Elektrofyziologické techniky pro klinickou diagnostiku - Electrophysiological techniques for clinical diagnosis

Elektrofyziologické techniky pro klinickou diagnostiku
Účelzjistit elektrické signály z lidského těla pro diagnostiku

Elektrofyziologické techniky pro klinickou diagnostiku proberou vypůjčené techniky elektrofyziologie použitý v klinická diagnóza předmětů. Existuje mnoho procesů, které se vyskytují v tělo které produkují elektrické signály které lze detekovat. V závislosti na umístění a zdroji těchto signálů byly vyvinuty odlišné metody a techniky pro jejich správné zacílení.

Role elektrofyziologie v klinické medicíně

Elektrofyziologie hraje velmi důležitou roli při zajišťování přesné klinické diagnózy. Mnoho neurologických onemocnění způsobuje příznaky, které se projevují daleko od poraněných nebo zemřelých tkání. Pro správnou péči o pacienta je nezbytné lokalizovat a ošetřit všechny postižené oblasti těla. Elektrofyziologie umožňuje vyšetřování abnormálních elektrických signálů v tkáních těla. Poskytuje lékařům kvantitativní data, podporuje diagnostické procesy a hodnotí úspěšnost léčby. Při hodnocení závažnosti symptomů jsou často užitečnější biologická opatření, jako je elektrofyziologie, než stávající klinické měřící stupnice. Jejich objektivní povaha odstraňuje subjektivní přiřazování skóre k závažnosti příznaků, což následně vede k lépe informovaným rozhodnutím o zdravotní péči.[1]

Elektrofyziologické techniky

Ke studiu a měření jsou k dispozici různé techniky elektromagnetické signály těla.[2] The mozek, srdce a kosterní svalstvo jsou hlavními zdroji elektrický a magnetické pole které lze zaznamenat a výsledné vzorce mohou poskytnout přehled o tom, jaké nemoci může mít subjekt. Tyto elektrofyziologické techniky jsou pojmenovány podle toho, jaké údaje jsou měřeny, a někdy podle anatomický umístění zdrojů takto:

Elektroencefalografie (EEG)

Hlavní článek: Elektroencefalografie

Elektroencefalografie je měření mozkové aktivity povrchem pokožky hlavy.[3] Data elektroencefalografie lze zpracovávat prostřednictvím analytické postupy a jsou odvozeny určité odvozené souhrnné indexy těchto analýz kvantitativní elektroencefalografie (QEEG).[4] Data z vyvolané potenciály lze také použít zpracované určitými způsoby, které lze považovat také za kvantitativní EEG. Pokud jsou mapována data QEEG, jedná se o topografický QEEG (také známý jako mapování elektrické aktivity mozku nebo BEAM)

Elektrokardiografie (EKG)

Hlavní článek: Elektrokardiografie

Srdce je sval, který pumpuje okysličenou krev do celého těla. Jako velmi aktivní sval má zvláštní elektrickou aktivitu, kterou lze měřit a analyzovat. Elektrokardiografie je měření těchto signálů.

Elektromyografie (EMG)

Hlavní článek: Elektromyografie

Elektromyografie je měření a analýza elektrické aktivity v kosterních svalech. Tato technika je užitečná pro diagnostiku zdraví svalové tkáně a nervy které je ovládají.[5]

EMG měří akční potenciály zvané Motor Unit Action Potentials (MUAPs), vytvořené během svalové kontrakce. Několik běžných použití spočívá v určení, zda je sval aktivní nebo neaktivní během pohybu (nástup aktivity), posouzení rychlosti nervového vedení a množství síly generované během pohybu. Z těchto použití se nejpřesnější ukázalo stanovení nástupu svalové aktivity.[6]

Potenciály související s událostmi (ERP)

