Электрофизиологические методы клинической диагностики - Electrophysiological techniques for clinical diagnosis

Электрофизиологические методы клинической диагностики
Цельопределить электрические сигналы человеческого тела для диагностики

Электрофизиологические методы клинической диагностики обсудим методы, заимствованные из электрофизиология используется в клинический диагноз предметов. Есть много процессов, которые происходят в тело которые производят электрические сигналы что можно обнаружить. В зависимости от местоположения и источника этих сигналов были разработаны различные методы и приемы для их правильного нацеливания.

Роль электрофизиологии в клинической медицине

Электрофизиология играет очень важную роль в обеспечении точной клинической диагностики. Многие неврологические заболевания вызывают симптомы, которые проявляются далеко от поврежденных или погибших тканей. Обнаружение и лечение всех пораженных участков тела имеет важное значение для надлежащего ухода за пациентом. Электрофизиология позволяет исследовать аномальные электрические сигналы в тканях тела. Он предоставляет количественные данные для врачей, поддерживая диагностические процессы и оценивая успех лечения. Часто биологические меры, такие как электрофизиология, более полезны для оценки тяжести симптомов, чем существующие шкалы клинических измерений. Их объективный характер исключает субъективное присвоение баллов серьезности симптомов, что впоследствии приводит к принятию более информированных медицинских решений.[1]

Электрофизиологические методы

Существуют различные методы изучения и измерения электромагнитный сигналы тела.[2] В мозг, то сердце и скелетные мышцы являются основными источниками электрический и магнитные поля которые могут быть записаны, и полученные в результате образцы могут дать представление о том, какими недугами может быть человек. Эти электрофизиологические методы названы в зависимости от того, какие данные измеряются, а иногда и от анатомический расположение источников следующее:

Электроэнцефалография (ЭЭГ)

Основная статья: Электроэнцефалография

Электроэнцефалография - это измерение активности мозга через поверхность волосистой части головы.[3] Данные электроэнцефалографии можно обрабатывать через аналитические процедуры и некоторые производные сводные показатели этих анализов называются количественная электроэнцефалография (QEEG).[4] Данные из вызванные потенциалы может также использоваться определенными способами, которые также могут рассматриваться как количественная ЭЭГ. Если данные QEEG отображаются, то это топографический QEEG (также известный как картирование электрической активности мозга или BEAM)

Электрокардиография (ЭКГ)

Основная статья: Электрокардиография

Сердце - это мышца, которая перекачивает насыщенную кислородом кровь по всему телу. Как очень активная мышца, она обладает особой электрической активностью, которую можно измерить и проанализировать. Электрокардиография - это измерение этих сигналов.

Электромиография (ЭМГ)

Основная статья: Электромиография

Электромиография - это измерение и анализ электрической активности скелетных мышц. Этот метод полезен для диагностики состояния мышечной ткани и нервы которые их контролируют.[5]

ЭМГ измеряет потенциалы действия, называемые потенциалами действия двигательных единиц (MUAP), создаваемые во время сокращения мышц. Несколько распространенных применений - определение того, активна или неактивна мышца во время движения (начало активности), оценка скорости нервной проводимости и величина силы, создаваемой во время движения. Из этих применений определение начала мышечной активности оказалось наиболее точным.[6]

Возможности, связанные с событиями (ERP)

Основная статья: Событийный потенциал

Стрельба из нейроны по всему мозгу, как известно, имеет локализованные связи с определенными функциями, процессами и реакциями на стимулы. При наличии надлежащего оборудования можно определить, где в мозге активированы нейроны, и измерить их потенциалы, связанные с событием. Потенциалы, связанные с событием, можно разделить на сенсорные, моторные или когнитивные.[7]

Вызванные потенциалы (ВП)

Основная статья: Вызванные потенциалы

Измерение спонтанной электрофизиологической активности не всегда дает желаемую информацию по интересующим сигналам. В таких случаях применение стимула к желаемой цели может произвести преходящий вызванные потенциалы, которые могут дать дополнительную информацию, полученную не только из пассивная запись такие методы, как ЭЭГ, ЭКГ, ЭМГ или МЭГ.

Магнитоэнцефалография (МЭГ)

Основная статья: Магнитоэнцефалография

Измерение естественных магнитных полей, создаваемых электрической активностью мозга, называется магнитоэнцефалографией. Этот метод отличается от магнитно-резонансная томография в том, что он пассивно измеряет магнитные поля, не изменяя намагничивание. Однако данные МЭГ и МРТ можно комбинировать для создания изображений, которые приблизительно отображают предполагаемое местоположение естественных магнитных полей. Этот процесс создания композитного изображения называется изображение магнитного источника (MSI).

Исследование нервной проводимости (NCS)

Основная статья: Исследования нервной проводимости

NCS измеряет скорость электропроводности и другие характеристики нервов в организме.

Поддающиеся диагностике состояния и применимые методы

Набор доступных электрофизиологических методов был тщательно применен к исследованию пациентов, страдающих от самых разных состояний, в надежде найти новый и более надежный диагноз. Для некоторых состояний использование этих методов в диагностике является стандартным, но для других их применимость для диагностики все еще находится на стадии исследования. Ниже приведены некоторые условия, при которых полезность электрофизиологических методов была определена или изучается с многообещающими результатами:

Поражение ствола головного мозга при черепно-мозговой травме

В случае травматическое повреждение мозга наличие мозговой ствол поражение оказывает значительное влияние на прогноз пациента. Хотя развитие МРТ позволило очень эффективно выявлять поражения ствола мозга, измерения вызванных потенциалов также являются электрофизиологическим методом, который используется в этом контексте более 30 лет.[8]

Синдром запястного канала (CTS)

Сжатие срединный нерв в пределах запястный канал из запястье и прогрессирование симптомов в результате этого ловушка известен как синдром запястного канала (CTS). Исследования нервной проводимости использовались в качестве контрольного электрофизиологического метода при разработке более совершенных диагностических методов CTS.[9]

Слабоумие

Слабоумие это прогрессивный, дегенеративный болезнь мозга это ухудшает когнитивные функции.[10] Диагностика болезни Альцгеймера и других типов деменции совершенствуется за счет использования электроэнцефалограммы (ЭЭГ) и потенциалов, связанных с событием (ERP).

Эпилепсия

Аномально чрезмерная или синхронная нейронная активность в головном мозге может вызвать: припадки. Эти симптомы характерны для неврологического расстройства, известного как эпилепсия. Эпилепсия обычно диагностируется с помощью теста ЭЭГ.[11] Однако эффективность МЭГ в диагностике неокортикальный также была установлена ​​эпилепсия.[12]

Эссенциальный тремор

Трудно диагностировать эссенциальный тремор и отличить его от других типов тремора.[13] Паттерны импульсного разряда сигналов ЭМГ сравниваются с частотой и амплитудой записанных на видео треморов для оценки и диагностики эссенциального тремора.

Сердечное заболевание

Сердечное заболевание является одной из ведущих причин смерти в мире. Для диагностики сердечных заболеваний могут потребоваться различные неэлектрофизиологические методы, поскольку существует множество возможных заболеваний, но ЭКГ можно использовать для обнаружения некоторых.

Спастичность (церебральный паралич и инсульт)

Спастичность сопротивление растяжению, зависящее от скорости, из-за увеличения активности гамма-мотонейронов [14] Чаще всего поражаются мышцы, противодействующие силе тяжести, сгибатели локтя и запястья, разгибатели колена и подошвенные сгибатели голеностопного сустава.[15] Спастичность является побочным эффектом многих заболеваний центральной нервной системы, включая церебральный паралич, инсульт, рассеянный склероз и травмы спинного мозга, и приводит к ограниченному диапазону движений суставов пораженной конечности.[16]

Гладить в настоящее время является основной причиной смерти в Соединенных Штатах.[17] Ишемический инсульт - наиболее распространенная форма, на которую приходится 85% всех случаев инсульта. Это связано с ограничением притока крови к областям мозга из-за тромба или разрыва сосуда и, в конечном итоге, вызывает повреждение ткани мозга. Спастичность является частым побочным эффектом этого повреждения ткани головного мозга и влияет на жизнь многих людей, переживших инсульт. Повышенный тонус спастических мышц затрудняет целенаправленные движения; ухудшает повседневную деятельность, а также вызывает боль и дискомфорт. Для точной диагностики пациентов, страдающих этим нейрофизиологическим состоянием, и оценки эффективности различных методов лечения необходимы достоверные, надежные и чувствительные меры спастичности. Электромиография (ЭМГ) была предложена несколькими исследователями в качестве альтернативного метода измерения для количественной оценки спастичности.

ЭМГ используется для определения начала мышечной активности в спастических мышцах, что позволяет сравнивать пораженных пациентов и лиц без симптомов. Утверждается, что инструменты измерения, включающие ЭМГ, более чувствительны, чем используемые в настоящее время клинические шкалы, такие как Модифицированная шкала Ашворта (MAS) в выявлении выраженности симптомов спастичности. Использование ЭМГ позволяет получить количественную оценку степени тяжести, а не полагаться на протоколы субъективной оценки. Malhotra et al. (2008)[18] использовали ЭМГ и МАС, чтобы определить, какой метод более эффективен в обнаружении спастичности сгибателей запястья. В своей выборке из 100 пациентов (средний возраст 74 года) они обнаружили, что использование ЭМГ для определения начала мышечной активности во время многократных пассивных повторений растягивания запястья с различной скоростью успешно выявило спастичность у 87 пациентов, в то время как MAS обнаружил спастичность только у 44. этих людей. Эти данные подтверждают использование ЭМГ в качестве более чувствительного диагностического инструмента, чем МАС, и, следовательно, его преимущества при использовании в клинических условиях. Точно так же ЭМГ была успешна в обнаружении улучшения симптомов спастичности сгибателей локтя у шести пациентов, перенесших инсульт (средний возраст 54,16 ± 7,9 лет). лет) после нейронной мобилизации срединного нерва. При сгибании на 90 градусов и полном разгибании локтя мышечная активность снизилась с 17% до лечения до 11% после лечения. Эти пациенты имели начальные баллы MAS 1 или 2, и MAS не мог выявить такие же улучшения симптомов после лечения, как это было видно с методом ЭМГ.[19]

Церебральный паралич - это еще одна группа заболеваний, вызванных аномальным развитием мозга или повреждением развивающегося мозга, которое может привести к спастичности.[20] ЭМГ также успешно использовалась для количественной оценки спастичности у этой популяции пациентов. Используя поверхностный ЭМГ и моментный двигатель, Левин и др. (1994, 2000)[21][22] продемонстрировали прямую связь между скоростью растяжения и началом спастичности. Они включили ЭМГ в свой новый моторизованный манипуландум из-за его способности обнаруживать активность рефлекса растяжения и, таким образом, включить в результирующие диагностические значения зависимость спастичности от скорости.

Рассеянный склероз

В демиелинизация и рубцевание из аксоны в нейронах нервная система может повлиять на их свойства проводимости и серьезно повредить нормальному общению мозга с остальным телом. Рассеянный склероз (РС) - это заболевание, которое вызывает ухудшение миелиновой оболочки. Не существует уникального теста для диагностики рассеянного склероза, и для определения наличия этого заболевания необходимо объединить несколько исследований. Однако зрительные вызванные потенциалы действительно играют роль во всем диагностическом процессе.[23]

болезнь Паркинсона

болезнь Паркинсона дегенеративное заболевание, поражающее Центральная нервная система и обычно первоначально идентифицируется по его двигательным симптомам. Точная дифференциация БП от любого другого неврологического расстройства и идентификация течения заболевания важны при назначении соответствующей противопаркинсонической терапии. В диагностической роли поверхностная ЭМГ - очень информативный метод, используемый для получения соответствующих количественные характеристики.[нужна цитата ]

