Rychlost vedení nervu - Nerve conduction velocity
Rychlost nervového vedení ( CV ) je důležitým aspektem studií nervového vedení . Je to rychlost, kterou se elektrochemický impuls šíří neurální cestou . Rychlosti vedení jsou ovlivněny řadou faktorů, mezi které patří; věk, pohlaví a různé zdravotní potíže. Studie umožňují lepší diagnostiku různých neuropatií , zejména demyelinizačních chorob, protože tyto stavy vedou ke snížení nebo neexistenci rychlostí vedení.
Normální rychlosti vedení
V konečném důsledku jsou rychlosti vedení specifické pro každého jednotlivce a do značné míry závisí na průměru axonu a na míře, v jaké je tento axon myelinizován, ale většina „normálních“ jedinců spadá do definovaných rozsahů.
Nervové impulsy jsou extrémně pomalé ve srovnání s rychlostí elektřiny , kde se elektrické pole může šířit rychlostí řádově 50–99% rychlosti světla; ve srovnání s rychlostí toku krve je však velmi rychlý, přičemž některé myelinizované neurony vedou rychlostí až 120 m/s (432 km/h nebo 275 mph).
| Typ | Klasifikace Erlanger-Gasser |
Průměr | Myelin | Rychlost vedení | Přidružená svalová vlákna |
|---|---|---|---|---|---|
| α | Aα | 13–20 μm | Ano | 80–120 m/s | Extrafuzální svalová vlákna |
| γ | Aγ | 5–8 μm | Ano | 4–24 m/s | Intrafuzální svalová vlákna |
Různé smyslové receptory jsou inervovány různými typy nervových vláken. Proprioceptory jsou inervovány senzorickými vlákny typu Ia, Ib a II, mechanoreceptory senzorickými vlákny typu II a III a nociceptory a termoreceptory senzorickými vlákny typu III a IV.
| Typ | Klasifikace Erlanger-Gasser |
Průměr | Myelin | Rychlost vedení | Přidružené senzorické receptory |
|---|---|---|---|---|---|
| IA | Aα | 13–20 μm | Ano | 80–120 m/s | Odpovědný za propriocepce |
| Ib | Aα | 13–20 μm | Ano | 80–120 m/s | Golgiho orgán šlachy |
| II | Ap | 6–12 μm | Ano | 33–75 m/s | Sekundární receptory svalového vřetene Všechny kožní mechanoreceptory |
| III | Aδ | 1–5 μm | Tenký | 3–30 m/s |
Volná nervová zakončení doteku a tlaku nociceptory z neospinothalamic traktu studené thermoreceptors |
| IV | C | 0,2–1,5 μm | Ne | 0,5–2,0 m/s |
Nociceptory z paleospinothalamic traktu teplo receptorů |
| Typ | Klasifikace Erlanger-Gasser |
Průměr | Myelin | Rychlost vedení |
|---|---|---|---|---|
| preganglionová vlákna | B | 1–5 μm | Ano | 3–15 m/s |
| postganglionová vlákna | C | 0,2–1,5 μm | Ne | 0,5–2,0 m/s |
| Nerv | Rychlost vedení |
|---|---|
| Medián Senzorický | 45–70 m/s |
| Střední motor | 49–64 m/s |
| Ulnární senzorické | 48–74 m/s |
| Ulnární motor | 49+ m/s |
| Peroneální motor | 44+ m/s |
| Tibiální motor | 41+ m/s |
| Sural Senzorický | 46–64 m/s |
Normální impulsy v periferních nervech nohou se pohybují rychlostí 40–45 m/s a 50–65 m/s v periferních nervech paží. Do značné míry zobecněné normální rychlosti vedení pro jakýkoli daný nerv budou v rozmezí 50–60 m/s.
