Nervenleitgeschwindigkeit - Nerve conduction velocity
Die Nervenleitungsgeschwindigkeit ( CV ) ist ein wichtiger Aspekt von Nervenleitungsstudien . Es ist die Geschwindigkeit, mit der sich ein elektrochemischer Impuls über eine Nervenbahn ausbreitet . Leitungsgeschwindigkeiten werden von einer Vielzahl von Faktoren beeinflusst, darunter: Alter, Geschlecht und verschiedene medizinische Bedingungen. Studien ermöglichen eine bessere Diagnose verschiedener Neuropathien , insbesondere demyelinisierender Erkrankungen, da diese Erkrankungen zu verringerten oder nicht vorhandenen Leitungsgeschwindigkeiten führen.
Normale Leitungsgeschwindigkeiten
Letztlich sind die Leitungsgeschwindigkeiten für jedes Individuum spezifisch und hängen weitgehend vom Durchmesser eines Axons und dem Grad der Myelinisierung dieses Axons ab, aber die Mehrheit der "normalen" Individuen liegt innerhalb definierter Bereiche.
Nervenimpulse sind im Vergleich zur Stromgeschwindigkeit extrem langsam , wobei sich das elektrische Feld mit einer Geschwindigkeit in der Größenordnung von 50–99 % der Lichtgeschwindigkeit ausbreiten kann; es ist jedoch im Vergleich zur Geschwindigkeit des Blutflusses sehr schnell, wobei einige myelinisierte Neuronen mit Geschwindigkeiten von bis zu 120 m/s (432 km/h oder 275 mph) leiten.
| Typ | Erlanger-Gasser- Klassifikation |
Durchmesser | Myelin | Leitungsgeschwindigkeit | Assoziierte Muskelfasern |
|---|---|---|---|---|---|
| α | Aα | 13–20 μm | Jawohl | 80–120 m/s | Extrafusale Muskelfasern |
| γ | Aγ | 5–8 μm | Jawohl | 4–24 m/s | Intrafusale Muskelfasern |
Verschiedene sensorische Rezeptoren werden von verschiedenen Arten von Nervenfasern innerviert. Propriozeptoren werden von sensorischen Fasern vom Typ Ia, Ib und II innerviert, Mechanorezeptoren von sensorischen Fasern vom Typ II und III und Nozizeptoren und Thermorezeptoren von sensorischen Fasern vom Typ III und IV.
| Typ | Erlanger-Gasser- Klassifikation |
Durchmesser | Myelin | Leitungsgeschwindigkeit | Assoziierte sensorische Rezeptoren |
|---|---|---|---|---|---|
| NS | Aα | 13–20 μm | Jawohl | 80–120 m/s | Verantwortlich für Propriozeption |
| Ib | Aα | 13–20 μm | Jawohl | 80–120 m/s | Golgi-Sehnenorgan |
| II | Aβ | 6–12 μm | Jawohl | 33–75 m/s | Sekundäre Rezeptoren der Muskelspindel Alle kutanen Mechanorezeptoren |
| III | Aδ | 1–5 μm | Dünn | 3–30 m/s |
Freie Nervenendigungen von Berührung und Druck Nozizeptoren von neospinothalamic - Darm - Trakt Kälte Thermorezeptoren |
| NS | C | 0,2–1,5 μm | Nein | 0,5–2,0 m/s |
Nozizeptoren von paleospinothalamic - Darm - Trakt Wärme - Rezeptoren |
| Typ | Erlanger-Gasser- Klassifikation |
Durchmesser | Myelin | Leitungsgeschwindigkeit |
|---|---|---|---|---|
| präganglionäre Fasern | B | 1–5 μm | Jawohl | 3–15 m/s |
| postganglionäre Fasern | C | 0,2–1,5 μm | Nein | 0,5–2,0 m/s |
| Nerv | Leitungsgeschwindigkeit |
|---|---|
| Median sensorisch | 45–70 m/s |
| Mittelmotor | 49–64 m/s |
| ulnare Sensory | 48–74 m/s |
| Ulnarmotor | 49+ m/s |
| peroneal Motor | 44+ m/s |
| tibialen Motor | 41+ m/s |
| Surale Sinneswahrnehmung | 46–64 m/s |
Normale Impulse in den peripheren Nerven der Beine laufen mit 40–45 m/s und 50–65 m/s in den peripheren Nerven der Arme. Weitgehend generalisiert liegen die normalen Leitungsgeschwindigkeiten für jeden bestimmten Nerv im Bereich von 50–60 m/s.
