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Erfassung der pharyngealen
Schluckphase durch Bioimpedanz
T. Schauer1, R.O Seidl2, H. Nahrstaedt1
1Fachgebiet RegelungssystemeTechnische Universität Berlin
2Klinik für Hals-Nasen-Ohren-KrankheitenUnfallkrankenhaus Berlin
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Schlucken
� Lebensnotwendig!
� Komplexer Ablauf� Willkürlich – Unwillkürlich
� Zentrale Areale (keine Dominanz)
� Umschaltung im Hirnstamm
� Hirnnerven (ca. 7 beidseitig)
� Muskulatur (ca. 30 Paare)
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Schlucken
� Schlucken ist kein „Reflex“ sondern� Reaktion, ein motorisches
Muster(Bobath)
� „pattern response“(Logemann)
� motorische Reaktion mit reflektorischen Anteil, eine motorische Antwort (Nusser-Müller-Busch)
Schlucksequenz (Coombes)
präoralePhase
Vorbereitungen zur Nahrungsaufnahme Sehen, Erkennen und RiechenSpeichelproduktion, SchluckstimulationZuführen der Nahrung zum Mund
orale Phase 1. BolusformationSchmecken, Spüren, Abbeißen, Kauen Bolusbildung und - zentrierung
2. Bolustransportdurch die Mundhöhle in den Rachen
pharyngeale Phase
Transport durch den Rachen
ösophageale Phase
Transport durch die Speiseröhre
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Schlucken
� Retraktion Zungenbasis (2)
� Velum Elevation (3)
� Hyoid-Larynxelevation (4)
� Laryngeale Adduktion (5)� Glottisschluss
� Taschenfaltenschluss
� Epiglottisschluss
Pharyngeale Phase
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Dysphagie
� Ursachen� Neurogen (Schlaganfall, SHT...)
� Schlaganfall häufigste Ursache (ca. 30000/Jahr)� 50% Dysphagie in Akutphase� 25% Dysphagie in chronischer Phase
� Tumorerkrankungen� Bestrahlung
� Komplexität des Schluckens bedingt die Komplexität der möglichen Schädigungsmuster und Folgen
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Dysphagie
� Folgen einer Dysphagie� Medizinische Probleme
� Aspiration� Mangelernährung, Dehydratation
� Soziale Probleme� Reduzierung der Lebensqualität� Heimunterbringung
� Finanzielle Folgen� Kosten durch längere Verweildauer� Erhöhter medizinischer Aufwand� Heimunterbringung…
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Dysphagie - Therapie
� Soforttherapie� Tracheotomie� Sondenernährung (PEG, PEJ)
� Restituierende Verfahren � Wiederherstellung der gestörten motorischen und sensorischen Funktionen
� Kompensatorische Verfahren� Strategien zu Schlucken
� Adaptierende Verfahren � Hilfsmittel, Diätmodifikationen Bartolome 1999
� Voraussetzungen� Wachheit� Compliance� Rumpf- und Kopfkontrolle
� Neurophysiologische Verfahren� F.O.T.T.
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Shaker KopfhebeübungVerbesserung der Kehlkopfhebung
• Ziel: Verbesserung der Kehlkopfhebung → oÖS-Öffnung
• beim Schlucken durch Kräftigung der suprahyoidalen Muskulatur
• 1. Teil – 3mal wiederholen
• Patient liegt flach auf dem Rücken
• Patient hebt Kopf so, dass er seine Zehen anschauen kann
• Schultern müssen unten bleiben !
