التصوير بالموجات فوق الصوتية عالي التردد للفروع العصبية الرقمية والراحي لليد في أمراض الأعصاب الطرفية

Summary

يصف البروتوكول الحالي التصوير بالموجات فوق الصوتية العصبية العضلية عالية التردد للفروع الرقمية والراحي للعصب المتوسط والزندي ، والتي يمكن أن تساعد في توطين أمراض الأعصاب الطرفية ويمكن تكييفها لتقييم إصابات الأعصاب الرقمية.

Abstract

الموجات فوق الصوتية للأعصاب الطرفية هي تقنية تصوير راسخة لتقييم بعض أمراض الأعصاب الطرفية. ومع ذلك ، هناك علاقة ضعيفة بين تشوهات الموجات فوق الصوتية للأعصاب الطرفية والأدلة التشخيصية الكهربائية أو السريرية على فقدان المحور العصبي. هذا قيد كبير في الموجات فوق الصوتية للأعصاب الطرفية ، حيث ترتبط العديد من أمراض الأعصاب الطرفية التي تواجهها في الإعدادات السريرية بفقدان المحور العصبي. علاوة على ذلك ، ترتبط الأدلة السريرية والتشخيصية الكهربائية لفقدان المحور ارتباطا مباشرا بالإعاقة في جميع أمراض الأعصاب الطرفية. ومع ذلك ، نظرا لتأثيرات الأرضية التي غالبا ما تتم مواجهتها في دراسات التشخيص الكهربائي ، فإن هذه الارتباطات ، بالإضافة إلى التشخيصات النهائية ، غالبا ما تكون صعبة. وبالتالي ، فإن تقنيات التصوير التي ترتبط بفقدان المحور العصبي ضرورية لتوسيع فائدة الموجات فوق الصوتية للأعصاب الطرفية كمؤشر حيوي محتمل لأمراض الأعصاب الطرفية. مع التطورات التكنولوجية الجديدة وقدرات التصوير المتزايدة باستمرار للموجات فوق الصوتية عالية التردد ، يمكن تصوير الفروع الراحية والعصبية الرقمية لليد بدقة عالية بشكل استثنائي حتى باستخدام أجهزة الموجات فوق الصوتية في نقطة الرعاية. تعتبر مواقعها التشريحية السطحية والبعيدة مثالية لتقييم اعتلال الأعصاب ، حيث تتدهور هذه الفروع في وقت مبكر أثناء الفقدان المحوري. ومع ذلك ، لم تقم أي دراسات بتقييم هذه الفروع العصبية بشكل منهجي لتحديد ما إذا كان يمكن قياسها بشكل متكرر باستخدام الموجات فوق الصوتية. تم تكييف البروتوكول الحالي للتقييم المنهجي للمناطق المقطعية للأعصاب المتوسطة والزندية في سطح الراحي وأصابع اليد. يوفر هذا البروتوكول بيانات مرجعية لمجموعة فرعية من الأعصاب التي تظهر معاملات ارتباط عالية داخل الفئة بين ثلاثة أجهزة تصوير بالموجات فوق الصوتية منفصلة. أخيرا ، كدليل على المفهوم ولإثبات التطبيقات السريرية لهذا البروتوكول ، تتم مقارنة البيانات التمثيلية من الأفراد الذين يعانون من اعتلال الأعصاب الوراثي المؤكد وراثيا مع البيانات المعيارية الراسخة لفحص الاختلافات في منطقة المقطع العرضي.

Introduction

أدى التوسع في الموجات فوق الصوتية السريرية لتقييم الأعصاب والعضلات الطرفية إلى تحسين القدرة على تشخيص الاضطرابات العصبية العضلية^{بشكل كبير 1}. على مدى العقدين الماضيين ، ظهرت الموجات فوق الصوتية كأداة لتصوير التغيرات التشريحية في الجهاز العصبي العضلي مباشرة ، والتي ترتبط بالعمليات المرضية. يتم دمج الموجات فوق الصوتية بشكل شائع مع التاريخ السريري والفحص لتقديم مزيد من التفاصيل أو دعم دراسات التشخيص الكهربائي ، والتي تعتبر معيار ذهبي مكافئ لتشخيص مرض الأعصاب الطرفية². في بعض حالات الاعتلال العصبي البؤري مثل متلازمة النفق الرسغي ، يمكن استخدام الموجات فوق الصوتية بدلا من نتائج التشخيص الكهربائي ذات الحساسية العالية والخصوصية³. نظرا لتكلفتها المنخفضة ، وقدرتها على إجراؤها بجانب السرير ، وخصائصها غير الغازية ، فإن الموجات فوق الصوتية هي طريقة التصوير المفضلة للجهاز العصبي العضلي للعديد من الأطباء^4،5.

