Die Nervenkartierung ist eine Technik, mit der oberflächliche periphere Nerven für periphere Nervenblockaden bei Regionalanästhesieverfahren transkutan verfolgt und lokalisiert werden können. Diese Technik ermöglicht es dem Anästhesisten, die Stelle für die Nadeleinführung zu bestimmen, bevor er die Haut durchsticht.

Die Stromdichte strahlt vom Nervenkartierungsstift kugelförmig nach außen ab. Mit zunehmender Entfernung von der Quelle nimmt auch die Verhaltensdichte ab. Axone mit einem größeren Durchmesser weisen eine niedrigere Aktivierungsschwelle auf als kleine Axone. Dies führt dazu, dass die elektrische Stimulation zuerst die größeren Axone aktiviert, bevor die kleineren Axone aktiviert werden. Betrachtet man die Verhaltensdichte, so werden die meisten Axone in der Nähe der Sonde aktiviert, während nur die Axone mit größerem Durchmesser in größerer Entfernung von der Sonde aktiviert werden. Es gibt zwei Möglichkeiten, die an einen Nerv abgegebene Energie zu erhöhen, ohne den Abstand zur Elektrode zu verändern - die Stromamplitude und/oder die Impulsbreite zu erhöhen.

Es gibt eine optimale Impulsbreite, bei der ein bestimmter Nerv am erregbarsten ist. Dies wird als Chronaxie-Schwelle bezeichnet. Es ist vorzuziehen, die Impulsbreite so nahe an diesem Wert für den entsprechenden Nerv oder das Nervengeflecht zu halten, wie es der Periphere Nervenstimulator erlaubt, und dann nur den Strom zu erhöhen.

Es ist zu beachten, dass es zwar viele veröffentlichte Werte für die Chronaxie verschiedener erregbarer Gewebe gibt, die Variationsbreite für einen bestimmten Gewebetyp jedoch recht groß ist. Im Allgemeinen wird jedoch davon ausgegangen, dass Nerven nach ihren Chronaxie-Schwellenwerten wie folgt klassifiziert werden können:

 

Klassifizierung	Chronaxie	Sensorische Funktionen
A (Alpha)	40-100μs	Überwiegend motorische Neuronen. Sie haben auch die folgenden Sinnesfunktionen: Propriozeption, Haarrezeptoren, Vibrationssensoren und hohe diskriminierende Wirkung
A (delta)	150μs	Tiefer Druck und Berührung, stechender Schmerz und Kälte
C	400μs	Grobe Berührung und Druck, Kitzeln, schmerzende Schmerzen, Kälte und Wärme

 

Aus der obigen Tabelle lässt sich ableiten, dass die ideale Impulsbreite zur Erzielung einer motorischen Nervenreaktion (A alpha) etwa 100 μs beträgt. Wenn man den Nervenstimulator auf 100 μs einstellt und die Amplitude auf 5 mA erhöht, was eine Gesamtladung von 500 nC ergibt, würde man nicht die gleiche Muskelreaktion erhalten wie bei einer Einstellung von 500 μs und 1 mA, was ebenfalls eine Gesamtladung von 500 nC ergibt. Im zweiten Fall ist die auf den Nerv übertragene Gesamtladung zwar gleich, aber wegen der Chronaxie-Schwelle von 100μs für den Nerv wird ein Großteil der nach den 100μs auf den Nerv übertragenen Energie an den Nerv verschwendet.

Dies wird in der nachstehenden Grafik deutlich. Die Stärke-Dauer-Kurve (grün) gibt den Strom an, der bei den verschiedenen Impulsbreiten erforderlich ist, um eine Kontraktion zu ermöglichen. Die blaue Kurve zeigt die Energiekosten oder die Gesamtladung. Es ist zu erkennen, dass die Stimulation bei einem Chronaxie-Puls von +- 80μs Breite erwartungsgemäß am energieeffizientesten ist. Es ist zu beachten, dass die Energiekosten mit zunehmender Pulsbreite steigen.

