© Borgis - Anestezjologia Intensywna Terapia 3/2006, s. 153-157
*Fryderyk Prochaczek1, Mirosław Sikora2, Jerzy Gałecka3, Roman Zając4
Nowa elektroda przełykowa do szybkiego wdrażania stymulacji przedsionków w czasie znieczulenia ogólnego
A new electrode for transoesophageal atrial pacing during anaesthesia
1Katedra i Oddział Kliniczny Kardiologii Śl.AM w Tychach
kierownik: prof. dr hab. n. med. F. Prochaczek
2II Klinika Anestezjologii i Intensywnej Terapii Śl.AM w Katowicach
kierownik: dr n. med. A. Kunsdorf-Wnuk
3Instytut Techniki i Aparatury Medycznej w Zabrzu
kierownik: dr inż. A. Gacek
4Hagmed Rawa Mazowiecka
konstruktor: Roman Zając
Summary
Background.Commonly used oesophageal pacing electrodes are difficult to introduce via the nasal route and require time and expertise to avoid intratracheal placement and/or impaction in the piriform fossa.
Methods. We constructed a new electrode of unique shape, facilitating efficient introduction through either the mouth or the nose. The bipolar, 28 F electrode (Hagmed, Poland) was used in 44 patients having surgery under general anaesthesia. The electrode was designed to be easy to introduce via the nasal route and to make it possible to position the poles as close to the heart as possible.
For assessment, we measured the time necessary for placement of the electrode and the time to start effective pacing. The atrial excitation thresholds were determined for rectangular pulses which were 10, 20 and 30 ms wide.
Results. The time to effective placement of the electrode was 5 sec (oral route) and 91 sec (nasal route). The atrial pacing threshold was found to be very low (4.4 mA for a 30 ms pulse), compared to 16-28 mA, described for 18 F, ring-shaped electrodes.
Discussion and conclusion. The results confirmed the usefulness of the new electrode. It was easy to introduce, and thanks to its unique shape and wide diameter, it was possible, in the majority of patients, to begin atrial pacing with low current less that two minutes after commencing insertion The electrode makes possible, the emergency use of atrial pacing during anaesthesia and resuscitation.
Stosowane przez anestezjologów elektrody do przezprzełykowej stymulacji serca nie mają odpowiedniego wyprofilowania pozwalającego na łatwe ich wprowadzenie do przełyku przez przewód nosowy dolny [1, 2, 3, 4]. Zakładanie elektrody przełykowej (EP) tą drogą wymaga dużej wprawy ze względu na możliwość wejścia jej do zachyłka gruszkowatego lub pomiędzy struny głosowe [5, 6]. Napotykane problemy wydłużają czas potrzebny do prawidłowego umieszczenia elektrody w przełyku na poziomie optymalnym dla stymulacji przedsionków.
Przyjęto założenia, iż właściwe wyprofilowanie EP, uwzględniające warunki anatomiczne nosogardła, zwiększenie średnicy i wygięcie części stymulującej w sposób zbliżający bieguny stymulujące do przedsionków, pozwoli na szybkie jej wprowadzenie zarówno przez usta jak i przewód nosowy dolny, oraz uzyskanie niskich wartości progów pobudzenia przedsionków.
Celem pracy było sprawdzenie użyteczności techniczno-klinicznej elektrody zaprojektowanej i wykonanej zgodnie z wymienionymi założeniami.
Metodyka
Badaniem objęto chorych poddawanych zabiegom z zakresu chirurgii szczękowo-twarzowej w znieczuleniu ogólnym, za zgodą Komisji Etyki Badań Naukowych Śl.AM w Katowicach (L.dz.NN-013-21/01) oraz po uzyskaniu indywidualnej pisemnej zgody od każdego z nich. Ogólną charakterystykę badanych grup chorych przedstawiono w tabeli I.
Tab. I. Ogólna charakterystyka badanej grupy chorych
Parametr statystycznyWiek (lat)Wzrost (cm)MC (kg)BMIAP (cm)SAP (mm Hg)DAP (mm Hg)HR (min-1)f (min-1)
x38173692320125846999
M35173722320124846999
Min.1914842151596634878
Max.70195114393215511097127
SD139134314111010
AP – wymiar przednio-tylny klatki piersiowej, f – częstość impulsów stymulujących
Wykorzystywano prototypową EP dwubiegunową, o biegunach węglowych rozstawionych w odległości 30 mm, przekroju elipsoidalnym i średnicy około 28 F (Hagmed, Polska). Elektroda została wyprofilowana w początkowej części w sposób ułatwiający przesunięcie po tylnej ścianie gardła, przez przyleganie do niej w czasie wprowadzania w kierunku przełyku. W przyjętych założeniach takie rozwiązanie powinno zapewnić uniknięcie wejścia elektrody do zachyłka gruszkowatego lub w kierunku dróg oddechowych. Stymulujące bieguny elektrody zostały umieszczone na wygiętym fragmencie sondy, w sposób zbliżający je do lewego przedsionka (ryc. 1).
