DE29520326U1

DE29520326U1 - Endotrachealtubus

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Publication number: DE29520326U1
Application number: DE29520326U
Authority: DE
Original assignee: LAMADE WOLFRAM DR MED; MEYDING LAMADE UTA DR MED
Current assignee: LAMADE WOLFRAM DR MED; MEYDING LAMADE UTA DR MED
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1995-12-22
Publication date: 1997-04-30
Anticipated expiration: 2005-12-23

Description

Endotrachealtubus

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Endotrachealtubus mit einer im Rahmen der Prüfung des Nervus laryngeus recurrens (NLR) einsetzbaren Einrichtung, umfassend einen Schlauchabschnitt,, zwei im Bereich eines Endes des Schlauchabschnitts einander benachbart angeordnete, unabhängig voneinander expandierbare Ballons, von denen dem proximalen Ableitmittel zugeordnet sind, die eine Reaktion mindestens eines der Stimmbänder auf eine elektrische Stimulation des NLR ableiten.

Die Schädigung des NLR ist eine schwerwiegende Komplikation bei Halsoperationen. Der beidseitige Funktionsausfall stellt eine lebensbedrohliche Notfallsituation dar. Große Sammelstatistiken ergaben bei über 12,000 dokumentierten Strumaresektionen eine permanente Recurrenspareserate von 1,2% bzw. 5,2% abhängig davon, ob der Nerv während der Operation dargestellt (freigelegt) wurde oder nicht. Es herrscht damit überwiegend Einigkeit darin, daß der NLR während Schilddrüsenoperationen dargestellt werden sollte, um eine accidentelle Verletzung auszuschließen. Ein varianter Verlauf und die Feinheit seiner Struktur führen häufig zu Schwierigkeiten bei der Identifizierung des Nervs. Dies trifft insbesondere auf große Strumen, Rezidiveingriffe und Tumoroperationen zu.

Vielfältige Versuche der intraoperativen Identifizierung des NLR und des intraoperativen Monitorings seiner Funktion sind bereits unternommen worden. So wurde von Dale B. Smith und anderen in dem Aufsatz "A device for the intraoperative identification of the recurrent laryngeal nerve in piglets" (Otolaryngology - Head and Neck Surgery 1989, 100, S. 137-145) der eingangs angegebene Endotrachealtubus beschrieben. Die dem proximalen Ballon zugeordneten Meßmittel arbeiten dabei hydraulisch. Der entsprechende Tubus wird dabei so weit

in die Luftröhre eingeführt, daß der proximale Ballon im Bereich der Stimmritze zu liegen kommt. In dieser Stellung wird der Tubus in der Luftröhre fixiert und gegenüber dieser abgedichtet, indem der distale Ballon aufgepumpt wird. Anschließend wird der proximale Ballon so weit expandiert, bis er an den Stimmbändern anliegt. Der NLR wird intraoperativ elektrisch stimuliert, was unter der Voraussetzung, daß der NLR nicht geschädigt ist, zu einer entsprechenden Muskelkontraktion der Stimmritze führt. Diese Muskelkontraktion führt zu einer Druckerhöhung in dem proximalen Ballon, welche auf einem Manometer, an das dieser angeschlossen ist, angezeigt wird.

Der entscheidende Nachteil dieses bekannten Endotrachealtubus liegt darin, daß sich mit ihm nur beträchtliche bereits vollzogene Schädigungen des NLR nachweisen lassen, die sich in groben Veränderungen seiner Funktion niederschlagen. Nicht nachweisbar ist hingegen die auf äußere Einflüsse zurückgehende Beeinträchtigung einzelner Axone des Nervs. Ebensowenig lassen sich mit dem bekannten Endotrachealtubus leichte und reversible Traumen des NLR wie bspw. Zug am Nerven und somit dessen drohende, noch nicht eingetretene Schädigung darstellen.

