211service.com
Overvågning af muskler
Neuromuskulære sygdomme som amyotrofisk lateral sklerose (ALS) og muskeldystrofi involverer ofte et progressivt tab af muskelfunktion, men det er ikke altid let eller præcist at spore musklernes helbred over tid. Den bedste måde at diagnosticere og evaluere muskeldegeneration involverer en ubehagelig nåletest; både denne test og andre tilgange som spørgeskemaer er subjektive og ikke nemme at gengive over flere sessioner.
Måling af muskler: En ny håndholdt enhed kan hurtigt og smertefrit vurdere muskelvævets helbred ved hjælp af en teknologi kaldet elektrisk impedansmyografi.
En ny enhed, under udvikling af Seward Rutkove , en neurolog og videnskabsmand ved Harvard Medical School, og hans kolleger ved MIT kunne give et smertefrit, ikke-invasivt og kvantitativt alternativ. Den håndholdte prototype, der ligner en ultralydssonde, måler den elektriske impedans i musklen, som ændrer sig afhængigt af vævets helbred.
Fremgangsmåden, også kendt som elektrisk impedansmyografi (EIM), er en modifikation af den grundlæggende teknologi, der bruges i kropssammensætningsenheder til at måle procentdelen af fedt eller muskler i kroppen. En højfrekvent elektrisk strøm påføres huden gennem et sæt ikke-invasive elektroder, mens et andet sæt hudelektroder registrerer de resulterende spændinger fra vævet. Egenskaberne af den aktuelle ændring afhænger af sammensætningen og den mikroskopiske struktur af det underliggende væv.
Muskler er lavet af lange bundtede fibre orienteret i samme retning. En elektrisk strøm passerer lettere, når den bevæger sig parallelt med fibrene; når den passerer på tværs af fibrene, støder den på flere cellemembraner, som forårsager en større forsinkelse eller faseforskydning i strømmen. Rutkoves gruppe ved Beth Israel Deaconess Medical Center har fundet ud af, at dette faseskift varierer afhængigt af musklens helbred, da syge muskler har færre cellemembraner. Derudover går energi tabt, når strømmen flyder gennem muskler, og mere, når den flyder hen over fibrene. Rutkoves gruppe har fundet ud af, at at se på både faseskift og energitab kan give unik information om musklens helbred, da syge muskler har færre muskelfibre, mindre cellemembraner og unormale mængder fedt og vand i musklen, hvilket alt sammen har påvirke disse målinger.
Rutkoves gruppe foretog oprindeligt muskelmålinger ved hjælp af enheder til kropssammensætning, der er modificeret til at udføre EIM. Men processen krævede stick-on elektroder placeret i flere positioner langs en muskel, og en enkelt kropsdel kan kræve flere runder at placere elektroderne i forskellige vinkler. Den håndholdte sonde, udviklet i samarbejde med Joel Dawson 's elektrotekniske laboratorium på MIT, gør det muligt at tage målingerne hurtigt uden behov for elektroder.
Dawson siger, at den største tekniske udfordring i udviklingen af enheden var at finde en måde at levere elektriske strømme i forskellige vinkler uden at kræve komplekst maskineri. Vi kom på ideen om at have en masse små pixelsonder og forbinde dem sammen, siger han. Enhedens hoved indeholder to ringe af små elektroder: en til at sende strøm og en til at måle spænding. Disse individuelle elektroder kan forbindes elektrisk i forskellige kombinationer for at fungere som enkelte større elektroder, eller de kan isoleres individuelt for at give en finere opløsning. Dette giver forskerne mulighed for at programmere de specifikke vinkler, som de ønsker at måle. Enheden er tilsluttet en computer, der beregner impedansmålinger og viser resultaterne grafisk.
Rutkove tester i øjeblikket EIM hos patienter med ALS og hos børn med spinal muskelatrofi. Han siger, at den største udfordring for at gøre EIM nyttig er at vide, hvordan man fortolker dataene. Hans arbejde har vist, at neuromuskulære sygdomme kan have unikke EIM-signaturer, der kan bruges til at diagnosticere og behandle sygdommen, men det er en løbende forskningsindsats for at finde den rigtige signatur eller impedansprofil, der fortæller dig, at det er én type sygdom kontra en anden. Teknikken skal også testes hos tilstrækkeligt mange patienter til at forstå det normale område af individuel variabilitet.
Ideen om at have et værktøj, der er ikke-invasivt og smertefrit til at vurdere muskelfunktion, er meget attraktivt, siger Michael Benatar , en neurolog ved Emory University, som tester enheden hos patienter. I øjeblikket er den bedste test for muskelfunktion elektromyografi (EMG), som involverer at sætte en nål ind i musklen og få patienten til at trække musklen sammen. Benatar har testet EIM-metoden hos patienter med ALS for at se, om teknikken kunne bruges til tidlig påvisning af sygdom. Vi håber, at vi måske er i stand til at opdage abnormiteter med EIM, som ikke er tydelige klinisk eller med konventionelle teknikker, siger han. Men han tilføjer, at EIM ikke er klar til at blive brugt mere bredt i klinikken, før det er klart, hvordan resultaterne skal fortolkes.
Rutkove håber, at EIM i mellemtiden vil vise sig nyttigt som et forskningsværktøj. Hans gruppe udfører også undersøgelser af dyr med neuromuskulære sygdomme for at forstå mere detaljeret, hvordan EIM-aflæsninger relaterer til de underliggende vævsændringer med sygdom.