Temperaturens påverkan vid sensorisk och motorisk
neurografi på nervus tibialis
The temperature’s effect on sensory and motor
electroneurography on nervus tibialis
Författare: Emma Ohnback
Vårterminen 2020
Examensarbete: Grundnivå (G2E), 15 högskolepoäng Huvudområde: Biomedicinsk laboratorievetenskap Biomedicinska analytikerprogrammet, inriktning fysiologi BMLV, Examensarbete, 15 högskolepoäng
Institutionen för hälsovetenskaper, Örebro universitet.
Handledare: Eva Oskarsson, universitetslektor, Örebro universitet
SAMMANFATTNING
Neurografi är en grundläggande metod för att diagnosticera perifera nervsjukdomar, metoden reflekterar det funktionella tillståndet av myeliniserade axon. Neurografi är uppdelat i två delar, motorisk och sensorisk neurografi. Vid undersökningen erhålls va-riabler så som amplitud, latenstid och nervledningshastighet, samtliga vava-riabler är på-verkade av vävnadstemperatur. Vid kalla temperaturer sjunker nervledningshastigheten, amplituden förändras och latenstiden förlängs. Syftet med studien är att kartlägga till vilken grad temperaturen påverkar sensorisk neurografi och om motorisk neurografi på-verkas av temperatur.
I studien undersöktes den sensoriska och motoriska grenen på n. tibialis vid hudtempe-raturerna > 30° C, mellan 25 – 28° C samt < 24° C. Huden kyldes med vatten och hud-temperaturen mättes med en örontermometer.
Sensorisk nervledningshastighet och amplitud visade en signifikant skillnad mellan de tre temperaturintervallerna medan motorisk nervledningshastighet och amplitud inte vi-sade någon signifikant skillnad.
Nyckelord: Neurografi, hudtemperatur, sensorisk neurografi, motorisk neurografi, nervus tibialis, nervi tibialis plantaris medialis.
ABSTRACT
Electroneurography is a fundamental method for diagnosing peripheral nerve disorder, the method reflects the functional condition of the myelin coated axons. Electroneurog-raphy is divided into two parts, sensory and motor neurogElectroneurog-raphy. During the examination are variables as amplitude, latency and conduction velocity acquired, all those variables are affected by temperature. At cold temperature conduction velocity declines, ampli-tude changes and latency extend. The purpose of the study is to map out to what degree the temperature is affecting sensory neurography and if motor neurography is affected by temperature.
The study examined the sensory and motor branch of n. tibialis at the skin temperature > 30° C, between 25 – 28° C and < 24° C. The skin was cooled by water and the skin temperature was measured by an ear-thermometer.
Sensory conduction velocity and amplitude had a significantly difference at the three temperature intervals meanwhile motor conduction velocity and amplitude did not.
Keywords: Electroneurography, skin temperature, sensory neurography, motor neurog-raphy, nervus tibialis, nervi tibalis plantaris medialis.
Innehåll
1. INTRODUKTION ... 1
1.1 Bakgrund om neurografi. ... 1
1.2 Grundläggande neurofysiologi ... 1
1.3 Neurografi som metod ... 2
1.4 Motorisk neurografi ... 2
1.5 Sensorisk neurografi ... 3
1.6 Variabler ... 3
1.7 Faktorer som påverkar neurografi ... 4
1.7.1 Temperaturens påverkan av neurografi ... 4
1.8 Uppvärmning av huden ... 5
1.9 N. tibialis ... 5
1.10 Normalvärden ... 6
1.10.1 Syfte ... 6
1.10.2 Frågeställning ... 6
2. MATERIAL OCH METOD ... 7
2.1 Urval av testpersonerna ... 7 2.2 Undersökningen ... 7 2.2.1 Studieprotokoll ... 7 2.2.2 Sensorisk undersökning – SCV ... 7 2.2.3 Motorisk undersökning – MCV ... 8 2.3 Statistik ... 9 2.4 Etik ... 9 3. RESULTAT ... 11 4. DISKUSSION ... 15
4.1 Testpersonerna ... 15
4.2 Resultatet ... 15
4.2.1 SCV ... 15
4.2.2 MCV ... 15
4.2.3 Sensorisk amplitud – SNAP ... 16
4.2.4 Motorisk amplitud – CMAP ... 16
4.3 Normalvärden ... 16 4.4 Felkällor ... 17 4.4.1 Neurografi ... 17 4.4.2 Temperaturreglering ... 17 4.5 Slutsats ... 18 4.5.1 Klinisk användning ... 18 4.5.2 Slutsats ... 18 REFERENSER ... 20
1
1. INTRODUKTION
1.1 Bakgrund om neurografi.
Neurografi är en metod som har använts sedan 1950-talet (1). Syftet med metoden är att un-dersöka nervernas funktion genom att mäta deras förmåga att leda elektriska signaler, vilket påverkas vid neurologiska sjukdomar. På klinisk neurofysiologiska avdelningar uppmanas pa-tienten att komma uppvärmd för att inte påverka resultaten negativt. För att kontrollera detta mäts patientens hudtemperatur innan neurografi, framförallt vid sensorisk neurografi men i vissa fall även vid motorisk neurografi (2).
1.2 Grundläggande neurofysiologi
Nervsystemet delas in i två huvudområden; det centrala och det perifera nervsystemet. Det centrala nervsystemet utgörs av hjärnan samt ryggmärgen medan det perifera nervsystemet delas in i tre underkategorier: sensoriska, motoriska och autonoma nervsystemet. Dessa har gemensamt att de består av en samling nerver som parvis utgår från ryggmärgen eller den ne-dersta delen av hjärnan (3). Det motoriska nervsystemet består av efferenta nervfibrer som ut-går från framhornscellerna i ryggmärgen till den tvärstrimmiga skelettmuskulaturen. Det sen-soriska nervsystemet består av afferenta nervfibrer som är anslutna till receptorer som leder in information till ryggmärgen via dorsalrotsganglier. Informationen leds via aktionspotentialer genom en rad av neuroner (4,5).
Synapsen är fundamental för ett fungerande nervsystem, det är kopplingspunkten mellan neu-ron och målorgan. I centrala nervsystemet avgör synapsen i vilken riktning som aktionspoten-tialen kommer att fortledas i, men kan även inhibera eller facilitera en signal. I perifera nerv-systemet kan synapsen enbart facilitera till bildandet av aktionspotentialer (6).
Aktionspotentialer är snabba förändringar i membranpotentialen. Membranet innehar en nega-tiv vilopotential som sedan vid en tillströmning av natriumjoner ändras till en posinega-tiv potential som sprids längst axonet (6). Vid neurografi stimuleras nerven elektroniskt så att en depolari-sering uppstår i axonen och aktionspotentialen fortleds, detta sker genom en stimulering via en stimuleringselektrod som placeras över nerven (4).
2 1.3 Neurografi som metod
Neurografi är en essentiell metod för diagnostisering av ett flertal perifera neurologiska sjuk-domar. Metoden uppmäter och reflekterar det funktionella tillståndet av de myeliniserade axo-nen (7). Neurografi är uppdelat i två delar, det motoriska och det sensoriska. Den motoriska neurografin används för att diagnostisera perifera nervsjukdomar så som polyneuropati, Guil-lain-Barés sjukdom, entrapment men även sjukdomar i muskelfibrerna, så som myopati eller polymyosit. Sensorisk neurografi är användbart för att diagnosticera polyneuropati eller en-trampment som påverkar de sensoriska axonen (5). Ofta används en kombination av både mo-torisk och sensorisk del.
1.4 Motorisk neurografi
Metoden utförs enligt standard med ett registreringselektrodpar, bestående av en aktiv registrerande elektrod (katod) och en referenselektrod (anod) samt en stimuleringselektrod som även består av en katod och anod (8). Den aktiva registreringselektroden placeras över motorändplattan som motsvarar muskelbuken. Referenselektroden placeras över ett elektriskt inaktivt område, till exempel över den distala leden för muskeln (5).
Stimuleringselektroden består av en katod och en anod, katoden placeras över nerven och anoden placeras vid motorisk neurografi proximalt om katoden (8). Vid katoden depolariseras axonen och aktionspotentialer startas som fortleds till muskeln och muskelsvaret registreras av den aktiva registreringselektroden. Nerven till muskeln stimuleras elektriskt på flera punkter längs dess förlopp, antingen stimuleras nerven vid bestämda punkter eller enligt standardiserade avstånd från registrerande elektrod (5).
Ökas stimuleringsstyrkan aktiveras allt fler axon och muskelsvaret växer tills alla axonen har depolariserats (5). Stimuleringsstyrkan ska vara 10 – 25 % starkare än den nödvändiga styrkan för att kunna framkalla ett maximalt muskelsvar och den ska vara tillräckligt hög för att excitera alla myeliniserade axon i nerven. Detta kallas att supramaximalstimulera nerven (8), vilket innebär att stimuleringsstyrkan är tillräckligt hög för att engagera maximal mängd motoriska enheter. Detta är uppnått när amplituden av compound motor action potential (CMAP) ej ökar längre med stimuleringsstyrkan (4).
CMAP är uppmätta aktionspotentialer från den aktiva registreringselektroden. Formen av CMAP beror på den aktiva registreringselektrodens placering till motorändplattan och den
3 anatomiska konfigurationen i muskeln. Amplituden av CMAP beror på antalet motoriska enheter som kontraherats (4,8).
1.5 Sensorisk neurografi
Vid sensorisk neurografi stimuleras nerven och svaret uppmäts antingen distalt eller proximalt om stimuleringselektroden (8), metoden kan utföras på två sätt: mot eller från nervens fysiolo-giska riktning. Med fysiologisk riktning menas åt den riktning ett stimuli normalt upptas av sensoriska nervfibrer. Vid ortodrom-stimulering stimuleras nerven distalt om den registre-rande elektroden, alltså i nervens riktning, medan vid antidrom-stimulering stimuleras nerven proximalt om den registrerande elektroden (8,4). I denna studie användes enbart ortodrom sti-mulering.
Sensory nerve action potential (SNAP) är den sensoriska nervaktionspotentialen och är sum-man av de aktionspotentialer som genereras av de individuella myeliniserade axon med en di-ameter över nio mikrometer (8,9). Amplituden av SNAP korrelerar starkt med avståndet från stimulerande elektrod till registrerande elektrod: ökar avståndet minskar amplituden. Signa-lens utseende ger viktig information om antalet axon och nervledningsförmåga (7).
1.6 Variabler
Under både sensorisk och motorisk neurografi erhålls de idag viktigaste variablerna amplitud, latenstid och nervledningshastighet, men även variablerna duration och area.
Amplituden CMAP (mV) eller SNAP (µV) mäts från baslinjen till högsta punkten av svarspo-tentialen och reflekterar antal axon aktiverade av stimuleringen. I figur 1 ses detta under för-kortningen AMP.
Latenstid (ms) mäts från stimulering till den första avvikelsen i baslinjen (8) och beror på ti-den för nervimpulsens fortledning, samt för överkoppling vid motorisk neurografi (5), i figur 1 ses detta under förkortningarna DLAT (distal latenstid) och PLAT (proximal latenstid). Sti-muleras nerven på flera nivåer kan skillnaden i latenstid med avståndet på nervsegmentet an-vändas för att kalkylera nervledningshastighet (5,8)
Nervledningshastigheten är den tid det tar för det snabbaste axonet att leda en aktionspotential över ett nervsegment. Längden av nervsegmentet är mätt från katoden till stimuleringspunkten (3). Nervledningshastigheten reflekteras av diametern av axonen och myelinets integritet (4). Vid sensorisk neurografi benämns nervledningshastigheten som sensory conduction velocity
4 (SCV) och vid motorisk neurografi benämns nervledningshastigheten som motor conduction velocity (MCV) (8).