Darüber hinaus wurden verschiedene andere Verfahren und entsprechende Geräte beschrieben, die zur intraoperativen Darstellung des elektrisch stimulierten NLR vorgesehen waren. D.J. Premachandra und andere beschrieben in ihrem Aufsatz "Intraoperative identification of the recurrent laryngeal nerve and demonstration of its function" (Laryngoscope 1990, 100, S. 95-96) die Visualisierung der Stimmbandbeweglichkeit mittels eines starren Endoskops. A.G. James und andere legten in ihrem Aufsatz "A simple method for identifying and testing the recurrent laryngeal nerve" (Surgery Gynecology Obstetrics 1985, 161; S. 185-186) dar, daß die Integrität des NLR durch

Palpation des M. cricothyroideus getestet werden kann. J.G. Spahn und andere beschrieben in ihrem Aufsatz "Identification of the motor laryngeal nerves - a new electrical stimulation technique" (Laryngoscope 1991, 91; S. 865-868), daß eine feine in der Stimmfalte plazierte Nadel bei einer durch elektrische Stimulation des NLR ausgelösten Bewegung der Stimmritze sichtbare Bewegungen ausführt. Jedoch konnte sich wegen technischer Schwierigkeiten und/oder traumatisierender Ableitverfahren keine dieser Methoden durchsetzen. Das zuletzt genannte Verfahren weist dabei zudem den Nachteil auf, daß nur einzelne motorische Einheiten ableitbar sind; über die Integrität des gesamten Nervs sagt das Verfahren daher nichts aus.

J. Lee Rea beschreibt schließlich in seinem Aufsatz "Postcricoid Surface Laryngeal Electrode" (Ear, Nose and Throat Journal, Vol. 71, Nr. 6, S. 267 ff.) die atraumatische Ableitung des NLR mittels eines mit Oberflächenelektroden versehenen Körpers, der in die Stimmritze eingeführt werden soll. Die hier beschriebene Vorrichtung ist jedoch praktisch für den vorgesehenen Zweck nicht brauchbar. Denn ihr Einsatz kann eine Schädigung des umgebenden Gewebes nach sich ziehen. Darüber hinaus läßt sich die Vorrichtung nicht mit ausreichender Sicherheit an der vorgesehenen Stelle plazieren, und eine Dislocation während ihres Einsatzes ist nicht sicher ausgeschlossen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Endotrachealtubus der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem sich - unter Verwendung geeigneter Auswertegeräte selbst leichte und reversible Traumen des NLR unter Einschluß von Beeinträchtigungen nur einzelner Axone des Nervs anzeigen lassen, um bereits eine drohende Schädigung des NLR anzuzeigen. Diese Aufgabe ist vor dem Hintergrund zu sehen, daß die Identifizierung und somit die Darstellung des NLR

vergleichsweise leicht möglich ist, wenn eine Reaktion der Stimmbänder bereits auf leichte Traumen des NLR nachweisbar ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß auf der Oberfläche des proximalen Ballons zwei flächige Sensoren angeordnet sind, die eine als Reaktion auf die elektrische Stimulation des NLR auftretende Änderung des physikalischen Zustands der an ihnen anliegenden Stimmbänder detektieren. Die vorliegende Erfindung macht sich somit die Erkenntnis zunutze, daß sich bei fortgesetzter elektrischer Stimulation des NLR der physikalische Zustand der Stimmbänder bereits bei einer derartig geringfügigen mechanischen Beeinträchtigung des NLR verändert, bei der eine ableitbare Bewegungsänderung der Stimmbänder noch nicht auftritt. Dies führt dazu, daß, verglichen mit den bekannten Verfahren, die eine Bewegung der Stimmbänder ableiten, unter Anwendung des erfindungsgemäßen Endotrachealtubus bereits eine deutliche geringfügigere mechanische Beeinträchtigung des NLR nachweisbar ist.

Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Endotrachealtubus sind die auf dem proximalen Ballon angeordneten flächigen Sensoren als elektrisch leitende Streifenelektroden ausgebildet. Mit ihnen läßt sich eine Änderung des elektrischen Potentials der an den Streifenelektroden anliegenden Stimmbänder ermitteln. In diesem Falle ist die physikalische Größe der Stimmbänder, welche abgeleitet wird, somit deren elektrisches Potential.

Zwar ist bereits ein Endotrachealtubus bekannt, der an seinem distalen Ende einen Ballon aufweist, auf dessen Oberfläche zwei Streifenelektroden angeordnet sind (J.A. Sercarz u.a. in "Fabrication of a custom electrode endotracheal tube" Laryngoscope 101; 1991, S. 1024-1025). Jedoch wird hier mittels

der Streifenelektroden der NLR selbst stimuliert. Insoweit besteht keine Verbindung zu dem Problem, das zu lösen die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist. Dasselbe gilt für den aus dem DE-GM 8915538 bekannten Endotrachealtubus, dessen Elektroden an einen Elektrokardiographen oder Defibrillator anschließbar sein sollen.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Sagitalschnitt durch ein im Kehlkopf plaziertes bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Endotrachealtubus,

Fig. 2 einen Frontalschnitt durch den im Kehlkopf plazierten Endotrachealtubus gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 bis 8 verschiedene typische abgeleitete Spannungsverläufe bei unbeeinträchtigtem und auf verschiedene Weise mechanisch beeinträchtigtem NLR.

