Скорость нервной проводимости
В нейробиологии электрохимический скорость нервной проводимости ( CV ) — это скорость, с которой импульс распространяется по нервному пути . На скорость проводимости влияет широкий спектр факторов, включая возраст, пол и различные заболевания. Исследования позволяют лучше диагностировать различные нейропатии , особенно демиелинизирующие заболевания , поскольку эти состояния приводят к снижению или отсутствию скорости проводимости. CV является важным аспектом исследований нервной проводимости .
Нормальные скорости проводимости
[ редактировать ]В конечном счете, скорости проводимости индивидуальны для каждого человека и во многом зависят от диаметра аксона и степени миелинизации этого аксона, но большинство «нормальных» людей попадают в определенные диапазоны. [1]
Нервные импульсы чрезвычайно медленны по сравнению со скоростью электричества , где электрическое поле может распространяться со скоростью порядка 50–99% скорости света; однако это очень быстро по сравнению со скоростью кровотока: некоторые миелинизированные нейроны проводят скорость до 120 м/с (432 км/ч или 275 миль в час).
| Тип | Эрлангер-Гассер классификация | Диаметр | Я думал | Скорость проводимости | Связанные мышечные волокна |
|---|---|---|---|---|---|
| а | Аα | 13–20 мкм | Да | 50–60 м/с [2] [3] | Экстрафузальные мышечные волокна |
| с | ул. | 5–8 мкм | Да | 4–24 м/с [4] [5] | Интрафузальные мышечные волокна |
Различные сенсорные рецепторы иннервируются разными типами нервных волокон. Проприорецепторы иннервируются сенсорными волокнами Ia, Ib и II типов, механорецепторы — сенсорными волокнами II и III типов, а ноцицепторы и терморецепторы — сенсорными волокнами III и IV типов.
| Тип | Эрлангер-Гассер классификация | Диаметр | Я думал | Скорость проводимости | Связанные сенсорные рецепторы |
|---|---|---|---|---|---|
| Это | Аα | 13–20 мкм | Да | 80–120 м/с [6] | Отвечает за проприоцепцию. |
| Один | Аα | 13–20 мкм | Да | 80–120 м/с | Сухожильный орган Гольджи |
| II | Аβ | 6–12 мкм | Да | 33–75 м/с | Вторичные рецепторы мышечного веретена Все кожные механорецепторы |
| III | Аδ | 1–5 мкм | Тонкий | 3–30 м/с | Свободные нервные окончания осязания и давления. Ноцицепторы неоспиноталамического тракта Холодовые терморецепторы |
| IV | С | 0,2–1,5 мкм | Нет | 0,5–2,0 м/с | Ноцицепторы палеоспиноталамического пути Рецепторы тепла |
| Тип | Эрлангер-Гассер классификация | Диаметр | Я думал | Скорость проводимости |
|---|---|---|---|---|
| преганглионарные волокна | Б | 1–5 мкм | Да | 3–15 м/с |
| постганглионарные волокна | С | 0,2–1,5 мкм | Нет | 0,5–2,0 м/с |
| нерв | Скорость проводимости [2] [3] |
|---|---|
| Срединная сенсорная | 45–70 м/с |
| Средний двигатель | 49–64 м/с |
| Ульнарная сенсорная | 48–74 м/с |
| Ульнарный двигатель | 49+ м/с |
| Малоберцовый мотор | 44+ м/с |
| Большеберцовый двигатель | 41+ м/с |
| Суральская сенсорика | 46–64 м/с |
В норме импульсы по периферическим нервам ног распространяются со скоростью 40–45 м/с, а по периферическим нервам рук – 50–65 м/с. [7] В общих чертах нормальная скорость проводимости для любого нерва будет находиться в диапазоне 50–60 м/с. [8]
Методы тестирования
[ редактировать ]
Исследования нервной проводимости
[ редактировать ]Скорость нервной проводимости — лишь одно из многих измерений, обычно выполняемых во время исследования нервной проводимости (NCS) . Цель этих исследований — определить, имеется ли повреждение нервов и насколько серьезным может быть это повреждение.
Исследования нервной проводимости проводятся следующим образом: [8]
- Два электрода прикрепляются к коже субъекта над тестируемым нервом.
- Электрические импульсы посылаются через один электрод для стимуляции нерва.
- Второй электрод регистрирует импульс, посланный по нерву в результате стимуляции.
