Prędkość przewodzenia nerwów - Nerve conduction velocity

Prędkość przewodzenia nerwów ( CV ) jest ważnym aspektem badań przewodnictwa nerwowego . Jest to prędkość, z jaką impuls elektrochemiczny rozchodzi się po ścieżce nerwowej . Na prędkość przewodzenia wpływa szereg czynników, do których należą; wiek, płeć i różne schorzenia. Badania pozwalają na lepszą diagnozę różnych neuropatii , zwłaszcza chorób demielinizacyjnych, ponieważ te stany powodują zmniejszenie lub brak prędkości przewodzenia.

Normalne prędkości przewodzenia

Ostatecznie prędkości przewodzenia są specyficzne dla każdego osobnika i zależą w dużej mierze od średnicy aksonu i stopnia, w jakim ten akson jest mielinizowany, ale większość „normalnych” osobników mieści się w określonych zakresach.

Impulsy nerwowe są niezwykle wolne w porównaniu z prędkością elektryczności , gdzie pole elektryczne może rozchodzić się z prędkością rzędu 50–99% prędkości światła; jednak jest bardzo szybki w porównaniu z prędkością przepływu krwi, z niektórymi zmielinizowanymi neuronami przewodzącymi z prędkością do 120 m/s (432 km/h lub 275 mph).

Rodzaje włókien silnikowych
Rodzaj
Klasyfikacja Erlangera-Gassera
Średnica Mielina Prędkość przewodzenia Powiązane włókna mięśniowe
α 13-20 μm tak 80–120 m/s Zewnętrzne włókna mięśniowe
γ Ay 5–8 μm tak 4–24 m/s Dordzeniowe włókna mięśniowe

Różne receptory czuciowe są unerwione przez różne rodzaje włókien nerwowych. Proprioceptory unerwione są przez włókna czuciowe typu Ia, Ib i II, mechanoreceptory przez włókna czuciowe typu II i III, a nocyceptory i termoreceptory przez włókna czuciowe typu III i IV.

Rodzaje włókien sensorycznych
Rodzaj
Klasyfikacja Erlangera-Gassera
Średnica Mielina Prędkość przewodzenia Powiązane receptory czuciowe
Ia 13-20 μm tak 80–120 m/s Odpowiedzialny za propriocepcję
Ib 13-20 μm tak 80–120 m/s Narząd ścięgna Golgiego
II 6-12 μm tak 33–75 m/s Receptory wtórne wrzeciona mięśniowego
Wszystkie mechanoreceptory skórne
III A 1–5 μm Cienki 3–30 m/s Wolnych zakończeń nerwowych dotyku i ciśnienia
nocyceptorach z neospinothalamic dróg
zimno termoreceptorów
IV C 0,2-1,5 μm Nie 0,5–2,0 m/s Nocyceptory z paleospinothalamic układu
receptorów Warmth
Autonomiczne typy włókien odprowadzających
Rodzaj
Klasyfikacja Erlangera-Gassera
Średnica Mielina Prędkość przewodzenia
włókna przedzwojowe b 1–5 μm tak 3–15 m/s
włókna postganglionowe C 0,2-1,5 μm Nie 0,5–2,0 m/s
Nerwy obwodowe
Nerw Prędkość przewodzenia
Mediana sensoryczna 45–70 m/s
Mediana silnika 49–64 m/s
Zmysł łokciowy 48–74 m/s
Silnik łokciowy 49+ m/s
Silnik strzałkowy 44+ m/s
Silnik piszczelowy 41+ m/s
Sural sensoryczny 46–64 m/s

Normalne impulsy w nerwach obwodowych nóg przemieszczają się z prędkością 40–45 m/s, a w nerwach obwodowych ramion 50–65 m/s. W dużym stopniu uogólnione, normalne prędkości przewodzenia dla dowolnego nerwu będą mieścić się w zakresie 50–60 m/s.

Metody testowania

Obliczanie NCV

Badania przewodnictwa nerwowego

Prędkość przewodzenia nerwów jest tylko jednym z wielu pomiarów często wykonywanych podczas badania przewodnictwa nerwowego (NCS) . Celem tych badań jest ustalenie, czy występuje uszkodzenie nerwów i jak poważne może być to uszkodzenie.