Der Endotrachealtubus gemäß den Fig. 1 und 2 umfaßt einen Schlauchabschnitt 1 mit einer proximalen Tubusöffnung 2 und einer distalen Tubusöffnung 3. Benachbart dem distalen Ende des Tubus sind zwei Ballons 4 bzw. 5 angeordnet, welche mittels der beiden Pumpmechaniken 6 bzw. 7 über entsprechende Verbindungsschläuche 8 bzw. 9 unabhängig voneinander expandiert werden können. Insoweit entspricht der in Fig. 1 dargestellte Endotrachealtubus dem im Handel erhältlichen Stand der Technik, so daß es keiner näheren Erläuterungen bedarf.

Auf der Oberfläche des proximalen Ballons 5 sind zwei elektrisch leitende Streifenelektroden 10 angeordnet, von denen aufgrund ihrer Stellung zueinander in Fig. 1 nur die dem Betrachter zugewandte sichtbar ist. An jede der beiden Streifenelektroden 10 ist ein elektrisch leitendes Ableitkabel 11 angeschlossen, das entlang dem Tubus an dessen

Wandung fixiert sich zu dem distalen Ende erstreckt. An den Enden der beiden Ableitkabel ist ein sind Anschlußstecker 12 zu ihrem Anschluß an einer Auswerteelektronik vorgesehen.

Dir Fig. 1 und 2 veranschaulichen die Plazierung des erfindungsgemäßen Endotrachealtubus in der Weise, daß der proximale Ballon 5 in der Stimmritze zu liegen kommt. In Fig. 2 sind der Musculus vocalis und der Musculus thyroarytaenoideus 13 angedeutet; Fig. 1 zeigt bei 14 die Epiglottis. Mit 15 ist jeweils die Trachea bezeichnet. Gegen sie dichtet der distale Ballon 4 ab; zugleich sorgt er zuverlässig und sicher für eine Beibehaltung der korrekten Position des proximalen Ballons 5 auch während länger andauernder Operationen. Die Anschmiegung der auf dem proximalen Ballon 5 angeordneten Oerflächen-Ableitelektroden 10 an die Stimmbänder ist Fig. 2 gut entnehmbar.

Die in den Fig. 3 bis 8 dargestellten abgeleiteten Spannungen wurden bei Versuchen aufgezeichnet, die unter Verwendung des Endotrachealtubus gemäß den Fig. 1 und 2 an jungen Schweinen durchgeführt wurden. Dabei wurde im einzelnen wie folgt vorgegangen: Als Stimulationselektroden wurden modifizierte konventionelle atraumatische bipolare Klammerelektroden eingesetzt. Der Elektrodenabstand betrug 1 cm. Als Erdungselektrode fand eine monopolare Drahtelektrode mit großflächiger Gegenelektrode Verwendung. Die Nervenstimulation erfolgte durch einen Konstant-Strom-Stimulator mit 10 - 20 mA.

Der Endotrachealtubus wurde (mit vollständig entleerten Ballons 4 und 5) in die Trachea eingeführt, und zwar so weit, bis der distale Ballon 4 mit Sicherheit unterhalb der Glottis lag. Anschließend wurde der distale Ballon 4 leicht aufgepumpt (geblockt). Sodann wurde der Endotrachealtubus so weit zurückgezogen, bis der partiell geblockte distale Ballon sich

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in der Subglottis verfing. In dieser Stellung des Tubus wurde sowohl der distale Ballon 4 als auch der proximale Ballon expandiert, so daß der distale Ballon 4 den Schlauchabschnitt 1 gegen die Trachea abdichtete und die auf den proximalen Ballon 5 angeordneten Streifenelektroden 10 in direktem Kontakt an den Stimmbändern anlagen.