Hlavní článek: Potenciál související s událostmi

Střelba neurony v celém mozku je známo, že má lokalizované vztahy k určitým funkcím, procesům a reakcím podněty. Se správným vybavením je možné zjistit, kde v mozku byly aktivovány neurony, a měřit jejich potenciály související s událostmi. Potenciály související s událostmi lze klasifikovat jako: smyslové, motorické nebo kognitivní.[7]

Evokované potenciály (EP)

Hlavní článek: Vyvolané potenciály

Měření spontánní elektrofyziologické aktivity ne vždy poskytuje požadované informace ze sledovaných signálů. V takových případech může vyvolat aplikaci stimulu na požadovaný cíl přechodný vyvolané potenciály, které mohou poskytnout další vhled, který nebyl získán pouze z pasivní záznam metody jako EEG, ECG, EMG nebo MEG.

Magnetoencefalografie (MEG)

Hlavní článek: Magnetoencefalografie

Měření přirozeně se vyskytujících magnetických polí produkovaných mozkovou elektrickou aktivitou se nazývá magnetoencefalografie. Tato metoda se liší od magnetická rezonance v tom, že pasivně měří magnetická pole, aniž by měnila těla magnetizace. Data z MEG a MRI však lze kombinovat a vytvářet obrazy, které přibližně mapují odhadované umístění přirozených magnetických polí. Tento proces kompozitního zobrazování se nazývá zobrazování magnetického zdroje (MSI).

Studie nervového vedení (NCS)

Hlavní článek: Studie nervového vedení

NCS měří rychlost elektrického vedení a další vlastnosti nervů v těle.

Diagnostikovatelné podmínky a použitelné metody

Soubor nástrojů dostupných elektrofyziologických technik byl pečlivě aplikován na studium pacientů trpících širokou škálou stavů v naději na nalezení nové a spolehlivější diagnózy. U některých podmínek je použití těchto metod při diagnostice standardní, u jiných je jejich použitelnost pro diagnostiku stále ve fázi výzkumu. Následují některé podmínky, kdy byla stanovena užitečnost elektrofyziologických technik nebo jsou studovány se slibnými výsledky:

Poranění mozkového kmene při traumatickém poranění mozku

V případě traumatické zranění mozku přítomnost a mozkový kmen léze má významný dopad na EU prognóza pacienta. Ačkoli vývoj MRI umožnil velmi efektivní detekci lézí mozkového kmene, měření evokovaných potenciálů jsou také elektrofyziologickou technikou, která se v této souvislosti používá již více než 30 let.[8]

Syndrom karpálního tunelu (CTS)

Komprese střední nerv v rámci karpální kanál z zápěstí a vývoj příznaků z toho vyplývajících zachycení je známý jako syndrom karpálního tunelu (CTS). Studie nervového vedení byly použity jako kontrolní elektrofyziologická metoda při vývoji lepších diagnostických technik CTS.[9]

Demence

Demence je progresivní, degenerativní onemocnění mozku to zhoršuje kognitivní funkce.[10] Alzheimerova choroba a další typy diagnostiky demence se zlepšují pomocí elektroencefalogramu (EEG) a potenciálů souvisejících s událostmi (ERP).

Epilepsie

Může to způsobit abnormálně nadměrnou nebo synchronní neuronovou aktivitu v mozku záchvaty. Tyto příznaky jsou charakteristické pro neurologickou poruchu známou jako epilepsie. Epilepsie je obvykle diagnostikována testem EEG.[11] Účinnost MEG v diagnostice neokortikální epilepsie.[12]

Základní třes

Je těžké diagnostikovat zásadní třes a odlišit ji od jiných typů třesu.[13] Vzory výbojů výbojů signálů EMG se porovnávají s frekvencí a amplitudou třesů zaznamenaných na videu, aby se vyhodnotil a diagnostikoval základní třes.

Srdeční choroba

Srdeční choroba je jednou z hlavních příčin úmrtí na světě. Diagnóza srdečních onemocnění může vyžadovat různé neelektrofyziologické metody, protože existuje mnoho možných onemocnění, ale K detekci některých lze použít EKG.

