Estimulador de Nervo Periférico

Adilson Hamaji, Alberto Hajime Shinohara, Marcelo Waldir Mian Hamaji

Introdução

Apesar do crescente interesse no uso da ultrassonografia para realização da anestesia regional, a técnica envolvendo o uso do estimulador de nervo periférico continua sendo considerada o padrão ouro, seja individualmente ou em combinação com o ultrassom como um guia. Assim, é importante o conhecimento dos seus princípios e base de funcionamento com o objetivo de promover uma anestesia com maior taxa de sucesso e com menores índices de complicações. A estimulação elétrica facilita a localização do nervo baseada no princípio de que quanto mais próxima a agulha do nervo, menor será a corrente necessária para evocar uma resposta motora. As fibras motoras são ativadas com correntes de menor duração do que as sensitivas de forma que o procedimento raramente é doloroso.

A estimulação elétrica surgiu como uma alternativa à técnica de parestesia na prática clínica pois apresenta uma série de vantagens como maior conforto ao paciente, maior acurácia, além de promover uma visualização direta da resposta motora, não necessitando da referência verbal do paciente, que muitas vezes é acompanhada de dor e desconforto. Apesar da adoção quase universal do estimulador de nervo periférico, ainda não existe evidência conclusiva sobre eficácia e melhores resultados em relação à parestesia.

Atualmente, a ultrassonografia vem se mostrando uma importante ferramenta para a realização dos bloqueios periféricos, porém ainda não é uma realidade em muitos centros no Brasil. Dessa forma, a estimulação elétrica, seja individualmente ou em combinação com o ultrassom, além da habilidade técnica e conhecimento anatômico do anestesiologista ainda são primordiais para o sucesso da anestesia regional.

Histórico

Segundo relatos da literatura, foi Perthes quem utilizou pela primeira vez em 1912 um estimulador de nervo periférico (ENP), que pela tecnologia disponível na época tinha grandes dimensões e tornava a técnica impraticável2. Em 1921 Strohl desenvolveu o primeiro ENP portátil. Em 1950 Sarmoff e Pearson utilizaram as primeiras agulhas eletricamente isoladas. Em 1962, Greenblatt and Denson desenvolveram o ENP que usa basicamente o mesmo princípio dos atuais. Foi baseado nos aparelhos usados para realização de eletromiografia e adaptado para uso em anestesia pela Burroughs, recebendo a denominação de Block-Aid Monitor3. Em 1980 o ENP foi incorporado ao arsenal anestésico quando Galindo desenvolveu uma agulha não cortante e isolada com teflon conectada a um aparelho calibrado em miliamperes, configuração utilizada até hoje.


Conceitos físicos e eletrofisiológicos

O conhecimento de alguns conceitos físicos, elétricos e de eletrofisiologia descritos a seguir são importantes para o entendimento e utilização do estimulador de nervo periférico de maneira segura e eficaz.

A intensidade da corrente é o fluxo de cargas elétricas utilizadas para despolarizar as fibras nervosas e consequentemente evocar uma resposta motora. Os estimuladores modernos permitem ao anestesiologista regular a intensidade da corrente, a frequência e em alguns casos, a duração do estímulo. A corrente fornecida pelo aparelho é definida pela lei de Ohm e mantém-se constante nos dispositivos atuais.

Lei de Ohm

Em 1827, o físico Ohm demonstrou a seguinte lei: “para o mesmo trecho do condutor, mantido à temperatura constante, é constante o quociente da diferença de potencial entre os extremos pela intensidade da corrente correspondente”.


V / I = cte = R ou V= R x I
V : diferença de potencial
R : resistência
I : intensidade de corrente elétrica
A resistência é geralmente devida à impedância do tecido atravessado pela agulha. Segundo a Lei de Ohm, para que a corrente mantenha-se constante, as alterações de resistência (R) devem ser acompanhadas por variações na voltagem (V). Por exemplo, em situações de alta resistência por conexão inadequada do eletrodo de retorno, alguns aparelhos fornecem altas voltagens para tentar manter a corrente. Em outras, como desconexão total ou falha da bateria, a corrente não poderá ser fornecida. Por isso, a maioria dos aparelhos modernos possui um sistema de luzes piscantes que indicam possíveis problemas.

Gerador de Corrente

Como definição, um gerador de corrente ideal é um dispositivo elétrico que fornece sempre um mesmo valor de intensidade de corrente elétrica (I) independente da carga ou resistência (R) e da diferença de potencial (V), ou seja, mesmo que ocorram alterações de resistência, o gerador de corrente vai enviar a mesma corrente determinada, com conseqüente alteração na diferença de potencial entre seus terminais ou pólos.

