Neuromuskuläre Restblockaden - Häufigkeit, Diagnostik und klinische Konsequenzen Frank Kaiser Klinik für Anästhesiologie, Intensivmedizin und Schmerztherapie HELIOS Klinikum Erfurt

Neuromuskuläres Monitoring 2 unterschiedliche Typen von Nervenstimulatoren Qualitative Überwachung der neuromuskulären Erholung (d.h. taktile bzw. visuelle Beurteilung der Reizantwort) Quantitative Überwachung: objektive Beurteilung der neuromuskulären Funktion

Train-Of-Four (=Vierfachreizung) Vier Einzelreize im Abstand von 0,5 ms Jeder der Reize wird v. Untersucher wahrgenommen TOF-Ratio = Verhältnis 4. zu 1. Reiz für Ausmaß der neuromuskulären Erholung Bei taktiler oder visueller Beurteilung der Reizantwort werden bereits ab einer TOFR von 0,4-0,5 alle 4 Reizantworten als gleich intensiv wahrgenommen

Quantitatives Meßverfahren: Erkennung von TOFR größer 0,5 1. Mechanomyografie 2. Elektromyografie 3. Akzelerometrie

Akzelerometrie Kalibrierung erforderlich vor Injektion des Muskelrelaxans 2. Newton-Gesetz: Kraft direkt proportional der Beschleunigung Beschleunigungsaufnehmer am Daumen Daumen muss so gelagert werden, dass er frei bewegt werden kann Reizantwort in horizontaler Richtung -> Fixierung typischerweise in Supinationstsellung TOFR größer 0,5 problemlos zu unterscheiden

Berg et al. Residual neuromuscular block is a risk factor for postoperative pulmonary complications. A prospective, randomised and blinded study of postoperative pulmonary complications after atracurium, vecuronium and pancuronium. 1997 Acta Anaesthesiol Scand

Klinische Folgen einer Restrelaxierung Berg et al. Residual neuromuscular block is a risk factor for postoperative pulmonary complications. A prospective, randomized, and blinded study of postoperative pulmonary complications after atracurium, vecuronium and pancuronium. 1997 Acta Anaesthesiol Scand 691 Patienten Abdominelle, gynäkologische und orthopädische Operationen Randomisiert Pancuronium, Atracurium oder Vecuronium Postoperativ TOFR mechanomyographisch 6 Tage postoperative Untersuchung auf pulmonale Komplikationen (Atelektase, Pneumonie)

Ergebnisse Inzidenz neuromuskulärer Restblockaden ( definiert als TOFR<0,7) signifikant höher in Pancuronium-Gruppe (59/226, 26%) Atracurium/Vecuronium-Gruppe (24/450, 5,3%) Pancuronium-Gruppe: Inzidenz postoperativer pulmonaler Komplikationen bei Patienten mit neuromuskulärer Restblockade signifikant höher (10/59, 16,9%) verglichen mit Patienten ohne neuromuskuläre Restblockade Atracurium/Vecuronium-Gruppe: Kein signifikanter Unterschied postoperativer pulmonaler Komplikationen zwischen Patienten mit und ohne neuromuskulärer Restblockade

Schlussfolgerung der Autoren Risikofaktoren für neuromuskuläre Restblockaden Abdominalchirurgie Alter Dauer des chirurgischen Eingriffs TOF-Ratio <0,7 Verwendung von Pancuronium

Beeinträchtigung der forcierten Vitalkapazität Die FVC ist ein sensitiver Indikator der Entwicklung respiratorischer Symptome bei neuromuskulären Erkrankungen und korreliert bei Patienten mit Muskelschwäche mit der Kraft der respiratorischen Muskulatur (Bye et al. Respiratory failure and sleep in neuromuscular disease. 1990 Thorax) Schwäche der respiratorischen Muskulatur führt postoperativ zu einer Verminderung der Intensität des Hustenstoßes und Beeinträchtigung der Sekretclearance (Arora et al. Cough dynamics during progressive exspiratory muscle weakness in healthy curarized subjects. 1981 J Appl Physiol) Bei einer TOFR von 0,5 besteht eine Verminderung der FVC um im Mittel 20-30% Eine Erholung der TOFR auf 1 schließt eine neuromuskuläre Restblockade weitgehend aus (Eikermann et al. Fade of pulmonary function during residual neuromuscular blockade. 2005 Chest Eikermann et al. Accelerometry of adductor pollicis muscle predicts recovery of respiratory function from neuromuscular blockade. 2003 Anesthesiology)

