenesosa katodivaiheen suuruudesta. Anodisen vaiheen ta leveys riippuu kuitenkin katodisessa vaiheessa ruiskutetusta varauksesta: mitä suurempi varaus, sitä leveämpi anodivaihe.

Tiettyjen hermoosastojen ja puuelektrodiryhmien (GTE) tunnistaminen Stimulit, joiden intensiteetti ic on 2 mA:n kvasi puolisuunnikkaan muotoisen katodisen vaiheen taajuudella 20 Hz, toimitetaan noin 10 sekunnin ajan kvasibipolaarisesti kaikkiin mansetin 13 GTE:hen. Erillisen GTE:n stimulaatio suoritetaan 1 minuutin välein. GTE:tä, joka sai aikaan suurimman muutoksen sykkeessä, eli GTE1:tä, pidetään merkityksellisenä lisästimulaation kannalta.

Vagus-stimulaatio eri taajuuksilla ja nousevalla virralla Noin 10 sekunnin pitkiä pulssijonoja, joiden intensiteetit ic ovat 0,5, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5 ja 3,0 mA eri stimulaatiotaajuuksilla (10 Hz, 20 Hz ja 30 Hz) toimitetaan aTE1:een asti. sydämen supistuksen puuttuminen tapahtui. VNS lopetetaan välittömästi sen jälkeen, kun sydämen supistuksen puuttuminen havaitaan. Kahden eri simulaation välinen aikaväli on vähintään 2 minuuttia tai kestää siihen asti, kunnes syke tai SAP ei ole saavuttanut perusarvoa ennen stimulaatiota. Stimulaatio tallennetaan samaan järjestelmään kuin EKG, SAP, PAP, CVP ja PAO.

Tulokset:

Odotamme löytävämme selektiivisen VNS:n optimaalisen taajuuden/virran suhteen, joka voisi mahdollistaa sydämen sykkeen ja systeemisen valtimopaineen kliinisesti hyödyllisen manipuloinnin.