- Разница во времени между стимуляцией первого электрода и срабатыванием последующего электрода называется задержкой . Задержка нервной проводимости обычно составляет порядка миллисекунд.
Хотя сама скорость проводимости не измеряется напрямую, расчет скорости проводимости на основе измерений NCS тривиален. Расстояние между стимулирующим и принимающим электродами делится на латентность импульса, что приводит к скорости проведения.NCV = расстояние проведения / (проксимальная латентность-дистальная латентность)
Во многих случаях игольная ЭМГ также проводится пациентам одновременно с другими процедурами NCS, поскольку она помогает определить, правильно ли функционируют мышцы в ответ на стимулы, посылаемые через их соединительные нервы. [8] ЭМГ является наиболее важным компонентом электродиагностики заболеваний двигательных нейронов, поскольку она часто приводит к выявлению поражения двигательных нейронов до того, как можно будет увидеть клинические данные. [9]
Микрообработанные 3D-электродные матрицы
[ редактировать ]Обычно электроды, используемые при ЭМГ, прикрепляются к коже поверх тонкого слоя геля/пасты. [8] Это обеспечивает лучшую проводимость между электродом и кожей. Однако, поскольку эти электроды не прокалывают кожу, существуют импедансы , которые приводят к ошибочным показаниям, высокому уровню шума и низкому пространственному разрешению показаний. [10]
Для решения этих проблем разрабатываются новые устройства, такие как трехмерные электродные матрицы. Это МЭМС- устройства, состоящие из массивов металлических микробашен, способных проникать через внешние слои кожи, тем самым снижая импеданс. [10]
По сравнению с традиционными мокрыми электродами многоэлектродные матрицы обладают следующими преимуществами: [10]
- Размер электродов составляет примерно 1/10 размера стандартных электродов с мокрой поверхностью.
- Массивы электродов можно создавать и масштабировать для покрытия областей практически любого размера.
- Пониженное сопротивление
- Улучшенная мощность сигнала
- Сигналы более высокой амплитуды
- Обеспечить лучшее отслеживание нервных импульсов в режиме реального времени
Причины отклонений скорости проводимости
[ редактировать ]Антропометрические и другие индивидуальные факторы
[ редактировать ]Базовые измерения нервной проводимости у всех разные, поскольку они зависят от возраста человека, пола, местной температуры и других антропометрических факторов, таких как размер руки и рост. [2] [11] Важно понимать влияние этих различных факторов на нормальные значения измерений нервной проводимости, чтобы помочь в выявлении результатов исследования аномальной нервной проводимости. Возможность прогнозирования нормальных значений в контексте антропометрических характеристик человека повышает чувствительность и специфичность электродиагностических процедур. [2]
Возраст
[ редактировать ]Нормальные «взрослые» значения скорости проводимости обычно достигаются к 4 годам. Скорость проводимости у новорожденных и детей ясельного возраста обычно составляет примерно половину значений для взрослых. [1]
Исследования нервной проводимости, проведенные на здоровых взрослых, показали, что возраст отрицательно связан с показателями сенсорной амплитуды срединного , локтевого и икроножного нервов . Отрицательные связи были также обнаружены между возрастом, скоростью и латентностью проведения проводимости в срединном сенсорном, срединном двигательном и локтевом сенсорных нервах. Однако скорость проводимости икроножного нерва не связана с возрастом. В целом скорость проводимости в верхних конечностях снижается примерно на 1 м/с каждые 10 лет. [2]
Секс
[ редактировать ]Амплитуда проводимости икроножного нерва у женщин значительно меньше, чем у мужчин, а латентность импульсов у женщин больше, что приводит к более низкой скорости проведения. [2]
Другие нервы не проявляют каких-либо гендерных предубеждений. [ нужна ссылка ]
Температура
[ редактировать ]В целом, скорость проводимости большинства двигательных и сенсорных нервов положительно и линейно связана с температурой тела (низкие температуры замедляют скорость нервной проводимости, а более высокие температуры увеличивают скорость проводимости). [1] .