Obstruktion des oberen Atemwegs Der inspiratorische Atemgasfluss wird durch eine partielle neuromuskuläre Blockade besonders stark beeinträchtigt ( bei TOFR von 0,5 auf 50% des Ausgangswerts) Selbst bei TOFR von 0,8 persistiert die Dysfunktion des oberen Atemwegs in Form von inspiratorischer Atemgasflussminderung und Schluckstörungen, Verminderung der Volumina der oberen Atemwege sowie beeinträchtigter Funktion des den Atemweg dilatierenden M. genioglossus. Bestätigung durch magnetresonanztomographische und elektrophysiologische Untersuchungen (Eikermann et al. Inspiratory upper airway obstruction during partial neuromuscular blockade. 2005 Anesthesiology)

Störungen der pharyngealen Funktion Gabe von Relaxans bei 14 wachen, gesunden Probanden Videoradiographie und Ösophagomanometrie Beobachtung des Muskeltonus bei verschiedenen TOFR-Werten (M. adductor pollicis) Eriksson et al. Functional assessment of the pharynx at rest and during swallowing in partially paralyzed humans: simultaneous videomanometry and mechanomygraphy of awake volunteers. 1997 Anesthesiology

Ergebnis Bei TOFR von 0,6-0,8 Schluckstörungen und Verminderung des Ruhetonus des oberen Ösophagussphinkters bis 50% Beeinträchtigung der Koordination der pharyngealen Muskulatur Selbst bei TOFR von 0,9 Schluckstörungen, die sich videoradiographisch als in den oberen Glottisbereich fehlgeleitetes Kontrastmittel darstellen lassen Eriksson et al. Functional assessment of the pharynx at rest and during swallowing in partially paralyzed humans: simultaneous videomanometry and mechanomygraphy of awake volunteers. 1997 Anesthesiology

Wahrscheinlich besteht selbst bei einer minimalen neuromuskulären Blockade (TOF-Ratio von 0,9) noch ein erhöhtes Aspirationsrisiko

Beeinträchtigung der hypoxischen Atemantwort NDMR wirken auch an neuronalen nikotinergen Acetylcholinrezeptoren Eine residuale neuromuskuläre Blockade (TOFR 0,7-0,8) vermindert die hypoxische Atemantwort im Mittel um 30-50% (Eriksson et al. Reduced hypoxic chemosensitivity in partially paralysed man. 1996 Acta Anaesthesiol Scand) Zum Teil durch Blockade der nikotinerg induzierten Chemorezeptorantwort des Glomus caroticum (Jonsson et al. Neuromuscular blocking agents block carotid body neuronal nicotinic acetylcholine receptors. 2004 Eur J Pharmacol)

Quantifizierung klinisch relevanter Effekte einer partiellen neuromuskulären Blockade mit der TOF-Ratio des M. adductor pollicis (Arbeitsgruppen um Eikermann und Erikkson) TOFR 0,5 TOFR 0,8 TOFR 1 Tidalvolumen Normal Forcierte Vitalkapazität Häufig beeinträchtigt Häufig normal Pharyngeale Funktion (Schluckakt) Sicher beeinträchtigt Meist beeinträchtigt Meist normal Integrität des oberen Atemwegs Hypoxische Atemantwort

Beeinträchtigung der forcierten Vitalkapazität Zusammenfassung klinisch relevanter Effekte einer residualen neuromuskulären Blockade Beeinträchtigung der forcierten Vitalkapazität Obstruktion des oberen Atemwegs Störungen der pharyngealen Funktion Beeinträchtigung der hypoxischen Atemantwort

Anesthesiology 2003; 98:1042–8 © 2003 American Society of Anesthesiologists, Inc. Lippincott Williams & Wilkins, Inc. Residual Paralysis in the PACU after a Single Intubating Dose of Nondepolarizing Muscle Relaxant with an Intermediate Duration of Action Bertrand Debaene, M.D.,* Benoît Plaud, M.D.,† Marie-Pierre Dilly, M.D.,‡ François Donati, Ph.D., M.D., F.R.C.P.C.§

Zur Feststellung einer Restblockade wurden erfasst: Neuromuskuläre Restblockaden im Aufwachraum nach Gabe einer einmaligen Intubationsdosis eines mittellang wirksamen Muskelrelaxans 526 Patienten (ASA I-III) erhielten zur Intubation die 2-fache ED95 von Vecuronium, Rocuronium oder Atracurium Keine Nachrelaxation Zur Feststellung einer Restblockade wurden erfasst: Das Anheben des Kopfes für mehr als 5 sec Die taktile Abschwächung von Train-of-four und Double-burst-stimulation Die akzelerometrische TOFR Debaene et al. 2003 Anaesthesiology