Ryc. 1. Nowa elektroda stymulacyjna anatomicznie profilowana.
Przed zakwalifikowaniem do badań, chorych poddawano rutynowej ocenie anestezjologicznej. Wykluczono osoby z chorobami przełyku, zaburzeniami połykania oraz kobiety w ciąży. Każdy chory był premedykowany doustnie midazolamem w dawce 7,5 lub 15 mg, 40 min przed znieczuleniem. Indukcja oraz podtrzymywanie znieczulenia ogólnego prowadzone były w sposób typowy, metodą złożoną, z użyciem środków dożylnych oraz wziewnych w standardowych dawkach.
Po indukcji znieczulenia, ale przed rozpoczęciem operacji, wprowadzano elektrodę przez usta do przełyku na głębokość wyliczaną wg zmodyfikowanej formuły Rotha: (wzrost/5-2) cm [7, 8, 9]. Mierzono czas od rozpoczęcia zakładania elektrody przez usta do osiągnięcia wyliczonego poziomu w przełyku oraz czas od początku zakładania elektrody do momentu uzyskania skutecznej stymulacji przedsionków impulsami o częstości 30 min-1 większej od rytmu zatokowego. Z tych dwóch wartości wyliczano średni czas potrzebny na spełnienie „warunków technicznych” dla rozpoczęcia stymulacji, które obejmowały dodatkowo: założenie 2 elektrod EKG w liniach pachowych środkowych, podłączenie elektrody przełykowej do toru stymulacyjnego oraz odprowadzeń EKG do toru odbiorczego stymulatora. Skuteczność stymulacji sprawdzano przy użyciu kardiostymulatora NAP-601 (ITAM, Zabrze, Polska), stosując amplitudę prądu 15 mA, a następnie elektrodę usuwano.
Zakładanie elektrody przez nos rozpoczynano bezpośrednio po zakończeniu operacji, w okresie ustępowania znieczulenia ogólnego, przy resztkowym działaniu środków zwiotczających mięśnie szkieletowe i anestetyków wziewnych. Elektrodę wprowadzano przez przewód nosowy dolny na głębokość wyliczoną ze zmodyfikowanej formuły Rotha: (wzrost/5+2) cm [7, 8, 9]. Mierzono czas od rozpoczęcia wprowadzania elektrody do osiągnięcia wyliczonego poziomu w przełyku. Za czas potrzebny do rozpoczęcia stymulacji przyjmowano sumę czasu potrzebnego na wprowadzenie elektrody i czasu potrzebnego na spełnienie „warunków technicznych”, podobnie jak przy wprowadzaniu EP przez usta.
W czasie zakładania elektrody zarówno przez usta jak i przez nos notowano rodzaj występujących utrudnień, a także sposób rozwiązania problemu. Po wprowadzeniu EP przez nos oznaczano (techniką od dołu) próg pobudzenia przedsionków dla impulsu prostokątnego o szerokości 10, 20 i 30 ms.
W analizie statystycznej wykorzystano test Friedmana (porównanie jednoczesne trzech grup) i test kolejności par Wilcoxona. Za poziom istotności przyjęto p<0,05.
Wyniki
Badaniami objęto 44 chorych (33 mężczyzn i 11 kobiet). Średni czas potrzebny na umieszczenie elektrody w przełyku był krótszy przy zakładaniu przez usta w porównaniu do zakładania przez nos (24 vs 47,7 s) (tab. II). Dodatkowy czas potrzebny dla spełnienia „warunków technicznych” do rozpoczęcia stymulacji wyniósł średnio 41 s. Stymulację przy zakładaniu przez usta rozpoczynano więc średnio po 65 (30-110) s.
