Die Eiswürfel-Nervenstimulation, auch bekannt als Kryoneurolyse, ist eine spezielle Technik zur langfristigen Schmerzlinderung, wenn Schmerzen nachweislich von sensorischen Nerven verursacht werden. Sie findet Anwendung in der interventionellen Schmerztherapie und hat sich als wirkungsvolles Instrument in der Behandlung von Neuralgien, Nervenschmerzen und Neuromschmerzen etabliert.
Grundlagen der Kryoneurolyse
Um die Wirkungsweise der Kryoneurolyse zu verstehen, ist es hilfreich, sich die Grundlagen der Neuranatomie und Neurophysiologie sowie die Pathophysiologie der Nerven vor Augen zu führen.
Nervenanatomie
Jeder Nerv besteht aus einem Bündel von Axonen. Jedes Axon ist von einer Bindegewebsschicht, dem Endoneurium, umgeben. Mehrere Axone bilden zusammen ein Faszikel, der wiederum vom Perineurium umschlossen wird. Mehrere Faszikel bilden schließlich den gesamten Nerv, der von einer äußeren Schicht, dem Epineurium, umhüllt ist.
Man unterscheidet myelinisierte und nicht-myelinisierte Nerven. Myelinisierte Nerven sind von den Myelinscheiden der Schwannschen Zellen umgeben, was eine schnellere Leitung der elektrischen Nervenimpulse ermöglicht.
Klassifikation von Nervenverletzungen
Nach Seddon und Sunderland werden Nervenverletzungen in verschiedene Schweregrade eingeteilt, die die Verletzung der Nervenanatomie beschreiben und in Relation zur möglichen Regeneration stehen. Diese Klassifikation ermöglicht auch eine Relation zwischen Kälteexposition und Nervenschädigung:
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- Neuropraxie: Die geringste Schädigung, die eine kurzzeitige Leitungsunterbrechung beschreibt, wie sie beispielsweise bei "eingeschlafenen Beinen" auftritt. Sie entspricht einer Kälteexposition von +10°C bis -20°C und ist vollständig reversibel.
- Axonotmesis: Hierbei kommt es zum Verlust der Kontinuität des Axons mit Wallerscher Degeneration distal der Verletzung. Die Hüllstrukturen (Endoneurium, Perineurium und Epineurium) bleiben jedoch erhalten. Auch diese Verletzung ist vollständig reversibel, wobei die Regeneration je nach Nervenlänge bis zu 24 Monate dauern kann. Die Regeneration von Axon und Myelinscheide erfolgt entlang der Hüllstrukturen mit einer Geschwindigkeit von etwa 1-2 mm pro Tag. Die Axonotmesis entspricht einer Kälteexposition von -20°C bis -100°C.
- Neurotmesis: Diese Verletzung ist nicht mehr reversibel und beschreibt die anatomische Unterbrechung der Axone sowie des Peri- und Epineuriums, selbst wenn das Endoneurium möglicherweise noch intakt ist. Sie tritt bei Temperaturen unter -140°C auf.
- Vollständige Transektion: Eine vollständige Durchtrennung der Nerven durch Kälte ist nicht möglich.
Es ist wichtig, die Kryoneurolyse von der Kryoablation abzugrenzen. Bei der Kryoablation wird flüssiger Stickstoff mit einer Temperatur unter -198°C verwendet. Die Anwendung von flüssigem Stickstoff an Nerven ist heutzutage nur noch von historischer Bedeutung.
Historischer Hintergrund
Die schmerzlindernde und entzündungshemmende Wirkung von Kälte ist bereits seit der Zeit vor Hippokrates (460-377 v. Chr.) bekannt und wurde in Griechenland, Ägypten und Persien angewandt. Während der Napoleonischen Kriege wurde beobachtet, dass halberfrorene Soldaten in Russland notwendige Amputationen deutlich besser tolerierten, was zur Verwendung von kalten Solemischungen zur Schmerzlinderung führte.
Seit 1899 werden Kältemittel medizinisch genutzt. 1950 wurde flüssiger Stickstoff in der Medizin eingesetzt und 1961 die erste Kryosonde mit flüssigem Stickstoff und Temperaturen unter -190°C. Kurze Zeit später entwickelte der Augenchirurg Amoils eine Kryosonde, die mit Lachgas und Kohlendioxid bei -70°C betrieben wurde.