• diese Position 1 Minute halten, dann Kopf wieder ablegen
• 2. Teil -30 mal wiederholen
• Patient liegt flach auf dem Rücken
• Kopf heben ( Zehen anschauen ) und direkt wieder senken
• Schultern müssen am Boden bleiben
• Den gesamten Ablauf ( 1.Teil und 2. Teil ) 3x / Tag üben. ( Mindestens 6 Wochen )
Shaker et al. 1997
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Elektrostimulation
� Elektrische Stimulation zur Reorganisation� Cutane Stimulation (Feed) - fragwürdig� Pharynxstimulation (Hamdy) - (vielversprechend)
� Neuroprothese� Aspirationsschutz
� Kehlkopfhebung� Verschluss Stimmbandebene
� Stand der Technik� Stimulation führt in Pilotstudien zu positiven Ergebnissen � Fehlende Methoden zur Regelung der Stimulation
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Messsystem
� Schlucken � Fähigkeit zu Schlucken� Abwehmaßnahmen
� Unschädlich� Reproduzierbarkeit� Mobil / Implantierbar� 24 Stunden / 7 Tage
Schutz der unteren Atemwege
AllgemeinzustandHaltung - Koordination - Tonus - Vigilanz
Abwehrmaßnahmen• Husten • Räuspern• Sekrettransport
Schluckfähigkeit
• Auslösen des Schlucks • Erfolg des Schlucks
Anforderungen
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Bioimpedanz
HypotheseMit Bioimpedanz (BI) ist eine Aussage über den
Ablauf und das Ergebnis eines pharyngealen Schluckvorgangs möglich.
Studien1. Prüfung des Schluckablaufs
2. Prüfung auf Aspiration
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BI und Schluckablauf
� 2 Probanden� BI
� Spannungselektroden beidseits in Höhe Schildknorpelhinterhorn� Einspeisung Strom über Elektroden auf M. sternocleidomastoideus
� Videofluoroskopie � Kontrolluntersuchung� Indikation Sicherung eines Karzinoms außerhalb
Untersuchungsregion
� Korrelation � Distanz Zungenbein – Schildknorpel � Änderung Bioimpedanz
Pilotstudie
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BI und Schluckablauf
� BI Messung� 4 Elektroden Messmethode� Erfassung des Betrags der Bioimpedanz bei 50 Hz� Weiterentwicklung eines Messsystems
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BI und Schluckablauf
Atmung Schlucken
Auswertung
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BI und Schluckablauf
Korrelationskoeffizient RProband1= 0,65 RProband2= 0,51
Vergleich der Änderung der Bioimpedanz und der Distanz zwischen Larynx und Zungenbein über der Zeit
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BI und Schluckablauf
� BI ermöglicht Aussage über Schluckablauf� Amplitude der BI korreliert mit der
Annäherung von Hyoid und Schildknorpel� Messsystem für geregelte Stimulation der
muskulären Kehlkopfhebung möglich� Weiterführende Studien prüfen die
Randbedingungen des Messverfahrens
Ergebnisse
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BI und Aspiration
� Rinderkehlkopf
� Applikation in den Kehlkopf von
� Wasser
� Buttermilch
� Joghurt
� Simultane Aufzeichnung von Bild und Bioimpedanz
Studiendesign
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BI und Aspiration
� Bioimpedanz Messung� 4 Elektroden Messmethode� Erfassung des Betrags der Bioimpedanz bei 50 Hz
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BI und Aspiration
A1 Wasser
B Joghurt
A2 Wasser
C Buttermilch
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BI und Aspiration
� Änderung der BI unter Flüssigkeit
� Maximum der BI in Höhe der Elektrode
� BI abhängig von Leitfähigkeit der Flüssigkeit
� Messsystem für den Schluckerfolg/misserfolg
� Weiterführende Studie prüfen Randbedingungen der Messungen
Ergebnisse
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Ausblick
� Transkutane BI Messung� Diagnostik (Screening)
� 24 Stunden Messung
� Therapiekontrolle
� Biofeedback System
� Stimulation (Akustisch, Elektrisch, etc.)
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Ausblick
� Neuroprothese – Stand der Technik� Strategie zum Aspirationsschutz
� Stimulation der äußeren Kehlkopfmuskeln
� Stimulation der inneren Kehlkopfmuskeln
� Regelung der Stimulation� Manuelle Triggerung,
EMG-Triggerung� Keine gezielte Anpassung der
Stimulationsintensität
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Ausblick
� Neuroprothese Ausblick� Implantation der Messsysteme (BI, EMG?)� Geregelte Stimulation
(Mechanisch, Elektrisch, Chemisch)� Regelung der Stimulation
� Infrahyoidale Muskulatur (Schluckablauf)� Abwehmaßnahmen (Husten, Räuspern)
� N. laryngeus sup., N. vagus, Hirnstamm
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Ausblick Neuroprothese
Stimulation
Impedanz
Strom
Implantat
EMG