Tab. II. Czas wprowadzania elektrody i rozpoczęcia stymulacji
Parametr statystycznyWyliczony* poziom elektrody w przełyku (cm)Czas wprowadzania elektrody (s)Czas rozpoczęcia stymulacji przedsionków (s)
Przez przewód nosowy dolnyPrzez ustaPrzez przewód nosowy dolnyPrzez usta
bp (n=35)tr (n=9)cg (n=44)(n= 44)bp (n=35)tr (n=9)cg (n=44)(n=44)
x3631,3109,747,72479,5148,391,165
SD1,910,461,442,48,933,664,847,726,5
*wg zmodyfikowanego wzoru Rotha; cg – założenie EP, wszyscy badani; bp – założenie, EP bez utrudnień;
tr – założenie EP z utrudnieniami
Średni czas potrzebny do wdrożenia stymulacji przedsionków przy zakładaniu EP przez nos wyniósł w całej 44-osobowej grupie badanych 91,1 (40-270) s. Przy zakładaniu przez usta EP weszła do zachyłka gruszkowatego u 4 badanych (9,1%). Podciągnięcie elektrody i ponowne wprowadzenie pod kontrolą wzroku przyniosło pozytywny efekt.
U 35 badanych (79%) zakładanie EP przez przewód nosowy dolny nie napotkało na żadne przeszkody, a u 9 badanych (21%) wystąpiły utrudnienia: u 5 badanych EP weszła do zachyłka gruszkowatego, u 2 do tchawicy, u 1 osoby blokowana była rurką intubacyjną, zaś u 1 elektrodę blokował rzekomy fałd śluzówki nosogardła. Przeszkody napotkane w czasie wprowadzania EP wydłużyły u 6 badanych czas do rozpoczęcia stymulacji średnio o 40 s. Wydłużenie tego czasu spowodowane było koniecznością podciągnięcia EP i ponownego jej wprowadzenia pod kontrolą wzroku. U 3 chorych konieczne było użycie kleszczy Magilla, co wydłużyło czas do rozpoczęcia stymulacji odpowiednio do 180, 230 i 270 s.
U wszystkich badanych, wyliczony z formuły Rotha poziom na którym umieszczano sondę w przełyku, wynoszący średnio 36±1,9 cm, umożliwiał skuteczną stymulację. Oznaczone wartości progu pobudzenia przedsionków dla impulsów o szerokości 10, 20 i 30 ms były niskie i wyniosły odpowiednio: 6,0; 5,0 i 4,4 mA, zaś różnice okazały się wysoce istotne (p<0,000001).
Dyskusja
Ustalanie optymalnego położenia EP w przełyku dla stymulacji zarówno przedsionków jak i komór serca odbywa się szybko i pewnie w oparciu o formułę Rotha i jej modyfikacje. Formuła ta określa położenie biegunów elektrody przełykowej w zależności od wzrostu chorego. Wyliczone położenie EP zapewnia 100% skuteczność stymulacji przedsionków [2, 8, 9, 10]. Wyniki badań własnych potwierdziły tę zasadę, gdyż u wszystkich osób niezależnie od drogi wprowadzenia, uzyskano pożądany efekt przy amplitudzie prądu do 15 mA.
Według niektórych autorów, przy stosowaniu elektrody Tapscope o średnicy 18 F, zakładanej przez usta, czas wdrożenia stymulacji przedsionków wynosił średnio 75 s [6, 16, 17]. W niniejszej pracy, czas ten osiągnął średnią wartość 65 s. Szybkie wprowadzenie badanej elektrody przez nos było możliwe u 79% osób. Wprowadzenie elektrody na ustalony, wyliczony poziom do przełyku przez nos jest trudniejsze technicznie, nie dziwi więc fakt, że trwało o 24 s dłużej niż drogą przez usta. Pozwalało to jednak na stosunkowo szybkie (średnio po 91 s) rozpoczęcie stymulacji przedsionków. Ten dobry rezultat wydaje się wynikać z przyjętych rozwiązań konstrukcyjnych sondy, ułatwiających pokonanie naturalnych krzywizn nosogardła. Utrudnienia napotkane u 9 badanych, wymagające kontrolowanej repozycji elektrody, u 3 badanych opóźniły czas rozpoczęcia stymulacji przedsionków do 4 min. Pomimo tych mankamentów, wprowadzone w nowej EP rozwiązania można uznać za korzystne: u większości badanych pozwoliły na sprawne jej umieszczenie w przełyku zarówno przez usta jak i przez nos. Tak szybkiego wdrożenia stymulacji serca nie można osiągnąć drogą donaczyniową. Jedynie przezskórna stymulacja komór serca może zostać wdrożona w porównywalnym czasie. W warunkach sali operacyjnej wdrożenie stymulacji przezskórnej wymagałoby jednak przerwania operacji w związku z koniecznością przyklejenia elektrod do skóry klatki piersiowej pod sterylnymi serwetami. Poza przedstawionymi względami technicznymi, trzeba również podkreślić mniejszą skuteczność hemodynamiczną stymulacji przezskórnej, związaną z utratą funkcji transportowej przedsionków [11, 12, 13]. Zakładanie EP przez nos lub usta jest możliwe bez przerywania operacji, za wyjątkiem zabiegów stomatologicznych i otolaryngologicznych.
