View
258
Download
3
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Â
Citation preview
Periferik Sinirlerde Elektrofizyolojik Çalışmalar
Dr. Nizamettin DALKILIÇ (PhD)Meram Tıp Fakültesi Biyofizik Anabilim Dalı
Sinirde ilk elektrofizyolojik çalışma Galvani’nin (1737-98) anatomi laboratuvarında (Bolonya/İtalya) kurbağa deneyleri sırasında tesadüfi olarak canlı elektriğini (animal electricity) keşfetmesi ile başlar
Periferik Sinirlerde Elektrofizyolojik Çalışmalar
2
© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
Uyarılabilen Dokularda Elektriksel Olaylar
3© N. DALKILIÇ Meram Tıp
Biyofizik
Periferik Sinirlerde Elektrofizyolojik Çalışmalar
Kasta kasılmayı tetikleyen bu elektriksel olay sinirde de bilginin iletilmesini sağlar.
Bu elektriksel değişimin gözlenmesi ve kaydedilmesi sayesinde birçok mekanizma ve patolojik durum aydınlatılmıştır.
Galvani’nin tesadüfi gözlemiyle başlayan süreç uyarılan dokuda meydana gelen elektriksel yanıtın kaynağını ve fizyolojik sebeplerini araştırmaya odaklanmıştır.
Çalışmalar, farklı geçirgenlik nedeniyle hücre zarının iki tarafı arasında iyonların farklı konsantrasyon değerlerinde bulunduğunu, bu farklılığın ise dinlenimde sabit kalan negatif bir potansiyel farkı yarattığını göstermiştir. Uyaran etkisi ile hücre zarının iyon geçirgenliği değişmekte, bu değişim mevcut potansiyelin de değişimini tetiklemektedir. Potansiyeldeki bu değişim belirli bir zamansal desenine sahiptir ve aksiyon potansiyeli olarak adlandırılır.
Elektriksel dipol alanında bir P noktanın potansiyeli
Elektriksel Bir Dipol Alanında Potansiyeller
2
cosr
kVp
+q
-q
---
+++ +
-----
+++
+
--- --
--
A
+ ++ +
+ ++
++ +
+
++ +
+++
P
t 1t2t3
t1 t2
t3 t
-
B
-- --
-- -+ ++ + + ++
+ ++ ++++ +
- --
- -----
P P P
xx x x
1 2 3
1
2 3
Nöron hücresinde dipol oluşumu
Akso
nda
depo
lariz
asyo
n da
lga
ceph
esin
in
yayı
lmas
ı sıra
sında
p n
okta
sında
olu
şaca
k po
tans
iyel
C
+ ++
+ + +
t
++ +
-
-- -- -
--
+++ ++
+ +--
--
PDepolarizasyondalgacephesi
Repolarizasyondalga
cephesi
+q
0
1
r
r r1
r2
P
-q
r
d/2
1
μ=q.d
4© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
5
© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
İletim ile ilgili çalışmalar
6
© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
İletimle İlgili Çalışmalar
İzole Sinir Çalışmaları (Kurbağa ve Sıçan Siyatik Siniri)
•Sıçandan veya kurbağadan usulüne uygun olarak çıkarılan siyatik sinirleri kullanılır.•İzole sinir fizyolojik koşulların sağlandığı izole organ banyosuna (nerve chamber) alınır. •Sinir bir (distal) ucundan elektriksel uyaranlarla uyarılıp sinirin diğer bölgelerinden kayıt yapılır.
•Kayıt işlemi 2 yöntemle yapılabilir
1- Ekstraselüler Yöntem veya2- “Suction” Yöntemi ile
7
© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
1- Ekstraselüler Yöntem
Kurbağa siyatik sinirinden ekstraselüler yöntemle yapılan kaydın şematik gösterimi.
8© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
1- Ekstraselüler Yöntem
9© N. DALKILIÇ Meram Tıp
Biyofizik
Periferik bir sinirin farklı bölgelerinden BAP kaydı için elektrofizyolojik kayıt prosedürü
• Bu kayıt yönteminde ekstraselüler kayıta göre yalnızca kayıt elektrodu farklılık göstermektedir.
• Kayıt elekrodu, uç kısmı sinirin çapına göre ısıtılarak inceltilmiş camdan yapılır.
• Sinirin distal ucu negatif basınç uygulamak suretiyle suction elektrot içine alınır.
• Böylece dış ortam direncinin artması sağlanmış olur.