Prüfmethoden
Nervenleitungsstudien
Die Nervenleitungsgeschwindigkeit ist nur eine von vielen Messungen, die üblicherweise während einer Nervenleitungsstudie (NCS) durchgeführt werden . Der Zweck dieser Studien besteht darin, festzustellen, ob ein Nervenschaden vorliegt und wie schwer dieser Schaden sein kann.
Nervenleitungsstudien werden wie folgt durchgeführt:
- Zwei Elektroden werden an der Haut des Probanden über dem zu testenden Nerv angebracht.
- Durch eine Elektrode werden elektrische Impulse gesendet, um den Nerv zu stimulieren.
- Die zweite Elektrode zeichnet den Impuls auf, der als Ergebnis der Stimulation durch den Nerv gesendet wird.
- Die Zeitdifferenz zwischen der Stimulation von der ersten Elektrode und der Aufnahme durch die nachgeschaltete Elektrode wird als Latenz bezeichnet . Die Latenzzeiten der Nervenleitung liegen typischerweise in der Größenordnung von Millisekunden.
Obwohl die Leitungsgeschwindigkeit selbst nicht direkt gemessen wird, ist die Berechnung der Leitungsgeschwindigkeiten aus NCS-Messungen trivial. Der Abstand zwischen Stimulations- und Empfangselektrode wird durch die Impulslatenz dividiert, woraus sich die Leitungsgeschwindigkeit ergibt. NCV = Leitungsdistanz / (proximale Latenz-distale Latenz)
Oft wird Nadel-EMG auch gleichzeitig mit anderen NCS-Verfahren bei Probanden durchgeführt, da sie dabei helfen zu erkennen, ob die Muskeln als Reaktion auf Reize, die über ihre Verbindungsnerven gesendet werden, richtig funktionieren. EMG ist der wichtigste Bestandteil der Elektrodiagnostik von Motoneuronerkrankungen, da es oft zur Identifizierung einer Motoneuronbeteiligung führt, bevor ein klinischer Nachweis erbracht werden kann.
Mikrobearbeitete 3D-Elektrodenarrays
Typischerweise werden die bei einem EMG verwendeten Elektroden über einer dünnen Schicht Gel/Paste auf die Haut geklebt. Dies ermöglicht eine bessere Leitung zwischen Elektrode und Haut. Da diese Elektroden jedoch die Haut nicht durchdringen, gibt es Impedanzen , die zu fehlerhaften Messwerten, hohen Rauschpegeln und geringer räumlicher Auflösung bei den Messwerten führen.
Um diese Probleme anzugehen, werden neue Vorrichtungen entwickelt, wie beispielsweise dreidimensionale Elektrodenanordnungen. Dies sind MEMS- Geräte, die aus Arrays von Metall-Mikrotürmen bestehen, die in der Lage sind, die äußeren Hautschichten zu durchdringen und so die Impedanz zu reduzieren.
