211service.com
Övervakning av muskler
Neuromuskulära sjukdomar som amyotrofisk lateralskleros (ALS) och muskeldystrofi innebär ofta en progressiv förlust av muskelfunktion, men att spåra musklernas hälsa över tiden är inte alltid lätt eller exakt. Det bästa sättet att diagnostisera och utvärdera muskeldegeneration innebär ett obekvämt nåltest; både detta test och andra tillvägagångssätt som frågeformulär är subjektiva och inte lätta att reproducera under flera sessioner.
Mät muskler: En ny handhållen enhet kan snabbt och smärtfritt bedöma muskelvävnadens hälsa med hjälp av en teknik som kallas elektrisk impedansmyografi.
En ny enhet, under utveckling av Seward Rutkove , en neurolog och forskare vid Harvard Medical School, och hans kollegor vid MIT skulle kunna tillhandahålla ett smärtfritt, icke-invasivt och kvantitativt alternativ. Den handhållna prototypen, som liknar en ultraljudssond, mäter elektrisk impedans i muskeln, som förändras beroende på vävnadens hälsa.
Metoden, även känd som elektrisk impedansmyografi (EIM), är en modifiering av den grundläggande teknologin som används i kroppssammansättningsenheter för att mäta procentandelen fett eller muskler i kroppen. En högfrekvent elektrisk ström appliceras på huden genom en uppsättning icke-invasiva elektroder, medan en annan uppsättning hudelektroder registrerar de resulterande spänningarna från vävnaden. Egenskaperna för den aktuella förändringen beror på den underliggande vävnadens sammansättning och mikroskopiska struktur.
Muskler är gjorda av långa buntade fibrer orienterade i samma riktning. En elektrisk ström passerar lättare när den går parallellt med fibrerna; när den passerar över fibrerna möter den fler cellmembran, vilket orsakar en större fördröjning eller fasförskjutning i strömmen. Rutkoves grupp vid Beth Israel Deaconess Medical Center har funnit att denna fasförskjutning varierar beroende på muskelns hälsa, eftersom sjuka muskler har färre cellmembran. Dessutom går energi förlorad när strömmen flyter genom muskler, och mer så när den flödar över fibrerna. Rutkoves grupp har funnit att att titta på både fasförskjutning och energiförlust kan ge unik information om muskelns hälsa, eftersom sjuka muskler har färre muskelfibrer, mindre cellmembran och onormala mängder fett och vatten i muskeln, allt detta påverka dessa mätningar.
Rutkoves grupp gjorde initialt muskelmätningar med hjälp av vanliga kroppssammansättningsenheter modifierade för att utföra EIM. Men processen krävde stick-on elektroder placerade i flera positioner längs en muskel, och en enda kroppsdel kan kräva flera omgångar att placera elektroderna i olika vinklar. Den handhållna sonden, utvecklad i samarbete med Joel Dawson s eltekniska labb vid MIT, gör det möjligt att ta mätningarna snabbt utan att behöva använda elektroder.
Dawson säger att den största tekniska utmaningen vid utvecklingen av enheten var att hitta ett sätt att leverera elektriska strömmar i olika vinklar utan att kräva komplexa maskiner. Vi kom på idén att ha många små pixelsonder och koppla ihop dem, säger han. Enhetens huvud innehåller två ringar av små elektroder: en för att skicka ström och en för att mäta spänning. Dessa individuella elektroder kan kopplas elektriskt i olika kombinationer för att fungera som enstaka större elektroder, eller kan isoleras individuellt för att ge en finare upplösning. Detta gör att forskarna kan programmera de specifika vinklar som de vill mäta. Enheten är ansluten till en dator som beräknar impedansmätningar och visar resultaten grafiskt.
Rutkove testar för närvarande EIM hos patienter med ALS och hos barn med spinal muskelatrofi. Han säger att den största utmaningen för att göra EIM användbar är att veta hur man tolkar datan. Hans arbete har visat att neuromuskulära sjukdomar kan ha unika EIM-signaturer som kan användas för att diagnostisera och behandla sjukdomen, men det är ett pågående forskningsarbete för att hitta rätt signatur eller impedansprofil som talar om för dig att det är en typ av sjukdom kontra en annan. Tekniken måste också testas på tillräckligt många patienter för att förstå det normala intervallet för individuell variation.
Tanken på att ha ett verktyg som är icke-invasivt och smärtfritt för att bedöma muskelfunktion är mycket attraktiv, säger Michael Benatar , en neurolog vid Emory University, som testar enheten i patienter. För närvarande är det bästa testet för muskelfunktion elektromyografi (EMG), vilket innebär att man placerar en nål i muskeln och får patienten att dra ihop muskeln. Benatar har testat EIM-metoden hos patienter med ALS för att se om tekniken kan användas för tidig upptäckt av sjukdom. Vi hoppas att vi kanske kan upptäcka avvikelser med EIM som inte är uppenbara kliniskt eller med konventionella tekniker, säger han. Men han tillägger att EIM inte är redo att användas mer allmänt på kliniken förrän det är klart hur man ska tolka resultaten.
Rutkove hoppas att EIM under tiden kommer att visa sig användbart som ett forskningsverktyg. Hans grupp genomför också studier på djur med neuromuskulära sjukdomar för att mer detaljerat förstå hur EIM-avläsningar relaterar till de underliggande vävnadsförändringarna med sjukdom.