Spasticita (mozková obrna a mrtvice)

Spasticita je rychlost závislá na odporu k roztažení v důsledku zvýšení aktivity gama motorických neuronů [14] Nejčastěji postiženými svaly jsou ty, které působí proti gravitaci, flexory loktů a zápěstí, extenzory kolen a plantarflexory kotníků.[15] Spasticita je vedlejším účinkem mnoha poruch centrálního nervového systému, včetně mozkové obrny, mozkové mrtvice, roztroušené sklerózy a poranění míchy, a vede k omezenému rozsahu pohybu postižené končetiny.[16]

Mrtvice je v současnosti hlavní příčinou úmrtí ve Spojených státech.[17] Ischemická cévní mozková příhoda je nejběžnější formou, která představuje 85% všech případů cévní mozkové příhody. Zahrnuje omezený průtok krve do oblastí mozku vyplývající z krevní sraženiny nebo prasklé cévy a nakonec způsobuje poškození mozkové tkáně. Spasticita je častým vedlejším účinkem tohoto poškození mozkové tkáně a ovlivňuje životy mnoha lidí, kteří přežili mozkovou příhodu. Zvýšený svalový tonus spastických svalů zatěžuje cílené pohyby; zhoršení každodenních činností a navíc způsobení bolesti a nepohodlí. K přesné diagnostice pacientů trpících tímto neurofyziologickým stavem a posouzení účinnosti různých způsobů léčby jsou nutná platná, spolehlivá a citlivá měření spasticity. Elektromyografie (EMG) bylo navrženo několika výzkumníky jako alternativní technikou měření ke kvantifikaci spasticity.

EMG se používá k určení nástupu svalové aktivity ve spastických svalech, což umožňuje srovnání mezi postiženými pacienty a asymptomatickými jedinci. Tvrdí se, že měřicí nástroje zahrnující EMG jsou citlivější než aktuálně používané klinické stupnice, jako je Upravená Ashworthova stupnice (MAS) při zjišťování závažnosti příznaků spasticity. Použití EMG nabízí kvantitativní hodnotu závažnosti na rozdíl od spoléhání se na protokoly subjektivního bodování. Malhotra a kol. (2008)[18] použili EMG a MAS k určení, která metoda byla účinnější při detekci spasticity flexorů zápěstí. Ve svém vzorku 100 pacientů (střední věk 74 let) zjistili, že použití EMG k detekci nástupu svalové aktivity během několika pasivních opakování zápěstí při různých rychlostech úspěšně detekovalo spasticitu u 87 pacientů, zatímco MAS detekovala spasticitu pouze u 44 pacientů těchto jedinců. Tato zjištění podporují použití EMG jako citlivějšího diagnostického nástroje než MAS, a proto jsou výhodné, pokud se používají v klinickém prostředí. Podobně bylo EMG úspěšné v detekci zlepšení symptomů spasticity loketního flexoru u šesti subjektů po cévní mozkové příhodě (průměrný věk 54,16 ± 7,9) let) po neurální mobilizační technice středního nervu. Při 90 stupních flexe a úplného prodloužení lokte se svalová aktivita snížila ze 17% před léčbou na 11% po léčbě. Tito pacienti měli počáteční skóre MAS 1 nebo 2 a MAS nebyl schopen detekovat po léčbě stejné zlepšení symptomů, jaké bylo pozorováno u metody EMG.[19]

Dětská mozková obrna je další skupina poruch způsobených abnormálním vývojem mozku nebo poškozením vyvíjejícího se mozku, které může mít za následek spasticitu.[20] EMG se také úspěšně používá ke kvantifikaci spasticity u této populace pacientů. Pomocí povrchového EMG a momentového motoru Levin et al. (1994, 2000)[21][22] prokázal přímý vztah mezi rychlostí roztažení a nástupem spasticity. Začlenili EMG do svého používání nového motorizovaného manipulanda kvůli jeho schopnosti detekovat aktivitu strečových reflexů a začlenit tak do výsledných diagnostických hodnot rychlost spasticity závislou na rychlosti.