ثبت صراحة أن الموجات فوق الصوتية للأعصاب الطرفية لا تقدر بثمن لتوطين أمراض الأعصاب الطرفية الناجمة عن تشوهات في المايلين ، مثل اعتلال الأعصاب المناعي المزمن المزيل للميالين (CIDP) ^6،7 ومرض شاركو ماري توث من النوع 1A (CMT1A) ^7،8. في هذه الأمراض ، يتم وصف تضخم منطقة المقطع العرضي البؤري أو المنتشر للأعصاب في الأطراف العلوية والسفلية بشكل جيد. ومع ذلك ، فإن تضخم منطقة المقطع العرضي ليس خاصا بالأمراض المزيلة للميالين ، كما تم وصفه أيضا في اعتلال الأعصاب المحورية ، وإن كان قليلا⁸. ومع ذلك ، فإن تضخم المقطع العرضي في الأمراض المحورية أقل قوة بشكل ملحوظ وغير منتظم في جميع أنحاء العصب. بسبب هذه التحديات ، فإن فائدة الموجات فوق الصوتية في الاعتلال العصبي المحوري محدودة.

ركزت معظم دراسات الموجات فوق الصوتية للأعصاب الطرفية على تصوير مواقع الأعصاب القريبة نسبيا في المقام الأول بسبب حجم العصب الأكبر ، مما يجعل تحديد الهوية أكثر وضوحا. ومع ذلك ، فإن الفروع البعيدة للأعصاب الطرفية تتدهور في وقت مبكر بطريقة شبيهة بالوالر أثناء الفقدان المحوري في اعتلال الأعصاب^9،10. نظرا لأقطار أصغرها ، كانت دقة التصوير عاملا مقيدا للتصوير القابل للتكرار لهذه الفروع العصبية. في الآونة الأخيرة ، تحسنت دقة محول الطاقة بشكل مستدام بسبب تقنيات تركيب الصور الأكثر سرعة وسلاسة. الآن ، يمكن تصوير الهياكل التي يبلغ حجمها حوالي 500 ميكرومتر بشكل روتيني باستخدام الموجات فوق الصوتية في نقطة الرعاية ، ويمكن تصوير الهياكل ذات الأحجام المنخفضة التي تصل إلى 30 ميكرومتر باستخدام أنظمة التردد الفائق¹¹. وبالتالي ، من المتصور أن الفروع العصبية البعيدة في القدمين واليدين يمكن تقييمها بشكل موثوق باستخدام الموجات فوق الصوتية في نقطة الرعاية.

الفروع العصبية الراحي والرقمي لليد هي الفروع البعيدة للأعصاب المتوسطة والشعاعية والزندية. تحمل الفروع الراحية الأعصاب الحركية (المتوسطة والزندية فقط) إلى العضلات بين العظم ، بالإضافة إلى الأعصاب الحسية الرقمية¹². في دراسات الجثث ، يتراوح قطر الفروع الراحي والرقمية بين 0.8 مم و 2.1 مم^، وهو ضمن نطاق الكشف عن محولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية عالية التردد. بالإضافة إلى ذلك ، يسمح موقعها السطحي بالتصوير عالي التردد وفائق التردد بسبب الحد الأدنى من فقدان التردد من خلال الأنسجة الضامة أو العضلات. ومع ذلك ، لم تثبت أي دراسات مناطق مقطعية معيارية لفروع العصب الرقمي أو الراحي لليد باستخدام الموجات فوق الصوتية ، وهي ضرورية للسماح بإجراء الدراسات السريرية والبحثية. لذلك ، يقوم البروتوكول الحالي بتقييم فروع الأعصاب الراحي والرقمي في متناول اليد.

الاعتبارات الفنية
يجب مراجعة مبادئ الموجات فوق الصوتية العصبية العضلية المركزة كأساس قبل البدء في هذا البروتوكول¹⁴. وبالإضافة إلى ذلك، تم إيلاء عدة اعتبارات محددة للبروتوكول الحالي. يوصى باستخدام محول طاقة ذو بصمة صغيرة وتردد أعلى من 15 ميجاهرتز ، نظرا للخطوط الطبيعية لليد. تم استخدام محول طاقة 10-22 ميجاهرتز ، بمساحة 8 مم × 13 مم (انظر جدول المواد) ، مع نظام رقمي متوافق مع الموجات فوق الصوتية.

الاعتبارات التالية هي عمق التصوير والمناطق البؤرية. في جميع دراسات التصوير الحالية ، كان عمق الأعصاب الراحي والرقمي أقل من 0.35 سم. وبالتالي ، يوصى باستخدام عمق ثابت يبلغ 1 سم لقابلية التكرار. علاوة على ذلك ، يمكن تحقيق تصوير محسن عند هذا العمق عن طريق وضع منطقتين بؤريتين عند أقصى ارتفاعات للجهاز.

يوصى بشدة بإجراء تعديلات متسقة للصور (التردد والكسب والخرائط الرمادية). مع الحد الأدنى من الأنسجة السطحية التي تغطي الأعصاب وتحيط بها ، فإن التعديلات في هذه المعلمات أثناء التصوير لن تحسن دقة التصوير أو جودته. نظرا للأقطار الصغيرة لهذه الأعصاب ، يوصى باستخدام برنامج تحليل الصور الثانوي مثل ImageJ^15،16 لقياسات مساحة المقطع العرضي.

Protocol

تم إجراء جميع التجارب في هذه الدراسة وفقا لمجالس المراجعة المؤسسية لجامعة واين ستيت ومركز ديترويت الطبي (IRB) بموجب بروتوكول معتمد للتاريخ الطبيعي للأفراد المصابين باعتلالات الأعصاب المحيطية. تم الحصول على الموافقة المستنيرة من جميع المشاركين من البشر.

1. الإعداد الآلي

1. أدخل اسم المريض أو المعرفات الأخرى حسب الحاجة لتنظيم الصور الملتقطة.
2. قم بتعقيم مسبار الموجات فوق الصوتية (انظر جدول المواد) وقم بتطبيق جل الموجات فوق الصوتية على رأس محول الطاقة قبل التصوير.
3. اضبط تردد الالتقاط على أعلى تردد يسمح به جهاز الموجات فوق الصوتية والذي لا يتطلب مزيدا من تركيب الصورة أو التباين.
   ملاحظة: في هذه الدراسة، استخدمت MHz 20.
4. اضبط إجمالي عمق التصوير أو الشاشة على 1 سم ، مع وضعين بؤريين سطحيين قدر الإمكان.
   ملاحظة: تسمح هذه المواقع العميقة والبؤرية بتصوير جميع الأقسام الراحية، والرقمية للأعصاب المتوسطة والزندية في اليد. بمجرد تحديدها حسب تفضيل الفاحص ، يوصى باستخدام مكاسب متسقة وخريطة رمادية لقابلية تكرار القياسات.

2. إعداد المريض

ملاحظة: كان معيار إدراج المريض للاعتلال العصبي المحيطي الوراثي طفرة مؤكدة في جين معروف بأنه يسبب اعتلال الأعصاب المحيطي الوراثي (يرجى الاطلاع على قسم النتائج التمثيلية) ، مع عدم وجود معايير استبعاد. بالنسبة للضوابط ، كان معيار التضمين نتيجة طبيعية لاختبار التشخيص الكهربائي للأطراف العلوية. تضمنت معايير استبعاد المراقبة تاريخا أو تشخيصا حاليا لداء السكري ، أو ضعف الغدة الدرقية ، أو أي تشوهات معروفة بالفيتامينات ، أو جراحة السمنة السابقة ، أو متلازمة التمثيل الغذائي ، أو مؤشر كتلة الجسم أكبر من 29 ، أو تاريخ من إصابة الأعصاب الرضحية ، أو تاريخ من الاعتلال العصبي المحيطي الكبير أو الصغير.

1. ضع المريض في وضع ضعيف مع تمديد الكوع والمعصم مستلق بحيث يستقر السطح الظهري للساعد بشكل مريح على الطاولة.
   ملاحظة: قبل تحديد الموضع ، افحص اليد والذراع اللذين سيتم تقييمهما لأن أي جروح أو طفح جلدي أو تهيج جلدي بالقرب من المناطق المراد تصويرها أو فوقها هي موانع نسبية وقد تمنع التصوير بالموجات فوق الصوتية.
2. مد معصم المريض ومشط القدم بحيث تلامس أظافر الأصابع سطح الطاولة. اسمح للإبهام بتقريب قليلا وثنيه للراحة.

3. الفحص بالموجات فوق الصوتية

ملاحظة: هناك أربعة فروع راحية مشتركة للعصب المتوسط وفرعان راحيان مشتركان للعصب الزندي¹³. يحتوي كل رقم على فرع رقمي وسطي وجانبي ، حيث تكون الأرقام 1-3 معصبة متوسطة بحتة والرقم 5 عصبي الزندي البحت. يتم تعصيب الرقم 4 بشكل مزدوج بواسطة العصب المتوسط على السطح الجانبي والعصب الزندي على السطح الإنسي. يركز هذا البروتوكول على تصوير العصب الراحي المتوسط المشترك إلى الرقم 2 ، والفرع الرقمي الجانبي إلى الرقم 2 ، والفرع الراحي الزندي المشترك إلى الرقم 5 ، والفرع الإنسي إلى الرقم 5.

1. ابدأ بتحديد الفرع الراحي المتوسط المشترك إلى الرقم 2 باستخدام التجعد الراحي المثني العرضي الجانبي كمعلم (الشكل 1).
   ملاحظة: متوسط الفرع الراحي المشترك إلى الرقم 2 والفرع الراحي الزندي المشترك إلى الرقم 5 أكبر بكثير من الأوعية الدموية المصاحبة عند مقارنتها بالأعصاب الرقمية. وبالتالي ، فإن تحديد هذه الأعصاب أولا يمكن أن يساعد في التعرف على الفروع البعيدة ، والتي تكون أكثر تشابها في منطقة المقطع العرضي مع الأوعية الدموية.
2. ضع محول الطاقة القريب من التجعد الراحي المثني الشعاعي (الشكل 1).
   ملاحظة: في هذه الدراسة ، لم تتم مواجهة الأفراد الذين ليس لديهم تجعد راحي مثني شعاعي. ومع ذلك ، في حالة وجود تجعد راحي غائب ، ضع محول الطاقة 2 سم قريب من قاعدة المشط الثاني.
3. أمسك محول الطاقة بشكل عمودي على المسار المتوقع للعصب بأقل ضغط ممكن مع ضمان التلامس الكامل مع محول الطاقة والجلد.
   ملاحظة: نظرا للموقع السطحي للفروع الراحية، والرقمية ، فهي عرضة لتشوهات الضغط من محول الطاقة.
4. اضبط زاوية محول الطاقة بحيث يتم تحديد أصغر مساحة مقطعية مع epineurium موحد. تقلل هذه التقنية من احتمالية التصوير خارج الطائرة ، مما قد يغير النتائج.
5. قم بتحسين الصورة عن طريق القيام بحركات لطيفة ذهابا وإيابا لمحول الطاقة لتقليل تباين الخواص في العصب.
   ملاحظة: يشير الحثل إلى التباين في أشكال الموجات فوق الصوتية المنعكسة بناء على زاوية محول^{الطاقة 17}. يؤدي ضبط زاوية الموجة المرسلة إلى إنشاء أشكال موجية عاكسة خارج المستوى ولا يستقبلها محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية ، مما يؤدي إلى نقص الصدى (أو زيادة الإشارة السوداء) للهيكل. الأعصاب لها تباين منخفض نسبيا ، مما يعني أن هناك حاجة إلى تغييرات كبيرة في الزاوية لإنشاء نقص صدى العصب. بالمقارنة ، فإن العضلات والأوتار لديها تباين مرتفع نسبيا. من خلال أداء حركات صغيرة ذهابا وإيابا باستخدام محول الطاقة ، يمكن أن تساعد الحدود الزاوية التي ينشأ فيها تباين الخواص في تحديد المستوى المناسب لتصوير الأعصاب¹⁸.
6. إذا أمكن ، استخدم تصوير Power Doppler (PDI ، انظر جدول المواد) لتحديد أي أوعية دموية قريبة (يتم إجراؤها في جميع المواقع).
7. بمجرد التحسين ، التقط الصورة في هذا الموقع. ضع علامة على العصب داخل نظام الموجات فوق الصوتية قبل الحفظ بحيث يمكن تحديد موقع العصب لمزيد من القياس. قم بتسمية الصورة باسم العصب والموقع والجانب.
8. بعد ذلك ، قم بتصوير الفرع الرقمي الجانبي للرقم 2 عند مفصل metacarpophalangeal عن طريق تقدم محول الطاقة بعيدا نحو نهاية الرقم 2. بعد ذلك ، أوقف محول الطاقة بعيدا وجانبيا إلى مركز التجعد المثني للمفصل المشط الثاني.
9. بمجرد التحسين ، التقط الصورة في هذا الموقع. ضع علامة على العصب داخل نظام الموجات فوق الصوتية قبل الحفظ بحيث يمكن تحديد موقع العصب لمزيد من القياس. قم بتسمية الصورة باسم العصب والموقع والجانب.
10. لتقييم الأمراض البؤرية أو التضخمات المقطعية غير المنتظمة للفروع الراحية، أو الرقمية إلى الرقم 2، تقدم في محول الطاقة بعيدا نحو نهاية الرقم 2.
    ملاحظة: يمكن تصور الأعصاب الرقمية بشكل كاف في حدود 1.5-2 سم بالقرب من المفصل بين الكتائب البعيدة (DIP).
11. بعد ذلك ، من النقطة البعيدة التي يمكن من خلالها تصور الفرع ، اتبع العصب بالقرب من العصب المتوسط المشترك البعيد عن النفق الرسغي.
12. بعد ذلك ، قم بتصوير الفرع الراحي الزندي المشترك إلى الرقم 5 عن طريق تحديد تجعد النخيف المستعرض الزندي (الشكل 1).
13. ضع محول الطاقة بشكل عمودي على المسار المتوقع للعصب واضبط التصوير كما هو موضح في الخطوات 3.3.-3.6.
14. بمجرد التحسين ، التقط الصورة في هذا الموقع. ضع علامة على العصب داخل نظام الموجات فوق الصوتية قبل الحفظ بحيث يمكن تحديد موقع العصب لمزيد من القياس. قم بتسمية الصورة باسم العصب والموقع والجانب.
15. بعد ذلك ، قم بتصوير الفرع الإنسي عند مفصل metacarpophalangeal (MCP) عن طريق دفع محول الطاقة باتجاه نهاية الرقم 5 ، والتوقف عن التجعد المثني ل MCP.
16. قم بتحسين الصورة كما هو مذكور سابقا في الخطوات 3.3.-3.6.
17. بمجرد التحسين ، التقط الصورة في هذا الموقع. ضع علامة على العصب داخل نظام الموجات فوق الصوتية قبل الحفظ بحيث يمكن تحديد موقع العصب لمزيد من القياس. قم بتسمية الصورة باسم العصب والموقع والجانب.
18. تقييم تشوهات المقطع العرضي البؤري أو القطاعي على طول الرقم 5. من خلال تحديد الموقع البعيد ، تصور العصب وامسح ضوئيا بالقرب من قناة جويون.
    ملاحظة: تقع قناة Guyon ، والمعروفة أيضا باسم القناة أو النفق الزندي ، على الجانب الإنسي من اليد / الرسغ حيث يمر العصب الزندي والشريان. تشمل حدود قناة Guyon الرباط الرسغي السطحي بشكل متفوق ، والشبكية المثنية والعضلات تحت الوشك السفلية ، والرباط الحزوقي والبيزوهامات وسطيا ، وخطاف الهامات بشكل جانبي¹⁹.
19. قم بإجراء جميع القياسات على كلا الجانبين.
    ملاحظة: بالنسبة للدراسة الحالية ، بالنسبة للأفراد الذين يقل مؤشر كتلة الجسم لديهم عن 33 ، كان تصوير المسار الكامل للعصب المتوسط والزندي إلى الضفيرة العضدية ممكنا باستخدام محول الطاقة المستخدم هنا. على الرغم من أن هذا البروتوكول يركز فقط على عدد محدود من الأعصاب ، في حالة الاعتلالات العصبية البؤرية أو المؤلمة (التي لا يظهر تقييم الأعصاب لها في هذا البروتوكول) ، يوصى باستخدام الرؤوس البعيدة للمشط كنقطة انطلاق لتتبع وتقييم الأعصاب الرقمية والراحي الأخرى.
20. احفظ جميع الصور وقم بتصديرها إلى جهاز تخزين كبير الحجم. إذا كنت تستخدم ImageJ ، فقم بتصدير الصور كملفات .jpg.