Рекомендации

  1. ^ Мбуя, СО (январь 2006 г.). «Роль нейро-электрофизиологических диагностических тестов в клинической медицине». Восточноафриканский медицинский журнал. 83 (1): 52–60. Дои:10.4314 / eamj.v83i1.9362. PMID  16642752.
  2. ^ Арчиниегас, Дэвид Б., К. Алан Андерсон и Дональд К. Рохас, Электрофизиологические методы. Методы физиологической психологии III. Academic Press, 1978. 385-404.
  3. ^ Л. Жасмин "ЭЭГ"
  4. ^ Даффи, FH; Хьюз, младший; Миранда, Ф; Бернад, П; Кук, П. (октябрь 1994 г.). «Статус количественной ЭЭГ (QEEG) в клинической практике, 1994» (PDF). Клиническая электроэнцефалография. 25 (4): VI – XXII. Дои:10.1177/155005949402500403. PMID  7813090. S2CID  29808694. Архивировано из оригинал (PDF) на 2015-02-17.
  5. ^ Персонал клиники Мэйо, «Электромиография (ЭМГ)». Проверено 27 июля 2012 г.
  6. ^ Камен Г. и Габриэль Д. А. (2010). Основы электромиографии. Шампейн, Иллинойс: Кинетика человека.
  7. ^ Бресслер, С. Л. и Дин, М., 2006. «Событийный потенциал». Энциклопедия биомедицинской инженерии Wiley.
  8. ^ Ведекинд, Кристоф; Хессельманн, Фолькер; Клуг, Норфрид (август 2002 г.). «Сравнение МРТ и электрофизиологических исследований для выявления повреждений ствола головного мозга при черепно-мозговой травме». Мышцы и нервы. 26 (2): 270–273. Дои:10.1002 / mus.10187. PMID  12210392. S2CID  22187426.
  9. ^ Ягчи, Илькер; Гюндуз, Осман Хакан; Санджак, Седа; Агирман, Мехмет; Месчи, Эркан; Акюз, Гульсерен (май 2010 г.). «Сравнительные электрофизиологические методики в диагностике синдрома запястного канала у пациентов с диабетической полинейропатией». Исследования диабета и клиническая практика. 88 (2): 157–163. Дои:10.1016 / j.diabres.2010.02.011. PMID  20223548.
  10. ^ Ифичор, Э. С. и др., «Биологический анализ, предметная диагностика и лечение деменции»., Инженерные науки в медицине и биологии 27-я ежегодная конференция, Сентябрь 2005 г.
  11. ^ АДАМ. Медицинская энциклопедия., «Эпилепсия - PubMed Health». Проверено 27 июля 2012 г.
  12. ^ Х. Стефан, «Роль МЭГ в диагностике и лечении эпилепсии», ACNR, Том 4, № 2, май / июнь 2004 г.
  13. ^ Луи, Элан Д .; Пуллман, Сет Л. (июль 2001 г.). «Сравнение клинических и электрофизиологических методов диагностики эссенциального тремора» (PDF). Двигательные расстройства. 16 (4): 668–673. Дои:10.1002 / mds.1144. PMID  11481690. S2CID  39351295. Архивировано из оригинал (PDF) на 2015-10-09. Получено 2012-07-28.
  14. ^ Ланс, Дж. У., Контроль мышечного тонуса, рефлексов и движений: Лекция Роберта Вартенберга, Неврология, 30 (1980) 1303–1313.
  15. ^ Ансари, штат Нью-Йорк; Нагди, S; Арабский, ТЗ; Джалаи, S (2008). «Межэкспертная и внутриэкспертная надежность Модифицированной шкалы Ашворта при оценке мышечной спастичности: влияние конечностей и групп мышц». Нейрореабилитация. 23 (3): 231–7. Дои:10.3233 / NRE-2008-23304. PMID  18560139.
  16. ^ "Exede Satellite Internet | Exede Internet". Архивировано из оригинал на 2012-09-20. Получено 2012-11-01.
  17. ^ "Гладить". Центры по контролю и профилактике заболеваний.
  18. ^ Мальхотра, S; Казинс, E; Уорд, А; День, C; Джонс, П; Roffe, C; Пандян, А (2008). «Исследование соответствия клинических, биомеханических и нейрофизиологических показателей спастичности». Клиническая реабилитация. 22 (12): 1105–1115. Дои:10.1177/0269215508095089. PMID  19052249. S2CID  42750524.
  19. ^ Castilho, J .; Феррейра, Л. А. Б .; Pereira, W. M .; Neto, H.P .; Морелли, Дж. Г. С .; Brandalize, D .; Kerppers, I. I .; Оливерия, С. С. (июль 2012 г.). «Анализ электромиографической активности спастической двуглавой мышцы плеча после нервной мобилизации». Журнал работы с телом и двигательной терапии. 16 (3): 364–368. Дои:10.1016 / j.jbmt.2011.12.003. PMID  22703748.
  20. ^ https://www.cdc.gov/ncbddd/cp/index/html
  21. ^ Левин, Минди Ф .; Фельдман, Анатолий Г. (сентябрь 1994 г.). «Роль регуляции порога рефлекса растяжения в нормальном и нарушенном двигательном контроле». Исследование мозга. 657 (1–2): 23–30. Дои:10.1016/0006-8993(94)90949-0. PMID  7820623. S2CID  8150706.
  22. ^ Джобин, Анник; Левин, Минди Ф. (август 2000 г.). «Регулирование порога рефлекса растяжения в сгибателях локтя у детей с церебральным параличом: новая мера спастичности». Медицина развития и детская неврология. 42 (8): 531–540. Дои:10.1111 / j.1469-8749.2000.tb00709.x. PMID  10981931. S2CID  24025728.
  23. ^ Макдональд, В. И.; Компстон, А.; Edan, G .; Goodkin, D .; Hartung, H.-P .; Люблин, Ф.; McFarland, H.F .; Paty, D.W .; Polman, C.H .; Reingold, S.C .; Sandberg-Wollheim, M .; Sibley, W .; Томпсон, А .; Van Den Noort, S .; Weinshenker, B.Y .; Волински, Дж. С. (Июль 2001 г.). «Рекомендуемые диагностические критерии рассеянного склероза: рекомендации международной комиссии по диагностике рассеянного склероза» (PDF). Анналы неврологии. 50 (1): 121–127. CiteSeerX  10.1.1.466.5368. Дои:10.1002 / ana.1032. PMID  11456302. S2CID  13870943.