Roztroušená skleróza

The demyelinizace a jizvení z axony v neuronech nervový systém může ovlivnit jejich vlastnosti vedení a vážně poškodit normální komunikaci mozku se zbytkem těla. Roztroušená skleróza (MS) je onemocnění, které způsobuje toto zhoršení myelinová vrstva. Neexistuje jedinečný test k diagnostice MS a je nutné zkombinovat několik studií k určení přítomnosti tohoto onemocnění. Vizuální evokované potenciály však hrají roli v celém diagnostickém procesu.[23]

Parkinsonova choroba

Parkinsonova choroba je degenerativní onemocnění, které postihuje centrální nervový systém a je obvykle identifikován zpočátku jeho motorickými příznaky. Přesná diferenciace PD od jakékoli jiné neurologické poruchy a identifikace průběhu onemocnění je důležitá pro zavedení vhodné antiparkinsonické léčby. V diagnostické roli je povrchový EMG velmi informativní metodou používanou k získání relevantnosti kvantitativní charakteristiky.[Citace je zapotřebí ]

Reference

  1. ^ Mbuya, SO (leden 2006). „Role neuro-elektrofyziologických diagnostických testů v klinické medicíně“. East African Medical Journal. 83 (1): 52–60. doi:10,4314 / eamj.v83i1.9362. PMID  16642752.
  2. ^ Arciniegas, David B, C Alan Anderson a Donald C Rojas, Elektrofyziologické techniky. Metody ve fyziologické psychologii III. Academic Press, 1978. 385-404.
  3. ^ L. Jasmin „EEG“
  4. ^ Duffy, FH; Hughes, JR; Miranda, F; Bernad, P; Cook, P (říjen 1994). „Stav kvantitativního EEG (QEEG) v klinické praxi, 1994“ (PDF). Klinická elektroencefalografie. 25 (4): VI – XXII. doi:10.1177/155005949402500403. PMID  7813090. S2CID  29808694. Archivovány od originál (PDF) dne 2015-02-17.
  5. ^ Zaměstnanci kliniky Mayo, „Elektromyografie (EMG)“. Vyvolány 27 July 2012
  6. ^ Kamen, G. & Gabriel, D. A. (2010). Základy elektromyografie. Champaign, IL: Kinetika člověka.
  7. ^ Bressler, S.L. a Ding, M. 2006. „Potenciály související s událostmi“. Wiley Encyclopedia of Biomedical Engineering.
  8. ^ Wedekind, Christoph; Hesselmann, Volker; Klug, Norfrid (srpen 2002). "Srovnání MRI a elektrofyziologických studií pro detekci lézí mozkového kmene při traumatickém poranění mozku". Muscle & Nerve. 26 (2): 270–273. doi:10,1002 / mus.10187. PMID  12210392. S2CID  22187426.
  9. ^ Yagci, Ilker; Gunduz, Osman Hakan; Sancak, Seda; Agirman, Mehmet; Mesci, Erkan; Akyuz, Gulseren (květen 2010). „Srovnávací elektrofyziologické techniky v diagnostice syndromu karpálního tunelu u pacientů s diabetickou polyneuropatií“. Výzkum diabetu a klinická praxe. 88 (2): 157–163. doi:10.1016 / j.diabres.2010.02.011. PMID  20223548.
  10. ^ Ifeachor, E. C., et al, „Biopatternová analýza a specifická diagnostika subjektu a péče o demenci“., Inženýrství v medicíně a biologii 27. výroční konference, Září 2005
  11. ^ A.D.A.M. Lékařská encyklopedie., „Epilepsie - PubMed Health“. Vyvolány 27 July 2012