Testovací metody
Studie nervového vedení
Rychlost nervového vedení je jen jedním z mnoha měření běžně prováděných během studie nervového vedení (NCS) . Účelem těchto studií je zjistit, zda je přítomno poškození nervů a jak závažné toto poškození může být.
Studie nervového vedení se provádějí následovně:
- Přes testovaný nerv jsou na kůži subjektu připevněny dvě elektrody.
- Elektrické impulsy jsou vysílány jednou elektrodou ke stimulaci nervu.
- Druhá elektroda zaznamenává impuls vyslaný nervem v důsledku stimulace.
- Časový rozdíl mezi stimulací první elektrodou a zachycením elektrodou ve směru proudu je znám jako latence . Latence vedení nervu jsou obvykle v řádu milisekund.
Přestože samotná rychlost vedení není přímo měřena, výpočet rychlostí vedení z měření NCS je triviální. Vzdálenost mezi stimulační a přijímací elektrodou je dělena latencí impulsu, což vede k rychlosti vedení. NCV = vzdálenost vedení / (proximální latence-distální latence)
Jehlová EMG se také mnohokrát provádí u subjektů současně s jinými postupy NCS, protože pomáhají zjistit, zda svaly správně fungují v reakci na podněty vysílané jejich spojovacími nervy. EMG je nejdůležitější složkou elektrodiagnostiky nemocí motorických neuronů, protože často vede k identifikaci postižení motorických neuronů dříve, než jsou vidět klinické důkazy.
Mikropracovaná pole 3D elektrod
Elektrody použité v EMG jsou obvykle přilepeny na kůži tenkou vrstvou gelu/pasty. To umožňuje lepší vedení mezi elektrodou a kůží. Protože však tyto elektrody neprorazí kůži, existují impedance, které mají za následek chybné hodnoty, vysoké hladiny šumu a nízké prostorové rozlišení při čtení.
K řešení těchto problémů se vyvíjejí nová zařízení, například 3-dimenzionální pole elektrod. Jedná se o zařízení MEMS, která se skládají z polí kovových mikro věží schopných proniknout do vnějších vrstev kůže, čímž se snižuje impedance.
Ve srovnání s tradičními mokrými elektrodami nabízí víceelektrodová pole následující:
- Elektrody jsou asi 1/10 velikosti standardních elektrod s mokrým povrchem
- Pole elektrod lze vytvářet a upravovat tak, aby pokrývaly oblasti téměř jakékoli velikosti
- Snížená impedance
- Vylepšený výkon signálu
- Signály s vyšší amplitudou
- Umožněte lepší sledování nervových impulsů v reálném čase
Příčiny odchylek rychlosti vedení
Antropometrické a další individualizované faktory
Výchozí měření vedení nervu jsou pro každého různá, protože závisí na věku, pohlaví, místních teplotách a dalších antropometrických faktorech, jako je velikost a výška ruky. Je důležité porozumět účinku těchto různých faktorů na normální hodnoty pro měření nervového vedení, což pomůže při identifikaci abnormálních výsledků studie nervového vedení. Schopnost předvídat normální hodnoty v kontextu antropometrických charakteristik jednotlivce zvyšuje citlivost a specifičnost elektrodiagnostických postupů.
Stáří
Normálních „dospělých“ hodnot pro rychlosti vedení je obvykle dosaženo ve věku 4. Rychlosti vedení u novorozenců a batolat bývají zhruba poloviční než hodnoty pro dospělé.
Studie nervového vedení provedené na zdravých dospělých odhalily, že věk je negativně spojen s mírou senzorické amplitudy mediánu , ulnárního a sluchového nervu. Byly také nalezeny negativní asociace mezi věkem a rychlostmi vedení a latencemi u mediálních senzorických, mediálních motorických a ulnárních senzorických nervů. Rychlost vedení Sural nervu však není spojena s věkem. Obecně se rychlosti vedení v horních končetinách snižují přibližně o 1 m/s na každých 10 let věku.