Im Vergleich zu herkömmlichen Nasselektroden bieten Multi-Elektroden-Arrays Folgendes:
- Elektroden sind etwa 1/10 der Größe von Standard-Nassoberflächenelektroden
- Elektrodenarrays können erstellt und skaliert werden, um Bereiche nahezu jeder Größe abzudecken
- Reduzierte Impedanz
- Verbesserte Signalleistung
- Signale mit höherer Amplitude
- Ermöglichen Sie eine bessere Verfolgung von Nervenimpulsen in Echtzeit
Ursachen von Leitungsgeschwindigkeitsabweichungen
Anthropometrische und andere individualisierte Faktoren
Die Basislinien-Nervenleitungsmessungen sind für jeden unterschiedlich, da sie vom Alter, Geschlecht, den lokalen Temperaturen und anderen anthropometrischen Faktoren wie Handgröße und -größe der Person abhängen . Es ist wichtig, die Auswirkungen dieser verschiedenen Faktoren auf die normalen Werte für Nervenleitungsmessungen zu verstehen, um bei der Identifizierung abnormaler Ergebnisse von Nervenleitungsstudien zu helfen. Die Fähigkeit, Normalwerte im Kontext der anthropometrischen Merkmale einer Person vorherzusagen, erhöht die Sensitivität und Spezifität elektrodiagnostischer Verfahren.
Alter
Normale „Erwachsenen“-Werte für die Reizleitungsgeschwindigkeit werden typischerweise im Alter von 4 Jahren erreicht. Die Reizleitungsgeschwindigkeiten bei Neugeborenen und Kleinkindern liegen in der Regel bei etwa der Hälfte der Erwachsenenwerte.
Nervenleitung Studien an gesunden Erwachsenen ergab , dass das Alter negativ mit den sensorischen Amplitude Maßnahmen der zugeordnet ist , Median , Ulna und Sural Nerven. Negative Assoziationen wurden auch zwischen dem Alter und den Leitungsgeschwindigkeiten und Latenzen in den median sensorischen, medianen motorischen und ulnaren sensorischen Nerven gefunden. Die Leitungsgeschwindigkeit des Nervus suralis ist jedoch nicht mit dem Alter verbunden. Im Allgemeinen nehmen die Leitungsgeschwindigkeiten in den oberen Extremitäten alle 10 Jahre um etwa 1 m/s ab.
Sex
Die Leitungsamplitude des Suralnervs ist bei Frauen signifikant kleiner als bei Männern, und die Latenz der Impulse ist bei Frauen länger, daher eine langsamere Leitungsgeschwindigkeit.
Andere Nerven weisen keine geschlechtsspezifischen Vorurteile auf.
Temperatur
Im Allgemeinen sind die Leitungsgeschwindigkeiten der meisten motorischen und sensorischen Nerven positiv und linear mit der Körpertemperatur verbunden (niedrige Temperaturen verlangsamen die Nervenleitungsgeschwindigkeit und höhere Temperaturen erhöhen die Leitungsgeschwindigkeit).
Die Leitungsgeschwindigkeiten im N. suralis scheinen eine besonders starke Korrelation mit der lokalen Temperatur des Nervs zu zeigen.
Höhe
Die Leitungsgeschwindigkeiten sowohl des medianen sensorischen als auch des ulnaren sensorischen Nervs stehen in negativem Zusammenhang mit der Körpergröße einer Person, was wahrscheinlich die Tatsache erklärt, dass bei den meisten Erwachsenen die Leitungsgeschwindigkeit zwischen dem Handgelenk und den Fingern der Hand einer Person um 0,5 m/ s für jeden Zentimeter Höhenzunahme. Als direkte Folge nehmen die Impulslatenzen innerhalb des Median-, Ulnar- und Suralnervs mit der Körpergröße zu.
Die Korrelation zwischen Körpergröße und Impulsamplitude in den Sinnesnerven ist negativ.
Handfaktoren
Der Umfang des Zeigefingers scheint negativ mit den Leitungsamplituden in den N. medianus und ulnaris verbunden zu sein. Darüber hinaus haben Menschen mit größeren Handgelenksverhältnissen (Anterior-Posterior-Durchmesser: Medial-Lateral-Durchmesser) geringere Latenzen des Mediannervs und höhere Leitungsgeschwindigkeiten.