Badania przewodnictwa nerwowego wykonuje się w następujący sposób:

  • Dwie elektrody są przymocowane do skóry pacjenta nad badanym nerwem.
  • Impulsy elektryczne są wysyłane przez jedną elektrodę w celu stymulacji nerwu.
  • Druga elektroda rejestruje impuls wysłany przez nerw w wyniku stymulacji.
  • Różnica czasu między stymulacją z pierwszej elektrody a wychwytem przez następną elektrodę jest znana jako opóźnienie . Opóźnienia przewodzenia nerwowego są zwykle rzędu milisekund.

Chociaż sama prędkość przewodzenia nie jest mierzona bezpośrednio, obliczenie prędkości przewodzenia na podstawie pomiarów NCS jest trywialne. Odległość między elektrodami stymulującymi i odbiorczymi jest dzielona przez opóźnienie impulsu, co skutkuje prędkością przewodzenia. NCV = odległość przewodzenia / (latencja proksymalna-dalsza)

Wiele razy igłowe EMG jest również wykonywane u pacjentów w tym samym czasie, co inne procedury NCS, ponieważ pomagają one w wykryciu, czy mięśnie funkcjonują prawidłowo w odpowiedzi na bodźce wysyłane przez ich łączące nerwy. EMG jest najważniejszym elementem elektrodiagnostyki chorób neuronu ruchowego, ponieważ często prowadzi do identyfikacji zaangażowania neuronu ruchowego przed pojawieniem się dowodów klinicznych.

Mikroobróbka matryc elektrod 3D

Zazwyczaj elektrody stosowane w EMG przykleja się do skóry cienką warstwą żelu/pasty. Pozwala to na lepsze przewodzenie między elektrodą a skórą. Ponieważ jednak elektrody te nie przebijają skóry, występują impedancje, które powodują błędne odczyty, wysoki poziom szumów i niską rozdzielczość przestrzenną odczytów.

Aby rozwiązać te problemy, opracowywane są nowe urządzenia, takie jak trójwymiarowe matryce elektrod. Są to urządzenia MEMS , które składają się z szeregu metalowych mikrowież zdolnych do penetracji zewnętrznych warstw skóry, zmniejszając w ten sposób impedancję.

W porównaniu z tradycyjnymi mokrymi elektrodami, układy wieloelektrodowe oferują:

  • Elektrody mają około 1/10 wielkości standardowych elektrod do mokrej powierzchni
  • Można tworzyć i skalować macierze elektrod, aby pokryć obszary o prawie dowolnej wielkości
  • Zmniejszona impedancja
  • Ulepszona moc sygnału
  • Sygnały o wyższej amplitudzie
  • Pozwól na lepsze śledzenie impulsów nerwowych w czasie rzeczywistym

Przyczyny odchyłek prędkości przewodzenia

Antropometryczne i inne zindywidualizowane czynniki

Podstawowe pomiary przewodnictwa nerwowego są różne dla każdego, ponieważ zależą od wieku, płci, lokalnej temperatury i innych czynników antropometrycznych , takich jak rozmiar i wzrost dłoni. Ważne jest, aby zrozumieć wpływ tych różnych czynników na prawidłowe wartości pomiarów przewodnictwa nerwowego, aby pomóc w identyfikacji nieprawidłowych wyników badań przewodnictwa nerwowego. Możliwość przewidywania wartości prawidłowych w kontekście cech antropometrycznych danej osoby zwiększa czułość i specyficzność procedur elektrodiagnostycznych .

Wiek

Normalne wartości prędkości przewodzenia dla „dorosłych” osiąga się zwykle w wieku 4 lat. Prędkości przewodzenia u noworodków i małych dzieci są zwykle o połowę mniejsze niż wartości u dorosłych.

Badania przewodnictwa nerwowego przeprowadzone na zdrowych dorosłych wykazały, że wiek jest związany z ujemnie czuciowych środków amplituda Median , łokciowej i Sural nerwów. Stwierdzono również ujemne powiązania między wiekiem a prędkościami przewodzenia i latencjami w nerwach czuciowych pośrodkowym, ruchowym pośrodkowym i łokciowym. Jednak prędkość przewodzenia nerwu łydkowego nie jest związana z wiekiem. Na ogół prędkość przewodzenia w kończynach górnych zmniejsza się o około 1 m/s na każde 10 lat.

Seks

Amplituda przewodnictwa nerwu łydkowego jest znacznie mniejsza u kobiet niż u mężczyzn, a opóźnienie impulsów u kobiet jest dłuższe, a więc wolniejsze przewodnictwo.

