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Monitoreo muscular
Las enfermedades neuromusculares como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y la distrofia muscular a menudo implican una pérdida progresiva de la función muscular, pero el seguimiento de la salud de los músculos a lo largo del tiempo no siempre es fácil ni preciso. La mejor forma de diagnosticar y evaluar la degeneración muscular implica una prueba con aguja incómoda; Tanto esta prueba como otros enfoques, como los cuestionarios, son subjetivos y no son fáciles de reproducir en varias sesiones.
Medir el músculo: Un nuevo dispositivo de mano puede evaluar de forma rápida y sin dolor la salud del tejido muscular mediante una tecnología llamada miografía por impedancia eléctrica.
Un nuevo dispositivo, en desarrollo por Seward Rutkove , neurólogo y científico de la Facultad de Medicina de Harvard, y sus colegas del MIT podrían proporcionar una alternativa cuantitativa, no invasiva y sin dolor. La sonda de mano prototipo, similar a una sonda de ultrasonido, mide la impedancia eléctrica en el músculo, que cambia según la salud del tejido.
El enfoque, también conocido como miografía por impedancia eléctrica (EIM), es una modificación de la tecnología básica utilizada en los dispositivos de composición corporal para medir el porcentaje de grasa o músculo en el cuerpo. Se aplica una corriente eléctrica de alta frecuencia a la piel a través de un conjunto de electrodos no invasivos, mientras que otro conjunto de electrodos cutáneos registra los voltajes resultantes del tejido. Las propiedades del cambio actual dependen de la composición y estructura microscópica del tejido subyacente.
Los músculos están formados por largas fibras agrupadas orientadas en la misma dirección. Una corriente eléctrica pasa más fácilmente cuando viaja paralela a las fibras; cuando atraviesa las fibras, encuentra más membranas celulares, lo que provoca un mayor retraso o cambio de fase en la corriente. El grupo de Rutkove en el Beth Israel Deaconess Medical Center ha descubierto que este cambio de fase varía según la salud del músculo, ya que el músculo enfermo tiene menos membranas celulares. Además, la energía se pierde a medida que la corriente fluye a través del músculo, y más aún cuando fluye a través de las fibras. El grupo de Rutkove ha descubierto que observar tanto el cambio de fase como la pérdida de energía puede proporcionar información única sobre la salud del músculo, ya que los músculos enfermos tienen menos fibras musculares, membranas celulares más pequeñas y cantidades anormales de grasa y agua en el músculo, todo lo cual impactar estas medidas.
El grupo de Rutkove inicialmente realizó mediciones musculares utilizando dispositivos de composición corporal listos para usar modificados para realizar EIM. Pero el proceso requirió electrodos adhesivos colocados en varias posiciones a lo largo de un músculo, y una sola parte del cuerpo podría requerir múltiples rondas colocando los electrodos en varios ángulos. La sonda portátil, desarrollada en colaboración con Joel Dawson El laboratorio de ingeniería eléctrica del MIT, hace posible tomar las medidas rápidamente sin necesidad de electrodos.
Dawson dice que el principal desafío técnico en el desarrollo del dispositivo fue encontrar una manera de entregar corrientes eléctricas en diferentes ángulos sin requerir maquinaria compleja. Se nos ocurrió la idea de tener un montón de pequeñas sondas de píxeles y conectarlas, dice. La cabeza del dispositivo contiene dos anillos de pequeños electrodos: uno para enviar corriente y otro para medir voltaje. Estos electrodos individuales se pueden conectar eléctricamente en diferentes combinaciones para actuar como electrodos individuales más grandes, o se pueden aislar individualmente para dar una resolución más fina. Esto permite a los investigadores programar los ángulos específicos que desean medir. El dispositivo está conectado a una computadora que calcula las medidas de impedancia y muestra los resultados gráficamente.
Actualmente, Rutkove está probando EIM en pacientes con ELA y en niños con atrofia muscular espinal. Él dice que el mayor desafío para hacer que EIM sea útil es saber cómo interpretar los datos. Su trabajo ha demostrado que las enfermedades neuromusculares pueden tener firmas EIM únicas que se pueden usar para diagnosticar y tratar la enfermedad, pero es un esfuerzo de investigación en curso para encontrar la firma correcta o el perfil de impedancia que le indique que es un tipo de enfermedad frente a otro. La técnica también debe probarse en suficientes pacientes para comprender el rango normal de variabilidad individual.
La idea de tener una herramienta que no sea invasiva e indolora para evaluar la función muscular es muy atractiva, dice Michael Benatar , neurólogo de la Universidad de Emory, que está probando el dispositivo en pacientes. Actualmente, la mejor prueba para la función muscular es la electromiografía (EMG), que consiste en colocar una aguja en el músculo y hacer que el paciente lo contraiga. Benatar ha estado probando el método EIM en pacientes con ELA para ver si la técnica podría usarse para la detección temprana de la enfermedad. Esperamos poder detectar anomalías con EIM que no son evidentes clínicamente o con técnicas convencionales, dice. Pero agrega que EIM no está listo para usarse más ampliamente en la clínica hasta que esté claro cómo interpretar los resultados.
Rutkove espera que, mientras tanto, EIM resulte útil como herramienta de investigación. Su grupo también está realizando estudios en animales con enfermedades neuromusculares para comprender con más detalle cómo se relacionan las lecturas de EIM con los cambios de tejido subyacentes con la enfermedad.