Krankheiten
Amyotrophe Lateralsklerose (ALS)
Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) auch bekannt als 'Lou-Gehrig-Krankheit' ist eine fortschreitende und unweigerlich tödliche neurodegenerative Erkrankung, die die Motoneuronen betrifft. Da ALS viele Symptome mit anderen neurodegenerativen Erkrankungen teilt, kann eine korrekte Diagnose schwierig sein. Die beste Methode zur Erstellung einer sicheren Diagnose ist die elektrodiagnostische Auswertung. Konkret sollten motorische Nervenleitungsstudien der Median-, Ulnar- und Peronealmuskeln sowie sensorische Nervenleitungsstudien der Ulnar- und Suralnerven durchgeführt werden.
Bei Patienten mit ALS wurde gezeigt, dass sich die distalen motorischen Latenzen und die Verlangsamung der Reizleitungsgeschwindigkeit mit zunehmender Schwere ihrer Muskelschwäche verschlechterten. Beide Symptome stimmen mit der axonalen Degeneration überein, die bei ALS-Patienten auftritt.
Karpaltunnelsyndrom
Das Karpaltunnelsyndrom (CTS) ist eine Form des Nervenkompressionssyndroms, das durch die Kompression des N. medianus am Handgelenk verursacht wird. Typische Symptome sind Taubheitsgefühl, Kribbeln, brennende Schmerzen oder Schwäche in der Hand. CTS ist eine weitere Bedingung, für die elektrodiagnostische Tests wertvoll sind. Bevor ein Patient jedoch einer Nervenleitungsuntersuchung unterzogen wird, sollten sowohl der Tinel-Test als auch der Phalen-Test durchgeführt werden. Wenn beide Ergebnisse negativ sind, ist es sehr unwahrscheinlich, dass der Patient ein CTS hat, und weitere Tests sind nicht erforderlich.
Das Karpaltunnelsyndrom zeigt sich bei jedem Individuum in unterschiedlichem Ausmaß. Messungen der Nervenleitgeschwindigkeit sind entscheidend für die Bestimmung des Schweregrades. Diese Schweregrade werden wie folgt kategorisiert:
- Mildes CTS: Verlängerte sensorische Latenzen, sehr leichte Abnahme der Leitungsgeschwindigkeit. Kein Verdacht auf axonale Degeneration.
- Moderate CTS: Abnormale sensorische Reizleitungsgeschwindigkeiten und reduzierte motorische Reizleitungsgeschwindigkeiten. Kein Verdacht auf axonale Degeneration.
- Schweres CTS: Fehlen sensorischer Reaktionen und verlängerte motorische Latenzen (verringerte motorische Überleitungsgeschwindigkeiten).
- Extremes CTS: Fehlen von sensorischen und motorischen Reaktionen.
Eine übliche elektrodiagnostische Messung umfasst die Differenz zwischen den sensorischen Nervenleitungsgeschwindigkeiten im kleinen Finger und Zeigefinger. In den meisten Fällen von CTS treten Symptome erst auf, wenn dieser Unterschied mehr als 8 m/s beträgt.
Guillain Barre-Syndrom
Das Guillain-Barré-Syndrom (GBS) ist eine periphere Neuropathie, bei der es zu einer Degeneration der Myelinhülle und/oder der Nerven kommt, die Kopf, Körper und Gliedmaßen innervieren. Diese Degeneration ist auf eine Autoimmunreaktion zurückzuführen, die typischerweise durch verschiedene Infektionen ausgelöst wird.
Es gibt zwei primäre Klassifikationen: demyelinisierend (Schwann-Zellschädigung) und axonale (direkte Nervenfaserschädigung). Jede von diesen verzweigt sich dann in Abhängigkeit von der genauen Manifestation in weitere Unterklassifikationen. In allen Fällen führt die Erkrankung jedoch zu einer Schwäche oder Lähmung der Gliedmaßen, einer möglicherweise tödlichen Lähmung der Atemmuskulatur oder einer Kombination dieser Wirkungen.