Dużą rolę w uzyskaniu szybkiego rozpoczęcia skutecznej stymulacji przedsionków odgrywało ustalenie głębokości założenia EP jeszcze przed przystąpieniem do jej wprowadzania. W przedstawionych badaniach optymalną pozycję sondy w przełyku wyliczano przed rozpoczęciem zabiegu chirurgicznego, co z pewnością istotnie skróciło czas rozpoczęcia stymulacji. Szybkie wdrożenie stymulacyjnego wspomagania hemodynamiki, możliwe do uzyskania za pomocą nowej EP przyczyni się do ochrony chorego przed zaburzeniami przepływu tkankowego, do jakiego dochodzi w wyniku opóźnionego i nie zawsze wystarczającego przyspieszenia rytmu serca uzyskiwanego przy użyciu atropiny czy też środków sympatykomimetycznych [14, 15, 16, 17].
Wiadomo, że próg pobudzenia przedsionków ulega obniżaniu wraz ze wzrostem średnicy elektrody [2]. W warunkach fizjologicznych ściana przełyku na poziomie lewego przedsionka ma grubość zaledwie kilku milimetrów, zaś przełyk jest zapadnięty. Umieszczenie tu odpowiednio ukształtowanej EP, o większej średnicy, rozpycha ściany przełyku, zaś część tej siły działa dociskająco w kierunku lewego przedsionka. W opublikowanych dotychczas pracach dotyczących tego zagadnienia, najniższe amplitudy prądu impulsów, potrzebne do pobudzenia przedsionków dla elektrod pierścieniowych o średnicy 18 F i rozstawie biegunów 30 mm, zawierały się w przedziale 16-28 mA [8, 9]. W badaniach własnych wartości progu pobudzenia przedsionków dla impulsu stymulującego o szerokości 10 ms były znacznie niższe i wynosiły średnio 6 mA. Mogło to być wynikiem zarówno stosowania elektrody o większej średnicy (28 F) jak i biegunów punktowych umieszczonych na odpowiednio wygiętej części elektrody. Sprzyjało to zbliżeniu biegunów stymulujących do lewego przedsionka i mogło wpłynąć na uzyskanie tak niskich progów pobudzenia. W badaniach wykonanych w 1986 r., posługując się balonikiem dociskowym zbliżającym bieguny stymulujące do ściany serca uzyskano niskie wartości progu pobudzenia przedsionków i komór [18, 19]. Takie rozwiązanie było jednak znacznie bardziej skomplikowane technologicznie i nie zostało wdrożone do szerokiego stosowania.
Wyniki badań własnych ujawniły istotne zmniejszanie się wartości progu pobudzenia wraz ze wzrostem szerokości impulsu stymulującego w zakresie 10-30 ms. Zastosowanie szerokiego impulsu w stymulacji przedsionków pozwoliło obniżyć próg pobudzenia do średniej wartości 4,4 mA. Już w 1984 r. zwrócono uwagę na zmniejszanie się progu pobudzenia przedsionków wraz ze wzrostem szerokości impulsu stymulującego i za optymalny uznano przedział szerokości 7-10 ms [20]. Prezentowane badania wskazują, iż dla punktowych biegunów stymulujących rozmieszczonych w odstępie 30 mm można uzyskać istotne zmniejszenie progu pobudzenia przedsionków przez zwiększenie szerokości impulsu stymulującego do 30 ms.
Wnioski
1. Rozwiązania zastosowane w nowej elektrodzie pozwalają na łatwe umieszczenie jej w przełyku przez usta oraz u większości badanych także przez nos, co rozszerza możliwości wykorzystania przezprzełykowej stymulacji serca także w trakcie zabiegów prowadzonych w obrębie twarzoczaszki i jamy ustno-gardłowej.
2. Możliwość umieszczenia elektrody w przełyku w ciągu kilkudziesięciu sekund pozwala na szybkie wdrożenie stymulacyjnego wspomagania hemodynamiki.
3. Niskie wartości progu pobudzenia przedsionków podczas stosowania nowej elektrody przełykowej potwierdziły słuszność zastosowanych rozwiązań, obejmujących zwiększenie jej średnicy i wprowadzenie profilu zbliżającego stymulujące bieguny punktowe do przedsionków serca.
Piśmiennictwo
1. Cochrane DJ, McEneaney DJ, Dempsey GJ, Anderson J, Adgey AAJ: An esophageal and gastric approach to ventricular pacing. Pacing Clin Electrophysiol 1995; 18: 28-33.