Ergebnisse Bei Ankunft im AWR hatten 16% aller Patienten eine TOF-R < 0,7 und 45% eine TOF-R < 0,9 Nach mehr als 120 min OP-Dauer zeigten 10% der Patienten eine TOFR < 0,7 und 37% eine TOFR < 0,9 Es bestanden keine signifikanten Unterschiede zwischen Rocuronium, Vecuronium und Atracurium Die Spezifität der klinischen Beurteilung durch Heben des Kopfes sowie der taktilen Beurteilung lag im Vergleich zur akzelerometrischen Messung bei 85-99%, die Sensitivität bei 11-14% Debaene et al. 2003 Anaesthesiology

Neuromuskuläre Restblockaden im Aufwachraum Debaene et al. Residual paralysis in the PACU after a single intubation dose of nondepolarizing muscle relaxant with an intermediate duration of action. 2003 Anaesthesiology

Taktile TOF Evaluierung 99% Taktile DBS Evaluierung 14% Spezifität und Sensitivität von klinischen Tests und semi-quantitativem neuromuskulärem Monitoring Tests Sensitivität Spezifität Kopf heben 11% 87% Zungen Spatel Test 13% 90% Taktile TOF Evaluierung 99% Taktile DBS Evaluierung 14%

Fazit Die Vorhersehbarkeit der spontanen Erholung nach allen Muskelrelaxanzien ist sehr gering Alle Relaxanzien sind in gleichem Masse betroffen, unabhängig vom Metabolismus Klinische Tests und taktile Evaluierungen sind ungeeignet zur Erfassung von Restblockaden Ausschliesslich quantitatives Monitoring kann ausreichende Sicherheit geben

Diese Untersuchung zeigt eindrucksvoll, dass selbst nach einmaliger Gabe eines mittellang wirksamen Muskelrelaxans zur Intubation in üblicher Dosierung (2xED95) in vielen Fällen mit einer neuromuskulären Restblockade zu rechnen ist, auch wenn die Applikation mehr als 2 Stunden zurückliegt.

Neuromuskuläre Restblockaden Maybauer et al. Incidence and duration of residual paralysis at the end of surgery after multiple administrations of cisatracurium and rocuronium. 2007 Anaesthesia Multicenterstudie mit 338 Patienten (ASA I – III) Randomisiert, kontrolliert, doppelblind Bauchchirurgische Patienten Intubation mit Cisatracurium (0,1 mg/kg) oder Rocuronium (0,6mg/kg) = 2 x ED 95 Repetitionsdosen (nach TOF): Cisatracurium (0,025mg/kg) oder Rocuronium (0,15 mg/kg) Extubation bei TOFR ≥ 0,9

Maybauer et al. Incidence and duration of residual paralysis at the end of surgery after multiple administrations of cisatracurium and rocuronium. 2007 Anaesthesia Ergebnisse Inzidenz neuromuskulärer Restblockaden in Rocuronium-Gruppe signifikant geringer (62/142, 44%) als in Cis-Atracurium-Gruppe (99/175, 57%) Die Zeit von Hautnaht bis Extubation in Rocuronium-Gruppe länger (28 min) als in Cis-Atracurium-Gruppe (18 min) Die Zeit von letzter Applikation des Muskelrelaxans bis zum Erreichen einer TOFR von 0,9 in Rocuronium-Gruppe signifikant länger als in Cis-Atracurium-Gruppe

Klinische Konsequenzen? Antagonisierung neuromuskulärer Blockaden? Neuromuskuläres Monitoring? Verzicht auf Muskelrelaxanzien?

Verzicht auf Muskelrelaxanzien Effektive und kostengünstige Möglichkeit zur Vermeidung neuromuskulärer Restblockaden

Mencke et al. Laryngeal morbidity and quality of tracheal intubation:a randomized, controlled trial. 2003 Anesthesiology Deutliche Zunahme von Stimmbandschäden und postoperativer Heiserkeit Postoperative Heiserkeit bei 44% (16%) und Stimmbandschäden (stroboskopische Untersuchung) bei 40% (8%) der Patienten, die ohne (mit) Muskelrelaxans intubiert wurden Deutliche Unterschiede zwischen beiden Gruppen ergaben sich auch hinsichtlich der Dauer der postoperativen Heiserkeit und der Stimmbandschäden ->Relaxansfreie Einleittechnik kann nicht als Routineverfahren empfohlen werden

Mencke et al. Laryngeal morbidity and quality of tracheal intubation:a randomized, controlled trial. 2003 Anesthesiology

Klinische Konsequenzen? Antagonisierung neuromuskulärer Blockaden? Neuromuskuläres Monitoring?