Sex
Amplituda vedení sluchových nervů je u žen výrazně menší než u mužů a latence impulsů je u žen delší, tedy pomalejší rychlost vedení.
U jiných nervů nebylo prokázáno, že by vykazovaly nějaké genderové předsudky.
Teplota
Obecně platí, že rychlosti vedení většiny motorických a senzorických nervů jsou pozitivně a lineárně spojeny s tělesnou teplotou (nízké teploty zpomalují rychlost vedení nervu a vyšší teploty zvyšují rychlost vedení).
Rychlosti vedení v Sural nervu se zdají vykazovat obzvláště silnou korelaci s místní teplotou nervu.
Výška
Rychlosti vedení v mediálních senzorických i ulnárních senzorických nervech negativně souvisí s výškou jedince, což pravděpodobně odpovídá skutečnosti, že u většiny dospělé populace se rychlosti vedení mezi zápěstím a číslicemi ruky jednotlivce snižují o 0,5 m/ s pro každý palec zvýšení výšky. Jako přímý důsledek se s výškou zvyšuje latence impulzů v mediánu, ulnárním a sluchovém nervu.
Korelace mezi výškou a amplitudou impulsů v senzorických nervech je negativní.
Faktory ruky
Obvod ukazováčku se zdá být negativně spojen s amplitudami vedení v mediánu a ulnárním nervu. Navíc lidé s větším poměrem zápěstí (přední-zadní průměr: střední-boční průměr) mají nižší střední latenci nervů a rychlejší rychlosti vedení.
Zdravotní podmínky
Amyotrofická laterální skleróza (ALS)
Amyotrofická laterální skleróza (ALS) neboli Lou Gehrigova choroba je progresivní a nevyhnutelně smrtelné neurodegenerativní onemocnění postihující motorické neurony. Protože ALS sdílí mnoho příznaků s jinými neurodegenerativními chorobami, může být obtížné správně diagnostikovat. Nejlepší způsob stanovení spolehlivé diagnózy je elektrodiagnostické vyhodnocení. Abychom byli konkrétní, měly by být provedeny studie vedení motorických nervů mediánů, ulnárních a peroneálních svalů a také studie vedení senzorických nervů ulnárních a sluchových nervů.
U pacientů s ALS bylo prokázáno, že distální motorické latence a zpomalení rychlosti vedení se zhoršovaly se zvyšující se závažností jejich svalové slabosti. Oba příznaky jsou v souladu s axonální degenerací vyskytující se u pacientů s ALS.
Syndrom karpálního tunelu
Syndrom karpálního tunelu (CTS) je forma nervového kompresního syndromu způsobeného stlačením středního nervu v zápěstí. Mezi typické příznaky patří necitlivost, brnění, pálivé bolesti nebo slabost ruky. CTS je další podmínkou, pro kterou je cenné elektrodiagnostické testování. Před vystavením pacienta studiím nervového vedení by však měl být proveden Tinelův test i Phalenův test . Pokud jsou oba výsledky negativní, je velmi nepravděpodobné, že by pacient měl CTS, a další testování není nutné.
Syndrom karpálního tunelu se u každého jedince projevuje v různé míře. Měření rychlosti nervového vedení jsou rozhodující pro určení stupně závažnosti. Tyto úrovně závažnosti jsou kategorizovány jako:
- Mírný CTS: Prodloužené smyslové latence, velmi mírné snížení rychlosti vedení. Žádné podezření na degeneraci axonů.
- Střední CTS: Abnormální rychlosti senzorického vedení a snížené rychlosti vedení motoru. Žádné podezření na degeneraci axonů.
- Těžké CTS: Absence senzorických reakcí a prodloužené motorické latence (snížené rychlosti vedení motoru).
- Extreme CTS: Absence senzorických i motorických reakcí.
