Die Messung der neuronalen Geschwindigkeit ist ein wichtiger Bestandteil der neurologischen Diagnostik und ermöglicht es Ärzten, Funktionsstörungen des Nervensystems zu erkennen und zu beurteilen. Dieser Artikel bietet einen umfassenden Überblick über die verschiedenen Methoden zur Messung der neuronalen Geschwindigkeit, ihre Anwendungsbereiche und ihre Bedeutung für die Diagnose und Behandlung neurologischer Erkrankungen.
Einführung
Das Nervensystem ist ein komplexes Netzwerk, das aus Nervenzellen (Neuronen) besteht, die miteinander kommunizieren, um Informationen zu verarbeiten und zu übertragen. Diese Kommunikation erfolgt über elektrische Signale, die sich entlang der Nervenfasern ausbreiten. Die Geschwindigkeit, mit der diese Signale übertragen werden, wird als neuronale Geschwindigkeit bezeichnet. Die Messung dieser Geschwindigkeit kann wertvolle Informationen über den Zustand und die Funktion des Nervensystems liefern.
Elektrophysiologische Diagnostik
Die elektrophysiologische Diagnostik umfasst verschiedene Untersuchungsmethoden, bei denen elektrische Körperströme gemessen werden, um Funktionssysteme des Nervensystems zu beurteilen. Die gemessenen elektrischen Spannungen können entweder spontan oder durch willkürliche Bewegungen vom Körper erzeugt werden, oder sie werden durch spezifische Reize ausgelöst.
Messung der Nervenleitgeschwindigkeit (NLG)
Die Messung der Nervenleitgeschwindigkeit ist eine der häufigsten Methoden zur Beurteilung der neuronalen Geschwindigkeit. Dabei werden motorische und sensible Nerven an Armen und Beinen mit Strom gereizt.
Motorische NLG
Bei der motorischen Messung wird ein Stromreiz an einem Nerv gesetzt, der den Impuls bis zum Muskel weiterleitet. Über auf den Muskel gesetzte Ableitelektroden kann dann die Reizantwort gemessen werden. Zur Bestimmung der motorischen Nervenleitgeschwindigkeit sind immer zwei Reize an unterschiedlichen Stellen des Nervs notwendig.
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Sensible NLG
Bei der sensiblen Nervenleitgeschwindigkeitsmessung werden elektrische Reize am Nerv gesetzt, von diesem weitergeleitet und an anderer Stelle wieder über den Nerv gemessen.
Anwendung
Diese Untersuchungsmethoden werden bei Nervenverletzungen, Druckschäden von Nerven und Polyneuropathien eingesetzt. Sie liefern Informationen über die neuromuskuläre Übertragung und ermöglichen Aussagen über Erkrankungen der Nervenwurzeln im Rückenmarkskanal (z. B. bei Bandscheibenvorfällen) und Erkrankungen an der Schnittstelle zwischen Nerv und Muskulatur (Myasthenie, Lambert-Eaton-Syndrom).
Durchführung der Elektroneurographie (ENG)
Die Messung der Nervenleitgeschwindigkeit wird durch eine Elektroneurographie (ENG) durchgeführt. Dabei werden dem Patienten Elektroden an der Hautoberfläche aufgeklebt. Die erste Elektrode sendet einen elektrischen Impuls, der ein Aktionspotential im Nerv auslöst. Die zweite Elektrode misst das ankommende Signal.
Die Nervenleitgeschwindigkeit (NLG) wird wie folgt berechnet:
$N_{LG} = \frac{d}{t}$
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wobei $d$ die Distanz zwischen den Elektroden und $t$ die benötigte Zeit für die Signalübertragung ist.
Schmerzhaftigkeit
Die Prozedur ist im Allgemeinen mit minimalen Beschwerden verbunden. Der elektrische Impuls kann sich wie ein kurzer, leichter Schock anfühlen, wird aber in der Regel nicht als schmerzhaft beschrieben.
Normwerte
Bei gesunden Menschen liegt die Nervenleitgeschwindigkeit in der Regel zwischen 50 und 60 Metern pro Sekunde bei peripheren Nerven und bis zu 120 Metern pro Sekunde bei zentralen Nerven.
Interpretation
Eine zu langsame Nervenleitgeschwindigkeit kann auf Schädigungen der Nerven hinweisen, die beispielsweise durch mechanische Verletzungen, Entzündungen oder degenerative Erkrankungen wie Multiple Sklerose entstehen können.
Elektromyographie (EMG)
Bei der Elektromyographie wird eine Nadel in einen Muskel eingeführt und in verschiedenen Funktionszuständen die vom Muskel produzierte elektrische Spannung gemessen. Durch Untersuchung verschiedener Muskeln und Muskelgruppen können differenzierte Aussagen über Muskelerkrankungen (Myopathien) getroffen werden.
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Anwendung
Die Elektromyographie dient dazu, Schädigungen am zuführenden Nerven feststellen zu können. So kann man z.B. aus der Untersuchung eines Muskels am Arm oder am Bein Rückschlüsse auf eine Schädigung des Nerven an der Wirbelsäule, z.B. durch einen Bandscheibenvorfall ziehen. Auch Erkrankungen des Muskels selbst können mit dem EMG untersucht werden.
Durchführung
Bei der Untersuchung wird die elektrische Aktivität von Muskeln gemessen, indem eine dünne Nadel-Elektrode in einen Muskel injiziert wird. Die Nadelelektrode überträgt die elektrische Aktivität des Muskels über ein Kabel an das EMG-Gerät, das sie sichtbar auf einem Bildschirm und hörbar über einen Lautsprecher darstellt. Der Patient wird aufgefordert, den untersuchten Muskel zu entspannen und dann leicht und stark anzuspannen.
Interpretation
Bei leichter und bei starker Anspannung des Muskels können elektrische Potentiale abgeleitet werden, die ein typisches Muster aufweisen. Ist die Verbindung zwischen Muskel und Gehirn gestört, ändert sich die elektrische Aktivität des Muskels.
Evoked Potentials (Evozierte Potentiale)
Als evoziertes Potential wird eine Hirnstromaktivität bezeichnet, die durch einen Sinnesreiz ausgelöst wird. Die Messung evozierter Potentiale erlaubt eine objektivierbare und quantifizierbare Darstellung von Störungen und eignet sich auch für Verlaufsuntersuchungen.
Sensibel evozierte Potentiale (SSEP)
Die Messung der sensibel evozierten Potentiale untersucht die Leitung im sensiblen System. Der Sensibilitäts-Reiz wird als elektrischer Impuls über einem Nerven am Bein, am Arm oder im Gesicht gegeben. Durch die Reize werden Nervenpotentiale hervorgerufen, die über Elektroden am Kopf bzw. an der Wirbelsäule oder Schulter abgeleitet und vermessen werden können.
Anwendung
Funktionsstörungen im sensiblen Nervensystem können so festgestellt werden. Diese Methode eignet sich auch gut für Verlaufsuntersuchungen.
Durchführung
Die Nervenstimulation erfolgt am Innenknöchel über dem N. tibialis oder am N. medianus oder N. ulnaris knapp proximal des Handgelenks. Die MTA setzt zwei Elektroden, die erste wird an die Stirn befestigt und die zweite Elektrode kommt jeweils rechts oder links ca.
Visuell evozierte Potentiale (VEP)
Beim Anblick eines Bildes werden zunächst die Sehzellen auf der Netzhaut aktiviert. Die Zeitdauer vom Auftreten des Sehreizes bis zum Auftreten der Hirnstromaktivität über der Sehrinde lässt sich bis auf die Tausendstel Sekunde genau vermessen.
Anwendung
Diese Untersuchung kann bei Entzündungen des Sehnerven (Optikusneuritis / Multiple Sklerose) oder Kompression des Sehnervs eingesetzt werden.
Durchführung
Für diese Untersuchung setzt sich der Patient vor einen Monitor mit einem wechselnden Schachbrettmuster und guckt konzentriert auf einen markierten Punkt in der Mitte.
Akustisch evozierte Potentiale (AEP)
Bei der Messung der akustisch evozierten Potentiale wird die Nervenbahn vom Innenohr über den Hörnerven bis zu den für das Hören zuständigen Gehirnzentren untersucht.
Anwendung
Diese Untersuchung wird z.B. bei Tumoren des Hörnervs (Akustikusneurinom), bei Multipler Sklerose, bei hypoxischer Hirnschädigung und anderen Erkrankungen eingesetzt.
Durchführung
Die Hörreize (Klickgeräusche) werden per Kopfhörer seitengetrennt gegeben. Über Elektroden hinter den Ohren können dann Nervenpotentiale abgeleitet und vermessen werden.
Motorisch evozierte Potentiale (MEP)
Bei der Untersuchung der motorisch evozierten Potentiale werden die motorische Rinde des Gehirns sowie spezielle Bereiche des Rückenmarks durch ein Magnetfeld stimuliert, wodurch in den Muskeln von Armen oder Beinen Muskelkontraktionen ausgelöst und gemessen werden.