Neuromuskuläres Monitoring Qualitatives neuromuskuläres Monitoring Ab einer TOF-Ratio von 0,4-0,5 werden bei visueller und/oder taktiler Beurteilung des TOF alle 4 Reizantworten mit gleicher Intensität wahrgenommen Durch die DBS lässt sich diese Grenze bis auf 0,6 verschieben Fazit Qualitative Tests sind nicht geeignet, eine ausreichende Erholung der respiratorischen Funktion zu erkennen.

Quantitatives neuromuskuläres Monitoring Dieses Verfahren erlaubt eine objektive Messung der neuromuskulären Blockade und ist präziser als die zuvor beschriebenen subjektiven Tests Die Aussagekraft dieses Verfahrens ist ganz entscheidend von der Art der Anwendung abhängig

Kalibration des Nervenstimulators vor Injektion des Muskelrelaxans Verlauf der neuromuskulären Blockade sollte kontinuierlich während des gesamten Eingriffs und nicht nur punktuell am Ende der Operation überwacht werden Unter diesen Bedingungen erlaubt eine akzeleromyographisch gemessene TOF-Ratio von 1 zuverlässig, klinisch relevante Restblockaden auszuschliessen

TOF-Ratio Kalibriert TOF-Watch Nichtkalibriert 0,9 37 (20-56)% Capron et al. Can acceleromyographie detect low levels of residual paralysis? A probability approach to detect a mechanomyographic train-of-four ratio of 0,9. 2004 Anesthesiology TOF-Ratio Kalibriert TOF-Watch Nichtkalibriert 0,9 37 (20-56)% 40 (23-59)% 0,95 70 (51-85)% 69 (41-77)% 1 97 (83-100)% 77 (58-90)% Negativ-prädiktiver Wert: prozentualer Anteil von Patienten ohne neuromuskuläre Restblockaden bei akzelerometrisch gemessener TOF-Ratio.

Klinische Konsequenzen? Antagonisierung neuromuskulärer Blockaden?

Antagonisierung neuromuskulärer Blockaden Vorteile Einfachheit des Konzepts Positive Auswirkung auf neuromuskuläre Sicherheitsreserve Weit verbreitetes Verfahren im angelsächsischen Sprachraum

Antagonisierung von Muskelrelaxanzien Reduzierung der perioperativen Morbidität und Mortalität durch anästhesiologische Faktoren Antagonisierung von Muskelrelaxanzien Überprüfung des anästhesiologischen Zubehörs anhand einer Checkliste Sofort verfügbarer Anästhesist ( 1 Anästhesist war für 2 Patienten verantwortlich. Ein- und Ausleitung wurde nur durch den Anästhesisten durchgeführt. ) Anwesenheit von 2 Anästhesisten im Notfall Kein Personalwechsel während der Narkose Ständige Präsenz einer Anästhesiepflegekraft Arbous et al. Impact of Anesthesia Management Characteristics on Severe Morbidity and Mortality. 2005 Anesthesiology

Antagonisierung neuromuskulärer Blockaden Nachteile Nebenwirkungsprofil der verwendeten Substanzen Acetylcholinesterasehemmer: Bradykardie, Speichelfluss, Bronchokonstriktion, Miosis, Kontraktion der Harnblase, abdominelle Spasmen, Übelkeit, Erbrechen (Kleinschmidt et al. Cholinesterasehemmer: Stellenwert in Anästhesie, Intensivmedizin, Notfallmedizin und Schmerztherapie. 2005 Anaesthesist Fuchs-Buder et al. Use of reversal agents in day care procedures. 2001 Eur J Anaesth) Parasympatholytikum: Tachykardie

ORG 25969 (Sugammadex) – ist das die Zukunft? Synthetisches Cyclodextrin Ist in der Lage mit Rocuronium einen Chelatkomplex zu bilden Komplette Aufhebung der neuromuskulären Blockade innerhalb von 1 - 2 Minuten Zur Zeit in der klinischen Testphase (Phase-3-Studien)

Zusammenfassung Eine neuromuskuläre Restblockade kann weder mit den Sinnen des Anästhesisten noch unter Zuhilfenahme eines einfachen qualitativen Nervenstimulators zuverlässig ausgeschlossen werden. Wird der Verlauf einer neuromuskulären Blockade kontinuierlich während der gesamten Anästhesie mit dem quantitativen neuromuskulären Monitoring überwacht, so verspricht eine akzelerometrisch gemessene TOF Ratio von 1 eine adäquate Erholung der neuromuskulären Funktion. Wird kein quantitatives neuromuskuläres Monitoring eingesetzt ist die Antagonisierung unter Beachtung der Nebenwirkungen erforderlich.