Laryngospasmus. Definition - Pathophysiologie - Epidemiologie - Strategien

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1 Laryngospasmus Definition - Pathophysiologie - Epidemiologie - Strategien PD Dr. med. Thomas Erb Leitender Arzt Departement Anästhesie Universitätskliniken Basel, UKBB CH-4058 Basel Die meisten Funktionen des Larynx bedingen eine exakte neurologische Kontrolle, wobei Reflexe, die im Larynx ihren Ursprung haben, eine prädominante Rolle spielen. Zu diesen laryngealen Reflexantworten zählen Glottisverschluss, Apnoe, Expiration Reflex, Husten und Laryngospasmus. Phylogenetisch stehen dabei die protektiven Schutzreflexe, die ein Eindringen von Fremdkörpern in die unteren Atemwege verhindern sollen, im Vordergrund. Entsprechend sind diese Reflexe durch einen hohen Grad an Automatismen gekennzeichnet, was Modifikationen dieser Reflexe schwierig macht. Trotz ihrer eminenten Bedeutung, insbesondere beim anästhesierten Kind, sind laryngeale Reflexantworten bei Patienten unter Anästhesie KATZ 07 Seite 0

2 Notizen KATZ 07 Seite 1

3 bislang schlecht untersucht und es liegt lediglich ein bruchstückhaftes Verständnis dieser Mechanismen vor (1). Nachfolgend werden beschreibend einige Fakten zu Pathophysiologie, Epidemiologie, Aethiologie und generelle Überlegungen zur Therapie des Laryngospasmus dargestellt. Definition / Pathophysiologie Beim Laryngospamus liegt ein prolongierter Verschluss der Glottis durch eine reflektorische Konstriktion (vorwiegend) der intrinsischen laryngealen Muskulatur vor. Dabei kann die prolongierte Adduktion der Stimmlippen alleine oder der Stimmlippen und Taschenfalten vorliegen (2). Die dabei vorliegenden Mechanismen wurden von Fink in seiner auch heute noch lesenswerten landmark Publikation vor über 50 Jahren erstmals umfassend charakterisiert (3); basierend auf seinen auf Elekromyographie und Bildgebung aufbauenden Untersuchungen beschreibt Fink beim Laryngospasmus 2 Verschluss Mechanismen (Figur 1): 1. Shutter effect : Verschluss entsprechend einem Schieber ; mittels direkter Adduction der Stimmlippen (true vocal cords) 2. Ball valve effect : Verschluss entsprechend einem Ball in einem Trichter ; unter Kontraktion des Muskulus thyrohyoideus Verschluss durch Taschenfalten (false cords) und redundantem paraglottischem Gewebe, die infolge translaryngealem Druckgradienten in den Larynxeingang mobilisiert werden. Im Unterschied zu einem reflektorischen Glottisverschluss, der transitorischer Natur ist, liegt beim Laryngospasmus ein prolongierter Glottisverschluss vor, der zeitlich lange über den initierenden Stimulus hinaus anhaltend ist. Ein Laryngospasmus folgt oft nach Husten und/oder Expiration-Reflex (= forcierte Expiration ohne vorausgehende Inspiration). In der Tat beschreibt schon Fink, dass während einem Laryngospasmus ein prolongierter expiratorischer Effort vorliegen kann, der durch eine kontinuierliche Kontraktion der abdominalen Muskulatur gekennzeichnet ist (3). Zudem unterschied Fink bereits Stridor von Laryngospasmus(3); Stridor entsteht bei einer Engstellung der Stimmlippen während der Inspiration, wobei aufgrund des Venturi Effektes (der Gasdruck ist im Bereiche der Stimmlippen am tiefsten) eine verstärkte Engstellung der Stimmlippen auftritt (4). KATZ 07 Seite 2