Belassen Sie den Nervenstimulator vorzugsweise bei einer Impulsbreite von 100 μs und passen Sie den Strom an. Wenn der Nervenstimulator bereits auf 20 mA eingestellt ist und die Nerve Mapping Probe keine neuromuskuläre Reaktion hervorruft, bietet eine Erhöhung der Impulsbreite auf 300 μs eine dreimal höhere Ladung, wobei jedoch zu bedenken ist, dass der Nettoeffekt auf den Nerv keine dreimal stärkere Kontraktion darstellt.

Da die Lage des Nervs an der Oberfläche und damit der optimale Eintrittspunkt für die Nadel vorher bestimmt wird, verringert die Technik die Notwendigkeit mehrerer Nadeleinstiche und die Unannehmlichkeiten für den Patienten. Sie verkürzt auch die Zeit für die Durchführung der peripheren regionalen Nervenblockade.

Die Technik der Nervenkartierung kann für verschiedene Zugänge zum Plexus brachialis sowie für die Blockade des axillären, muskulokutanen, ulnaren, medianen und radialen Nervs der oberen Gliedmaßen und für die Blockade des femoralen, ischiadischen und poplitealen Nervs der unteren Gliedmaßen verwendet werden. Die oberflächliche Nervenkartierung ist besonders nützlich, wenn klassische anatomische Orientierungspunkte fehlen oder schwer zu definieren sind, z. B. bei Kindern mit Kontrakturen (Arthrogryposis multiplex congenital; Verbrennungen) oder mit größeren angeborenen Gliedmaßenfehlern.

Sie setzt die Ladungsintensität, die erforderlich ist, um eine neuromuskuläre Reaktion hervorzurufen, in Beziehung zum Abstand zwischen der Sonde und dem Nerv.

Damit eine Nervenerregung stattfinden kann, muss die dem Nerv zugeführte Energie hoch genug sein, um die Schwellenspannung auszulösen. Die Beziehung zwischen Strom und Entfernung wird durch das Coulombsche Gesetz bestimmt:

E = K(Q/r²)  wobei E die erforderliche Energie, K eine Konstante, Q der Mindeststrom und r der Abstand von der Elektrode ist.

Die Gleichung zeigt, welche Auswirkung die Entfernung auf die abgegebene Energie hat: 2 x Abstand = ¼ Energie

Die Gleichung zeigt auch, wie Sie die Stromstärke mit zunehmender Entfernung erhöhen müssen: 2 x Entfernung = 4 x Strom

Der periphere Nervenstimulator Stimpod ermöglicht es dem Benutzer, die Nadel und die Sonde gleichzeitig zu verwenden, so dass es nicht notwendig ist, die Kabel zu wechseln oder Markierungen am Patienten vorzunehmen.

Die praktische Anwendung der Nervenkartierung war schon immer eine mühsame Technik. Um das Nerven-Mapping effektiv anwenden zu können, müssen die Position und der Winkel der Sonde vor dem Einführen der Nadel genau erfasst werden. Die Markierung der Sondenposition mit einem Marker hat sich als erfolglos und umständlich erwiesen, da dadurch die genaue Position und der Winkel in Bezug auf subkutane Strukturen - d. h. Knochenstruktur, Muskeln usw. - nicht erfasst werden. Es ist wichtig, dass die Sonde beim Einführen der Nadel in ihrer ursprünglichen Position gehalten werden kann. Dadurch werden die genaue Positionierung und der Winkel der Nadel sichergestellt.

Der periphere Nervenstimulator Stimpod erleichtert dieses Verfahren, indem er ein kombiniertes Nerven-Mapping-/Ortungskabel bereitstellt. Das Gerät schaltet automatisch zwischen der Sonde und der Nadel um, je nachdem, welches Gerät die Haut berührt. Der Stimpod führt Sie durch das gesamte Verfahren und schaltet je nach Bedarf zwischen Sonde und Nadel um, wobei er auf hohe Impedanz und Nervennähe achtet.