Die in den Fig. 3 bis 8 dargestellten Summenpotentiale der Stimmbandmuskeln (dem Erfolgsorgan des NLR) wurden über ein Standard-EMG-Gerät ("Dantec Cantata") abgeleitet. Dabei kam ein Bandpaßfilter 20 Hz bis 2 kHz zur Anwendung. Die Verstärkung betrug 1 mV/D. Die Ableitung erfolgte monopolar ipsilateral am Stimmband. Die abgeleiteten Potentiale waren in ihrer Form exakt reproduzierbar und erreichten eine Signalstärke von 2,2 bis 3,0 mV.

In Fig. 3 sind vier voneinander unabhängige Messungen im zeitlichen Abstand von 0,5 bis 4 min dargestellt, die eine typische Ableitung nach einer Stimulation mit 14,3 mA am peripheren Nerven bilden. Auf der Abszisse dargestellt ist der Zeitverlauf (2 msec pro Raster). Auf der Ordinate dargestellt ist die abgeleitete Spannung des Summen-Aktionspotentials (1 mV pro Raster). Fig. 3 veranschaulicht die gute Reproduzierbarkeit der abgeleiteten Potentiale. Zur Verdeutlichung der Reproduzierbarkeit wurden gemäß Fig. 4 vier weitere voneinander unabhängige Ableitungen übereinander projiziert. Der monomorphe Signalverlauf ist auf diese Weise gut erkennbar. Wie bereits bei Fig. 3 ist auch bei Fig. 4 auf der Abszisse der Zeitverlauf (2 msec pro Raster) und auf der Ordinate die abgeleitete Spannung des Summen-Aktionspotentials (1 mV pro Raster) dargestellt.

Fig. 5 zeigt das abgeleitete Summen-Aktionspotential unter den gleichen Bedingungen, nachdem der entsprechende NLR mit einer Pinzette komprimiert wurde. Erkennbar führt diese Form

der mechanischen Beeinträchtigung des NLR zu einem nahezu kompletten Verlust der Aktionspotentiale.

Fig. 6 zeigt die abgeleiteten Summen-Aktionspotentiale, nachdem die Pinzette wieder geöffnet wurde und somit eine Dekompression des NLR eintrat. Ersichtlich führte die Dekompression des NLR zu einer vollständigen Wiederherstellung der Nervenleitfähigkeit. Die in Fig. 5 dokumentierte Nervenleitstörung war somit völlig reversibel.

Von besonderer Bedeutung sind die in den Fig. 7 und 8 dargestellten Verläufe der Spannungen der Summen-Aktionspotentiale bei zwei vergleichsweise leichten Traumen am Nerven. Und zwar gibt Fig. 7 - unter den im übrigen übereinstimmenden Bedingungen wie die Fig. 3 bis 6 - die Spannung der Summen-Aktionspotentiale bei einer leichten Kompression des NLR wieder. Ersichtlich führte diese (verglichen mit den Fig. 5 zugrundeliegenden Verhältnissen) leichtere Kompression zu einem partiellen Verlust des Aktionspotentials. Dies dokumentiert, daß bereits eine relativ geringe Kompression des Nerven, welche keinerlei bleibende Schäden hinterläßt, unter Verwendung des erfindungsgemäßen Tubus nachweisbar ist.

Dasselbe gilt für einen Zug am Nerven, dessen Auswirkungen in Fig. 8 veranschaulicht sind. Bereits ein geringfügiger Zug am Nerven führt zu einer deutlich erkennbaren Verplumpung des Signalsverlaufs, wie ein Vergleich mit Fig. 3, welche den Signalverlauf bei unbeeinträchtigtem NLR wiedergibt, deutlich zeigt.

Claims

Schutzansprüche

1. Endotrachealtubus mit einer im Rahmen der Prüfung des Nervus laryngeus recurrens (NLR) einsetzbaren Einrichtung, umfassend einen Schlauchabschnitt (1), zwei im Bereich eines Endes des Schlauchabschnitts einander benachbart angeordnete, unabhängig voneinander expandierbare Ballons (4; 5), von denen dem proximalen (5) Meßmittel zugeordnet sind, die eine Reaktion mindestens der Stimmbänder auf eine elektrische Stimulation des NLR anzeigen,

dadurch gekennzeichnet,

daß auf der Oberfläche des proximalen Ballons (5) zwei flächige Sensoren (10) angeordnet sind, die eine als Reaktion auf die elektrische Stimulation des NLR auftretende Änderung des physikalischen Zustande der an ihnen anliegenden Stimmbänder detektieren.

2. Endotrachealtubus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die flächigen Sensoren als elektrisch leitende Ableit-Streifen-Elektroden (10) ausgebildet sind.