Nie wykazano, aby inne nerwy wykazywały jakiekolwiek uprzedzenia związane z płcią.

Temperatura

Ogólnie rzecz biorąc, prędkości przewodzenia większości nerwów ruchowych i czuciowych są dodatnio i liniowo związane z temperaturą ciała (niskie temperatury spowalniają prędkość przewodzenia nerwów, a wyższe temperatury zwiększają prędkość przewodzenia).

Prędkości przewodzenia w nerwie łydkowym wydają się wykazywać szczególnie silną korelację z lokalną temperaturą nerwu.

Wzrost

Prędkości przewodzenia zarówno w czuciowym nerwie środkowym, jak i łokciowym są ujemnie związane ze wzrostem osobnika, co prawdopodobnie tłumaczy fakt, że u większości dorosłej populacji prędkości przewodzenia między nadgarstkiem a palcami ręki zmniejszają się o 0,5 m/ s na każdy cal wzrostu wysokości. W konsekwencji latencje impulsów w nerwach pośrodkowym, łokciowym i łydkowym wzrastają wraz ze wzrostem.

Korelacja między wzrostem a amplitudą impulsów w nerwach czuciowych jest ujemna.

Czynniki rąk

Wydaje się, że obwód palca wskazującego jest ujemnie związany z amplitudami przewodzenia w nerwach pośrodkowym i łokciowym. Ponadto osoby z większymi proporcjami nadgarstka (średnica przednio-tylna : średnica przyśrodkowo-boczna) mają niższe latencje nerwu pośrodkowego i szybsze prędkości przewodzenia.

Warunki medyczne

Stwardnienie zanikowe boczne (ALS)

Stwardnienie zanikowe boczne (ALS) znane również jako „choroba Lou Gehriga” jest postępującą i nieuchronnie śmiertelną chorobą neurodegeneracyjną dotykającą neurony ruchowe. Ponieważ ALS ma wiele objawów z innymi chorobami neurodegeneracyjnymi, może być trudne do prawidłowego zdiagnozowania. Najlepszą metodą postawienia pewnej diagnozy jest ocena elektrodiagnostyczna. W szczególności należy wykonać badania przewodnictwa nerwu ruchowego mięśni pośrodkowego, łokciowego i strzałkowego, a także badania przewodnictwa nerwu czuciowego nerwów łokciowego i łydkowego.

U pacjentów z ALS wykazano, że dystalne latencje motoryczne i spowolnienie prędkości przewodzenia pogarszały się wraz ze wzrostem nasilenia osłabienia mięśni. Oba objawy są zgodne z degeneracją aksonów występującą u pacjentów z ALS.

Zespół cieśni nadgarstka

Zespół cieśni nadgarstka (CTS) jest formą zespołu ucisku nerwu spowodowanego uciskiem nerwu pośrodkowego w nadgarstku. Typowe objawy to drętwienie, mrowienie, piekący ból lub osłabienie ręki. CTS jest kolejnym schorzeniem, dla którego wartościowe są badania elektrodiagnostyczne. Jednakże, przed poddaniem pacjenta do badania przewodnictwa nerwowego, zarówno testy Tinel za i testy Phalen za powinny zostać przeprowadzone. Jeśli oba wyniki są negatywne, jest bardzo mało prawdopodobne, że pacjent ma CTS i dalsze badania nie są konieczne.

Zespół cieśni nadgarstka występuje u każdej osoby w różnym stopniu. Pomiary szybkości przewodzenia nerwów mają kluczowe znaczenie dla określenia stopnia nasilenia. Te poziomy ważności są podzielone na kategorie:

  • Łagodne CTS: Przedłużone latencje sensoryczne, bardzo nieznaczny spadek szybkości przewodzenia. Brak podejrzenia zwyrodnienia aksonów.
  • Umiarkowane CTS: nieprawidłowe prędkości przewodzenia czuciowego i zmniejszone prędkości przewodzenia motorycznego. Brak podejrzenia zwyrodnienia aksonów.
  • Ciężkie CTS: Brak odpowiedzi czuciowych i przedłużone latencje motoryczne (zmniejszone prędkości przewodzenia motorycznego).
  • Ekstremalne CTS: Brak reakcji czuciowych i motorycznych.

Jeden powszechny pomiar elektrodiagnostyczny obejmuje różnicę między prędkościami przewodzenia nerwów czuciowych w małym palcu i palcu wskazującym. W większości przypadków CTS objawy nie wystąpią, dopóki różnica ta nie przekroczy 8 m/s.