Das bedeutet, dass die maximale Spannung, die der Nervenstimulator liefern kann, nicht ausreicht, um die höhere Impedanz des Schaltkreises zu kompensieren. Je nach Impulsbreite des quadratischen Teils der Wellenform kann die Kontraktion des stimulierten Muskels ein Artefakt darstellen oder auch nicht.

Wenn man mit einer guten Stromquelle stimuliert, werden die Form und die Amplitude des Stimulationsimpulses immer so sein, wie sie gewählt wurden, solange der Nervenstimulator die Spannung liefern kann, die erforderlich ist, um die variierende Stromkreisimpedanz auszugleichen. Alle Marken von Nervenstimulatoren sind in ihrer Fähigkeit, unterschiedliche Impedanzen auszugleichen, durch ihre maximale Spannung begrenzt.

Die obige Abbildung zeigt eine typische Strom- und Spannungsstimulationsantwort. V (Spannung - Kanal 2) wird über die beiden Elektroden gemessen, die an den Körper einer Person angeschlossen sind. I (Strom - Kanal 1) wird über einen 10Ω-Widerstand gemessen, der in Reihe mit einer der Elektroden geschaltet ist. Der maximale Strom, der in diesem Bild angezeigt wird, beträgt 5 mA. Die maximale Spannung, die dafür erforderlich ist, beträgt etwa 40 V. Obwohl die Stimulation mit einem 5mA-Rechteckwellenreiz von 1ms erfolgte, ist die negative Stromkomponente von etwa 80μs ein Hinweis auf die reaktive Impedanz der kombinierten Elektrode, die Gewebeimpedanz.

Die obige Abbildung zeigt den Nervenstimulator mit denselben Einstellungen, allerdings wurde die Impedanz der Schnittstelle zwischen Elektrode und Epidermis so weit erhöht, dass der Nervenstimulator nicht genügend Spannung liefern kann, um die erhöhte Impedanz zu bewältigen. Es ist klar, dass der Nervenstimulator nach etwa 140μs nicht mehr die erforderliche Spannung liefern konnte. Der Strom sank sofort auf etwa 4 mA. Gemäß der Diskussion über Chronaxie-Schwellenwerte ist es jedoch sehr wahrscheinlich, dass die zweite Wellenform eine sehr ähnliche Reaktion wie die erste Wellenform hervorruft. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die zweite Wellenform in den ersten 140μs "quadratisch" ist, während die Chronaxie des Nervs 100μs beträgt. Dies bedeutet, dass der Stromabfall (Ladung), der nach 140μs zugeführt wird, nur eine begrenzte Wirkung auf den Nerv hat, da er ohnehin "verschwendet" worden wäre.

Eine Möglichkeit, dem Benutzer einen Hinweis auf die erwartete Nettoreizwirkung zu geben, bestünde darin, den abgegebenen Gesamtstrom zu mitteln. Dies würde dem Benutzer den Eindruck vermitteln, dass die beobachtete Reaktion einer perfekten Rechteckwelle mit 1 ms Impulsbreite und 3,7 mA Amplitude entspricht. Aufgrund der Diskussion im obigen Absatz sollte jedoch beachtet werden, dass der größte Teil der neuromuskulären Stimulationsreaktion höchstwahrscheinlich in den ersten 100 μs des Stimulus bei 5 mA ausgelöst wurde. Es könnte daher irreführend sein, einfach die durchschnittliche Stimulationsamplitude zu betrachten. Mit anderen Worten könnte man argumentieren, dass die Stimulation in der ersten Abbildung und die in der zweiten Abbildung eine ähnliche neuromuskuläre Stimulationsreaktion (Kontraktion) hervorrufen könnten, wenn die Elektroden in genau demselben Abstand zum Zielnerv positioniert wären. Würde man sich dann auf die dargestellte Information eines tatsächlich übertragenen Durchschnittsstroms verlassen, hätte man den irrigen Eindruck, dass die Kathode, die im Falle der zweiten Abbildung eine Reaktion hervorruft, näher am Nerv liegt als die Kathode, die im Falle der ersten Abbildung dieselbe Reaktion hervorruft.