Technik der Kryoneurolyse
Moderne kryochirurgische Geräte, wie sie auch heute verwendet werden, arbeiten entweder mit Lachgas (Stickoxydul N2O) oder Kohlendioxid (CO2). In einigen Schmerzzentren wurde früher Lachgas als Kältemittel verwendet, dies wird aber aufgrund der Freisetzung des Gases in die Umgebung während des Eingriffs nicht mehr praktiziert.
Neuere Geräte, wie das "metrum Cryoflex", verfügen über einen "Nervsearcher", der die Nervenstrukturen durch elektrische Stimulation verifizieren kann.
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Funktionsweise der Kryosonde
Die Kryosonde entzieht der Spitze Wärme, wodurch Temperaturen von bis zu -89°C an der Spitze erreicht werden (Joule-Thompson-Effekt). Dadurch entsteht eine Eiskugel mit Temperaturen im Bereich von -70°C. Das Gas wird dann durch ein äußeres Rohr zurück in das Gerät geleitet und durch einen belüfteten Auslass abgeleitet. Die Konstruktion als "geschlossenes System" verhindert, dass Gas in das Gewebe des Patienten entweicht.
Eine 2,0-mm-Sonde erzeugt eine 5,5-mm-Eiskugel, während eine 1,4-mm-Sonde eine 3,5-mm-Eiskugel bildet. Präzise Gasflüsse sind für eine sichere und effektive Kryo-Neuroablation entscheidend. Unzureichende Gasflüsse erzeugen keinen Eisball, während übermäßige Gasflüsse zu einer Vereisung proximal der Sonde führen können, was das Risiko von Hautverbrennungen erhöht.
Die Sonde enthält in der Regel auch einen Nervenstimulator mit sensorischen und motorischen Fähigkeiten, der eine präzise Lokalisierung des Zielnervs ermöglicht. Die Anwendung von Kälte auf das Gewebe erzeugt eine Leitungsblockade, ähnlich der Wirkung von Lokalanästhetika. Größere myelinisierte Fasern stellen ihre Leitfähigkeit bei 10°C ein, während alle Nervenfasern bei -20°C ihre Leitfähigkeit verlieren. Das Ausmaß und die Dauer des Effekts hängen daher vom erreichten Kältegrad und der Dauer der Exposition ab.
Wirkmechanismus der Schmerzlinderung
Die langfristige Schmerzlinderung durch das Einfrieren von Nerven beruht darauf, dass Eiskristalle eine vaskuläre Schädigung der Vasa nervorum verursachen, was zu einem schweren endoneuralen Ödem führt. Der endoneurale Flüssigkeitsdruck steigt innerhalb von 90 Minuten nach der Kryoläsion um etwa 20 mm an. Veränderungen in den elastischen Eigenschaften des Perineuriums bewirken eine Abnahme des extrazellulären Flüssigkeitsdrucks innerhalb von 24 Stunden, der wieder ansteigt und dann etwa sechs Tage nach der Läsion ein Plateau erreicht.
Dadurch wird die Nervenstruktur gestört und es kommt zur Waller'schen Degeneration, wobei jedoch die Myelinscheide und das Endoneurium intakt bleiben. Die Basallamina der Schwann-Zellen bleibt erhalten und stellt die Struktur für die Regeneration zur Verfügung. Obwohl Demyelinisierung und Degeneration des Axons auftreten, führt die intakte Endoneuriumstruktur nicht zur Neurombildung, und der Nerv kann sich typischerweise mit einer Rate von 1-1,5 mm/Woche regenerieren.
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Autoimmunphänomene werden ebenfalls in die Langzeiteffekte der Kryo-Neuroablation einbezogen, wobei die Freisetzung von sequestrierten Proteinen eine Autoimmunreaktion auf das läsionierte Gewebe auslösen kann, was die lang anhaltende Wirkung erklären könnte.
Faktoren, die den Grad der Vereisung beeinflussen
Das Ausmaß der Vereisung (und der anschließenden Nervenschädigung) hängt von folgenden Faktoren ab:
- Nähe der Sonde zum Nerv
- Größe der Kryosonde
- Größe des gebildeten Eisballs
- Vollständigkeit der Vereisung (Rate und Dauer)
- Temperatur des Gewebes in der Nähe der Sonde, die durch lokale Wärmesenken (wie Liquor/Blutfluss) beeinflusst wird
Die Intensität und Dauer der Analgesie ist abhängig vom Grad der Nervenschädigung durch die Eiskugel.