4. قياس مساحة المقطع العرضي

ملاحظة: تم استخدام ImageJ ، وهو برنامج معالجة صور مفتوح المصدر (انظر جدول المواد) ، في هذه الدراسة ، وتم تكييف الخطوات أدناه لهذا البرنامج.

1. افتح برنامج ImageJ.
2. حدد ملف في واجهة البرنامج وانقر فوق فتح. انتقل إلى الدليل حيث يتم تخزين صور الموجات فوق الصوتية.
3. حدد .jpg المرتبطة بالعصب المراد قياسه.
4. اضبط مقياس الصورة عن طريق تحديد أداة الخط واستخدام شريط المقياس على صورة الموجات فوق الصوتية الأصلية لرسم خط مستقيم بطول 1 سم. انقر فوق تحليل واختر تعيين المقياس.
   ملاحظة: يتم حساب المسافة بالبكسل تلقائيا من خط 1 سم ويتم تعبئتها تلقائيا في المربع الأول. لإخراج القياسات بالمليمترات المربعة (مم²) ، قم بتغيير المسافة المعروفة إلى 10. أغلق مربع ضبط المقياس.
5. استخدم أداة التحديد اليدوي لتحديد العصب عند حدود النوروريوم والأنسجة المحيطة به (الشكل 2 ، الخط الأصفر).
   ملاحظة: يمكن استخدام وظيفة التكبير/التصغير في ImageJ لتحديد وحدات البكسل الدقيقة التي تفصل epineurium عن الهياكل المحيطة لإجراء قياسات أكثر دقة.
6. قم بقياس مساحة المقطع العرضي بالنقر فوق تحليل واختيار قياس.

النتائج

بالنسبة للبيانات المعيارية ، تم اختيار 20 فردا بنتائج الفيزيولوجيا الكهربية الطبيعية ، أو عدم وجود شكاوى عصبية ، أو تاريخ طبي سابق لمرض السكري أو حالي ، أو ضعف الغدة الدرقية ، أو تشوهات الفيتامينات ، أو متلازمة التمثيل الغذائي ، أو متلازمة النفق الرسغي أو المرفقي ، أو الت...

Discussion

يصف البروتوكول الحالي الموجات فوق الصوتية عالية التردد لفروع العصب الرقمي والراحي لليد. تم تصميم هذه الدراسة لاختبار الفرضية القائلة بأن تضخم منطقة المقطع العرضي في فروع الأعصاب البعيدة يرتبط بفقدان المحور العصبي. ستكون هناك حاجة إلى دراسات مكثفة متعددة المراكز للتار?...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
10-22mHz Transducer	General Electric Health Care	H48062AB	Small foot print transducer
ImageJ	NIH	N/A	https://imagej.nih.gov/ij/
Logiq eR8 Ultrasound Beam Former	General Electric Health Care	H48522AS	This is the beamformer and image processor which includes Power Doppler Imaging
Ultrasound Gel	Parker Labratories	44873	Standard ultrasonoic gel, non sterile