Reobase e Cronaxia

A quantidade de carga total fornecida a um nervo é um produto da intensidade e da duração do pulso.

Reobase é a quantidade mínima de carga elétrica necessária por certo período de tempo para deflagrar um potencial de ação. Assim, uma corrente abaixo da reobase não irá gerar uma resposta motora.

Cronaxia é a duração mínima de um estímulo com intensidade de duas vezes a reobase, suficiente para ativar um tecido excitável. Uma vez que os nervos possuem a mesma reobase, os valores de cronaxia são indicadores de excitabilidade. Menores valores de cronaxia correspondem a uma maior excitabilidade e capacidade de gerar respostas motoras após durações de pulso mais curtas.

Portanto, segundo os conceitos eletrofisiológicos definidos acima, a corrente necessária para estimular um nervo deve ter uma duração e intensidade determinada.

A cronaxia pode ser usada como medida para despolarização de cada tipo de fibra nervosa tendo valores diferentes para fibras mielinizadas ou não mielinizadas, mais grossas ou finas, sendo que fibras maiores e mielinizadas, como por exemplo, fibras A alfa motoras, apresentam cronaxia menor (≤ 0.1 ms).

Ou seja, ao estimulo elétrico com determinada amplitude de corrente se despolarizam com pulsos de menor duração do que fibras mais finas, como por exemplo A delta e C, sensitivas. Consequentemente, observamos que ao estimular fibras motoras do tipo A alfa, podemos não estimular fibras sensitivas do tipo A delta e C, e assim ter resposta motora sem causar dor ao paciente4.

Entretanto, estudos demonstraram que o desconforto durante o uso do ENP está mais relacionado à força de contração do que à duração do estimulo. Ou seja, ainda que pulsos de maior duração estejam relacionados a maior desconforto, a dor é diretamente ligada ao total de energia fornecida pelo aparelho.

TIPO FUNÇÃO CRONOAXIA
A MOTORA 0,05-0,1 ms
A delta DOR E TEMP 0,15 ms
C SNS,DOR,TEMP 0,4 ms

Polaridade e estimulação catódica preferencial

Polaridade elétrica é o fluxo direcional de elétrons (corrente) de um polo negativo (eletrodo negativo) para um positivo (eletrodo positivo). Durante uma estimulação elétrica de um nervo a ponta da agulha e o eletrodo de retorno (aderido à pele) são os eletrodos. A orientação desses eletrodos influencia a corrente necessária para obter uma resposta motora.

A estimulação catódica preferencial é um principio de estimulação elétrica de nervo periférico em que a contração muscular ocorre com menor intensidade de corrente quando o eletrodo posicionado próximo ao nervo é o catodo (agulha) do que quando o eletrodo é o anodo. Isso ocorre porque com o catodo posicionado próximo ao nervo a presença de cargas negativas na periferia da ponta da agulha provoca uma região de despolarização que facilita o aparecimento de corrente elétrica. Caso o anodo seja posicionado próximo ao nervo ocorre o inverso e uma área de hiperpolarização aparece nas proximidades da agulha e do nervo dificultando o aparecimento de corrente elétrica, necessitando de uma corrente de maior intensidade para despolarização da fibra nervosa.



Densidade de corrente

A perda da resposta motora durante a injeção do anestésico local é baseada no princípio de densidade de corrente. Antigamente acreditava-se que a perda da resposta após injeção inicial do anestésico devia-se ao deslocamento físico do nervo em relação à ponta da agulha. Esse fenômeno conhecido como teste de Raj baseava-se no fato de que à medida que a distância aumentava maior corrente era necessária para evocar a resposta motora5.

Entretanto, hoje sabe-se que a perda da resposta, que ocorre quase que instantaneamente, deve-se a uma alteração na distribuição da voltagem extracelular ao redor da ponta da agulha. A criação de uma área de condução (anestésico local) gera uma redução na densidade de corrente e consequentemente uma maior corrente é necessária para ativar as fibras motoras à mesma distância.

Por outro lado, soluções como dextrose 5% reduzem a área de condução ao redor da ponta da agulha, de maneira que correntes semelhantes ou até mesmo menores são necessárias após injeção. Na prática anestésica esse tipo de solução é usada durante a passagem de cateteres pois, ao mesmo tempo que dilata o espaço preserva a capacidade de estimulação.



Distância agulha-nervo

Lei de Coulomb

A Lei de Coulomb descreve a força de interação entre duas cargas elétricas e é proporcional ao produto dos módulos das cargas elétricas envolvidas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas.