• Dış ortam direncinin artırılması sayesinde kayıt bölgesi solüsyon içerisinde tutulabilmektedir. Bu ise sinirin bulunduğu dış ortamın fizyolojik duruma en yakın özelliklerde tutulabilmesini sağlamaktadır.
1- “Suction” Yöntemi
10
© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
“Suction” kayıt prosedürü
1- Suction Yöntem
Ri
IEm Ee Vo (output voltage)
VeVm
Ro
“Suction” yönteminde kaydedilecek potansiyel, sinir ile pipet arasında oluşan dirence (Ro) doğrudan bağımlıdır.
11
Vo= R0.(Vm-Ve)/Ri
© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
5 mL/dakika hızında sürekli olarak fizyolojik sıcaklıktaki Krebs solüsyonu ile perfüzyonu sağlanan organ banyosu.
• Suction elektrodu kullanılarak kayıtlar alınırken sinirin yalnızca uyarımın gerçekleştirileceği bölgesi solüsyonun dışına alınmaktadır.
• Bununla birlikte distale farklı mesafelerden uyarı verilebilmesi amacıyla çoklu gümüş elektrot barındıran bir organ banyosu tasarlanmıştır.
• Günümüzde yapmakta olduğumuz deneylerde kullandığımız organ banyosu, dış bölümünde sıcak suyun dolaştığı bir ısı ceketi barındırmaktadır.
(uyaran şid:1.5 V, uzk:5.5 cm)
-1
-0,50
0,5
11,5
2
3 8süre (ms)
genl
ik (m
V)
uyaran şid:1.6 V, uzk:5.5 cm
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
3 8süre (ms)
genl
ik (m
V)
2- “Suction” Yöntemi - İzole Organ Banyosu
12
© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
2- “Suction” Yöntemi - Enstrümantasyon
13
© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
BİLEŞİK AKSİYON POTANSİYELİBİLEŞİK AKSİYON POTANSİYELİ
14
© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
BAP Kaydından Elde Edilebilecek Veriler• VbapBileşik aksiyon potansiyelinin
iletilme süresi (L1) kullanılarak hesaplanan iletim hızı (m/s).
• VmdBileşik aksiyon potansiyelinin tepe noktasına kadar ölçülen latans (L2) kullanılarak hesaplanan iletim hızı (m/s).
• Genlik (MD)Bileşik aksiyon potansiyelinin ulaştığı maksimum değer (mV).
• AlanBileşik aksiyon potansiyelinin integrali (mV.ms)
• dV/dt makBileşik aksiyon potansiyelinin tepeye çıkış fazının türevinin maksimum değeri (mV/ms).
• dV/dt min Bileşik aksiyon potansiyelinin iniş fazının türevinin maksimum değeri (mV/ms).
• TP Maksimum depolarizasyon değerine ulaşması için geçen süre (ms).
• Lif İletim Hızı (veya Çap) Dağılımı
• Güç Spektrumu (Fourier Analizi)
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
2 4 6 8 10zaman (ms)
genl
ik (m
V)
x=1,5 cm denx=2 cm den
x=5 cm den
x=5,5 cm den
Farklı uzaklıklardan kaydedilmiş suction BAP
1 m
V
0.5 ms
MD
TP
L2
L1
Hızlıİletenlifler
Orta hızda ileten lifler
Maksimum Depolarizasyona ulaşılması için gerekli olan süre
Genlik
15© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
BAP Kaydından Elde Edilebilecek Veriler
16
© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
Sinir İletimi Hız Dağılımının Belirlenmesi:
Geriye-İleriye Doğru Problem• Bir sinir demeti farklı özelliklerde sinir hücrelerine
ait aksonlardan oluşur. • Bu farklı özellikler iletim hızının ve aksiyon
potansiyeli genliğinin farklı olmasına neden olmaktadır.
• Bileşik aksiyon potansiyelinin doğası gereği kayıt alınan bölge uyarım bölgesinden uzaklaştıkça farklı iletim hız grupları birbirinden ayrılmaya başlar.
