다이어프램 페이싱

Diaphragm pacing
다이어프램 페이싱
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인두신경의 전기 자극은 수세기 동안 호흡을 자극하는 것으로 알려져 왔다.
기타 이름골신경 페이싱

다이어프램 페이싱(및 더 이른 전기영양호흡[1][2])은 호흡부전이나 수면무호흡에 대한 인공호흡 지원을 제공하기 위해 다이어프램에 전기 자극을 리듬적으로 적용하는 것이다.[3][4]역사적으로, 이것은 이식된 수신기/전기에 의한 골수신경의 전기적 자극을 통해 이루어졌지만,[5] 오늘날에는 경피선을 횡격막에 부착하는 대안적 옵션이 존재한다.[6]null

역사

골반신경을 통해 횡격막을 자극한다는 생각은 우선 독일의 의사 크리스토프 빌헬름 후프랜드에 의해 확고하게 상정되었는데, 1783년 그는 그러한 기법이 질식증에 대한 치료법으로 적용될 수 있다고 제안했다.[7][8]: 545–549 프랑스의 신경학자 두첸 드 불로뉴도 1855년 비슷한 제안을 했지만 두 사람 모두 실험하지 않았다.[9]우고 빌헬름 폰 젬센은 1년이 지난 후에야 목탄가스에 질식한 27세 여성에게 리듬감 있게 페렌신경을 자극하여 생명을 구하는 횡경막 페이싱을 보여주었다.[8][10]: 49 뒤첸은 1872년에 이 기술을 "자연 호흡을 흉내내는 최고의 수단"[11]이라고 선언할 것이다.그러나 20세기[12] 초 조지 포와 같은 사람들에 의한 기계적 인공호흡의 발달은 처음에는 골신경 자극보다 선호되었다.null

하버드 대학의 연구원 Sarnoff 등은 1948년 개에 대한 실험 결과를 발표하면서 골반신경을 통해 횡경막 페이싱을 재방문했다.[1]같은 단체는 며칠 전 별도의 출판물을 통해 "뇌동맥류 파열로 호흡기 마비 상태가 된 5세 소년에게"라는 기법을 사용할 기회가 있었다고 밝히기도 했다.이 과정을 '전기적 호흡'이라고 지칭하며 사르노프는 이 어린 소년을 52시간 동안 인공호흡을 할 수 있었다.[13]횡경막 페이싱의 이면에 있는 기술은 1968년에 "자극의 진폭을 조정하고, 외부적으로 자극의 비율을 제어하기 위해" 무선 주파수 전송의 사용에 관한 의사 존 P. 저드슨과 윌리엄 W. L. 글렌의 연구가 발표되면서 더욱 발전되었다.[14]에이버리 연구소와 협력하면서, 글렌은 1970년대 초에 그의 시제품 장치를 상업 시장에 내놓았다.[15]에이버리 호흡 페이스메이커는 1987년 FDA로부터 모든 연령의 환자들에게 '상부 운동 뉴런 호흡근육 마비로 인한 만성 인공호흡기 지원'으로 사전 시장 승인을 받았다.[16]1980년대에 핀란드 탐페레에서 "순차적인 다극점 자극"이 개발되었다.이 기술은 아트로팀 PNS 시스템으로 상용화되었고 1990년에 유럽에서 상용화 되었다.[17]null

1990년대 초까지 기술에 대한 장기 평가가 발표되고 있었는데, 바흐와 오코너와 같은 일부 연구자들은 심낭 신경 페이싱은 "적절한 검사를 받은 환자에게는 유효한 선택이지만 비용, 고장률, 병적성, 사망률은 과도하며 인공호흡기 지원의 대안적 방법은 다음과 같아야 한다고 말했다.e e described".[18]브루일레트와 마르조치 같은 다른 사람들은 캡슐화와 전극 기술의 발전이 시스템 수명을 향상시키고 다이어프램 근육의 손상을 줄일 수 있다고 제안했다.[19]또한 1990년대 후반부터 흉강경 접근과 같은 새로운 수술 기법이 나타나기 시작했다.[20]null

2000년대 중반 미국 회사 시냅스 바이오메디컬은 인두신경에 부착하지 않아도 되는 새로운 횡경막 페이싱 시스템을 연구하기 시작했지만, 대신 "전자적으로 수축을 자극하기 위해 횡경막 근육에 이식된 4개의 전극"에 의존했다.시판된 NeuRx 장치는 인도주의적 장치 면제(HDE)에 따라 2008년과 2011년에 FDA 승인을 여러 차례 받았다.[21]null

방법론 및 장치

횡격막 페이싱 장치(미국 식품의약국(FDA)은 이 장치를 '다혈구/뇌신경 자극기'로 식별)[22] 뒤에 있는 기본 원리는 내부에 부착된 전극을 통해 전류를 전달하는 것을 포함한다.횡격막이 수축하여 흉강이 팽창하여 공기가 폐로 빨려들어간다(출기).자극받지 않으면 횡격막이 이완되고 공기가 폐 밖으로 이동한다(배출).null

미국 메디케어 시스템에 따르면 '일부 또는 완전한 호흡부전증을 가진 선택된 환자'에 대해서는 '프레닉 신경 자극기가 표시되며, '환자가 온전한 페닉 신경과 횡격막을 가지고 있을 경우에만 효과가 있을 수 있다'[23]는 것이다.흉골신경 페이싱에 대한 일반적인 환자 진단으로는 척수 손상, 중추 수면무호흡증, 선천성 중추저하증후군(즉 온딘의 저주), 횡격막 마비 등이 있다.[21][23]null