Die Verwendung des Nervenstimulators, die sorgfältige Lokalisierung des Nervs, die Verwendung der größten geeigneten Sonde und die Verwendung geeigneter Gefrier- und Auftauzyklen erhöhen den Grad der Nervenunterbrechung und damit die Erfolgsrate. Wiederholte Zyklen senken die Temperatur an Stellen, die weiter von der Sonde entfernt sind, erhöhen die Größe des gebildeten Eisballs und vergrößern die Länge des in den Eisball eingeschlossenen Nervs.
Die Verwendung von Kochsalzlösung mit Epinephrin in der Nähe des eingeklemmten Nervs kann die "Wärmesenke" des nahegelegenen warmen Blutflusses verringern und gleichzeitig potenziell den Bluterguss durch die Platzierung der Sonde verringern, was zu einer Verringerung der Schmerzen nach dem Eingriff führen dürfte.
Die Kryosonde sollte in der Regel erst herausgezogen werden, nachdem die Eiskugel aufgetaut ist, da der Versuch, die Sonde bei vorhandener Eiskugel herauszuziehen, das anliegende Gewebe zerreißen und ein Nervensegment verletzen könnte.
Aktuelle Sonden haben eine Größe von 1,4 bis 2 Millimetern und verfügen meist über einen eingebauten Nervenstimulator zur Lokalisierung des Nervs und einen Thermistor zur Ermittlung der Temperatur an der Spitze. Der Nervenstimulator ermöglicht eine Frequenzauswahl für sensorische (100 Hz) oder motorische (2 Hz) Reaktionen. Die Verwendung eines Introducers wird empfohlen, da dieser zur Infiltration des Lokalanästhetikums verwendet werden kann.
Indikationen für die Kryoneurolyse
Die Kryoneurolyse kann bei verschiedenen Indikationen in Betracht gezogen werden, darunter:
- Occipitalisneuralgie
- Trigeminusneuralgie
- Facettenschmerzen der Wirbelsäule (HWS/BWS/LWS)
- Schulterschmerzen (Vereisung des Nervus suprascapularis)
- Intercostalneuralgien
Kryotherapie und Kompression bei Chemotherapie-induzierter Neuropathie
Eine Nervenschädigung gilt als gefürchtete Nebenwirkung der Chemotherapie. Die aktualisierte Supportiv-Leitlinie empfiehlt bei einer Taxan-Therapie zur Vorbeugung Kryotherapie und Kompression. Bei einer peripheren Neuropathie kann es zu Kribbeln, Brennen oder Taubheitsgefühlen in den Händen kommen. Auch wenn die Datenlage hierzu nicht eindeutig ist, konnte dies in einigen Studien die Häufigkeit und den Schweregrad der Neuropathie senken.
Kryotherapie mit Kühlhandschuhen und Kühlsocken
Kälteanwendungen an Händen und Füßen verengen die Gefäße. Man geht davon aus, dass eine Kryotherapie, die zeitgleich zur Gabe der Chemotherapie durchgeführt wird, die Aufnahme des Chemotherapeutikums in Fingern und Zehen verringert. Dies beugt Schädigungen feinster Strukturen in den Händen und Füßen vor. Eingesetzt werden für die Kryotherapie zum Beispiel aufwendig vorbereitete Kühlhandschuhe und Kühlsocken. Patientinnen und Patienten tragen diese nicht nur während der Chemotherapie-Gabe, sondern auch 15 bis 30 Minuten davor und danach. Um die notwendige niedrige Temperatur zu halten, ist im Verlauf der Behandlung ein Wechsel auf ein weiteres Paar vorgekühlter Handschuhe und Socken notwendig. In einigen Studien wurde die Kühlung nur mit Eisbeuteln oder Eimern mit Eiswasser durchgeführt, in anderen mit einer aufwendigen Apparatur, die für kontinuierliche Kühlung sorgte.
Kompression mit Handschuhen und Strümpfen
Ein weiterer Ansatz ist die mechanische Kompression, die praktisch leichter umsetzbar ist. Dabei tragen Betroffene eng anliegende chirurgische Handschuhe (kleiner als die eigentliche Handgröße) und Kompressionsstrümpfe. Durch die Verengung der Gefäße soll auch mit dieser Methode die neurotoxische Schädigung minimiert werden. Die Verfahren sind derzeit nicht standardisiert; in den Studien waren die Durchführung und die herangezogenen Kontrollen sehr unterschiedlich. Studien, in denen Kryotherapie direkt mit Kompression verglichen wurde, zeigen eine ähnlich gute Verringerung der neurologischen Beschwerden. Aktuell laufen weitere Studien zur Kälte- und Kompressionstherapie.
Weitere Studien und Empfehlungen bei speziellen Tumorerkrankungen
- Gastrointestinale Tumoren: Studien zur Anwendung von Kryotherapie und Kompressionsbehandlung liegen nicht nur für Brustkrebspatientinnen unter einer Taxan-Therapie vor. Es gibt auch Daten zur Behandlung mit Oxaliplatin bei gastrointestinalen Tumoren. Die Datenlage wird in der Leitlinie Supportivtherapie jedoch als nicht ausreichend für eine Empfehlung beschrieben.
- Harnblasenkarzinom: Die deutsche S3-Leitlinie Harnblasenkarzinom geht noch weiter: Auch wenn zur Wirksamkeit einer Handkühlung bei Behandlungen des Harnblasenkarzinoms, wie mit Vinblastin, Cisplatin, Carboplatin oder Enfortumab Vedotin, bisher keine aussagekräftigen Studiendaten vorliegen, kann diese dennoch erwogen werden. Laut der Leitlinie ist eine Kompressionsbehandlung mit chirurgischen Handschuhen aufgrund der einfachen und kostengünstigen Durchführung ebenfalls möglich.
- Brustkrebs: Auch die Arbeitsgemeinschaft Gynäkologische Onkologie (AGO), Kommission Mamma, beurteilt die Kryotherapie (mit Kühlhandschuhen und Kühlstrümpfen) sowie die Kompressionstherapie (mit chirurgischen Handschuhen und Kompressionsstrümpfen) als Maßnahmen mit begrenztem Nutzen, die durchgeführt werden können (+ Empfehlung). Sie setzt diese mit den Empfehlungen zum Funktionstraining von Händen und Füßen gleich.
Nebenwirkungen
Nicht alle Krebsbetroffenen tolerieren die Kälteanwendung. Als häufigste Nebenwirkung von Kälte und Kompression wurden Hautrötungen und -irritationen sowie Taubheitsgefühle und Kribbeln bei etwa einem Viertel der Patientinnen und Patienten beobachtet. Erfrierungen und Blasen durch Kälte traten deutlich seltener auf.
Fazialisparese und Kälteanwendung
Bei einer Gesichtslähmung ist eine frühzeitige Vorstellung bei einem Facharzt empfehlenswert, um schnellstmöglich eine exakte Diagnostik der Fazialisparese durchführen zu können. Die Behandlung der Fazialisparese richtet sich unter anderem nach dem Schweregrad der Lähmung und orientiert sich an den einzelnen Symptomen und möglichen Ursachen. Da in vielen Fällen keine eindeutige Ursache festgestellt werden kann, zielt die Behandlung der Fazialisparese auf die Linderung der Beschwerden und die Vermeidung von Komplikationen ab. Die Behandlung der Fazialisparese beinhaltet krankengymnastische Übungen für die Gesichtsmuskulatur und in manchen Fällen eine Infusionsbehandlung. Je nach Befund kann auch eine orale Medikamententherapie erfolgen. Liegt eine Störung der Geschmacksempfindung vor, wird ein physiotherapeutisches Training eingeleitet, das die Geschmacksnerven reaktivieren soll. Ist die Funktionalität des Augenlids durch die Fazialisparese eingeschränkt, kann ein sogenannter Uhrglasverband angelegt werden. Er erhält den Feuchtigkeitsfilm des Auges aufrecht.
Im persönlichen Gespräch werden auch bestehende Erkrankungen als mögliche Ursachen für die Fazialisparese dokumentiert. Bei einer Borreliose ist in der Regel eine Behandlung mit Antibiotika empfehlenswert. Bei Diabetikern kann eine Neueinstellung der Blutzuckerwerte erfolgen, um die Fazialisparese zu therapieren.
Verspricht eine konservative Therapie der Fazialisparese keine Besserung, kann eine chirurgische Behandlung in Erwägung gezogen werden. Hierbei können zum einen gesunde Nerven in den betroffenen Bereich transplantiert werden, zum anderen ist es je nach Befund möglich, intakte Nervenstränge neu zu verbinden.
Die Prognose über den Verlauf der Fazialisparese ist grundsätzlich abhängig von den genauen Ursachen und den eventuell bestehenden Grunderkrankungen. Erregerbedingte Gesichtslähmungen lassen sich erfahrungsgemäß antibiotisch beziehungsweise antiviral effektiv behandeln. Auch bei der idiopathischen Fazialisparese, also einer Fazialisparese, bei der die Ursache unbekannt bleibt, besteht eine gute Heilungsprognose.