Jedno běžné elektrodiagnostické měření zahrnuje rozdíl mezi rychlostmi vedení senzorického nervu v prstu a ukazováčku. Ve většině případů CTS se příznaky neprojeví, dokud tento rozdíl není větší než 8 m/s.
Guillain -Barrého syndrom
Guillain -Barrého syndrom (GBS) je periferní neuropatie zahrnující degeneraci myelinového pláště a/nebo nervů, které inervují hlavu, tělo a končetiny. Tato degenerace je způsobena autoimunitní reakcí typicky zahájenou různými infekcemi.
Existují dvě primární klasifikace: demyelinizační (poškození Schwannovy buňky) a axonální (přímé poškození nervových vláken). Každý z nich se pak rozděluje do dalších dílčích klasifikací v závislosti na přesném projevu. Ve všech případech má však tento stav za následek slabost nebo paralýzu končetin, potenciálně smrtelnou paralýzu dýchacích svalů nebo kombinaci těchto účinků.
Onemocnění může postupovat velmi rychle, jakmile se objeví příznaky (závažné poškození může nastat do jednoho dne). Protože elektrodiagnostika je jednou z nejrychlejších a nejpřímějších metod zjišťování přítomnosti nemoci a její správné klasifikace, jsou studie vedení nervů nesmírně důležité. Bez řádného elektrodiagnostického posouzení je GBS běžně chybně diagnostikována jako obrna , západonilský virus , paralýza klíšťat , různé toxické neuropatie , CIDP , transverzální myelitida nebo hysterická paralýza . Dvě sady studií vedení nervů by měly umožnit správnou diagnostiku Guillain -Barrého syndromu. Doporučuje se, aby byly provedeny během prvních 2 týdnů od projevu příznaků a znovu někdy mezi 3 a 8 týdny.
Elektrodiagnostické nálezy, které mohou implikovat GBS, zahrnují:
- Kompletní vodivé bloky
- Abnormální nebo chybějící F vlny
- Oslabené amplitudy akčního potenciálu složeného svalu
- Prodloužené latence motorických neuronů
- Silně zpomalené rychlosti vedení (někdy nižší než 20 m/s)
Lambert-Eatonův myastenický syndrom
Lambert – Eatonův myastenický syndrom (LEMS) je autoimunitní onemocnění, při kterém jsou autoprotilátky namířeny proti napěťově řízeným kalciovým kanálům na presynaptických nervových zakončeních. Zde protilátky inhibují uvolňování neurotransmiterů, což má za následek svalovou slabost a autonomní dysfunkce.
Studie nervového vedení provedené na ulnárním motorickém a senzorickém, mediálním motorickém a senzorickém, tibiálním motoru a peroneálním motorickém nervu u pacientů s LEMS ukázaly, že rychlost vedení přes tyto nervy je ve skutečnosti normální. Amplitudy složených motorických akčních potenciálů však mohou být sníženy až o 55%a doba trvání těchto akčních potenciálů se snížila až o 47%.
Periferní diabetická neuropatie
Nejméně polovina populace s diabetes mellitus je také postižena diabetickou neuropatií , která způsobuje necitlivost a slabost v periferních končetinách. Studie ukázaly, že signální dráha Rho/Rho-kinázy je aktivnější u jedinců s diabetem a že tato signální aktivita se vyskytuje hlavně v uzlech ranvierových a Schmidt-Lantermanových řezů . Nadměrná aktivita signální dráhy Rho/Rho-kinázy proto může inhibovat nervové vedení.
Studie rychlosti vedení motorického nervu odhalily, že vodivost u diabetických krys byla asi o 30% nižší než u nediabetické kontrolní skupiny. Kromě toho byla aktivita podél Schmidt-Lantermanových řezů nekontinuální a nelineární u diabetické skupiny, ale lineární a kontinuální u kontroly. Tyto nedostatky byly odstraněny po podání přípravku Fasudil diabetické skupině, což naznačuje, že se může jednat o potenciální léčbu.