  12. ^ H. Stefan, „Role MEG v diagnostice a léčbě epilepsie“, ACNR, Svazek 4, č. 2, květen / červen 2004
  13. ^ Louis, Elan D .; Pullman, Seth L. (červenec 2001). "Srovnání klinických vs elektrofyziologických metod diagnostiky esenciálního třesu" (PDF). Poruchy pohybu. 16 (4): 668–673. doi:10,1002 / mds.1144. PMID  11481690. S2CID  39351295. Archivovány od originál (PDF) dne 10. 10. 2015. Citováno 2012-07-28.
  14. ^ Lance, J.W., Řízení svalového tonusu, reflexů a pohybu: Robert Wartenberg Lecture, Neurology, 30 (1980) 1303-1313.
  15. ^ Ansari, NN; Naghdi, S; Arab, TK; Jalaie, S (2008). "Spolehlivost interrater a intrarater modifikované Ashworthovy stupnice při hodnocení svalové spasticity: účinek končetiny a svalové skupiny". NeuroRehabilitace. 23 (3): 231–7. doi:10.3233 / NRE-2008-23304. PMID  18560139.
  16. ^ „Satelitní internet Exede | Internet Exede“. Archivovány od originál dne 2012-09-20. Citováno 2012-11-01.
  17. ^ "Mrtvice". Centra pro kontrolu a prevenci nemocí.
  18. ^ Malhotra, S; Cousins, E; Ward, A; Den, C; Jones, P; Roffe, C; Pandyan, A (2008). „Vyšetřování shody mezi klinickými, biomechanickými a neurofyziologickými opatřeními spasticity“. Klinická rehabilitace. 22 (12): 1105–1115. doi:10.1177/0269215508095089. PMID  19052249. S2CID  42750524.
  19. ^ Castilho, J .; Ferreira, L. A. B .; Pereira, W. M .; Neto, H. P .; Morelli, J. G. S .; Brandalize, D .; Kerppers, I. I .; Oliveria, C. S. (červenec 2012). „Analýza elektromyografické aktivity ve spastickém svalu bicepsu brachii po neurální mobilizaci“. Journal of Bodywork and Movement Therapies. 16 (3): 364–368. doi:10.1016 / j.jbmt.2011.12.003. PMID  22703748.
  20. ^ https://www.cdc.gov/ncbddd/cp/index/html
  21. ^ Levin, Mindy F .; Feldman, Anatol G. (září 1994). "Role regulace prahové hodnoty reflexního prahu v normální a zhoršené motorické kontrole". Výzkum mozku. 657 (1–2): 23–30. doi:10.1016/0006-8993(94)90949-0. PMID  7820623. S2CID  8150706.
  22. ^ Jobin, Annik; Levin, Mindy F. (srpen 2000). „Regulace prahu napínacího reflexu v flexorech loktů u dětí s dětskou mozkovou obrnou: nová míra spasticity“. Vývojová medicína a dětská neurologie. 42 (8): 531–540. doi:10.1111 / j.1469-8749.2000.tb00709.x. PMID  10981931. S2CID  24025728.
  23. ^ McDonald, W. I.; Compston, A.; Edan, G .; Goodkin, D .; Hartung, H.-P .; Lublin, F. D.; McFarland, H. F .; Paty, D. W .; Polman, C.H .; Reingold, S. C .; Sandberg-Wollheim, M .; Sibley, W .; Thompson, A .; Van Den Noort, S .; Weinshenker, B. Y .; Wolinsky, J. S. (Červenec 2001). „Doporučená diagnostická kritéria pro roztroušenou sklerózu: Pokyny od mezinárodní skupiny pro diagnostiku roztroušené sklerózy“ (PDF). Annals of Neurology. 50 (1): 121–127. CiteSeerX  10.1.1.466.5368. doi:10.1002 / ana.1032. PMID  11456302. S2CID  13870943.