Zespół Guillaina-Barrégo

Zespół Guillain-Barré (GBS) to neuropatia obwodowa obejmująca zwyrodnienie osłonki mielinowej i/lub nerwów unerwiających głowę, ciało i kończyny. Ta degeneracja jest spowodowana odpowiedzią autoimmunologiczną zwykle inicjowaną przez różne infekcje.

Istnieją dwie podstawowe klasyfikacje: demielinizacyjna (uszkodzenie komórek Schwanna) i aksonalna (bezpośrednie uszkodzenie włókien nerwowych). Każda z nich następnie rozgałęzia się na dodatkowe podklasyfikacje w zależności od dokładnej manifestacji. Jednak we wszystkich przypadkach stan powoduje osłabienie lub paraliż kończyn, potencjalnie śmiertelny paraliż mięśni oddechowych lub połączenie tych efektów.

Choroba może postępować bardzo szybko, gdy pojawią się objawy (poważne uszkodzenie może wystąpić w ciągu zaledwie jednego dnia). Ponieważ elektrodiagnostyka jest jedną z najszybszych i najbardziej bezpośrednich metod określenia obecności choroby i jej właściwej klasyfikacji, badania przewodnictwa nerwowego są niezwykle ważne. Bez odpowiedniej oceny elektrodiagnostycznej GBS jest często błędnie diagnozowany jako polio , wirus Zachodniego Nilu , paraliż kleszczowy , różne neuropatie toksyczne , CIDP , poprzeczne zapalenie rdzenia lub porażenie histeryczne . Dwa zestawy badań przewodnictwa nerwowego powinny umożliwić prawidłowe rozpoznanie zespołu Guillaina–Barrégo. Zaleca się, aby były one wykonywane w ciągu pierwszych 2 tygodni od wystąpienia objawów i ponownie między 3 a 8 tygodniem.

Ustalenia elektrodiagnostyczne, które mogą wiązać się z GBS obejmują:

  • Kompletne bloki przewodzące
  • Nieprawidłowe lub nieobecne fale F
  • Osłabione amplitudy potencjału czynnościowego mięśni złożonych
  • Przedłużone opóźnienia neuronów ruchowych
  • Znacznie spowolnione prędkości przewodzenia (czasami poniżej 20 m/s)

Zespół miasteniczny Lamberta-Eatona

Zespół miasteniczny Lamberta-Eatona (LEMS) jest chorobą autoimmunologiczną, w której autoprzeciwciała są skierowane przeciwko bramkowanym napięciem kanałom wapniowym w presynaptycznych zakończeniach nerwowych. Tutaj przeciwciała hamują uwalnianie neuroprzekaźników, powodując osłabienie mięśni i dysfunkcje autonomiczne.

Badania przewodnictwa nerwowego przeprowadzone na łokciowym i czuciowym, pośrodkowym nerwie ruchowym i czuciowym, piszczelowym i strzałkowym nerwach ruchowych u pacjentów z LEMS wykazały, że prędkość przewodzenia przez te nerwy jest w rzeczywistości normalna. Jednak amplitudy złożonych motorycznych potencjałów czynnościowych mogą być zmniejszone nawet o 55%, a czas trwania tych potencjałów czynnościowych może zostać zmniejszony nawet o 47%.

Obwodowa neuropatia cukrzycowa

Co najmniej połowa populacji chorych na cukrzycę cierpi również na neuropatię cukrzycową , powodującą drętwienie i osłabienie kończyn obwodowych. Badania wykazały, że szlak sygnalizacyjny kinazy Rho/Rho jest bardziej aktywny u osób z cukrzycą i że ta aktywność sygnalizacyjna występuje głównie w węzłach nacięć Ranviera i Schmidta-Lantermana . Dlatego nadaktywność szlaku sygnałowego kinazy Rho/Rho może hamować przewodnictwo nerwowe.

Badania szybkości przewodzenia nerwu ruchowego wykazały, że przewodnictwo u szczurów z cukrzycą było o około 30% niższe niż w grupie kontrolnej bez cukrzycy. Ponadto aktywność wzdłuż nacięć Schmidta-Lantermana była nieciągła i nieliniowa w grupie chorych na cukrzycę, ale liniowa i ciągła w grupie kontrolnej. Te niedobory zostały wyeliminowane po podaniu Fasudilu grupie chorych na cukrzycę, co sugeruje, że może to być potencjalna terapia.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki