Postoperatives Schmerzerleben nach proximaler Femurfraktur bei Demenz

In die Studie wurden 19 Patienten mit einer proximalen Femurfraktur nach ausführlicher schriftlicher und mündlicher Aufklärung eingeschlossen, die eine operative Versorgung in Form eines endoprothetischen Ersatzverfahrens oder eines Osteosyntheseverfahrens erhielten. Die Studie mit der Ethik-Antragsnummer 261/12 an der Medizinischen Fakultät der Universität Bonn erfolgte nach den Grundsätzen guter klinischer Praxis (GCP) unter Einhaltung der Deklaration von Helsinki [2].

Einschlusskriterien waren ein Alter über 60 Jahre, eine frisch aufgetretene proximale Femurfraktur, Ruheschmerzen ≥ 2 von 10 auf der numerischen Ratingskala (NRS) sowie die schriftliche Einwilligung zur Teilnahme an der Studie durch den Patienten oder im Fall reduzierter Kognition durch einen Bevollmächtigten. Ausschlusskriterien waren Migräne oder Rückenschmerzen in den letzten acht Wochen oder Erkrankungen, die zu einer Veränderung der Sensibilität gegenüber den Testreizen führen, sowie Hautveränderungen, die eine Anwendung der QST-Geräte einschränken könnten. Außerdem wurden Patienten mit einem postoperativen Delir von der Studienteilnahme ausgeschlossen.

Durchgeführt wurde die Untersuchung in den Abteilungen für Chirurgie und Geriatrie des Helios Klinikums (vormals Malteser Krankenhaus) Bonn/Rhein-Sieg vom 11.03.2013 bis zum 03.06.2013. Die Untersuchungen erfolgten im Rahmen einer klinischen monozentrischen Beobachtungsstudie. Alle Patienten erhielten nach dem operativen Eingriff eine auf die individuelle Schmerzangabe abgestimmte und nicht standardisierte analgetische Therapie. Keiner der Patienten erhielt ein Regionalanästhesieverfahren. Alle Testungen (NRS, DemTect, SES, QST) erfolgten durch denselben Untersucher (JFW) innerhalb der ersten drei postoperativen Tage zwischen 10:00 und 16:00 Uhr.

Nach Anamneseerhebung fanden eine symptombezogene klinische Untersuchung (Wundinspektion) sowie die Beurteilung des klinischen Gesamtzustands statt. Im Anschluss erfolgte die Abfrage der zum Untersuchungszeitpunkt empfundenen Ruheschmerzen mithilfe einer numerischen Ratingskala (NRS 0–10; 0 = „kein Schmerz“; 10 = „maximal vorstellbarer Schmerz“).

Der DemTect-Fragebogen erfasst verschiedene kognitive Dimensionen: verbales Gedächtnis, Wortflüssigkeit, intellektuelle Flexibilität und Aufmerksamkeit [20]. Die Rohwerte des Tests wurden in altersbezogene Testwerte umcodiert. Dabei dient der DemTect als Screening und nicht als diagnostisches Instrument mit dem Ergebnis eines Summenscores: 0–8 = Verdacht auf Demenz; 9–12 = leichte kognitive Beeinträchtigung; 13–18 = normale Kognition.

Der hier verwendete modifizierte SES-Fragebogen erfasst die Ausprägung von 24 Schmerzdeskriptoren zur Charakterisierung des aktuellen Schmerzerlebens [15]. Der Patient bewertet jeden Deskriptor im affektiven und sensorischen Teil der Schmerzempfindungsskala auf einer 4‑Punkte-Skala. Als Anpassung zum Originalfragebogen wurde in dieser Untersuchung das Fehlen eines Schmerzmerkmals mit dem Wert „0“ („trifft nicht zu“) bewertet. Eine maximale Ausprägung wurde mit der Zahl „3“ („trifft genau zu“) bewertet. Die Werte für die Globaldimension SES-affektiv und SES-sensorisch wurden anschließend durch Summation der Testwerte der einzelnen Deskriptoren ermittelt.

Die quantitative sensorische Testung ist eine formalisierte und standardisierte klinische Sensibilitätsprüfung mit kalibrierten Testreizen [31]. Die Untersuchung wurde anhand des DFNS-Protokolls (Deutscher Forschungsverbund Neuropathischer Schmerz) durchgeführt [38, 39]. Da den für die Operation anstehenden Patienten für die QST-Untersuchung kein Transport in ein Untersuchungslabor zumutbar war, wurden nur mechanische Tests im Patientenzimmer durchgeführt und auf eine schwer transportable PC-gestützte Thermotestung verzichtet. Die Testung wurde am ventralen Oberschenkel am Übergang vom proximalen zum mittleren Drittel der Strecke zwischen der Spina iliaca anterior superior und der Patella durchgeführt. Die Testung erfolgte in einem ausreichenden Abstand von ca. 5–8 cm zur Operationswunde. Zunächst erfolgte als Referenz die QST-Untersuchung der gesunden Seite (Kontrollareal), anschließend der operierten Seite (Testareal). Dabei kamen vier Verfahren mit mechanischen Testreizen zum Einsatz: die mechanische Detektionsschwelle (MDT = mechanical detection threshold) wurde mittels eines standardisierten Sets modifizierter von „von Frey“-Filamente bestimmt (Optihair₂-Set, Marstock, Deutschland; 0,25 bis 512 mN) [13]. Die mechanische Detektionsschwelle wurde als geometrischer Mittelwert aus fünf gerade überschwelligen und fünf gerade unterschwelligen Messwerten bestimmt.

Die Untersuchung der mechanischen Schmerzschwelle (MPT = mechanical pain threshold) erfolgte mit Nadelreizstimulatoren (Pinpricks) [4]. Ziel war die Erfassung des ersten schmerzhaften Nadelreizes, der als „spitz“ oder „pieksend“ empfunden wurde. Dabei wurden Nadelreizstimulatoren mit flacher Spitze (0,25 mm Durchmesser; 8 bis 512 mN) verwendet. Als Schmerzschwelle wurde der geometrische Mittelwert von jeweils fünf gerade über- und unterschwelligen Reizstärken berechnet.

Die Vibrationsdetektionsschwelle (VDT = vibration detection threshold) wurde mittels einer standardisierten 64-Hz-Stimmgabel [5, 17] untersucht, die ebenfalls im Abstand von 5–8 cm zur Op.-Wunde mit sehr leichtem Druck auf die Haut aufgebracht wurde. Im Unterschied zum DFNS-QST-Protokoll wurde VDT entsprechend nicht über einer knöchernen Prominenz untersucht. VDT wurde als gerade nicht mehr wahrgenommene Vibrationsempfindung in x/8 als arithmetischer Mittelwert von drei Serien absteigender Stimulusintensitäten angegeben.

Die Druckschmerzschwelle (PPT = pressure pain threshold) wurde mittels eines Druckalgometers (Algometer, Somedic, Schweden) bestimmt. Mit einer gummierten Kontaktfläche von 1 cm² wurden drei Serien zunehmender Reizintensitäten (0,5 kg/cm²*s, entspricht ca. 50 kPa/s) bis maximal 20 kg/cm² (ca. maximal 2000 kPa) über der zu untersuchenden Körperregion aufgebracht. Als Druckschmerzschwelle wurde die aus drei Messungen gemittelte Reizintensität der jeweils ersten schmerzhaft drückenden Wahrnehmung bestimmt [23, 37].

Die Auswertung der Schmerzschätzungen sowie der QST-Befunde erfolgte mithilfe des Programms STATISTICA 7.1 (Statsoft Europe, Hamburg, Deutschland). Aufgrund der nicht-parametrischen Verteilung einzelner QST-Parameter wurde nach sekundärer Normalisierung der Daten durch eine Log-Transformation eine Varianzanalyse (ANOVA) für multivariate Analysen durchgeführt. Anschließend folgten Post-Hoc-Tests (LSD-Post-Hoc-Test = least significant difference), um einzelne Kontraste darzustellen. Die QST-Daten wurden grafisch als Rohdaten-Mittelwerte (SEM) dargestellt. Neben dem Vergleich der operierten und Kontrollseite wurde hier die postoperative Schmerzempfindlichkeit auch im Vergleich der Kognitionsgruppen analysiert. Die Zuteilung der Patienten zu den drei Kognitionsgruppen wurde nach Anzahl der erreichten Punkte im DemTect getroffen. Die Daten des SES-Fragebogens wurden deskriptiv und zusätzlich mittels getrennter Faktorenanalysen für die affektiven und sensorischen Schmerzdeskriptoren untersucht. Die Datenextraktion erfolgte mit der Varimax-Methode (einfache Datenrotation). Berücksichtigt wurden nur Faktoren mit einem Eigenwert > 1.

Das Alter der Patienten lag im Mittel ± SD bei 83,8 ± 10,0 Jahren. 84 % der Patienten waren Frauen, 16 % waren Männer. Von den 19 Studienpatienten wurden elf (57,9 %) am ersten, zwei (10,5 %) am zweiten und sechs (31,6 %) am dritten postoperativen Tag untersucht. Bei 16 Patienten lag eine mediale Schenkelhalsfraktur vor (84,2 %), bei zwei Patienten eine subtrochantäre Femurfraktur (10,5 %), bei einem Patienten handelte es sich um eine pertrochantäre Femurfraktur (5,3 %). In zehn Fällen (52,6 %) war die Fraktur auf der rechten Seite lokalisiert, in neun Fällen (47,4 %) auf der linken. In der Tab. 1 sind die Patientendaten nach Kognitionsgruppen mit Alter, Geschlecht, aktuellem NRS und Schmerzmedikation zusammengefasst.

Alle Patienten erhielten Nichtopioid-Analgetika. Es fanden sich dabei keine signifikanten Dosisunterschiede zwischen den Gruppen. In der Gruppe mit normaler Kognition erhielten die Patienten im Mittel ± SD 1,3 ± 0,5 Schmerzmedikamente, in der Gruppe mit milder kognitiver Beeinträchtigung 2,0 ± 0 und in der Gruppe mit Verdacht auf Demenz 2,0 ± 0,9 Schmerzmedikamente. Als Nichtopioid-Analgetika wurden Ibuprofen (1200 bis 1800 mg/Tag) und Metamizol (1500 bis 4000 mg/Tag) und in je einem Fall Flupirtin (200 mg/Tag) oder Diclofenac (150 mg/Tag) verordnet. 47 % der Patienten wurden zusätzlich mit Opioiden versorgt (normale Kognition: 17 % mit Opioid; milde kognitive Beeinträchtigung: 75 %; Verdacht auf Demenz: 56 %). Ein Patient mit chronischen Schmerzen erhielt seine Vormedikation Hydromorphon 24 mg/Tag. Die anderen Patienten erhielten Tilidin (100 bis 300 mg/Tag).

Für die Faktorenanalyse der SES-Summenscores für den sensorischen Teil der Schmerzempfindungsskala ergab sich mit einem dreifaktoriellen Modell die beste Varianzaufklärung (74,4 %). Hier brachte der Faktor „oberflächlicher Schmerz“ mit den dazugehörigen Begriffen „schneidend“, „stechend“, „heiß“ und „durchstoßend“ 29,7 % Varianzaufklärung, der Faktor „Tiefenschmerz“ mit den Begriffen „klopfend“, „brennend“ und „pochend“ ergab 24,6 % sowie der Faktor „intensiver Schmerz – oberflächlich und tief“ mit den Begriffen „reißend“ und „glühend“ insgesamt 20,1 % Varianzaufklärung. Bezüglich der Aufklärung an der Gesamtvarianz der Faktorenanalyse des affektiven Teiles der Schmerzempfindungsskala wurde mittels eines Zweifaktoren-Modells eine Prozentzahl von 81,5 erreicht. Faktor 1 lässt sich hier als „allgemeine affektive Attribute“ („quälend“, „grausam“, „unerträglich“, „mörderisch“, „elend“, „schauderhaft“, „scheußlich“, „marternd“, „furchtbar“, „heftig“) beschreiben und Faktor 2 als „affektives Attribut mit motorisch hemmender Assoziation“ („lähmend“). Für den Faktor 1 ergab sich eine Varianzaufklärung von 59,1 %, für den Faktor 2 von 22,4 %.

Der mittlere DemTect-Score (±SD) betrug 10,1 ± 4,5 Punkte. Von 19 Patienten lagen bei sechs (31,6 %) normale kognitive Fähigkeiten vor, bei vier Patienten (21,1 %) ergaben sich Hinweise auf leichte kognitive Einschränkungen, bei neun Patienten (47,4 %) ergab sich der Verdacht auf Vorliegen einer Demenz. Das Fehlen von Interaktionen in der ANOVA weist darauf hin, dass die Zugehörigkeit zu einer Kognitionsgruppe unabhängig vom Alter der Patienten war.

Die postoperative Schmerzempfindlichkeit – gemessen mittels QST – unterschied sich nicht zwischen den Kognitionsgruppen (Tab. 2, Abb. 1, 2, 3 und 4). Die QST-Parameter Druckschmerzschwelle (Tiefenschmerzempfindlichkeit; PPT), oberflächlicher mechanischer Schmerz nach Nadelreiz (MPT) und die oberflächliche Sensibilität für leichte Berührungsreize (MDT) zeigten jedoch hoch signifikante Unterschiede zwischen der operierten Seite und der gesunden Seite (ANOVA PPT: F = 47,9, p < 0,001; MPT: F = 20,5, p < 0,001; MDT: F = 49,6, p < 0,001). Für alle Parameter zeigte sich über der operierten Seite eine signifikant gesteigerte Empfindlichkeit. Für das Vibrationsempfinden (VDT) konnten keine Unterschiede zwischen operierter und gesunder Extremität nachgewiesen werden (ANOVA; p = n. s.). Die Ergebnisse sind in Tab. 2, sowie den Abb. 1, 2, 3 und 4 dargestellt.

Wie wichtig es ist, das Ausmaß postoperativer Schmerzen systematisch zu erfassen, wurde zuletzt in einer großen Kohortenstudie deutlich, in der die Intensität der Schmerzen mittels numerischer Ratingskala am ersten postoperativen Tag bei 179 verschiedenen Op.-Prozeduren erfasst wurde. Interessant war, dass gerade bei „kleineren“ Eingriffen wie zum Beispiel Appendektomie, Tonsillektomie und Hämorrhoidektomie ein unerwartet hoher postoperativer Schmerzlevel vorlag [16].

In der vorliegenden Studie war es möglich, unabhängig von Attributen wie Alter oder kognitiven Fähigkeiten, einfachere Befragungen wie die Erfassung einer numerischen Schmerzschätzung durchzuführen. Der DemTect als bereits im klinischen Alltag etabliertes Instrument zur Einschätzung der kognitiven Fähigkeiten eines Patienten konnte hier ohne Einschränkungen bei allen Patienten angewendet werden. Auch bei den differenzierteren Fragebögen wie der Schmerzempfindungsskala waren die Patienten mit leicht eingeschränkten kognitiven Fähigkeiten und mit Verdacht auf Demenz in der Lage, ihr sensorisches und affektives Schmerzerleben genau zu differenzieren. Diese Fähigkeit zur Schmerzbeurteilung spiegelte sich auch bei der Untersuchung mittels QST wider. Auch hier kam es weder zu alters- noch kognitionsbedingten Schwierigkeiten bei der Durchführung. Allen Patienten war es postoperativ möglich, die vorgesehenen Untersuchungen durchzuführen. Dies bestätigt frühere Untersuchungen, die nachweisen, dass von bis zu mittelgradig dementen Patienten Berührungsreize und Schmerzreize differenziert beurteilt werden können [3, 14]. Diese Befunde belegen die Indikation für eine vorausschauend geplante und regelhafte postoperative Schmerzerhebung (z. B. NRS) zur Sicherstellung einer angemessenen pflegerischen Betreuung und Schmerzbehandlung [24, 35].

In der hier vorliegenden Studie zeigte sich kein signifikanter Zusammenhang zwischen postoperativ berichteter Schmerzstärke und kognitivem Status bei vergleichbarer analgetischer Therapie. Das postoperative Schmerzempfinden von Patienten mit kognitiver Beeinträchtigung unterschiedlichen Grades und kognitiv unbeeinträchtigten Patienten unterschied sich nicht signifikant. Auffällig war, dass anders als in der Literatur berichtet die Gruppen mit kognitivem Defizit häufiger Opioide in Ergänzung zu Nichtopioiden erhielten. Die kognitiven Einschränkungen waren also in unserem Kollektiv kein Prädiktor eines eingeschränkten Schmerzmanagements, was wir auf die etablierten Schmerzstandards im Studienzentrum zurückführen.

Der Kognitionsstatus hatte keinen Einfluss auf das beschriebene affektive oder sensorische Schmerzerleben. Vor diesem Hintergrund erscheint die aus der Literatur bekannte Versorgungsrealität problematisch, die zeigt, dass demente Patienten weniger Schmerzmittel erhalten als solche mit normalen kognitiven Fähigkeiten [6, 30], auch im postoperativen Setting [42]. Eine Ursache könnte eine unzureichende und inadäquate Schmerzeinschätzung bei Patienten mit Demenz durch die betreuenden Ärzte und/oder das Pflegepersonal sein [33]. Zum anderen könnte eine unzureichende oder auch missverständliche Artikulation der Schmerzen durch die Patienten selbst eine Rolle spielen [24]. Schmerzäußerungen beispielsweise durch Vokalisationen werden häufig als postoperatives Delir oder Agitation fehlinterpretiert und könnten statt zu einer adäquaten Schmerztherapie zu sedierenden Maßnahmen wie der Gabe von Neuroleptika führen [19].

In der quantitativen sensorischen Testung (QST) zeigte sich, dass die operierte Seite im Vergleich zur Gegenseite eine Überempfindlichkeit für mechanische Reize aufwies. Nur über dem operierten Gebiet zeigten sich eine Druckhyperalgesie sowie eine Nadelreiz-Hyperalgesie. Dieser Befund unterschied sich von Ergebnissen der Gruppe von Kehlet, die eine erhöhte Tiefensensibilität, nicht aber eine Hyperalgesie für kutane Reize finden konnten [1]. Im Unterschied zu unserer Studie wurde für die kutane Reizung elektrischer Strom verwendet, der unter Durchdringung der Haut ebenfalls tiefere Gewebeschichten erreichte. Interessanterweise zeigte unsere Studie auch für nichtschmerzhafte Reize mit „von Frey“-Filamenten eine Hyperästhesie, die über A‑beta-Fasern vermittelt wird, während das ebenfalls peripher über A‑beta-Fasern vermittelte Vibrationsempfinden sich nicht zwischen der Op.-Seite und dem unbehandelten Kontrollareal unterschied. Dieser Befund weist darauf hin, dass leichte taktile Reize und Vibrationsreize trotz gleichem peripherem Fasersystem möglicherweise zentral über zwei verschiedene Projektionswege zum Thalamus weitergeleitet werden. Möglicherweise wird nur ein System im Rahmen des postoperativen Geschehens sensibilisiert, während das andere unbeeinflusst bleibt. Eine weitere Erklärung könnte sein, dass das Vibrationsempfinden mehr die Sensibilität tieferer Gewebe (protopathisch) reflektiert, während die oberflächliche Berührungsempfindlichkeit der Haut (epikritisch) besser durch den Parameter MDT repräsentiert wird. MDT mag damit stärker durch Umwelteinflüsse und Alterung der Haut als VDT beeinflusst werden. Zusätzlich mag es für die mechanische Detektionsschwelle mit von Frey-Filamenten eine Rolle spielen, dass die Erfassung dieses Parameters ein diffiziler Akt ist, der mehr als die Bestimmung der Vibrationsschwelle vom Kognitionsstatus abhängen könnte, was sich in einem diskreten Trend zu höheren Schwellen bei abnehmendem Kognitionsstatus andeutete. Auch sollte beachtet werden, dass VDT gegenüber dem DFNS-QST-Protokoll nicht über einer knöchernen Prominenz erfasst wurde.

In der Literatur wurde bereits in Tierexperimenten gezeigt, dass nach bestimmten konditionierenden Reizen unterschiedliche neurobiologische Schmerzmechanismen induziert werden können. Im Rahmen von Entzündungsmodellen nach Injektionen von beispielsweise Capsaicin konnte eine gesteigerte Aktivität von zentralen „wide dynamic range“-Neuronen (WDR-Neuronen) im Hinterhorn des Rückenmarks nachgewiesen werden. Kardinalsymptom dieser zentralen Sensibilisierung ist eine mechanische Hyperalgesie für Nadelreize (Pinprick-Hyperalgesie) [43]. Hier können aber auch andere zentrale Mechanismen eine Rolle spielen [32].

Die Hyperalgesie für Nadelreize über der nicht durch die Operation betroffenen Haut muss als auf die Haut übertragene Hyperalgesie interpretiert werden („referred pain“-Konzept) [18]. Dieses Phänomen muss per Definition als zentral vermittelt angesehen werden – am ehesten im Sinn einer sekundären Hyperalgesie nach Sensibilisierung von WDR-Neuronen im Hinterhorn des Rückenmarks. Interessanterweise findet sich im Op.-Bereich auch eine taktile Hyperästhesie für leichte Berührungsreize („von Frey“-Filamente), die am ehesten ebenfalls zentral vermittelt ist. Dieses Phänomen einer sekundären mechanischen Hyperästhesie wurde bisher nicht beschrieben. In der Literatur wird in experimentellen Schmerzmodellen nach Capsaicin-Injektion das Phänomen einer sekundären taktilen Hypoästhesie bei gleichzeitiger Nadelreiz-Hyperalgesie beschrieben [28]. In diesem Modell liegt jedoch kein so ausgeprägter peripherer nozizeptiver Input vor wie nach der hier beschriebenen operativen Versorgung einer Femurfraktur. Neben den zentralen neuroplastischen Veränderungen im Schmerzsystem können auch periphere Sensibilisierungsprozesse für die lokal gesteigerte Schmerzempfindlichkeit verantwortlich sein. In dem oben beschriebenen Entzündungsmodell nach intrakutaner Capsaicin-Gabe kommt es primär zu einer peripheren Sensibilisierung von Nozizeptoren am Ort der Injektion, die zu einer lokalen Hitzehyperalgesie führen kann. Der TRPV1-Ionenkanal (Vanilloid-Rezeptor 1) hat eine wesentliche Bedeutung für die Entstehung der Hitzehyperalgesie, da er über eine spezifische Bindungsstelle (z. B. für Capsaicin) verfügt, zum anderen aber auch über eine erhöhte Temperatur aktiviert wird. Auch nach Schnittverletzungen kommt es zu einer lokalen Überempfindlichkeit gegenüber Hitzereizen (primäre Hitzehyperalgesie). Dies wurde nicht nur im Tiermodell bei Mäusen nachgewiesen [34], sondern auch im humanen Surrogatmodell [9]. Verantwortlich hierfür ist eine gesteigerte Erregbarkeit von Aδ- und C‑Faser-Nozizeptoren. Möglicherweise kann die Absenkung der Erregungsschwelle nozizeptiver C‑Fasern zu einer erleichterten Aktivierbarkeit führen und damit den Ruheschmerz triggern. Als weiteres Symptom einer peripheren Sensibilisierung wird in der Literatur eine Druckhyperalgesie beschrieben [21, 26]. Im getesteten Patientenkollektiv konnte dieser Befund einer gesteigerten Druckempfindlichkeit tieferer Gewebe reproduziert werden, was indirekt auf das wahrscheinliche Vorliegen einer primären, postoperativen peripheren Sensibilisierung hinweist. Diese und der damit verbundene gesteigerte sensorische Input führen vermutlich sekundär zu einer zentralen Sensibilisierung oder anderen zentral neuroplastischen Veränderungen, die ursächlich für die oben beschriebene Nadelreizhyperalgesie sein könnten.