2. Jawor A: Próba wykorzystania kierunkowej elektrody przełykowej do zabezpieczenia chorych poddanych zabiegom chirurgicznym w znieczuleniu ogólnym. Rozprawa doktorska Śl.AM Katowice 2002.
3. Pattison ChZ, Atlee III JL, Mathews EL, Buljubasic N, Entress JJ: Atrial pacing tresholds measured in anesthetized patiets with the use of an esophageal sthetoscope modified for pacing. Anesthesiology 1991; 74: 854-859.
4. Santini M, Ansalone G, Cacciatore G, Turitto G: Transesophageal pacing. PACE, 1990; 13: 1298-1325.
5. Prochaczek F, Gałecka J, Ramsey M: Przezprzełykowa stymulacja przedsionków: problemy przeznosowej techniki zakładania elektrod kierunkowych. Folia Cardiol 2000; 7 (Suppl. B): 13.
6. Sikora M, Gałecka J, Szuflita P:Przezprzełykowa stymulacja serca w warunkach anestezji ogólnej: jednorazowa, anatomicznie profilowana elektroda przełykowa o punktowych biegunach stymulujących. Folia Cardiol 2001: 8: 9.
7. Prochaczek F, Ramsey M, Sammon M: Przezprzełykowa stymulacja przedsionków: stymulacja z poziomu obliczanego według zmodyfikowanej formuły Rotha. Folia Cardiol 2000; 7 (Suppl. B): 13.
8. Roth JV, Brody JD, Denhman EJ:Positioning the pacing esophageal stethoscope for transesophageal atrial pacing without P-wave recording: implications for transesophageal ventricular pacing. Anesth Analg 1996; 83: 48-54.
9. Roth JV, Huertas R, Sagel JS: The effects of nasal or oral gastric tubes on transesophageal atrial pacing tresholds. Anesth Analg 1995; 81: 49-51.
10. Prochaczek F: Stymulacyjne wspomaganie hemodynamiki w warunkach anestezji ogólnej. Chir Pol 2002; 1: 1-17.
11. Atlee JL: Perioperative cardiac dysrhytmias. Anesthesiology 1997; 86: 1397-1424.
12. Jawor A, Prochaczek F, Kunsdorf-Wnuk A, Sładkowski A: Znaczenie przywrócenia funkcji transportowej przedsionków w czasie rytmu łącza przedsionkowo-komorowego dla poprawy hemodynamiki u pacjentki z niewydolnością krążenia. Opis przypadku. Med Intens Rat 2002; 5: 105-109.
13. Liang YL, Gatzka CD, Du XJ, Cameron JD:Effects of heart rate on arterial compliance in man. Clin Exp Pharmacol Physiol 1999; 26: 342-346.
14. Larsen R.:Anestezjologia, Urban&Partner, Wrocław 2003: 209-222.
15. Przybylski J:Podstawowe mechanizmy determinujące ciśnienie tętnicze w układzie krążenia. Med Prakt 2000: 61-69.
16. Starling MR:Mechanizmy sercowe i neurohumoralna regulacja krążenia; in: Atlas niewydolności serca (ed.: Colluci WS, Braunwald E), via Medica, Gdańsk 2001; 24-39.
17. Vinzenzi MN, Woeehick HJ, Boban M, McCallum B, Atlee JL, Bosnijak ZJ: Muscarinic and ganglionic blocking properties of atropine compounds and heart rate effects. Can J Physiol Pharmacol 1995; 73: 483-490.
18. Andersen HR, Pless P: Trans-oesophageal dual chamber pacing. Int J Cardiol 1984; 5: 745-748.
19. Andersen HR, Pless P: Trans-oesophageal pacing. Pacing Clin Electrophysiol 1983; 6: 674-679.
20. Benson D, Duningan A, Sanford M, Benditt D:Transesophageal atria pacing threshold: role of interelectrode spacing, puls width and catheter insertion depth. Am J Cardiol 1984; 53: 63-68.
otrzymano: 2006-03-30
zaakceptowano do druku: 2006-05-10

Adres do korespondencji:
*Fryderyk Prochaczek
Katedra i Oddział Kliniczny Kardiologii Śl.AM
Wojewódzki Szpital Specjalistyczny nr 1
ul. Edukacji 102, 43-100 Tychy
tel./fax.: 0-32 325-43-18
e-mail: fred@itam.zabrze.pl

Anestezjologia Intensywna Terapia 3/2006

Pozostałe artykuły z numeru 3/2006: