Ultrassonografia de alta frequência dos ramos dos nervos digital e palmar da mão nas doenças dos nervos periféricos

Resumo

O presente protocolo descreve a ultrassonografia neuromuscular de alta frequência dos ramos digital e palmar do nervo mediano e ulnar, que pode auxiliar na localização de doenças de nervos periféricos e ser adaptada para avaliar lesões de nervos digitais.

Resumo

A ultrassonografia de nervos periféricos é uma técnica de imagem bem estabelecida para avaliar certas patologias de nervos periféricos. No entanto, há uma correlação fraca entre anormalidades ultrassonográficas de nervos periféricos e evidências eletrodiagnósticas ou clínicas de perda axonal. Esta é uma limitação significativa da ultrassonografia de nervos periféricos, pois muitas doenças de nervos periféricos encontradas em ambientes clínicos estão relacionadas à perda axonal. Além disso, a evidência clínica e eletrodiagnóstica de perda axonal se correlaciona diretamente com a incapacidade em todas as doenças dos nervos periféricos. No entanto, devido aos efeitos de piso frequentemente encontrados em estudos eletrodiagnósticos, essas correlações, bem como diagnósticos definitivos, são muitas vezes desafiadoras. Assim, as técnicas de imagem que se correlacionam com a perda axonal são essenciais para expandir a utilidade da ultrassonografia de nervos periféricos como um potencial biomarcador para doenças de nervos periféricos. Com os novos avanços tecnológicos e os recursos de imagem cada vez maiores do ultrassom de alta frequência, os ramos nervosos palmares e digitais da mão podem ser visualizados com resolução excepcionalmente alta, mesmo usando dispositivos de ultrassom no local de atendimento. Suas localizações anatômicas superficiais e distais são ideais para avaliar polineuropatias, pois esses ramos degeneram mais cedo durante a perda axonal. No entanto, nenhum estudo avaliou sistematicamente esses ramos nervosos para determinar se eles podem ser medidos de forma reprodutível com ultrassom. O protocolo atual foi adaptado para a avaliação sistemática das áreas transversais dos nervos mediano e ulnar na superfície palmar e dedos da mão. Este protocolo fornece dados de referência para um subconjunto de nervos que demonstram altos coeficientes de correlação intraclasse entre três ultrassonografistas separados. Finalmente, como prova de conceito e para demonstrar as aplicações clínicas deste protocolo, dados representativos de indivíduos com polineuropatias hereditárias geneticamente confirmadas são comparados com dados normativos estabelecidos para examinar as diferenças de área transversal.

Introdução

A expansão da ultrassonografia clínica para avaliar nervos e músculos periféricos melhorou substancialmente a capacidade de diagnosticar distúrbios neuromusculares¹. Nas últimas 2 décadas, o ultrassom surgiu como uma ferramenta para obter imagens diretas de alterações anatômicas no sistema neuromuscular, que se correlacionam com processos patológicos. A ultrassonografia é mais comumente combinada com a história clínica e o exame físico para fornecer mais detalhes ou apoiar estudos eletrodiagnósticos, que são considerados um equivalente padrão-ouro para o diagnóstico de doença de nervos periféricos². Em alguns casos de neuropatias focais, como a síndrome do túnel do carpo, o ultrassom pode ser usado no lugar de resultados eletrodiagnósticos com alta sensibilidade e especificidade³. Devido ao seu baixo custo, sua capacidade de ser realizada à beira do leito e suas propriedades não invasivas, a ultrassonografia é a modalidade de imagem preferida para o sistema neuromuscular por muitos médicos ^4,5.

A ultrassonografia de nervos periféricos tem se mostrado explicitamente inestimável para a localização de doenças de nervos periféricos causadas por anormalidades na mielina, como polineuropatias desmielinizantes imunes crônicas (CIDP)^6,7 e doença de Charcot-Marie-Tooth tipo 1A (CMT1A)^7,8. Nessas doenças, os aumentos focais ou difusos da área de secção transversal dos nervos nas extremidades superiores e inferiores são bem descritos. No entanto, o alargamento da área de secção transversa não é específico das doenças desmielinizantes, pois também tem sido descrito nas polineuropatias axonais, embora esparsamente⁸. No entanto, o aumento transversal nas doenças axonais é significativamente menos robusto e não é uniforme em todo o nervo. Devido a esses desafios, a utilidade do ultrassom nas neuropatias axonais é limitada.

A maioria dos estudos de ultrassonografia de nervos periféricos se concentrou em imagens de localizações de nervos relativamente proximais, principalmente devido ao tamanho maior do nervo, o que torna a identificação mais direta. No entanto, os ramos mais distais dos nervos periféricos degeneram mais cedo de forma walleriana durante a perda axonal em polineuropatias ^9,10. Devido aos seus diâmetros menores, a resolução da imagem tem sido um fator limitante para a reprodutibilidade desses ramos nervosos. Recentemente, a resolução do transdutor melhorou de forma sustentável devido a técnicas de composição de imagem mais rápidas e contínuas. Agora, estruturas de aproximadamente 500 μm podem ser rotineiramente visualizadas com ultrassom no local de atendimento, e estruturas com tamanhos tão baixos quanto 30 μm podem ser visualizadas usando sistemas de frequência ultra-alta¹¹. Assim, é concebível que os ramos do nervo distal nos pés e nas mãos possam ser avaliados de forma confiável com ultrassom no local de atendimento.

Os ramos dos nervos palmar e digital da mão são os ramos mais distais dos nervos mediano, radial e ulnar. Os ramos palmares transportam nervos motores (medianos e ulnares apenas) para os músculos interósseos, além dos nervos sensoriais digitais¹². Em estudos com cadáveres, os ramos palmar e digital medem entre 0,8 mm e 2,1 mm de diâmetro¹³, o que está bem dentro da faixa de detecção para transdutores de ultrassom de alta frequência. Além disso, sua localização superficial permite imagens de alta e ultra-alta frequência devido à perda mínima de frequência através dos tecidos conjuntivos ou músculos. No entanto, nenhum estudo estabeleceu áreas transversais normativas dos ramos do nervo digital ou palmar da mão usando ultrassom, que são necessárias para permitir estudos clínicos e de pesquisa. Portanto, o presente protocolo avalia os ramos dos nervos palmar e digital na mão.

Considerações técnicas
Os princípios da ultrassonografia com foco neuromuscular devem ser revisados como base antes de iniciar este protocolo¹⁴. Além disso, várias considerações específicas foram feitas para o protocolo atual. Recomenda-se um transdutor com tamanho reduzido e frequência acima de 15 MHz, dados os contornos naturais da mão. Um transdutor de 10-22 MHz, com uma pegada de 8 mm x 13 mm (ver Tabela de Materiais), foi usado com um sistema de ultrassom digital compatível.

As próximas considerações são a profundidade da imagem e as zonas focais. Em todos os nossos exames de imagem, os nervos palmar e digital tinham menos de 0,35 cm de profundidade. Assim, recomenda-se o uso de uma profundidade consistente de 1 cm para reprodutibilidade. Além disso, imagens aprimoradas podem ser alcançadas nessa profundidade colocando duas zonas focais nas alturas máximas do dispositivo.

Ajustes de imagem consistentes (frequência, ganho e mapas de cinza) são altamente recomendados. Com o mínimo de tecidos superficiais sobrepostos e ao redor dos nervos, os ajustes nesses parâmetros durante a imagem não melhorarão a resolução ou a qualidade da imagem. Devido aos pequenos diâmetros desses nervos, recomenda-se a utilização de um software secundário de análise de imagens, como o ImageJ^15,16, para medidas de área transversal.

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Protocolo

Todos os experimentos neste estudo foram realizados em conformidade com os Conselhos de Revisão Institucional (IRB) da Wayne State University e do Detroit Medical Center sob um protocolo aprovado para a história natural de indivíduos com neuropatias periféricas. O consentimento informado foi obtido de todos os participantes humanos.

1. Configuração instrumental

1. Insira o nome do paciente ou outros identificadores conforme necessário para organizar as imagens capturadas.
2. Higienize a sonda de ultrassom (consulte a Tabela de Materiais) e aplique amplo gel de ultrassom na cabeça do transdutor antes da imagem.
3. Defina a frequência de captura para a frequência mais alta permitida pela máquina de ultrassom que não requer mais composição ou contraste de imagem.
   NOTA: Para o presente estudo, foi utilizado 20 MHz.
4. Defina a imagem total ou a profundidade da tela para 1 cm, com duas posições focais o mais superficial possível.
   NOTA: Essas localizações focais e de profundidade permitem imagens de todas as divisões palmares e digitais dos nervos mediano e ulnar da mão. Uma vez determinado pela preferência do examinador, recomenda-se um ganho consistente e um mapa cinza para a reprodutibilidade das medidas.

2. Preparação do paciente

NOTA: O critério de inclusão do paciente para neuropatia periférica hereditária foi uma mutação confirmada em um gene conhecido por causar neuropatia periférica hereditária (consulte a seção de resultados representativos), sem critérios de exclusão. Para os controles, o critério de inclusão foi um resultado normal do teste eletrodiagnóstico das extremidades superiores. Os critérios de exclusão de controle incluíram história ou diagnóstico atual de diabetes mellitus, disfunção tireoidiana, quaisquer anormalidades vitamínicas conhecidas, cirurgia bariátrica prévia, síndrome metabólica, índice de massa corporal superior a 29, história de lesão traumática do nervo ou história de neuropatia periférica de fibras grandes ou pequenas.

1. Coloque o paciente em decúbito dorsal com o cotovelo estendido e o punho supinado de forma que a superfície dorsal do antebraço fique apoiada confortavelmente sobre a mesa.
   NOTA: Antes de posicionar, examine a mão e o braço que serão avaliados, pois quaisquer feridas, erupções cutâneas ou irritação da pele perto ou sobre as áreas a serem examinadas são contra-indicações relativas e podem impedir a imagem de ultrassom.
2. Estenda o pulso e os metacarpos do paciente para que as unhas entrem em contato com a superfície da mesa. Deixe o polegar ser ligeiramente aduzido e flexionado para maior conforto.

3. Exame de ultrassom

NOTA: Existem quatro ramos palmares comuns do nervo mediano e dois ramos palmares comuns do nervo ulnar¹³. Cada dedo tem um ramo digital medial e lateral, com os dígitos 1-3 sendo puramente mediano inervado e o dígito 5 sendo puramente ulnar inervado. O dígito 4 é duplamente inervado pelo nervo mediano na superfície lateral e pelo nervo ulnar na superfície medial. Este protocolo concentra-se na imagem do nervo palmar comum mediano para o dígito 2, o ramo digital lateral para o dígito 2, o ramo palmar comum ulnar para o dígito 5 e o ramo medial para o dígito 5.

1. Comece identificando o ramo palmar comum mediano até o dígito 2 usando o sulco palmar flexor transversal lateral como ponto de referência (Figura 1).
   NOTA: O ramo palmar comum mediano para o dígito 2 e o ramo palmar comum ulnar para o dígito 5 são significativamente maiores do que os vasos sanguíneos acompanhantes quando comparados aos nervos digitais. Assim, identificar esses nervos primeiro pode ajudar na identificação em ramos mais distais, que são mais semelhantes em área transversal aos vasos sanguíneos.
2. Coloque o transdutor proximal à prega palmar do flexor radial (Figura 1).
   NOTA: No presente estudo, não foram encontrados indivíduos sem prega palmar flexora radial. No entanto, no caso de uma prega palmar ausente, coloque o transdutor 2 cm proximal à base do segundo metacarpo.
3. Segure o transdutor perpendicular ao curso esperado do nervo com o mínimo de pressão possível, garantindo o contato completo com o transdutor e a pele.
   NOTA: Dada a localização superficial dos ramos palmar e digital, eles são suscetíveis a distorções de pressão do transdutor.
4. Ajuste o ângulo do transdutor de modo que a menor área da seção transversal com um epineuro uniforme seja identificada. Essa técnica diminui a probabilidade de imagens fora do plano, o que pode alterar os resultados.
5. Otimize a imagem fazendo movimentos suaves para frente e para trás do transdutor para minimizar a anisotropia do nervo.
   NOTA: A anistrofia refere-se à variação nas formas de onda de ultrassom refletidas com base no ângulo do transdutor¹⁷. O ajuste do ângulo de onda transmitido cria formas de onda reflexivas que estão fora do plano e não são recebidas pelo transdutor de ultrassom, levando à hipoecogenicidade (ou um aumento no sinal preto) de uma estrutura. Os nervos têm anisotropia relativamente baixa, o que significa que mudanças significativas no ângulo são necessárias para criar hipoecogenicidade do nervo. Em comparação, músculos e tendões têm anisotropia relativamente alta. Ao realizar pequenos movimentos para frente e para trás com o transdutor, os limites angulares nos quais a anisotropia surge podem ajudar a identificar o plano adequado para a imagem do nervo¹⁸.
6. Se possível, utilize imagens com Power Doppler (PDI, consulte a Tabela de Materiais) para identificar quaisquer vasos sanguíneos próximos (realizar em todos os locais).
7. Depois de otimizado, capture a imagem neste local. Marque o nervo dentro do sistema de ultrassom antes de salvar para que o nervo possa ser localizado para medição posterior. Rotule a imagem com o nome, localização e lado do nervo.
8. Em seguida, imagine o ramo digital lateral do dígito 2 na articulação metacarpofalângica, avançando o transdutor distalmente em direção ao final do dígito 2. Em seguida, pare o transdutor distal e lateral ao centro da prega flexora da segunda articulação metacarpofalângica.
9. Depois de otimizado, capture a imagem neste local. Marque o nervo dentro do sistema de ultrassom antes de salvar para que o nervo possa ser localizado para medições posteriores. Rotule a imagem com o nome, localização e lado do nervo.
10. Para avaliar patologias focais ou alargamentos transversais não uniformes dos ramos palmares ou digitais para o dígito 2, avance o transdutor distalmente em direção ao final do dígito 2.
    NOTA: Os nervos digitais podem ser visualizados adequadamente dentro de 1,5-2 cm proximal à articulação interfalangeana distal (DIP).
11. Então, a partir do ponto mais distal a partir do qual o ramo pode ser visualizado, siga o nervo proximalmente ao nervo mediano comum logo distal ao túnel do carpo.
12. Em seguida, imagine o ramo palmar comum ulnar até o dígito 5, identificando a prega palmar transversal ulnar (Figura 1).
13. Coloque o transdutor perpendicular ao curso esperado do nervo e ajuste a imagem conforme descrito nas etapas 3.3.-3.6.
14. Depois de otimizado, capture a imagem neste local. Marque o nervo dentro do sistema de ultrassom antes de salvar para que o nervo possa ser localizado para medição posterior. Rotule a imagem com o nome, localização e lado do nervo.
15. Em seguida, imagine o ramo medial na articulação metacarpofalângica (MCF) avançando o transdutor em direção ao final do dígito 5, parando logo distal à prega flexora do MCF.
16. Otimize a imagem conforme mencionado anteriormente nas etapas 3.3.-3.6.
17. Depois de otimizado, capture a imagem neste local. Marque o nervo dentro do sistema de ultrassom antes de salvar para que o nervo possa ser localizado para medição posterior. Rotule a imagem com o nome, localização e lado do nervo.
18. Avalie anormalidades transversais focais ou segmentares ao longo do dígito 5. Ao identificar a localização mais distal, visualize o nervo e escaneie proximalmente de volta ao canal de Guyon.
    NOTA: O canal de Guyon, também conhecido como canal ou túnel ulnar, está localizado na face medial da mão/punho, por onde passam o nervo ulnar e a artéria. As bordas do canal de Guyon incluem o ligamento superficial do carpo superiormente, o retináculo flexor e os músculos hipotenares inferiormente, o ligamento pisiforme e pisohamato medialmente e o gancho do hamato lateralmente¹⁹.
19. Realize todas as medições em ambos os lados.
    NOTA: Para o presente estudo, para indivíduos com IMC inferior a 33, foi possível obter imagens de todo o trajeto do nervo mediano e ulnar de volta ao plexo braquial com o transdutor usado aqui. Embora este protocolo se concentre apenas em um número limitado de nervos, no caso de neuropatias focais ou traumáticas (para as quais a avaliação dos nervos não é mostrada neste protocolo), recomenda-se usar as cabeças distais dos metacarpos como ponto de partida para traçar e avaliar outros nervos digitais e palmares.
20. Salve todas as imagens e exporte-as para um dispositivo de armazenamento em massa. Se estiver usando o ImageJ, exporte as imagens como arquivos .jpg.

4. Medição da área da seção transversal

NOTA: O ImageJ, um software de processamento de imagem de código aberto (consulte a Tabela de Materiais), foi utilizado para o presente estudo, e as etapas abaixo são adaptadas para este software.

1. Abra o software ImageJ.
2. Selecione Arquivo na interface do programa e clique em Abrir. Navegue até o diretório onde as imagens de ultrassom estão armazenadas.
3. Selecione o .jpg associado ao nervo a ser medido.
4. Defina a escala da imagem selecionando a ferramenta de linha e usando a barra de escala na imagem de ultrassom original para desenhar uma linha reta de 1 cm. Clique em Analisar e escolha Definir escala.
   NOTA: A distância em pixels é calculada automaticamente a partir da linha de 1 cm e é preenchida automaticamente na primeira caixa. Para emitir medições em milímetros ao quadrado (mm²), altere a distância conhecida para 10. Feche a caixa de escala definida.
5. Use a ferramenta de seleção à mão livre para delinear o nervo na borda do epineuro e nos tecidos circundantes (Figura 2, linha amarela).
   NOTA: A função de zoom pode ser usada no ImageJ para determinar os pixels exatos que separam o epineuro das estruturas circundantes para medições mais precisas.
6. Meça a área da seção transversal clicando em Analisar e escolhendo Medir.

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Resultados

Para os dados normativos, foram selecionados 20 indivíduos com eletrofisiologia normal, sem queixas neurológicas, história médica pregressa ou diabetes mellitus atual, disfunção tireoidiana, anormalidades vitamínicas, síndrome metabólica, síndrome do túnel do carpo ou cubital, exposição a quimioterápicos ou traumatismo grave da mão e que não haviam engravidado no último 1 ano (Tabela 1). Dado o pequeno subconjunto, não estratificamos nossos dados por id...

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Discussão

O presente protocolo descreve a ultrassonografia de alta frequência dos ramos dos nervos digital e palmar da mão. Este estudo foi desenhado para testar a hipótese de que o aumento da área de secção transversa nos ramos do nervo distal se correlaciona com a perda axonal. Extensos estudos multicêntricos de história natural de indivíduos com diferentes subconjuntos de doenças axonais serão necessários para resolver essa hipótese. Além de seus potenciais benefícios de pesquisa...

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Materiais

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