현재 상용화된 다이어프램 페이싱 장치는 다음과 같이 세 가지 있다.시냅스 바이오메디컬, Inc.의 NeuRx(미국), Avery Biomedical Devices, Inc.의 Mark IV 호흡 페이스메이커(미국),[21] 그리고 Atrotech OY의 Atrostim PNS(핀란드)이다.[24]시냅스와 에이버리 장치는 전세계적으로 배포되며 미국에서 사용하도록 승인된다.[21]미국에서는 아토텍 기기를 사용할 수 없다. 2019년 12월 현재 FDA 프리마켓 승인이 에이버리의 스피릿 송신기 장치에 부여되어 마크 IV 송신기를 대체하고 있다.[25]null

2020년 5월 캐나다 회사 Lungpacer Medical은 COVID-19 대유행 가운데 USFDA로부터 긴급 사용 승인을 받았다.[26]null

수술 절차

아트로심 및 마크 IV 장치의 경우 몇 가지 수술 기법을 사용할 수 있다.수술은 일반적으로 목(즉, 자궁경관술, 오래된 기술)이나 가슴(흉부술, 보다 현대적인 기술)에 전극을 심낭신경에 두면서 행해진다.이 전극은 피부 바로 아래에 이식된 무선주파수신기와 연결되어 있다.외부 송신기는 수신기 위에 착용한 안테나를 통해 무선 신호를 장치에 보낸다.[27]자궁경부 수술 기법의 경우 약간 위쪽에 있는 작은(약 5cm) 절개, 중간선부터 쇄골까지의 절개를 통해 골반신경에 접근한다.그리고 나서 골수신경은 메스칼로스 안티쿠스 근육 아래에서 격리된다.흉부외과 기법의 경우 2차 또는 3차 비용간 공간에 작은(약 5cm) 절개부위가 있다.전극은 심막과 함께 골막 신경 주위에 배치된다.토라스코프를 사용하면 이 기법이 최소 침습적인 방식으로 수행될 수 있다.[27]null

NeuRx 장치의 경우 복부피부에 4개의 절개를 연속적으로 한다.복강경이나 프로브와 같은 여러 도구를 사용하여 다이어프램에서 가장 좋은 4개의 위치를 찾아 신체 외부에 연결부가 있는 4개의 전극을 부착한다.다섯 번째 전극은 같은 부위의 피부 바로 아래에 놓인다.이 모든 것이 장치에 연결된다.[28]null

참조

  1. ^ a b Sarnoff, S.J.; Whittenberger, J.L.; Hardenbergh, E. (1948). "Electrophrenic respiration. Mechanism of the inhibition of spontaneous respiration". American Journal of Physiology. 155 (2): 203–207. doi:10.1152/ajplegacy.1948.155.2.203. PMID 18107083.
  2. ^ Marshall, L.B., ed. (1951). "Electrophrenic Respiration". United States Navy Medical News Letter. 18 (4): 10–12.
  3. ^ Bhimji, S. (16 December 2015). Mosenifar, Z. (ed.). "Overview - Indications and Contraindications". Medscape - Diaphragm Pacing. WebMD LLC. Retrieved 19 February 2016.
  4. ^ Khanna, V.K. (2015). "Chapter 19: Diaphragmatic/Phrenic Nerve Stimulation". Implantable Medical Electronics: Prosthetics, Drug Delivery, and Health Monitoring. Springer International Publishing AG Switzerland. p. 453. ISBN 9783319254487. Retrieved 19 February 2016.
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  11. ^ Duchenne, G.B.A. (1872). De l'électrisation localisée et de son application à la pathologie et à la thérapeutique par courants induits et par courants galvaniques interrompus et continus. Paris: Baillière. Retrieved 19 February 2016.
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  13. ^ Sarnoff, S.J.; Hardenbergh, E.; Whittenberger, J.L. (1948). "Electrophrenic Respiration". Science. 108 (2809): 482. Bibcode:1948Sci...108..482S. doi:10.1126/science.108.2809.482. PMID 17733839.
  14. ^ Judson, J.P.; Glenn, W.W.L. (1968). "Radio-Frequency electrophrenic respiration: Long-term application to a patient with primary hypoventilation". JAMA. 203 (12): 1033–1037. doi:10.1001/jama.1968.03140120031007. PMID 5694362.
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  21. ^ a b c d "Diaphragmatic/Phrenic Nerve Stimulation and Diaphragm Pacing Systems". Policy # MED.00100. Anthem Insurance Companies, Inc. 5 February 2015. Retrieved 19 February 2016.
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  24. ^ "Phrenic Nerve Stimulation". Atrotech OY. Retrieved 19 February 2016.
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  27. ^ a b Bhimji, S. (16 December 2015). Mosenifar, Z. (ed.). "Technique - Insertion of Pacemaker". Medscape - Diaphragm Pacing. WebMD LLC. Retrieved 19 February 2016.
  28. ^ "Surgery: What to Expect" (PDF). NeuRx Diaphragm Pacing System Patient/Caregiver Information and Instruction Manual. Synapse Biomedical, Inc. 2011. p. 18. Retrieved 19 February 2016.

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