Скорость проводимости икроножного нерва, по-видимому, демонстрирует особенно сильную корреляцию с местной температурой нерва. [2]
Высота
[ редактировать ]Скорость проводимости как срединного сенсорного, так и локтевого сенсорного нервов отрицательно связана с ростом человека, что, вероятно, объясняет тот факт, что среди большей части взрослого населения скорость проводимости между запястьем и пальцами руки человека снижается на 0,5 м/ч. s на каждый дюйм увеличения высоты. [2] Как прямое следствие, латентность импульсов в срединном, локтевом и икроножном нервах увеличивается с высотой. [2]
Корреляция между высотой и амплитудой импульсов в чувствительных нервах отрицательна. [2]
Факторы рук
[ редактировать ]Окружность указательного пальца, по-видимому, отрицательно связана с амплитудой проводимости срединного и локтевого нервов. Кроме того, люди с большими соотношениями запястий (передне-задний диаметр: медиально-латеральный диаметр) имеют меньшую латентность срединного нерва и более высокую скорость проводимости. [2]
Медицинские условия
[ редактировать ]Боковой амиотрофический склероз (АЛС)
[ редактировать ]Боковой амиотрофический склероз — прогрессирующее и неизбежно фатальное нейродегенеративное заболевание, поражающее мотонейроны. [9] Поскольку БАС имеет много общих симптомов с другими нейродегенеративными заболеваниями, его бывает сложно поставить правильный диагноз. Лучшим методом установления уверенного диагноза является электродиагностическая оценка. В частности, следует провести исследования проводимости двигательных нервов срединных, локтевых и малоберцовых мышц, а также исследования проводимости сенсорных нервов локтевых и икроножных нервов. [9]
Было показано, что у пациентов с БАС дистальная латентность моторики и замедление скорости проводимости ухудшаются по мере увеличения тяжести мышечной слабости. Оба симптома соответствуют аксональной дегенерации, возникающей у пациентов с БАС. [9]
Синдром запястного канала
[ редактировать ]Синдром запястного канала (КТС) — это форма синдрома компрессии нерва, вызванная сдавлением срединного нерва запястья. Типичные симптомы включают онемение, покалывание, жгучую боль или слабость в руке. [12] [13] CTS – еще одно состояние, при котором имеет значение электродиагностическое тестирование. [12] [14] Однако, прежде чем подвергать пациента исследованиям нервной проводимости, тест Тинеля и тест Фалена следует выполнить . Если оба результата отрицательны, маловероятно, что у пациента есть CTS, и дальнейшее тестирование не требуется. [13]
Синдром запястного канала проявляется у каждого человека в разной степени. Измерения скорости нервной проводимости имеют решающее значение для определения степени тяжести. [14] [15] Эти уровни серьезности классифицируются как: [12] [13]
- Легкий CTS: длительная сенсорная латентность, очень незначительное снижение скорости проводимости. Подозрение на аксональную дегенерацию отсутствует.
- Умеренный CTS: аномальная скорость сенсорной проводимости и снижение скорости моторной проводимости. Подозрение на аксональную дегенерацию отсутствует.
- Тяжелый CTS: отсутствие сенсорных реакций и длительная двигательная латентность (снижение скорости моторной проводимости).
- Экстремальный CTS: отсутствие как сенсорных, так и моторных реакций.
Одним из распространенных электродиагностических измерений является разница между скоростями проводимости сенсорных нервов на мизинце и указательном пальце. В большинстве случаев CTS симптомы не проявляются, пока эта разница не превысит 8 м/с. [12] [13]
Синдром Гийена-Барре
[ редактировать ]Синдром Гийена-Барре (СГБ) — периферическая нейропатия, сопровождающаяся дегенерацией миелиновой оболочки и/или нервов, иннервирующих голову, тело и конечности. [7] Эта дегенерация обусловлена аутоиммунной реакцией, обычно инициируемой различными инфекциями.
Существуют две основные классификации: демиелинизирующие (повреждение шванновских клеток) и аксональные (прямое повреждение нервных волокон). [7] [16] Каждая из них затем разветвляется на дополнительные подклассы в зависимости от точного проявления. Однако во всех случаях это состояние приводит к слабости или параличу конечностей, потенциально смертельному параличу дыхательных мышц или сочетанию этих эффектов. [7]
При появлении симптомов заболевание может прогрессировать очень быстро (серьезные повреждения могут возникнуть всего за день). [7] Поскольку электродиагностика является одним из самых быстрых и прямых методов определения наличия заболевания и его правильной классификации, исследования нервной проводимости чрезвычайно важны. [16] Без надлежащей электродиагностической оценки СГБ часто ошибочно принимают за полиомиелит , вирус Западного Нила , клещевой паралич , различные токсические нейропатии , ХВДП , поперечный миелит или истерический паралич . [7] Два набора исследований нервной проводимости должны позволить правильно поставить диагноз синдрома Гийена-Барре. Рекомендуется проводить их в течение первых 2 недель после появления симптомов и снова где-то между 3 и 8 неделями. [16]
Результаты электродиагностики, которые могут указывать на СГБ, включают: [3] [7] [16]
- Полные блоки проводимости
- Аномальные или отсутствующие зубцы F
- Ослабленные амплитуды потенциала действия сложных мышц.
- Длительная латентность двигательных нейронов
- Сильно замедленная скорость проводимости (иногда ниже 20 м/с)
Миастенический синдром Ламберта-Итона
[ редактировать ]Миастенический синдром Ламберта-Итона (LEMS) — аутоиммунное заболевание, при котором аутоантитела направляются против потенциалзависимых кальциевых каналов в пресинаптических нервных окончаниях. Здесь антитела подавляют высвобождение нейротрансмиттеров, что приводит к мышечной слабости и вегетативным дисфункциям. [17]
Исследования нервной проводимости, выполненные на локтевом двигательном и сенсорном, срединном двигательном и сенсорном, большеберцовом и малоберцовом двигательном нервах у пациентов с LEMS, показали, что скорость проводимости по этим нервам на самом деле нормальная. Однако амплитуды сложных двигательных потенциалов действия могут снижаться до 55%, а продолжительность этих потенциалов действия уменьшаться до 47%. [17]
Периферическая диабетическая нейропатия
[ редактировать ]По крайней мере, половина населения, страдающего сахарным диабетом, также страдает диабетической нейропатией , вызывающей онемение и слабость периферических конечностей. [18] Исследования показали, что сигнальный путь Rho/Rho-киназы более активен у лиц с диабетом и что эта сигнальная активность происходит главным образом в узлах резцов Ранвье и Шмидта-Лантермана . [18] Следовательно, чрезмерная активность сигнального пути Rho/Rho-киназы может ингибировать нервную проводимость.
Исследования скорости проводимости двигательного нерва показали, что проводимость у крыс с диабетом была примерно на 30% ниже, чем у контрольной группы без диабета. Кроме того, активность вдоль резцов Шмидта-Лантермана была непостоянной и нелинейной в группе диабетиков, но линейной и непрерывной в контрольной группе. Эти недостатки были устранены после введения Фасудила группе диабетиков, что означает, что это может быть потенциальным средством лечения. [18]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с «Скорость нервной проводимости» . Национальные институты здравоохранения. 31 октября 2013 года . Проверено 13 ноября 2013 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к Стетсон, Диана С.; Джеймс В. Альберс; Барбара А. Сильверстайн; Роберт А. Вулф (октябрь 1992 г.). «Влияние возраста, пола и антропометрических факторов на показатели нервной проводимости» (PDF) . Мышцы и нервы . 15 (10): 1095–1104. дои : 10.1002/mus.880151007 . hdl : 2027.42/50152 . ПМИД 1406766 . S2CID 9508325 .
- ^ Перейти обратно: а б с Седано, Мария Дж.; Выздоравливай, Ана; Паблос, Кармен; Поло, Хосе М.; Берчиано, Хосе (31 января 2013 г.). «МРТ мышц при тяжелом синдроме Гийена-Барре с невозбудимостью двигательных нервов». Журнал неврологии . 260 (6): 1624–1630. дои : 10.1007/s00415-013-6845-y . ПМИД 23370612 . S2CID 9763303 .
- ^ Эндрю Б.Л., Часть Нью-Джерси (1972) Свойства быстрых и медленных двигательных единиц в мышцах задних конечностей и хвоста крысы. QJ Exp Physiol Cogn Med Sci 57:213-225.
- ^ Рассел, Нью-Джерси (1980). «Изменение скорости аксональной проводимости после мышечной тенотомии или деафферентации во время развития у крыс» . Дж Физиол . 298 : 347–360. дои : 10.1113/jphysicalol.1980.sp013085 . ПМЦ 1279120 . ПМИД 7359413 .
- ^ Сигел, Аллан; Сапру, Хредай (2005). Основная неврология . Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 257 . ISBN 978-0781750776 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Парри, Гарет Дж. (2007). Синдром Гийена-Барре . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Издательство Demos Medical Publishing. стр. 1–9. ISBN 978-1-932603-56-9 .
- ^ Перейти обратно: а б с д «Исследование нервной проводимости (NCS)» . Медицина Джонса Хопкинса . Проверено 17 ноября 2013 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Джойс, Нанетт С.; Картер, Грегори Т. (май 2013 г.). «Электродиагностика у лиц с боковым амиотрофическим склерозом» . ПМиР . 5 (5, Дополнение): S89–S95. дои : 10.1016/j.pmrj.2013.03.020 . ПМК 4590769 . ПМИД 23523708 .