5 Dieser Zustand wird in der klinischen Praxis fälschlicherweise auch als partieller Laryngospamus bezeichnet, obwohl sich diese Entität pathophysiologisch grundlegend von einem Laryngospasmus unterscheidet. Figur 1. Sectional view of the larynx and levels of obstruction Hyoid bone Fossa pirifomis M. thyrohyoideus Thyroid cartilage Laryngeal ventricle Laryngeal inlet 2 1 Trachea Supraglotic folds False cords Vocal cords 2. Ball valve effect 1. Shutter effect Modifiziert nach Fink BR 1956 (Ref 3) Epidemiologie Bei anästhesierten oder sedierten Kindern stellt die Hypoxaemie die häufigste klinisch relevante Morbidität dar. Bei einer aktuellen Analyse von kritischen Zwischenfällen an einer grossen akademischen Zentrumsklinik waren 77% der Zwischenfälle respiratorisch bedingt, wobei die Diagnose Laryngospasmus für etwa 50% der respiratorischen Zwischenfälle verantwortlich war (5). Bereits 1984 haben Olsson und Hallen das Auftreten von Laryngospasmus an einem grossen Kollektiv untersucht und dabei bei Kindern jünger als 9 Jahren eine erhöhte Inzidenz gefunden (17.4 vs. 8.7 Fälle /1000 Anästhesien; p<0.001) (6). Ihre weiteren Analysen identifizierten ausserdem die Präsenz einer nasogastralen Sonde, Endoskopien des oberen Gastrointestinaltraktes, aber auch die Prämedikation mit Vagolytica und vor allem das Vorliegen einer Infektion des Respirationstraktes als weitere Risikokonstellationen für das Auftreten eines Laryngospasmus (6). KATZ 07 Seite 4

7 In neueren Arbeiten traten Laryngospasmen in einer Inzidenz von 8 40/1000 Kindern auf (7,8). In der Untersuchung von Schreiner et al. (bei Kindern) war die Inzidenz von Laryngospasmen beim Vorliegen einer Atemwegsinfektion verdoppelt und trat auch gehäuft bei unerfahrenem Anästhesiepersonal auf (8). Obwohl Laryngospasmen bei Behandlung durch ausgebildetes Personal in aller Regel benigne verlaufen, sind Zwischenfälle mit Herzstillstand und Tod vorgekommen(6). Obwohl keine Angaben über deren Häufigkeit verfügbar sind, muss generell festgehalten werden, dass respiratorisch bedingte Ereignisse bei Kindern, im Vergleich zu Erwachsenen, bei schwerwiegenden anästhesiologischen Zwischenfällen übervertreten sind. Darüber hinaus kann aus Analysen von closedclaim law cases geschlossen werden, dass dabei die Mortalität bei diesen ansonsten meist gesunden Kindern grösser ist (9)! Aethiologie Betreffend Aethiologie des Laryngospasmus liegen bislang, im speziellen beim Menschen, nur inkomplette Informationen vor, was sich entsprechend in einem empirischen Vorgehen in der klinischen Praxis manifestiert. Zusammenfassend kann dazu folgendes festgehalten werden: i) Temporale und spatiale Summation von überschwelligen Stimuli von Thermo-, Mechano- und Chemo-Rezeptoren im Innervationsbereich des Nervus laryngeus superior induzieren einen focal seizure (10,11), wobei Modifikationen von Neurotransmittern im Bereich des Nucleus solitarius die Reflexantwort zentral variieren können (12-14). ii) Das Auftreten von Laryngospasmen wird durch eine Reihe von physiologischen Variablen modifiziert: Eine Inhibition ist nachgewiesen für die Inspirationsphase des Atemzyklus, ein hohes pco 2, ein tiefes po 2 und einen positiven intrathorakalen Druck(11). iii) Tierexperimentelle Daten zeigen auf, dass die erhöhte Susceptibilität bei Kindern entwicklungsbedingt sein könnte; (?) Reduktion der zentralen Inhibition (15,16). KATZ 07 Seite 6

9 iv) Die Wahl des Anästhetikums hat einen relevanten Einfluss auf die laryngeale und respiratorische Reflexantwort, was nachfolgend am Beispiel von Propofol und Sevofluran näher aufgezeigt werden soll (17). Oberer et al. haben mittels laryngealer Stimulation nachgewiesen, dass Laryngospasmen bei Vorschulkindern unter Sevofluran Anästhesie signifikant häufiger auftreten als unter Propofol Anästhesie, wohingegen Husten und Expiration-Reflex unter Propofol deutlich häufiger zu beobachten waren. (siehe Figur 2). Figur 2 (modifiziert nach (17)) Laryngospasm > 5s - BIS 60 BIS 40 P value P value P value Group Level of hypnosis Interaction (PRO vs. SEV) (BIS40 vs. BIS60) (Group*Level) Laryngospasm > 10s - BIS 60 BIS Central Apnea > 5s - BIS 60 BIS Central Apnea > 10s - BIS 60 BIS Cough Reflex - BIS 60 BIS Expiration Reflex - BIS 60 BIS Spasmodic Panting - BIS 60 BIS N.A. Propofol Group Sevoflurane Group Incidence (%) KATZ 07 Seite 8

11 Strategien in der Klinik Im Umgang mit Laryngospasmus müssen in der Klinik Prävention und Therapie differenziert werden. Nachfolgend sollen hier dazu lediglich generelle Überlegungen aufgezeigt werden. Prävention Zur Vermeidung der inhärenten Morbidität kommt der Prävention des Laryngospasmus eine überragende Bedeutung zu, wobei insbesondere die Wahl des Anästhetikums (in adäquater Anästhesietiefe) hervorzuheben ist. Daneben wurde eine Reihe von adjuvanten Medikamenten zur Prävention des Laryngospasmus propagiert z.b. Anticholinergica (Atropin, Glycopyrrolat(18)), Lidocain(19-21), Magnesium(22). Deren Effekte sind jedoch kontrovers diskutiert und allesamt schlecht dokumentiert. Beispielsweise wurde in den meisten klinischen Studien Stridor dem Laryngospasmus gleichgestellt und entsprechend als kombinierten Outcome analysiert, obwohl dies, wie vorgängig dargestellt, 2 unterschiedliche Entitäten mit unterschiedlichen klinischen Konsequenzen sind. Der Stellenwert der adjuvanten Medikationen ist somit unklar. Therapie Bei Apnoe infolge Laryngospasmus etabliert sich bei Kindern rascher eine Hypoxämie (23). Deshalb ist eine zielgerichtete und rasche Therapie nötig. Allgemeine Massnahmen / Prinzipien umfassen: i) Verabreichung von 100% O 2 unter CPAP, Sicherstellen eines offenen supralaryngealen Atemweges ii) Elimination des irritierenden Stimulus (falls möglich) iii) Eröffnen der laryngealen Obstruktion und IPPV bei persistierender Apnoe (24) KATZ 07 Seite 10

13 Referenzen: 1. Warner DO. Laryngeal reflexes. Anesthesiology 1998;88: Rex MA. A review of the structural and functional basis of laryngospasm and a discussion of the nerve pathways involved in the reflex and its clinical significance in man and animals. Br J Anaesth 1970;42: Fink BR. The etiology and treatment of laryngeal spasm. Anesthesiology 1956;17: Landsman IS. Mechanisms and treatment of laryngospasm. Int Anesthesiol Clin 1997;35: Tay CL, Tan GM, Ng SB. Critical incidents in paediatric anaesthesia: an audit of anaesthetics in Singapore. Paediatr Anaesth 2001;11: Olsson GL, Hallen B. Laryngospasm during anaesthesia. A computer-aided incidence study in 136,929 patients. Acta Anaesthesiol Scand 1984;28: Mamie C, Habre W, Delhumeau C et al. Incidence and risk factors of perioperative respiratory adverse events in children undergoing elective surgery. Paediatr Anaesth 2004;14: Schreiner MS, O'Hara I, Markakis DA, Politis GD. Do children who experience laryngospasm have an increased risk of upper respiratory tract infection? Anesthesiology 1996;85: Morray JP, Geiduschek JM, Caplan RA et al. A comparison of pediatric and adult anesthesia closed malpractice claims. Anesthesiology 1993;78: Sasaki CT, Suzuki M. Laryngeal spasm: a neurophysiologic redefinition. Ann Otol Rhinol Laryngol 1977;86: Ikari T, Sasaki CT. Glottic closure reflex: control mechanisms. Ann Otol Rhinol Laryngol 1980;89: Ambalavanar R, Purcell L, Miranda M et al. Selective suppression of late laryngeal adductor responses by N-methyl-D-aspartate receptor blockade in the cat. J Neurophysiol 2002;87: Bauman NM, Wang D, Luschei ES, Talman WT. Effect of substance P injection into the nucleus tractus solitarius of rats on cricothyroid and thyroarytenoid motor activity and cardiovascular and respiratory systems. Ann Otol Rhinol Laryngol 2002;111: KATZ 07 Seite 12

15 14. Bauman NM, Wang D, Sandler AD, Luschei ES. Response of the cricothyroid and thyroarytenoid muscles to stereotactic injection of substance P into the region of the nucleus tractus solitarius in developing dogs. Ann Otol Rhinol Laryngol 2000;109: Bauman NM, Sandler AD, Schmidt C et al. Reflex laryngospasm induced by stimulation of distal esophageal afferents. Laryngoscope 1994;104: Sasaki CT. Development of laryngeal function: etiologic significance in the sudden infant death syndrome. Laryngoscope 1979;89: Oberer C, von Ungern-Sternberg BS, Frei FJ, Erb TO. Respiratory reflex responses of the larynx differ between sevoflurane and propofol in pediatric patients. Anesthesiology 2005;103: Tait AR, Burke C, Voepel-Lewis T et al. Glycopyrrolate does not reduce the incidence of perioperative adverse events in children with upper respiratory tract infections. Anesth Analg 2007;104: Baraka A. Intravenous lidocaine controls extubation laryngospasm in children. Anesth Analg 1978;57: Koc C, Kocaman F, Aygenc E et al. The use of preoperative lidocaine to prevent stridor and laryngospasm after tonsillectomy and adenoidectomy. Otolaryngol Head Neck Surg 1998;118: Gefke K, Andersen LW, Friesel E. Lidocaine given intravenously as a suppressant of cough and laryngospasm in connection with extubation after tonsillectomy. Acta Anaesthesiol Scand 1983;27: Gulhas N, Durmus M, Demirbilek S et al. The use of magnesium to prevent laryngospasm after tonsillectomy and adenoidectomy: a preliminary study. Paediatr Anaesth 2003;13: Hardman JG, Wills JS. The development of hypoxaemia during apnoea in children: a computational modelling investigation. Br J Anaesth 2006;97: McCahon RA, Hardman JG. Fighting for breath: apnoea vs the anaesthetist. Anaesthesia 2007;62: KATZ 07 Seite 14

17 Laryngospasmus Der Fall 22 Monate alter Knabe Erkältung vor 10 Tagen Intubationsnarkose für laparoskopische Orchidopexie Inhalationsanästhesie mit Sevofluran Analgesie mit Paracetamol, Caudalblock und Wundrandinfiltration TOF vor Extubation spontan 95% Extubation in Spontanatmung in tiefer Allgemeinanästhesie Husten bei der Extubation anschliessend bretthartes Abdomen Desaturation auf 90% SpO 2 Maskenbeatmung durch Anästhesiearzt mit 100% Sauerstoff ohne Erfolg Weitere Desaturation unter 80% SpO 2 Anästhesiepflegefachperson springt um den OP-Tisch verfängt sich mit Infusionsleitung dabei disloziert die periphere Venenkanüle Was ist Ihr schrittweises Vorgehen in dieser Situation? Vorstellen lokaler Laryngospasmus-Strategien Frau Dr. med. Sonja Saudan Chef de Clinique Service d'anesthésiologie Hôpital des Enfants CH-1205 Genève Dr. med. Bruno Hartmann Leitender Arzt Institut für Anästhesiologie und Chirurgische Intensivmedizin Kantonsspital CH-5400 Aarau Dr. med. Georg Henze Oberarzt Institut für Anästhesiologie UniversitätsSpital CH-8091 Zürich KATZ 07 Seite 16

19 Laryngospasmus Kontroverse Fragen Schlafend oder Wachextubation? Masken-CPAP oder Masken-Beatmung mit hohem Druck? Esmarch Handgriff? Pharyngeales Absaugen? Guedel? Wendel? Propofol und/oder Muskelrelaxans i.v.? welches Relaxans & welche Dosierung? Was tun, wenn keine Leitung? (Succinylcholin i.m. ( Zunge) Tracrium (i.m.)? Notintubation KATZ 07 Seite 18