A expressão matemática que descreve a lei de Coulomb é a seguinte: F = k (q1.q2/d2)


Onde F é força entre as cargas, k é a constante elétrica do meio, q1 e q2 são os módulos das cargas elétricas e d é a distancia entre elas.

O potencial elétrico de um ponto em um campo elétrico é: V = E/q

Derivada da lei de Coulomb: E = k (q1.q2/d) Portanto V = k (q/d).

Onde V é o potencial de um ponto, k é uma constante elétrica do meio, q é a carga elétrica envolvida e d é a distancia do ponto à carga.

A resistência é proporcional a distância entre dois pontos.

Como I= V/R pela lei de Ohm, como V é inversamente proporcional a distancia e R é proporcional a distancia, a intensidade de corrente I é inversamente proporcional ao quadrado da distancia entre dois pontos e por conseguinte, a corrente em miliamperes entre a ponta da agulha e a superfície do nervo é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles.

Assim, conforme a distância entre a ponta da agulha e o nervo diminui menor corrente é necessária para obtenção da resposta motora. A corrente ideal que determina que a agulha está suficientemente próxima ao nervo a fim de se obter o sucesso durante o bloqueio não é um consenso. Estudos recentes demonstram que altas correntes como 3 mA podem ser necessárias quando a ponta da agulha está a cerca de 1 cm do nervo, mas uma corrente de 0.5 mA pode gerar uma resposta motora quando a distância é de apenas 5 mm. Na prática clínica estímulos de 0.5 mA ou menos são indicativos de sucesso na realização dos bloqueios. A corrente mínima segura a fim de se evitar uma injeção intraneural não é um consenso. Alguns autores relatam posicionamento da agulha intraneural em correntes entre 0.2 e 0.5 mA que muitas vezes são preditivas de proximidade do nervo. Por outro lado, a ausência de resposta motora a altas correntes (≥ 1.5 mA) também pode ser indicativo de posicionamento inadequado. Cuidado deve ser tomado mediante algumas situações clinicas como diabetes mellitus ou neuropatias, onde muitas vezes não é possível obtenção de respostas sob baixos estímulos e a injeção intraneural pode ocorrer mesmo sob valores elevados. Sinais de alerta para injeção intraneural incluem dor à injeção e correntes extremamente baixas (≤ 0.2 mA). O trauma causado pela agulha pode causar edema e sangramento local, aumentando a condutância e consequentemente gerando a necessidade de maior corrente para deflagração da resposta motora.



Estimulador de Nervo Periférico

O estimulador de nervo periférico é um gerador de corrente portanto conforme princípios descritos anteriormente é um dispositivo que gera uma intensidade corrente constante independente da diferença de potencial e a resistência entre dois pontos, que são dados pelos tecidos interpostos entre a ponta da agulha e o nervo a ser estimulado. É possível o ajuste da amplitude do pulso de onda quadrada em miliamperes, conforme definido pelo dial do aparelho. A largura do pulso em milissegundos pode ser ajustada conforme a cronaxia do nervo a ser estimulado através de um botão presente em alguns aparelhos. A freqüência do pulso em Hertz também pode ser ajustada entre 1Hz e 2Hz. Comumente a freqüência é ajustada para 2 Hz. Exceto em alguns casos, como em fraturas no membro a ser estimulado em que a freqüência deve ser ajustada para 1Hz com o objetivo de reduzir movimentos no membro lesado e por conseqüência reduzir a dor durante a realização do bloqueio. É importante ressaltar que a 1Hz a agulha deve ser avançada lentamente para permitir que o pulso fornecido evoque uma resposta motora.

A liberação da corrente elétrica se dá através da conexão da garra correspondente ao positivo (anodo) no eletrodo percutâneo posicionado na pele do paciente próximo ao local da punção e a conexão do conector negativo à agulha que fará contato com sua ponta não isolada (catodo). Esta disposição se deve ao fato da despolarização da fibra nervosa ocorrer com menores níveis de corrente elétrica, em torno de quatro vezes menor do que se fosse colocado de forma invertida, contribuindo para redução de complicações relacionada à liberação de maior energia pelo aparelho (estimulação catódica preferencial).

A presença de indicadores de condições da bateria pode auxiliar na realização do bloqueio quando não há resposta à estimulação, sendo a falta de carga da bateria uma das causas.