Elektroenzephalografie (EEG)
Das EEG ist eine Methode zur Messung der summierten elektrischen Aktivität des Gehirns, der sogenannten Gehirnströme, durch die Aufzeichnung der Spannungsschwankungen des Gehirns an der Kopfoberfläche.
Anwendung
Ein EEG wird zur Untersuchung von Funktionsstörungen des Gehirns eingesetzt, insbesondere bei Verdacht auf Epilepsie.
Durchführung
Eine Haube aus Gummischläuchen wird auf den Kopf aufgesetzt, darunter werden Oberflächenelektroden geklemmt, die die hirneigene elektrische Aktivität aufnehmen. Der Patient sollte während der Untersuchung entspannt sitzen und die Augen locker geschlossen halten.
Weitere diagnostische Verfahren
Neben den elektrophysiologischen Methoden gibt es weitere Verfahren, die zur Beurteilung der neuronalen Geschwindigkeit und Funktion eingesetzt werden können.
Ultraschalldiagnostik von Nerven (Nervensonographie)
Die Nervensonographie kann Nervenverletzungen, Nerventumoren oder Einklemmungen von Nerven sichtbar machen. Die Darstellung vieler Nerven gelingt mit dem Ultraschall besser als mit der Kernspintomographie.
Doppler- und Duplex-Sonographie
Schlaganfälle werden häufig durch Verengungen oder Verschlüsse der Blutgefäße verursacht, die das Gehirn mit Blut versorgen. Diese Verengungen lassen sich mit Hilfe von Ultraschalluntersuchungen besonders gut darstellen. Bei der Doppler-Sonographie wird eine Sonde auf die Haut aufgesetzt, die die Blutkörperchen beschallt. Bei der Duplex-Sonographie lässt sich ein Blutgefäß mit seinem Hohlraum direkt darstellen.
Liquoruntersuchung (Lumbalpunktion)
Eine Lumbalpunktion ist die Entnahme von Nervenwasser aus dem Wirbelsäulenkanal. Das entnommene Nervenwasser kann auf seine Bestandteile, insbesondere Zellen und Eiweiße untersucht werden. Diese Untersuchung ist geeignet, entzündliche Erkrankungen des Nervensystems festzustellen.
Bildgebende Verfahren (CT, MRT)
Die modernen bildgebenden Untersuchungen wie Computertomographie (CT) und Magnetresonanztomographie (MRT) ermöglichen einen Einblick in das menschliche Gehirn und in die Strukturen von Rückenmark, Nervenwurzeln, Nervengeflechten und Muskulatur.
Einflussfaktoren auf die Nervenleitgeschwindigkeit
Verschiedene Faktoren können die Nervenleitgeschwindigkeit beeinflussen:
- Alter: Im Allgemeinen wird bei älteren Menschen eine niedrigere Nervenleitgeschwindigkeit beobachtet als bei jüngeren.
- Geschlecht: Es gibt geringfügige Unterschiede in der Nervenleitgeschwindigkeit zwischen Männern und Frauen.
- Gesundheitliche Zustände: Erkrankungen wie Diabetes mellitus, Multiple Sklerose oder das Karpaltunnelsyndrom können die Nervenleitgeschwindigkeit beeinflussen.
Verbesserung der Nervenleitgeschwindigkeit
Eine Verbesserung der Nervenleitgeschwindigkeit kann durch verschiedene therapeutische Ansätze erreicht werden:
- Behandlung der Ursache: Eine gezielte Behandlung der Ursache, z.B. der Behandlung einer Autoimmunerkrankung.
- Physikalische Therapie: Übungen, die darauf abzielen, die Funktion der betroffenen Nerven zu verbessern und damit auch die Leitgeschwindigkeit zu normalisieren.
- Medikamente: Die Einnahme bestimmter Medikamente, z. B. solchen, die bei neuropathischen Schmerzen eingesetzt werden, kann indirekt auch zur Verbesserung der Nervenleitgeschwindigkeit führen.
- Ernährung: Eine ausgewogene, nährstoffreiche Ernährung ist wichtig, da bestimmte Vitamine und Mineralien eine wichtige Rolle für die Gesundheit der Nerven spielen.
Forschung und Entwicklung
Die Forschung im Bereich der neuronalen Geschwindigkeit und ihrer Messung ist weiterhin aktiv. Ein Beispiel ist das Kooperationsprojekt „Brain in Motion“ der Universität Ulm und der Technischen Hochschule Ulm, das die neurokognitiven, -motorischen und biomechanischen Grundlagen des Gehens untersucht. Ziel ist es, die neuropsychologische Diagnostik von Patienten mit motorischen Störungen zu verbessern.
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