Figur 1. Neurografi av n. medianus. Variablerna amplitud (AMP), distal och proximal latenstid (DLAT och PLAT), duration och area är markerade utifrån vad de representerar i svaret. Bilden till vänster visar ett sensoriskt svar medan bilden till höger visar motoriskt svar från en distal och en mer proximal stimulering (8). 1.7 Faktorer som påverkar neurografi
Det finns flertal variabler som påverkar neurografi men de som är relevanta i studien är ålder, längd och kön. Med stigande ålder sänks amplituden av CMAP och SNAP. Vid ökad längd sänks nervledningshastigheten med 2 – 3 m/s per 10 centimeter samt även amplituden av SNAP sänks. Det ska ej finnas en signifikant skillnad mellan könen, de få skillnader som har noteras har kopplats samman med att män har generellt större kroppsvolym än kvinnor (8). 1.7.1 Temperaturens påverkan av neurografi
Enligt Gavanozi et al visas att temperaturen ändrar nerv- och muskeltransmembranets jonjämvikt och därav kapaciteten för generering av aktionspotential och impulsspridning. Teorin är att kylning av vävnaden kring nerven resulterar i en långsammare depolarisering av nervmembranet medan värme kommer att resultera i en snabb och kort depolarisation av individuella nervfibrer och deras motoriska enheter (10).
Alla variabler vid neurografi är påverkade av temperatur. Vid nedkylning sjunker
nervledningshastighet, amplituden förändras och den distala latenstiden förlängs. Det finns en lokal effekt på CMAP och SNAP samt en segmentell effekt på nervledningshastigheten
5 (4,8,11). Sänkning av temperatur i ett nervsegment kan sänka SCV med 1,2 – 2,4 m/s per grad medan amplituden av CMAP ökar 1,7% per grad med sjunkande temperatur ned till 18° C (8). Amplituden är en omdiskuterad variabel då olika studier har visat olika resultat angående amplitudens relation med temperatur. Att amplituden av CMAP ökar vid sjunkande temperatur är forskningen någorlunda överens om, medan amplituden av SNAP är
omdiskuterat. I vissa fall ses en sjunkande amplitud vid kalla temperaturer, medan i andra fall ses en ökande amplitud. Det har även rapporteras ett icke-signifikant relation mellan
temperatur och amplitud (4,8,12).
Angående hur starkt korrelationen mellan temperatur och nervledningshastighet är diskuteras även. Todnem et al (13) påvisar ett icke-linjärt samband där de jämför med tidigare studier som har fått ett linjärt samband.
1.8 Uppvärmning av huden
Extremiteterna kan bli uppvärmda snabbt (1–5 minuter) genom nedsänkning i vatten eller via värmekuddar, men dessa metoder ger inte en pålitlig temperatur i djupare vävnad. De
motoriska nervsegmenten är inbäddade i muskler och bara i extrema fall kommer en signifikant påverkan uppstå. Minimum på 30̊ C uppmätt på handrygg och 28̊ C uppmätt på fotrygg är en vanlig rekommendation i de flesta laboratorium vid neruografiundersökning (8). 1.9 N. tibialis
Från kota L4, L5, S2 och S3 utgår ryggmärgsnerver som bildar plexus sacralis. I detta plexus ingår kroppens grövsta perifera nerv, n. ichiadicus. Nerven löper från höften ned till knä-vecket där den övergår till n. tibialis som försörjer fotleds- och tåflexorerna i vaden samt små-muskler i foten. Den sensoriska grenen av n.tibalis härstammar från n. suralis i vaden som för-grenas i häl och fotsula, nn. plantaris medialis och lateralis (figur 2) (7).
6 Figur 2. N. tibialis anatomiska struktur (14).
1.10 Normalvärden
Nervledningshastigheten vid motorisk och sensorisk neurografi av nedre extremitet förväntas generellt vara minst 40 m/s för samtliga åldersgrupper. (5,9). Amplituden av CMAP har ett medelvärde av 3,8 mV med en spridning från 1,1 – 20,0 mV medan amplituden av SNAP har ett medelvärde på 26,7 µV med en spridning från 15,6 – 37,8 µV. Latenstiden till den
motoriska svarspotentialen har ett medelvärde på 3,6 ms med en spridning på 2,2 – 5,4 ms och sensorisk latenstid har ett medelvärde på 2,8 ms med en spridning på 2,7 – 2,9 ms (15,16). 1.10.1 Syfte
Syftet med studien är att undersöka om det förekommer en skillnad i nervledningshastighet och amplitud av motorisk neurografi på n. tibialis vid en temperaturreglering samt gradera betydelsen av temperaturreglering vid sensorisk neurografi på nn. tibialis plantaris medialis vid hudtemperaturerna > 30° C, mellan 25 – 28° C samt < 24° C.
1.10.2 Frågeställning
•
Påverkas nervledningshastigheten och amplitud vid sensorisk och motorisk neurografi vid tre specifika temperaturintervaller?7
2. MATERIAL OCH METOD
2.1 Urval av testpersonerna
Inklusionskriterier var att testpersonen skulle vara inom åldern 20 – 35 år.
Exklusionskriteriena var diabetes eller perifer nervsjukdom. Totalt 27 personer undersöktes varav 18 kvinnor och 9 män, där samtliga testpersoner undersöktes bilateralt både motoriskt samt sensoriskt.
2.2 Undersökningen 2.2.1 Studieprotokoll
Temperaturen uppmättes med en örontermometer (Braun, Southborough, USA).
Temperaturen erhölls från två olika mätpunkter på foten; fotsulan och fotryggen. Vid den sensoriska registreringen erhölls temperaturen från fotsulan och vid den motoriska
registreringen erhölls temperaturen från fotryggen, dock fick inte temperaturerna skilja sig mer än 1° C mellan de två mätpunkterna. Temperaturen kontrollerades åter igen efter registrering för att undersöka om testpersonerna var fortfarande inom korrekt
temperaturintervall, hade temperaturen hamnat utanför temperaturintervallet värmdes
alternativt kyldes testpersonens fot och en ny registrering utfördes.Testpersonen undersöktes sensoriskt och motoriskt vid tre olika temperaturstadier, varm, ljummen samt kall. Varm innebar en temperatur mellan 30–40° C, ljummen innebar 25 – 28° C och kall innebar en temperatur mellan 24–19°C. Temperaturerna justerades med två – tre plastpåsar fyllda med kranvatten och de kalla påsarna fylldes med is för att sänka temperaturen ytterligare.
Plastpåsarna täckte hela fötterna från malleolen och nedåt. När de två mätpunkterna var inom godkänt temperaturintervall kunde registreringen påbörjas med alternerade val av höger respektive vänster ben som utgångspunkt. Utrustningen som användes var
neurografiutrustningen Keypoint® (Alpine BioMed ApS, Köpenhamn, Danmark). 2.2.2 Sensorisk undersökning – SCV
Den sensoriska undersökningen av nn. tibialis plantaris medialis bestod enbart av ortodrom registrering, där stimuleringsduration var inställd på 0,1 ms. Registrerande elektrod med internodavstånd 23 mm, (Nihon Kohden, Tokyo, Japan) placerades posteriort om inre malleolen med katoden riktad distalt. 14 cm uppmättes från registrerande elektrod längt med arcus longitudinalis medialis och punkten markerades ut. En jordelektrod (GVB-gelliMED, Bad Segeberg, Tyskland) placerades runt vaden (figur 3). Stimuleringselektrod med
8 internodavstånd 23 mm (Nihon Kohden, Tokyo, Japan) placerades under fotsulan och
strömstyrkan reglerades tills den maximala amplituden av SNAP var uppnådd, härifrån utfördes 10 stimuleringar som medelvärdesbildades (17). Sensorisk neurografi utfördes totalt sex gånger på varje testperson, alltså en registrering per ben vid de tre olika
temperaturintervallen.
2.2.3 Motorisk undersökning – MCV
Stimuleringsduration var 0,2 ms. Aktiv elektrod med diametern 10 mm (Natus Manufacturing Limited, Galway, Irland) fästes med elektrodkräm Elefix (Nihon Kohden, Tokyo, Japan) och tejp över m.abductor hallucis brevis medan referenselektrod fästes över den distala leden på stortån med elektrodkräm och tejp. Stimuleringselektroden placerades posteriort om inre malleolen där n. tibialis finns (se figur 4) och strömstyrkan ökades tills nerven var supramaximal stimulerad. Därefter stimulerades n. tibialis i knävecket tills nerven var supramaximal stimulerad (17). Avståndet från stimuleringspunkten i knävecket till mediala malleolen uppmättes med måttband varpå hastigheten (CV) beräknades.
Figur 3. Bild visar på elektrodplacering vid sensorisk neurografi av nn. tibialis plantaris medialis .
Mottagarelektrod är placerad bakom inre malleolen och stimuleringselektroden är placerad under fotsulan. Jordelektroden är placerad runt vaden. Fotograf Ohnback, E
9 Figur 4. Elektrodplacering vid motorisk neurografi av n. tibialis. Aktiv elektrod är placerad över m. abductor hallucis brevis, referenselektrod är placerad över distala leden i stortån, distal stimuleringselektrod är placerad bakom inre malleolen och jordelektroden är placerad runt vaden. Fotograf Ohnback, E.
2.3 Statistik
Vid bearbetning av statistik användes Microsoft Office Excel 2013. Normalfördelning bedömdes visuellt och ett tvåsidigt parat t-test beräknades för samtliga
medelvärdesbildningar, det vill säga SCV, MCV, CMAP, SNAP och temperatur. Variablerna presenteras som medelvärde och standardavvikelse (m ± SD). Det tvåsidiga parat t-testet användes för att se om det förelåg en skillnad mellan höger-och vänstersida. Envägs-ANOVA användes för att se om det förelåg en skillnad mellan de tre temperaturintervallerna vid SCV, MCV, SNAP och CMAP, inget post-hoc test användes för att kontrollera var skillnaden förelåg. Signifikantnivå var bestämd till α = 0,05 vid samtliga beräkningar.
Korrelationskoefficienter användes för att se samband mellan nervledningshastighet och amplitud mot temperatur samt längd mot nervledningshastighet.
2.4 Etik
Alla testpersoner har deltagit frivilligt och har blivit informerade att de kan avbryta sitt deltagande utan att ange orsak när som helst under studiens gång. Innan undersökning fick testpersonerna läsa ett informationsblad samt signera en samtyckesblankett (bilaga 1).
10 Frågor om neurologiska sjukdomar och diabetes ställdes till testpersonen. Även ålder, längd och kön efterfrågades. Namn och födelsedatum ersattes i registrerande utrustning av en studiekod genererad av studieansvarig. All information kommer att raderas vid studiens slut. Neurografi är en klinisk använd metod som utsätter testpersoner för vissa påfrestningar och kan upplevas obehaglig då metoden använder sig av svag elektrisk ström. Metoden består även till stora moment nära fysisk kontakt som även vissa personer kan uppleva som obehagligt.
Temperaturreglering av testpersonen skedde med hjälp av plastpåsar fyllda med kranvatten, vattentemperaturen uppnådde ej extrema värden och testpersonen utsattes inte mer än några minuter för exponering och därav löpte ingen risk för hypotermi eller brännskador.
11
3. RESULTAT
Totalt 27 testpersoner undersöktes varav 18 kvinnor och 9 män med en medelåder på 25 år (range 19–30 år) och en medellängd på 171 cm (range 162–186 cm).
Alla värden bedömdes vara normalfördelade. Medelvärdena, standardavvikelse och p-värde från envägs-ANOVA presenteras i tabell 1. Samtliga variabler från motorisk neurografi är beräknade utifrån den distala registreringen, förutom nervledningshastigheten som beräknades utifrån sträckan mellan distal och proximal stimulering. Inga signifikanta skillnader sågs mellan höger- och vänstersida oavsett variabel (tabell 2), därför grundar sig beräkningarna på att sidorna sammanslogs (höger och vänster sida sammantaget) och det totala antalet blev 54 stycken.
Tabell 1. Tabellen visar medelvärde och standardavvikelse (m ± SD) för de uppmätta variablerna SCV (sensory conduction velocity, sensorisk nervledningshastighet), MCV (motor conduction velocity, motorisk
nervledningshastighet), SNAP (sensory nerve action potential, sensorisk amplitud) och CMAP (compound motor action potential, motorisk amplitud). Resultatet från envägs-ANOVA presenteras. Varm, ljummen och kall avser temperaturer > 30° C, 28 – 25° C < 24° C. P-värde beräknats för samtliga variablers medelvärdesskillnad mellan de olika temperaturintervallen, signifikansnivå bestämd till α = 0,05. Amplituden är registrerad från baslinje till peak. N = 54. SCV (m/s) MCV (m/s) SNAP (µV) CMAP (mV) Varm 53,8 ± 5,7 46,7 ± 4,1 15,6 ± 7,0 13,3 ± 3,6 Ljummen 50,0 ± 5,4 45,5 ± 3,9 12,6 ± 5,7 14,1 ± 4,0 Kall 47,4 ± 5,6 45,0 ± 4,1 10,6 ± 5,5 16,1 ± 4,1 p-värde < 0,05 0,08 < 0,05 0,57
Tabell 2. P-värde beräknat för medelvärdsskillnaden av höger- och vänstersida. Variablerna är SCV (sensorisk nervledningshastighet), MCV (motorisk nervledningshastighet), temperatur för sensorisk (S) och motorisk (M). SNAP (sensorisk amplitud) och CMAP (motorisk amplitud). P > 0,05 för samtliga variabler.
SCV (m/s) MCV (m/s) Temp (S) Temp (M) SNAP (µV) CMAP (mV)
Varm 0,23 0,52 0,27 0,38 0,67 0,54
Ljummen 0,39 0,06 0,86 0,17 0,59 0,69
12 De tre temperaturintervallerna för SCV och MCV föll inom den bestämda ramen (> 30° C, 28 – 25° C < 24° C) (tabell 3).
Tabell 3. Medelvärde och standardavvikelse (m ± SD) för de uppmätta temperaturerna.
Sensorisk neurografi Motorisk neurografi Teoretiskt värde
Varm (°C) 32,3 ± 1,9 32,4 ± 1,8 > 30
Ljummen (°C) 27,0 ± 0,8 27,1 ± 0,8 28 – 25
Kall (°C) 22,1 ± 1,7 22,5 ± 1,5 < 24
Sambandet mellan sensorisk nervledningshastighet och temperatur presenteras i ett
spridningsdiagram (figur 5), korrelationskoefficienten R = 0,54. Ett spridningsdiagram för MCV presenterades (figur 6) där R = 0,16.
Ett spridningsdiagram för amplitud av SNAP samt CMAP presenterades i ett
spridningsdiagram (figur 7, 8). Amplituden av SNAP hade korrelationskoefficienten R = 0,31 och amplituden av CMAP hade korrelationskoefficienten R = -0,11.
Figur 5. Nervledningshastighet beroende av temperatur. Regressionslinjen visar ett positivt samband mellan temperatur och SCV (sensorisk nervledningshastighet). SCV och temperatur är medelvärdet av registreringarna från varje testpersons höger- och vänstersida vid de tre temperaturintervallerna.
y = 0,61x + 33,7 35,0 40,0 45,0 50,0 55,0 60,0 65,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 Ne rv le dn in gs ha st igh et (m /s ) Temperatur (C°) SCV Varm SCV Ljummen SCV Kall
13 Figur 6. Nervledningshastighet beroende av temperatur. Regressionslinjen visar ett svag positivt till inget
samband mellan temperatur och MCV (motorisk nervledningshastighet). Värdena för temperatur och MCV grundas på medelvärdet för varje testpersonvid de tre temperaturintervallerna.
Figur 7. Amplituden av SNAP (sensory nerve action potential) beroende av temperatur. SNAP visar ett svagt positivt samband. Amplituden som presenteras är registrerad från baslinje till peak. SNAP och temperatur grundades av medelvärdet på testpersonerna vid de tre temperaturintervallerna.
y = 0,14x + 41,9 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 35,0 40,0 45,0 50,0 55,0 60,0 Temperatur (C°) Ne rv le dn in gs ha st igh et (m /s ) MCV Varm MCV Ljummen MCV Kall y = 0,41x + 1,87 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 Am pl itud ( μV) Temperatur (C°) SNAP Varm SNAP Ljummen SNAP Kall
14 Figur 8. Amplituden av CMAP (compound motor action potential) beroende av temperatur.
Korrelationskoefficienten visar ett svagt negativ till inget samband. CMAP och temperatur grundades på medelvärdet för testpersonerna vid de tre temperaturintervallerna.
Ett normalvärde för nn. tibialis plantaris medialis beräknades via formeln m ± 2SD,
normalvärdet utgår från det värde som insamlades vid > 30 °C och normalreferens anges till 42,4 – 65,2 m/s och SNAP till 8,4 – 23,0 µV.
Nervledningshastigheten ska påverkas av kroppslängd (8), testpersonernas medelvärde av MCV hudtemperaturen >30 °C presenterades i ett spridningsdiagram mot deras längd och R = -0,3 (figur 9).
Figur 9. Längdens påverkan på motorisk nervledningshastighet (MCV) vid > 30°C. MCV är medelvärdet av registreringarna från varje testpersons höger- och vänstersida sammantagna. R = -0,3.
y = -0,08x + 16,0 5,00 7,00 9,00 11,00 13,00 15,00 17,00 19,00 21,00 23,00 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 Am pl itu d ( m V) Temperatur (C°) CMAP Varm CMAP Ljummen CMAP Kall y = -0,15x + 72,4 35,0 40,0 45,0 50,0 55,0 60,0 160 165 170 175 180 185 190 Ne rv le dn in gs ha st igh et (m /s ) Längd (cm)
15
4. DISKUSSION
4.1 Testpersonerna
Samtliga testpersoner var unga, nervfriska och icke-diabetiker. Nervsjukdomar och diabetes med neuropati kan påverka svaren från neurografin, därav var det ett exklusionskriterium. Skillnaden mellan den yngsta och den äldsta testpersonen var 11 år, vilket bildar en homogen grupp och därav behövdes ingen hänsyn till åldersrelaterade förändringar tas. Dock
dominerades testgruppen av kvinnor, men kön ska ej ha en för stor påverkan på resultat (8), så den enda insamlade faktorn som kan påverka svaret är alltså längd.
Nervledningshastigheten kan påverkas med en sänkning på 2 – 3 m/s per ökande 10 cm kroppslängd, i denna studie beräknades hastighetsskillnaden till 1,5 m/s per ökande 10 cm (8). Skillnaden i längd från längst till kortast är i denna studie 24 cm. I ett spridningsdiagram mellan MCV för n. tibialis och kroppslängd framkommer en korrelationskoefficient R = 0,3, vilket anses som ett svagt samband. Antalet testpersoner i denna studie var 27 och är troligen alldeles för litet antal för att kunna se en korrelation, dessutom borde testgruppens längd vara mer varierad.
4.2 Resultatet 4.2.1 SCV
Det är känt att SCV påverkas av temperatur (2). Neurofysiologiska klinker runt om Sverige har en standardiserad temperatur på 28°C - 30°C uppmätt på fotryggen som patienten måste uppnå innan undersökning. Därav var det förväntat att SCV för nn. tibialis plantaris medialis i denna studie skulle påverkas av temperatur, i frågeställningen låg fokuset på graden av
påverkan. Från kall till ljummen ökade medelvärdet med 2,6 m/s och från ljummen till varm ökade nervledningshastigheten ytterligare 3,8 m/s. Enligt Stålberg et. al (8) skulle SCV sjunka med 1,2 – 2,4 m/s per C°. Detta stämde inte överens med resultatet från denna studie som visade en skillnad på 0,6 m/s per C°. En signifikant skillnad sågs mellan SCV vid de tre olika temperaturintervallerna.
4.2.2 MCV
MCV påvisar inte en lika stark påverkan av kyla som SCV (12). MCV tedde sig mindre påverkad av temperaturen jämfört med SCV, med enbart en ökning av 0,5 m/s från kall till ljummen och med 1,2 m/s från ljummen till varm. Då n. tibialis ligger djupt är det viktigt att
16 vävnaden runt om nerven blir ordentligt nedkyld. I en studie publicerad av Herrera et al (12) undersöks den effektivaste nedkylningsmetoden. Resultatet blev en skillnad i 2 – 9 m/s efter nedkylning, dock kyldes testpersonerna ned till en hudtemperatur på 4 – 13̊ C, ingen
testperson ur denna studie kyldes ner under 19̊ C, örontermometern kunde ej mäta under 19̊ C samt att det ansågs oetiskt att kyla testpersonerna till sådan pass grad. I denna studie sågs ingen signifikant skillnad mellan MCV och de tre olika temperaturintervallerna.
4.2.3 Sensorisk amplitud – SNAP
Vid neurologiska sjukdomstillstånd så som exempelvis polyneuropati och entrapment är det vanligt att amplituden blir påverkad (8). Svarspotentialers amplitud ligger till grund för diagnosticering med hjälp av neurografi, där av är det viktigt att även kartlägga amplitudens relation till temperatur. Vissa studier menar att SNAP ska öka vid lägre temperatur (4,8) medan andra studier skriver om resultat av SNAP som sjunker vid lägre temperatur (10,11). Ingen av dessa studier har skrivit specifikt om nn. tibialis plantaris medialis utan om n. suralis. Resultatet från denna studie visar ett samband mellan ett sjunkande SNAP med sjunkande temperatur med en sänkning på 3,0 µV från varm till ljummen och en ytterligare sänkning på 2,0 µV från ljummen till kall och det fanns en signifikant skillnad mellan de tre temperaturintervallerna.
4.2.4 Motorisk amplitud – CMAP
Motorisk amplitud har även betydelse i diagnosticering av exempelvis polyneuropati och entrapment, dock är det vanligast att sensoriska nervfibrer påverkas först. CMAP har
emellertid betydelse vid diagnosticering av demyelination eller axonal skada. CMAP tenderar att öka med sjunkande temperatur (8), vilket stämde överens med insamlad data i denna studie. Den förväntade ökningen var 1,7 % (8), i denna studie ökade CMAP med 1% per grad. Från varm till ljummen ökade CMAP med 0,8 mV och 2,0 mV från ljummen till kall, dock utan signifikant skillnad.
4.3 Normalvärden
Begreppet normalvärde bör beaktas vid neurografi. Vid neurografi bör hela resultatet betraktas och en bilateral symmetri väger tungt, nervledningshastighet har ett generellt normalvärde medan amplitud och latenstid sällan finns i exakta mätvärden och tolkas patologiska om amplituden är helt eller nästintill frånvarande och latenstiden är kraftigt fördröjd (8). Forskning finns för att kartlägga normalvärden. Guiloff et al (17) kartlade nn.
17 tibialis plantaris medialis amplitud, latenstid och SCV vid temperaturen 27 – 33̊ C (17).
Amplituden angavs till 2,3 ± 1,4 µV, latenstid angavs till 5,7 ± 1,1 och SCV angavs till 35,6 ± 5,6 m/s. Samtliga resultat från nämnd studie är avsevärt lägre än de data som har insamlats under denna studie. En anledning kan vara att studien hade testpersoner från åldern 10 till 70+ samt att studien är utförd 1977. De normalvärden, med bilateral symmetri, som denna studie kan bidra med för aktuell nerv är därför av värde men behöver kompletteras så att de kan komma gälla för ett större åldersspann.
4.4 Felkällor 4.4.1 Neurografi
Neurografi är en metod som kräver kunskap av användaren, från att placera ut elektroderna rätt på testpersonen till att placera ut markeringarna korrekt för beräkning av de olika varib-lerna . I de flesta undersökningar är nerverna stimulerade med hjälp av ytelektroder. De är tidseffektiva, billiga och mindre smärtsamma än nålelektroder men är krävande då place-ringen är kritisk för att erhålla korrekt data från undersökningen utan felaktiga mätdata (6). Vid felaktig placering av registreringselektroden vid motorisk neurografi kan muskelsvaret påverkas, är inte den aktiva elektroden placerad mitt över muskelbuken kan svaret bli fördröjt eller få artefakter från andra nerver som försvårar arbetet med att sätta ut markeringarna rätt, vilket leder till att det kan bli en fördröjd latenstid och därav sjunkande nervledningshastighet. I studien förekom denna sorts artefakt vid enstaka fall, vilket då behandlades på ett standardi-serat sätt genom att placera om elektroden. Vid sensorisk neurografi är det viktigt att vara konsekvent med vart stimuleringselektroden placeras. Minskar eller ökar avståndet från regi-strerande elektrod påverkas därefter svaret, ökar avståndet sjunker SCV och SNAP, och mot-svarande sker vid förkortningar av avstånd. En markör kan placeras ut vid stimuleringspunk-ten för att minimera risken för denna form av felkälla, det är viktigt att mäta det exakta av-ståndet sedan, vilket gjordes i denna studie. Vid sensorisk neurografi är registreringarna mer utsatta för störningar, växelström från lampor, signaler utsänt från mobiler eller muskelkon-traktioner kan ge störningar i form av en svajande baslinje som leder till svårigheter att pla-cera ut markeringar för svarspotentialernas variabler. Denna typ av artefakt uppstod i enstaka fall, men inte i den grad så att bedömningen var ej utförbart.
4.4.2 Temperaturreglering
Det är viktigt att ta hänsyn till att hudtemperaturerna har uppmätts med en örontermometer, en termometertyp som förkommer i kliniskt bruk vid hudtemperaturs mätning inför neurografi.
18 Termometern har varit ej konsekvent vid temperaturtagning och i vissa fall har omtagning av temperatur behövts för att säkerhetsställa temperaturen.
Metod av nedkylning är viktigt för resultatet. N. tibialis är djupt placerad i foten och det är viktigt att vävnaden omkring nerven är nerkylt inför undersökningen. Enligt Herrera et al är den mest effektiva nedkylningsmetoden att testpersonen får sänka sin kroppsdel i isvatten (12). Metoden prövades ut av studieansvarig, men eftersom hela foten skulle behöva sänkas ned i vatten var det olämpligt att elektroder satt kvar på testpersonen, när testpersonen var ordentligt nedkyld togs foten upp ur isbadet, torkades torr och elektroder placerades ut och undersökningstiden var över två timmar lång och undersökningen blev påfrestande för testpersonen. Metoden ansågs inte hållbar på grund av tidsskäl och ersattes istället med att fylla plastpåsar med vatten och reglera temperaturen med att täcka foten. Testperson 1 har kylt med vattenbad, testperson 2 – 27 har blivit kylda med plastpåsar. Denna skillnad bedöms inte ha påverkat resultatet.
4.5 Slutsats
4.5.1 Klinisk användning
Resultaten som insamlats under studiens gång kan ligga som underlag kliniskt, att temperatur kan påverka neurografi. Vid sensorisk neurografi sågs även en skillnad mellan ljummen och varm, därav kan det vara olämpligt om kliniker utför neurografi om hudtemperaturen är under 30°C. Vid motorisk neurografi verkar inte kyla påverka resultatet om hudtemperaturen är varmare än 19°C. Enligt Herrera et al (12) kan MCV sjunka ned till 9 m/s om vävnaden blir rejält nedkyld. Patientgrupper med sänkt blodcirkulation under kallare perioder kan bli utsatta för sänkt nervledningshastighet, så temperatur bör iakttas även vid MCV. Ytterligare något som noterades under studiens gång var att vissa testpersoner hade svårigheter att hålla sig varma, temperatur mättes före och efter undersökning och i enstaka fall hade testpersonerna sjunkit i temperatur avsevärt, trots att ha blivit uppvärmda med varmvatten flertal minuter. Så det kan finnas ett intresse kliniskt att undersöka att patienterna innehar en godkänd temperatur även efter undersökningen.
4.5.2 Slutsats
Den sensoriska nervledningshastigheten och amplituden av SNAP på nn. tibialis plantaris medialis sjunker i samband med lägre temperatur. Skillnaden är signifikant mellan de sensoriska variablerna inom olika temperaturintervall.
19 Den motoriska nervledningshastigheten för n. tibialis samt amplituden av CMAP förändras inte signifikant mellan olika temperaturintervall.
Ett normalvärde för nn. tibialis plantaris medialis i åldersgruppen 19 – 30 år har även insamlats under studiens gång.
20
REFERENSER
1. Kazamel M, Warren PP. History of electromyography and nerve conduction studies: A tribute to the founding fathers. Journal of clinical neuroscience 2017; 43:54–60.
2. Akademiska sjukhuset Uppsala. Neurofysiologiska-undersökningar [Internet]. Uppsala: Region Uppsala; År ej tillgängligt. [Uppdaterad ej tillgängligt; citerad 2020-05-26]
Tillgänglig från: https://www.akademiska.se/for-patient-och-besokare/ditt-besok/undersokning/neurofysiologi--undersokningar/
3. Sand O, Sjaastad Ø, Haug E, Bjålie J. Människokroppen, Fysiologi och anatomi, andra upplagan. Stockholm; Liber, 2006.
4. Binnie C, Cooper R, Fowler C, Mauguière F, Prior P. Clinical Neurophysiologi, EMG, Nerve conduction and Evoked Potentials. First edition. Oxford: Butterworth-Heinemann, 1995.
5. Jonson B, Wollmer P. Klinisk fysiologi med nuklearmedicin och klinisk neurofysiologi, tredje upplagan. Stockholm; Liber, 2011.
6. Hall, J. Textbook of medical physiology, 13th edition. Philadelphia; Elsevier, 2016.
7. Fagius J, Nyholm D. Neurologi, femte upplagan. Stockholm: Liber, 2012.
8. Stålberg E, Van Dijk H, Falck B, Kimura J, Neuwirth C, Pitt M, Podnar S, Rubin D, Rutkove S, Sanders D, Sonoo M, Tankisi H, Zwarts M. Standards for quantification of EMG and neurography. Science Direct, Clinical Neurophysiology 2019;130:1688-1729.
9. Leote J, Pereira P, Valls-Sole J. Double peak sensory nerve action potentials to single stimuli in nerve conduction studies. Muscle & Nerve 2016;55(5):619-628.
10. Gavanozi E, Velsista D, Polychronopoulos P, Chroni E. The optimum hand temperature to study nerve conduction in patients with carpal tunnel syndrome. Journal of Electromyography and Kinesiologi 2020;51
11. Maetzler W, Klenk J, Becker C, Zcheile J, Gabor K-S, Lindemann U. Longitudinal changes of nerve conduction velocity, distal motor latency, compound motor action potential duration and skin temperature during prolonged exposure to cold in a climate chamber. International Journal of Neuroscience 2012;129(9):528-531
21 12. Herrera E, Sandoval M, Camargo D, Salvini T. Motor and Sensory Nerve Conduction Are Affected Differently by Ice Pack, Ice Massage, and Cold-Water Immersion. Physical Therapy 2010;90(4):581-591.
13. Todnem K, Knudsen G, Riise T, Nyland H, Aarli JA. The non-linear relationship between nerve conduction velocity and skin temperature. Journal of neurology, neurosurgery, and psychiatry 1989;52(4): 497 – 501.
14. Gray H. Anatomy of the human body, 20th edition. Philadelphia; Lea & Febiger, 1918.
15. Buschbacher, R. Reference values for peroneal nerve motor conduction to the tibialis anterior and for peroneal vs. tibial latencies. American Journal of Physical Medicine & Rehabilitation 2003;82(4):296-301.
16. Galloway K, Lester M, Evans R. Clinical utility of tibial motor and sensory nerve
conduction studies with motor recording from the flexor hallucis brevis: a methodological and reliability study. Journal of foot and ankle research. 2001;4(14).
17. Akademiska sjukhuset Uppsala. Metodbok neurografi [Internet]. Uppsala: Klinisk neurofysiologi; 2019. [Uppdaterad 2019-09-23, citerad 2020-05-26].
Tillgänglig från: https://neurofys.regionuppsala.se/Metodboken/2.2.Neurografi_metodbok.pdf 18. Guiloff RJ, Sherrat RM. Sensory conduction in medial plantar nerve: normal values, clinical applications, and a comparison with the sural and upper limb sensory nerve action potentialis in peripheral neuropathy. Journal of neurology, neurosurgery, and psychiatry 1977;40(12) 1168 – 1181.
22
BILAGOR
Bilaga 1.
Temperaturens påverkan på motorisk och sensorisk neurografi av
nervus tibialis.
Kort information om studien
De undersökningar som kommer genomföras kommer utföras av mig Emma Ohnback, student på termin 6 på biomedicinska analytikerprogrammet och kommer ligga till grund för mitt examensarbete, en studie om temperaturens påverkan på motorisk och sensorisk
neurografi av nervus tibialis.
Det är känt att temperaturen påverkar nervledningshastighet och därmed nervers funktion. Neurografi är en undersökningsmetod som använder svag elektrisk ström för att mäta nervfunktionen. Denna metod används kliniskt för att diagnostisera nervsjukdomar på fysiologiska kliniker. Hudtemperaturen bör vid dessa undersökningar i ben/fot vara uppmätt till 30° C för att få pålitligt resultat. Syftet med denna studie är att kartlägga temperaturens påverkan vid neurografi på en av benens nervgrenar vid 24, 27 samt 30° C
Studiens metod och upplägg
Båda benen kommer att undersökas. Temperaturerna som ska uppmätas är 24, 27 samt 30°C. Utifrån vilken temperatur din fot har, kommer jag att värma eller kyla foten med hjälp av vatten till lämplig temperatur. Det kommer ske två olika registreringar på varje ben per temperatur, alltså totalt 12 registreringar. En registrering sker på följande två sätt, efter att önskad temperatur är uppnådd; En elektrod, fäst på ett band kommer fästas runt din ankel och jag kommer sedan stimulera med svag elektrisk ström på en bestämd punkt under fotsulan. Detta kommer göras på bägge ben, men på ett ben i taget . Sedan kommer du att få två små elektroder som fästs med kräm och tejp på foten och jag kommer stimulera vid fotknölen samt i knävecket, även detta kommer ske i bägge benen.
Beräknad tid för hela besöket är ungefär 1h. Neurografi använder sig av svag elektrisk ström, styrkan är tillräckligt svag för att ej orsaka skada men kan sticka eller svida vid
stimuleringsstället. Vid motorisk neurografi kommer foten samt benet att rycka i samband med stimuleringen, vilket är förväntat.
23
Samtyckesblankett och information till studiedeltagare
Hanteringen av personuppgifter bygger på att dina personuppgifter behandlas med ditt samtycke. Du kommer att få en studiekod som ersätter ditt namn och födelsedata. Du kan när som helst ta tillbaka samtycket och uppgifterna bevaras då inte utan raderas.
Genom insamling av registrerade mätdata kommer att utgöra underlag i ett examensarbete på kandidatnivå.
Uppgifterna kommer att behandlas under den tid det tar att färdigställa examensarbetet varefter de raderas. Preliminärt avslutningsdatum 5 juni 2020.
Du kan ta del av det som registrerats om dig eller ha synpunkter på undersökningen eller de uppgifter som samlats in genom att kontakta ansvariga för examensarbetet enligt nedan angivna kontaktuppgifter.
Frågor om hur Örebro universitet behandlar personuppgifter kan ställas till lärosätets dataskyddsombud på dataskyddsombud@oru.se
Klagomål som inte kan lösas med Örebro universitet kan lämnas till Datainspektionen.
Ansvarig student för examensarbetet
Emma Ohnback, biomedicinsk analytikerstudent termin 6.
emma_ohnback@hotmail.com
073-986 42 09
Ansvarig handledare för examensarbetet
Eva Oskarsson, universitetslektor
eva.oskarsson@oru.se
019-303 72 2
Jag har mottagit information om studien och vill delta som försöksperson. Jag är medveten om att jag när som helst avbryta mitt deltagande i studien.
Namn: ______________________________ Telefonnummer: ______________________ Ort och datum: _______________________
