211service.com
Monitorowanie mięśni
Choroby nerwowo-mięśniowe, takie jak stwardnienie zanikowe boczne (ALS) i dystrofia mięśniowa, często wiążą się z postępującą utratą funkcji mięśni, ale śledzenie ich stanu w czasie nie zawsze jest łatwe i precyzyjne. Najlepszym sposobem na zdiagnozowanie i ocenę zwyrodnienia mięśni jest niewygodne badanie igłowe; zarówno ten test, jak i inne podejścia, takie jak kwestionariusze, są subiektywne i niełatwe do powtórzenia w wielu sesjach.
Pomiar mięśni: Nowe przenośne urządzenie może szybko i bezboleśnie ocenić stan tkanki mięśniowej za pomocą technologii zwanej miografią impedancji elektrycznej.
Nowe urządzenie, w trakcie opracowywania przez Seward Rutkowe , neurolog i naukowiec z Harvard Medical School i jego koledzy z MIT mogą zapewnić bezbolesną, nieinwazyjną i ilościową alternatywę. Prototypowa sonda ręczna, podobnie jak sonda ultradźwiękowa, mierzy impedancję elektryczną mięśnia, która zmienia się w zależności od stanu tkanki.
Podejście to, znane również jako miografia impedancji elektrycznej (EIM), jest modyfikacją podstawowej technologii stosowanej w urządzeniach do pomiaru składu ciała do pomiaru procentowej zawartości tłuszczu lub mięśni w ciele. Prąd elektryczny o wysokiej częstotliwości jest podawany na skórę przez zestaw nieinwazyjnych elektrod, podczas gdy inny zestaw elektrod skórnych rejestruje powstałe napięcia z tkanki. Właściwości obecnej zmiany zależą od składu i mikroskopowej struktury leżącej pod nią tkanki.
Mięśnie zbudowane są z długich wiązek włókien zorientowanych w tym samym kierunku. Prąd elektryczny przepływa łatwiej, gdy porusza się równolegle do włókien; kiedy przechodzi przez włókna, napotyka więcej błon komórkowych, co powoduje większe opóźnienie lub przesunięcie fazowe prądu. Grupa Rutkove w Beth Israel Deaconess Medical Center odkryła, że to przesunięcie fazowe różni się w zależności od stanu zdrowia mięśnia, ponieważ chory mięsień ma mniej błon komórkowych. Ponadto energia jest tracona, gdy prąd przepływa przez mięśnie, a tym bardziej, gdy przepływa przez włókna. Grupa Rutkovego odkryła, że obserwacja zarówno przesunięcia fazowego, jak i utraty energii może dostarczyć unikalnych informacji na temat zdrowia mięśni, ponieważ chore mięśnie mają mniej włókien mięśniowych, mniejsze błony komórkowe i nienormalne ilości tłuszczu i wody w mięśniach, a wszystko to wpływ na te pomiary.
Grupa Rutkovego początkowo dokonywała pomiarów mięśni za pomocą gotowych urządzeń do pomiaru składu ciała, zmodyfikowanych do wykonywania EIM. Ale proces ten wymagał przyklejania elektrod umieszczonych w kilku pozycjach wzdłuż mięśnia, a pojedyncza część ciała może wymagać wielu rund umieszczania elektrod pod różnymi kątami. Sonda ręczna, opracowana we współpracy z Joel Dawson Laboratorium elektrotechniczne w MIT umożliwia szybkie wykonywanie pomiarów bez konieczności stosowania elektrod.
Dawson mówi, że głównym wyzwaniem technicznym przy opracowywaniu urządzenia było znalezienie sposobu na dostarczanie prądów elektrycznych pod różnymi kątami bez konieczności stosowania skomplikowanych maszyn. Wpadliśmy na pomysł, aby mieć wiele małych sond pikselowych i połączyć je ze sobą, mówi. Głowica urządzenia zawiera dwa pierścienie małych elektrod: jeden do przesyłania prądu i jeden do pomiaru napięcia. Te pojedyncze elektrody mogą być połączone elektrycznie w różnych kombinacjach, aby działały jako pojedyncze większe elektrody, lub mogą być izolowane indywidualnie, aby zapewnić lepszą rozdzielczość. Pozwala to naukowcom zaprogramować określone kąty, które chcą zmierzyć. Urządzenie jest podłączone do komputera, który oblicza pomiary impedancji i wyświetla wyniki w formie graficznej.
Rutkove obecnie testuje EIM u pacjentów z ALS oraz u dzieci z rdzeniowym zanikiem mięśni. Mówi, że największym wyzwaniem, jeśli chodzi o uczynienie EIM użytecznym, jest umiejętność interpretacji danych. Jego praca wykazała, że choroby nerwowo-mięśniowe mogą mieć unikalne sygnatury EIM, które można wykorzystać do diagnozowania i leczenia choroby, ale trwają prace badawcze mające na celu znalezienie właściwej sygnatury lub profilu impedancji, który mówi, że to jeden rodzaj choroby kontra inny. Technikę należy również przetestować na wystarczającej liczbie pacjentów, aby zrozumieć normalny zakres indywidualnej zmienności.
Pomysł posiadania narzędzia, które jest nieinwazyjne i bezbolesne do oceny funkcji mięśni, jest bardzo atrakcyjny, mówi Michał Benatar , neurolog z Emory University, który testuje urządzenie na pacjentach. Obecnie najlepszym badaniem funkcji mięśni jest elektromiografia (EMG), która polega na wkłuciu igły w mięsień i skurczeniu mięśnia przez pacjenta. Benatar testuje metodę EIM u pacjentów z ALS, aby sprawdzić, czy można ją wykorzystać do wczesnego wykrywania choroby. Mamy nadzieję, że będziemy w stanie wykryć nieprawidłowości za pomocą EIM, które nie są widoczne klinicznie lub przy użyciu konwencjonalnych technik, mówi. Dodaje jednak, że EIM nie jest gotowy do szerszego zastosowania w klinice, dopóki nie będzie jasne, jak interpretować wyniki.
Rutkove ma nadzieję, że w międzyczasie EIM okaże się przydatny jako narzędzie badawcze. Jego grupa prowadzi również badania na zwierzętach z chorobami nerwowo-mięśniowymi, aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób odczyty EIM odnoszą się do podstawowych zmian tkankowych w przebiegu choroby.