211service.com
Spiermonitoring
Neuromusculaire ziekten zoals amyotrofische laterale sclerose (ALS) en spierdystrofie brengen vaak een progressief verlies van spierfunctie met zich mee, maar het volgen van de gezondheid van spieren in de tijd is niet altijd gemakkelijk of nauwkeurig. De beste manier om spierdegeneratie te diagnosticeren en te evalueren, is een ongemakkelijke naaldtest; zowel deze test als andere benaderingen zoals vragenlijsten zijn subjectief en niet gemakkelijk te reproduceren over meerdere sessies.
Meten spier: Een nieuw handheld-apparaat kan snel en pijnloos de gezondheid van spierweefsel beoordelen met behulp van een technologie die elektrische impedantiemyografie wordt genoemd.
Een nieuw apparaat, in ontwikkeling door Seward Rutkove , een neuroloog en wetenschapper aan de Harvard Medical School, en zijn collega's aan het MIT zouden een pijnloos, niet-invasief en kwantitatief alternatief kunnen bieden. De prototype handheld sonde, vergelijkbaar met een ultrasone sonde, meet de elektrische impedantie in de spier, die verandert afhankelijk van de gezondheid van het weefsel.
De benadering, ook bekend als elektrische impedantie-myografie (EIM), is een wijziging van de basistechnologie die wordt gebruikt in apparaten voor lichaamssamenstelling om het percentage vet of spieren in het lichaam te meten. Een hoogfrequente elektrische stroom wordt op de huid aangebracht via een set niet-invasieve elektroden, terwijl een andere set huidelektroden de resulterende spanningen van het weefsel registreert. De eigenschappen van de huidige verandering zijn afhankelijk van de samenstelling en microscopische structuur van het onderliggende weefsel.
Spieren zijn gemaakt van lange gebundelde vezels die in dezelfde richting zijn georiënteerd. Een elektrische stroom passeert gemakkelijker wanneer deze evenwijdig aan de vezels loopt; wanneer het over de vezels gaat, komt het meer celmembranen tegen, wat een grotere vertraging of faseverschuiving in de stroom veroorzaakt. De groep van Rutkove in het Beth Israel Deaconess Medical Center heeft ontdekt dat deze faseverschuiving varieert afhankelijk van de gezondheid van de spier, aangezien zieke spieren minder celmembranen hebben. Bovendien gaat er energie verloren als de stroom door de spieren stroomt, en nog meer als de stroom over de vezels stroomt. De groep van Rutkove heeft ontdekt dat het kijken naar zowel faseverschuiving als energieverlies unieke informatie kan opleveren over de gezondheid van de spier, aangezien zieke spieren minder spiervezels, kleinere celmembranen en abnormale hoeveelheden vet en water in de spier hebben, die allemaal invloed hebben op deze metingen.
De groep van Rutkove deed aanvankelijk spiermetingen met behulp van kant-en-klare apparaten voor lichaamssamenstelling die waren aangepast om EIM uit te voeren. Maar het proces vereiste plakelektroden die op verschillende posities langs een spier werden geplaatst, en een enkel lichaamsdeel zou meerdere rondes kunnen vereisen waarbij de elektroden onder verschillende hoeken worden geplaatst. De handsonde, ontwikkeld in samenwerking met Joel Dawson ’s elektrotechnisch laboratorium aan het MIT, maakt het mogelijk om snel te meten zonder dat er elektroden nodig zijn.
Dawson zegt dat de belangrijkste technische uitdaging bij de ontwikkeling van het apparaat was om een manier te vinden om elektrische stromen onder verschillende hoeken te leveren zonder dat daarvoor ingewikkelde machines nodig zijn. We kwamen op het idee om veel kleine pixelprobes te hebben en ze met elkaar te verbinden, zegt hij. De kop van het apparaat bevat twee ringen van kleine elektroden: één om stroom te sturen en één om spanning te meten. Deze individuele elektroden kunnen in verschillende combinaties elektrisch worden verbonden om als enkele grotere elektroden te fungeren, of kunnen afzonderlijk worden geïsoleerd om een fijnere resolutie te geven. Hierdoor kunnen de onderzoekers de specifieke hoeken programmeren die ze willen meten. Het apparaat is aangesloten op een computer die impedantiemetingen berekent en de resultaten grafisch weergeeft.
Rutkove test momenteel EIM bij patiënten met ALS en bij kinderen met spinale musculaire atrofie. Hij zegt dat de grootste uitdaging om EIM nuttig te maken, is te weten hoe de gegevens moeten worden geïnterpreteerd. Zijn werk heeft aangetoond dat neuromusculaire ziekten unieke EIM-signaturen kunnen hebben die kunnen worden gebruikt om de ziekte te diagnosticeren en te behandelen, maar het is een voortdurende onderzoeksinspanning om de juiste signatuur of impedantieprofiel te vinden die u vertelt dat het een type ziekte is versus een ander. De techniek moet ook bij voldoende patiënten worden getest om het normale bereik van individuele variabiliteit te begrijpen.
Het idee om een hulpmiddel te hebben dat niet-invasief en pijnloos is om de spierfunctie te beoordelen, is erg aantrekkelijk, zegt Michael Benatar , een neuroloog aan de Emory University, die het apparaat bij patiënten test. Momenteel is de beste test voor spierfunctie elektromyografie (EMG), waarbij een naald in de spier wordt geplaatst en de patiënt de spier samentrekt. Benatar heeft de EIM-methode getest bij patiënten met ALS om te zien of de techniek kan worden gebruikt voor vroege detectie van ziekte. We hopen dat we met EIM afwijkingen kunnen detecteren die klinisch of met conventionele technieken niet duidelijk zijn, zegt hij. Maar hij voegt eraan toe dat EIM niet klaar is om op grotere schaal in de kliniek te worden gebruikt totdat duidelijk is hoe de resultaten moeten worden geïnterpreteerd.
Rutkove hoopt dat EIM in de tussentijd nuttig zal zijn als onderzoeksinstrument. Zijn groep voert ook studies uit bij dieren met neuromusculaire aandoeningen om meer in detail te begrijpen hoe EIM-metingen verband houden met de onderliggende weefselveranderingen met ziekte.