Die Krankheit kann sehr schnell fortschreiten, sobald Symptome auftreten (schwere Schäden können innerhalb von nur einem Tag auftreten). Da die Elektrodiagnostik eine der schnellsten und direktesten Methoden zur Feststellung des Vorliegens der Krankheit und ihrer richtigen Klassifikation ist, sind Nervenleitungsuntersuchungen äußerst wichtig. Ohne eine ordnungsgemäße elektrodiagnostische Beurteilung wird GBS häufig fehldiagnostiziert als Polio , West-Nil-Virus , Zeckenlähmung , verschiedene toxische Neuropathien , CIDP , Transverse Myelitis oder Hysterische Lähmung . Zwei Sätze von Nervenleitungsstudien sollten die richtige Diagnose des Guillain-Barré-Syndroms ermöglichen. Es wird empfohlen, diese innerhalb der ersten 2 Wochen nach Auftreten der Symptome und irgendwann zwischen 3 und 8 Wochen durchzuführen.
Zu den elektrodiagnostischen Befunden, die GBS implizieren können, gehören:
- Komplette Leitungsblöcke
- Abnormale oder fehlende F-Wellen
- Abgeschwächte Amplituden des zusammengesetzten Muskelaktionspotentials
- Verlängerte Motoneuron-Latenzen
- Stark verlangsamte Leitungsgeschwindigkeiten (manchmal unter 20 m/s)
Lambert-Eaton myasthenisches Syndrom
Das Lambert-Eaton-Myasthenische Syndrom (LEMS) ist eine Autoimmunerkrankung, bei der Autoantikörper gegen spannungsgesteuerte Kalziumkanäle an präsynaptischen Nervenendigungen gerichtet sind. Hier hemmen die Antikörper die Freisetzung von Neurotransmittern, was zu Muskelschwäche und autonomen Dysfunktionen führt.
Nervenleitungsstudien, die bei Patienten mit LEMS an den motorischen und sensorischen Nerven der Ulna, den motorischen und sensorischen Median, den motorischen Tibia- und Peronealnerven durchgeführt wurden, haben gezeigt, dass die Leitungsgeschwindigkeit über diese Nerven tatsächlich normal ist. Allerdings können die Amplituden der zusammengesetzten motorischen Aktionspotentiale um bis zu 55 % und die Dauer dieser Aktionspotentiale um bis zu 47 % verringert werden.
Periphere diabetische Neuropathie
Mindestens die Hälfte der Bevölkerung mit Diabetes mellitus ist auch von einer diabetischen Neuropathie betroffen , die Taubheit und Schwäche in den peripheren Gliedmaßen verursacht. Studien haben gezeigt , dass das Rho / Rho-Kinase - Signalweg aktive bei Personen mit Diabetes ist und dass diese Signalaktivität hauptsächlich in dem auftritt Knoten von Ranvier und Schmidt-Lanterman Einschnitte . Daher kann eine Überaktivität des Rho/Rho-Kinase-Signalwegs die Nervenleitung hemmen.
Untersuchungen der motorischen Nervenleitgeschwindigkeit zeigten, dass die Leitfähigkeit bei diabetischen Ratten etwa 30 % niedriger war als bei der nicht-diabetischen Kontrollgruppe. Darüber hinaus war die Aktivität entlang der Schmidt-Lanterman-Inzisuren in der Diabetikergruppe nicht kontinuierlich und nicht linear, in der Kontrollgruppe jedoch linear und kontinuierlich. Diese Mängel wurden nach der Verabreichung von Fasudil an die Diabetikergruppe beseitigt , was darauf hindeutet, dass es sich um eine mögliche Behandlung handeln könnte.