- ^ Перейти обратно: а б с Раджараман, Сваминатан; Брэгг, Джулиан А.; Росс, Джеймс Д.; Аллен, Марк Г. (30 июня 2011 г.). «Микромашинные трехмерные электродные матрицы для чрескожного отслеживания нервов» . Журнал микромеханики и микроинженерии . 21 (8): 085014. Бибкод : 2011JMiMi..21h5014R . дои : 10.1088/0960-1317/21/8/085014 . S2CID 53482527 .
- ^ Танакиатпиньо, Танитта; Гулапар Срисавасди (2013). «Влияние размера руки на интенсивность стимуляции, необходимую для исследований проводимости срединного и локтевого сенсорного нерва». Архив физической медицины и реабилитации . 94 (5): 925–929. дои : 10.1016/j.apmr.2012.11.029 . ПМИД 23201426 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Вернер, Роберт А.; Андари, Майкл (октябрь 2011 г.). «Электродиагностическая оценка синдрома запястного канала» (PDF) . Мышцы и нервы . 44 (4): 597–607. дои : 10.1002/mus.22208 . hdl : 2027.42/87013 . ПМИД 21922474 . S2CID 18623599 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Нтани, Грузия; Палмер, Кейт Т.; Линакер, Кэти; Харрис, Э. Клэр; Ван дер Стар, Ричард; Купер, Сайрус; Коггон, Дэвид (15 августа 2013 г.). «Симптомы, признаки и скорость нервной проводимости у пациентов с подозрением на синдром запястного канала» . BMC Заболевания опорно-двигательного аппарата . 14 (1): 242. дои : 10.1186/1471-2474-14-242 . ПМЦ 3765787 . ПМИД 23947775 .
- ^ Перейти обратно: а б Инукай, Томоо; Учида, Кензо; Кубота, Чикара; Такамура, Такахару; Накадзима, Хидеаки; Баба, Хисатоши (24 октября 2013 г.). «Второе исследование пояснично-межкостного нерва предсказывает клиническую тяжесть и хирургический исход синдрома запястного канала» . Журнал клинической неврологии . 20 (9): 1224–1227. дои : 10.1016/j.pmrj.2013.04.007 . ПМИД 23701980 . S2CID 31973259 .
- ^ Робинсон, Лоуренс, Р.; Страковски, Джеффри; Кеннеди, Дэвид Дж. (май 2013 г.). «Является ли комбинированный сенсорный индекс (Робинсона) регулярно показанным для всех случаев подозрения на синдром запястного канала, проходящих электродиагностическую оценку?» . ПМиР . 5 (5): 433–437. дои : 10.1016/j.pmrj.2013.04.007 . ПМИД 23701980 . S2CID 31973259 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Перейти обратно: а б с д Шахризайла, Нортина; Го, Кхан Джин; Абдулла, Сухайла; Куппусами, Ришикесан; Юки, Нобухиро (8 февраля 2013 г.). «Для постановки надежного электродиагностического диагноза синдрома Гийена-Барре может быть достаточно двух наборов исследований нервной проводимости». Клиническая нейрофизиология . 124 (7): 1456–1459. дои : 10.1016/j.clinph.2012.12.047 . ПМИД 23395599 . S2CID 33925550 .
- ^ Перейти обратно: а б Кроун, Кларисса; Кристиансен, Ингелизе; Виссинг, Джон (3 мая 2013 г.). «Миопатические данные ЭМГ и атрофия мышечных волокон II типа у пациентов с миастеническим синдромом Ламберта-Итона». Клиническая нейрофизиология . 124 (9): 1889–1892. дои : 10.1016/j.clinph.2013.02.115 . ПМИД 23643575 . S2CID 25526831 .
- ^ Перейти обратно: а б с Канадзава, Ясуши; Дзюнко Такахаси-Фудзигасаки; Шо Ишизава; Кумико Исибаши; Дайджи Каванами; Наоко Тадзима; Кадзунори Уцуномия (сентябрь 2013 г.) путем обеспечения правильной локализации молекул, связанных с адгезией. в миелинизирующих шванновских клетках». Experimental Neurology . 247 : 438–446. : 10.1016 /j.expneurol.2013.01.012 . PMID 23337773. . S2CID 3004517 doi