Pelo fato de ser um gerador de corrente, segundo a lei de Ohm, dada uma corrente, a diferença de potencial entre o eletrodo e a ponta da agulha é dependente da resistência entre esses dois pontos. Ou seja, a resistência dada pelos tecidos não deve ser muito alta, pois neste caso a diferença de potencial pode ser alta suficiente para que ocorra lesão neuronal. Para evitar lesão, a diferença de potencial gerada pelo ENP deve ser limitada pelo próprio aparelho. Além disso, sendo a resistência proporcional à distância do eletrodo à ponta da agulha, deve-se ter o cuidado de posicionar o eletrodo correspondente ao positivo (anodo) em uma distância de até 10 cm do local da punção para manter a resistência entre o eletrodo e a ponta da agulha e conseqüentemente a diferença de potencial em valores adequados.

Técnica de uso do estimulador de nervo periférico

Inicialmente realizar anti-sepsia da região a ser manipulada utilizando-se de técnica asséptica. Posiciona-se o eletrodo cutâneo, anodo ou positivo, a até 10 cm do local da punção. Atualmente são freqüentemente utilizadas agulhas eletricamente isoladas, na qual apenas a sua extremidade distal permite condução elétrica e o campo elétrico produzido se concentra em torno da sua ponta e não distribuída ao longo da agulha. Introduz-se a agulha através da pele após correta identificação anatômica da região a ser puncionada. A partir daí liga-se o estimulador de nervo periférico ajustando-se a intensidade de corrente a ser administrada para aproximadamente 1mA. Comumente ajustamos a duração do pulso para 0,1 a 0,3 ms, segundo a cronaxia da fibra nervosa motora tipo A alfa, para obter a resposta motora desejada e a freqüência de pulso para 1 ou 2Hz conforme necessário. Posiciona-se a agulha para obter melhor resposta motora para valores progressivamente menores de corrente ajustados até 0,3 a 0,5 mA, que correspondem a proximidade adequada entre a ponta da agulha e a fibra nervosa. Inicia-se então a injeção do anestésico local escolhido, cessando a resposta motora especifica após a injeção de 1 a 2 mL da solução. Avalia-se a instalação do bloqueio e em momento adequado permite-se o inicio da cirurgia.


Agulhas

A fabricação de agulhas isoladas nas décadas de 70 e 80 coincidiu com a época em que o estimulador de nervos começou a substituir a técnica de parestesia. Essas agulhas estão disponíveis em diferentes tamanhos e são tipicamente isoladas ao longo de seu comprimento com exceção da extremidade que possui um metal exposto. Dessa forma essas agulhas funcionam como eletrodos pontuais reduzindo a chance de estímulos aleatórios ao longo de seu comprimento que não em sua ponta (o que ocorria com as agulhas não isoladas e era motivo comum de falha nos bloqueios). Isto produz agulhas mais precisas que geram estímulos próximos ao nervo e à ponta da agulha, de maneira que o anestésico seja depositado mais perto do alvo.



Conclusão

O uso do estimulador é um método útil na localização dos nervos que permite uma alta taxa de sucesso na realização do bloqueio periférico, com mínima morbidade, baixo custo e principalmente satisfação por parte do paciente. Para tanto é essencial o conhecimento de seus princípios de funcionamento, além de profundo conhecimento anatômico para execução da punção e reconhecimento das respostas motoras obtidas na estimulação de cada nervo ou plexo nervoso. Esta técnica tem grande importância no desenvolvimento da anestesia regional e certamente continuará a ser utilizada, seja de maneira isolada ou em associação à ultrassonografia.

O rápido desenvolvimento tecnológico coloca em questão a utilidade do estimulador, uma vez que a técnica não é 100% sensível ou específica para excluir fatores importantes como a injeção intraneural. A ultrassonografia, apesar da visualização direta e dinâmica, não apresenta até o presente momento vantagens que justifiquem o abandono desse dispositivo que ainda hoje é parte do dia a dia da maioria dos anestesiologistas.

Referências bibliográficas

1- Stephen M. Klein, Steve Melton, Warren M. Grill, Karen C. Nielsen. Peripheral nerve stimulation in regional anesthesia. Review Article. Regional Anesthesia and Pain Medicine – Vol 37, Number 4, July-August 2012;

2- Derek Dillane, Ban C. H. Tsui. Is there still a place for the use of nerve stimulation? Review Article. Pediatric Anesthesia – 22(2012), 102-108;

3- Greenblatt GM, Denson JS. Needle nerve stimulator locator: nerve blocks with a new instrument for locating nerves. Anesth Analg 1962; 41:599-602;

4- Pither C, Raj PP, Ford DJ. The use of peripheral nerve stimulators for regional anesthesia: a review of experimental characteristics, technique and clinical applications. Reg Anaesth, 1985; 10:10;

5- Raj PP, Montgomery SJ, Rosenblatt R. Use of the nerve stimulator for peripheral blocks. Reg Anaesth. 1980; 5:7.