Kältetherapie in der Orthopädie
In der Behandlung von orthopädischen Erkrankungen und Verletzungen nimmt die physikalische Therapie mit all seinen kältetherapeutischen und balneophysikalischen Therapiemaßnahmen eine zentrale Rolle ein. Kryotherapeutische oder auch eistherapeutische Verfahren haben hierbei eine sehr lange Tradition aufgrund ihrer guten Wirksamkeit. Diesbezüglich seien einmal die bekannten Kneipschen Wechselbäder (als Kalt-Heiß-Tretbäder) erwähnt. Neben der lokalen Kälteapplikation, beispielsweise durch Cool-Packs oder durch Kaltluft, kommt in Deutschland seit etwa Mitte der achtziger Jahre auch die Ganzkörper-Kältetherapie mittels Kältekammer zum Einsatz.
Die lokale Kältetherapie wird häufig vor der Applikation von Spritzen insbesondere in die peripheren Gelenke (Ellenbogengelenk, Handgelenk, Fingergelenk, Hüftgelenk, Kniegelenk und Sprunggelenk sowie die kleinen Fußwurzelknochen und Fußgelenke) eingesetzt. Die Eisbehandlung dient nicht nur einer systemischen Kühlung und wird damit als antientzündliche Therapie eingesetzt, sie dient auch der Desinfektion durch starke Kühlung.
Durch die Einwirkung von Kältereizen auf den Körper oder insbesondere das verletzte oder beeinträchtigte Gelenk werden drei zentrale Effekte erzielt. Diese beeinflussen das geschädigte Gewebe über die Reizstärke (Temperatur), die Reizqualität (Art der Applikation) sowie die Reizdauer (Einwirkzeit). Es findet eine Reduktion des Muskeltonus, eine Abnahme der Schmerz- und entzündlichen Aktivität statt. Hierbei lassen sich die systemischen und lokalen Wirkungen nicht immer exakt voneinander trennen.
Bei längerer Anwendung wird nicht nur eine Reduktion der Muskelspannung und eine Abnahme des Schmerzes erzielt, sondern insbesondere auf die physiologische Wirkung im Hinblick auf Reduktion der entzündlichen Aktivität eines Gewebes abgehoben.
Durch Kälte wird das sympathische Nervensystem aktiviert und es kommt zu einer vermehrten Freisetzung von Noradrenalin. Dieses Noradrenalin vermittelt auf der Oberfläche von Monozyten und Makrophagen eine verminderte Freisetzung von proinflammatorischen Zytokinen, wie Interleukin 1, Interleukin 6 oder Tumornekrosefaktor (TNF). Noradrenalin vermittelt zudem eine Gefäßverengung der kleinen Gefäße, eine sogenannte Vasokonstriktion. Eine kurzfristige geringere Durchblutung des Hautareals und der darunter tieferliegenden, ebenfalls gekühlten Areale bedingt eine verminderte Perfusion und darüber wird ebenfalls ein antientzündlicher Effekt ausgenutzt.
Die Kältetherapie hat heute bereits wissenschaftlich anerkannt seinen großen Stellenwert bei der Behandlung von entzündlich-rheumatischen Erkrankungen, ebenso in der Sportmedizin, Sportorthopädie und Orthopädie in der Behandlung von degenerativen Gelenkerkrankungen. Kontraindikationen werden bei der Behandlung berücksichtigt und vorher abgefragt.
Vagusnerv und Kälte
Der Vagusnerv ist einer der zentralen Nerven im Körper und reicht vom Gehirn bis zu den Organen im Bauchraum. Als Hauptnerv des parasympathischen Nervensystems agiert er als Gegenspieler zum sympathischen Nervensystem und soll für ein gesundes Gleichgewicht im Körper sorgen.
Mäßige Kälte aktiviert den Vagusnerv. Regelmäßiges Duschen mit kaltem Wasser erhöht daher die Entspannungsfähigkeit des Körpers, führt zu einer verbesserten Stimmung und einer gesteigerten Stressresistenz. Kühles Wasser trinken kann ebenfalls den Vagusnerv aktivieren. Der Körper reagiert auf die Kälte, aktiviert das parasympathische Nervensystem - man kommt schneller zur Ruhe.
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