Events für Schüler - Nervenmessungen

Einführung

Etwa sechs Prozent der deutschen Bevölkerung leidet an Einschränkungen der Nervenfunktion, bei denen meist das periphere Nervensystem betroffen ist. Hierbei ist die Nervenfortleitung der Betroffenen geschädigt bzw. eingeschränkt und die Signale können nicht mehr ordnungsgemäß übermittelt werden. Symptome sind unter anderem brennende Schmerzen und Taubheitsgefühle vor allem in den Extremitäten des Betroffenen und die nachlassende Sensibilität der entsprechenden Körperteile. Neben einer Anamnese, einer medizinischen Erfragung relevanter Informationen, können verschiedene Arten einer Nervenerkrankung mithilfe eines elektrischen Messverfahrens diagnostiziert werden. Dieses Verfahren wird im Allgemeinen als Elektroneurographie bezeichnet und stellt den aktuellen Standard in der klinischen Diagnostik dar. Bei einer Elektroneurographie wird meistens die Leitgeschwindigkeit bestimmt, da diese, aufgrund von Schädigung der Nervenleitung, bei erkrankten auffällig geringer ist als bei gesunden Probanden.

 

Technische Details

Bei der Elektroneurografie wird der Nerv elektrisch stimuliert und die resultierende Anregung mithilfe chemischer Prozesse fort weg weitergeleitet (saltatorische Erregungsleitung). Mit Hilfe von zwei Oberflächenelektroden, die auf die Haut eines Muskels geklebt werden, kann jeweils ein Spannungsverlauf in Abgängigkeit von der Zeit gemessen werden. Um eine Nervenleitgeschwindigkeit nun ordnungsgemäß bestimmen zu können, muss eine elektrische Stimulation an zwei verschiedenen zugänglichen Stellen des Nervens (Stimulus 1 und Stimulus 2) erfolgen. Die Leitgeschwindigkeit kann aus der Entfernung zwischen den Stimulationspunkten (\(\Delta s\)) sowie der Latenzdifferenz (\(\Delta t = \Delta t_{\text{prox}} - \Delta t_{\text{dist}}\)) zwischen den beiden Spannungen berechnet werden: \(LG = \Delta s / \Delta t\).

 

 

Anhand des oben dargestellten Beispiels würde sich eine Leitgeschwindigkeit von ungefähr 57 m/s (\(LG = 0.28\,\text{m}/0.0049\,\text{s}\)) ergeben. Dieser Wert würde absolut im Normbereich liegen. Die Leitgeschwindigkeit repräsentiert alleinig die Geschwindigkeit der am schnellst leitenden Nervenfaser. Ist die schnellste Nervenfaser nicht erkrankt, so hat dies keine Auswirkung auf das Ergebnis der Nervenleitgeschwindigkeit. Es werden daher in der Forschung neue Verfahren entwickelt und in der Praxis evaluiert, die eine frühzeitige Diagnostik von Nervenerkrankungen in Zukunft präziser ermöglich sollen.

 

Weiterführende Literatur und Verweise

Contact

Prof. Dr.-Ing. Gerhard Schmidt

E-Mail: gus@tf.uni-kiel.de

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Faculty of Engineering
Institute for Electrical Engineering and Information Engineering
Digital Signal Processing and System Theory

Kaiserstr. 2
24143 Kiel, Germany

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