1,5 cm
4 cm
3,5 cm3 cm2,5 cm
2 cm
4,5 cm
0,5 ms
0,5
mV
0
BAP Kaydından Elde Edilebilecek Veriler
17
© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
N
iiii tfw
1
)( BAP(t)=
f(t)=A.sin(t/o1).exp(-t/o2)f(t)=A.sin(t/o1).exp(-t/o2)
o1=0.325 ms, o2=0.40 msçap:3 m A=2.65
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
-1 -0,6
-0,2
0,2 0,6 1 1,4 1,8 2,2 2,6 3
f(t)=A.sin(t/o1).exp(-t/o2)
o1=0.14 ms, o2=0.20 msçap:6 m A=2.47
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
-1 -0,6
-0,2
0,2 0,6 1 1,4 1,8 2,2 2,6 3
f(t)=A.sin(t/o1).exp(-t/o2)
o1=0.08 ms, o2=0.10 msçap:11 m A=2.73
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
-1 -0,6
-0,2
0,2 0,6 1 1,4 1,8 2,2 2,6 3
f(t)=A.sin(t/o1).exp(-t/o2)
o1=0.07 ms, o2=0.09 msçap:17 m A=2.87
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
-1 -0,6
-0,2
0,2 0,6 1 1,4 1,8 2,2 2,6 3
Farklı çaplara sahip sinir lifleri için TLAP biçim fonksiyonları.
Tek lif aksiyon potansiyeli için biçim fonksiyonu
BAP Kaydından Elde Edilebilecek VerilerSinir İletimi Hız Dağılı: Geriye-İleriye Doğru Problem
18© N. DALKILIÇ Meram Tıp
Biyofizik
-0.05
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
d=3d=4d=5d=6d=7d=8d=9d=10d=11d=12d=13d=14d=15d=16d=17d=18d=19d=20d=21d=22d=23d=24d=25d=26d=27d=28d=29d=30
x=2 cm için
)/exp()/sin()( 21 oo ttAtf
27 farklı lif grubu için tek lif aksiyon potansiyelleri (TLAP).
BAP Kaydından Elde Edilebilecek VerilerSinir İletimi Hız Dağılı: Geriye-İleriye Doğru Problem
19
© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
Liflerin çaplarına karşılık gelen iletim hızları ise V = d(0,06.T+0,6) bağıntısı kullanılarak 3-30 μm çap aralığı için 1 μm’lik adımlarla hesaplanır.
• BAP’ların her bir lif grubuna ait TLAP’lerin ağırlıklı katkılarının toplamından oluştuğu bilindiğinden, w,olasılık yoğunluk sabiti olmak üzere BAP= A . w şeklinde ifade edilir.
• Her bir lif çapı grubu için olasılık yoğunluk sabitleri (w) MatLab yazılımı kullanılarak hesaplanmıştır.
• Hesaplanan olasılık yoğunluk sabitleri bağıl lif sayısı bilgisini genlik bilgisi ile birlikte içerdiğinden genlik bilgisi çıkarılarak lif çapı gruplarının bağıl oranları elde edilir.
27
26
3
2
1
27
272
271
3
33
32
31
2
23
22
21
1
13
12
11
1
3
2
1
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.000
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
0.........0
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
00
0..........0
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
0
0...........0
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
)()(
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.)()()(
)(
WW
WWW
N
NN
N
NNN
N
NNN
N
NNN
tBAPtBAP
tBAPtBAPtBAP
tBAP
n
n
n
n
n
n
BAP Kaydından Elde Edilebilecek VerilerSinir İletimi Hız Dağılı: Geriye-İleriye Doğru Problem
20© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
Deney4histolojik
0
5
10
15
20
25
30
3 5 7 9 11 13 15 17 19 21
lif çapı (m)
% b
ağıl
sayı
Deney4ekstraselüler
-5
0
5
10
15
20
25
3 5 7 9 11 13 15 17 19 21
lif çapı (m)
% b
ağıl
sayı
Deney4suction
-5
0
5
10
15
20
3 5 7 9 11 13 15 17 19 21
lif çapı (m)
% b
ağıl
sayı
50 m
mV
ms
His
tolo
jikE
kstra
selü
ler
Suc
tion
İzole sinir BAP
İzole sinir lif dağılımları
BAP Kaydından Elde Edilebilecek VerilerSinir İletimi Hız (Çap) Dağılı: Geriye-İleriye Doğru Problem
21
© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
İzole sinir histolojik kesiti
BAP Kaydından Elde Edilebilecek VerilerSinir İletimi Hız (Çap) Dağılı: Geriye-İleriye Doğru Problem
22
© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
23© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
24© N. DALKILIÇ Meram Tıp
Biyofizik
Sinir İletimi Hız Dağılımının Belirlenmesi: Collision (Çarpışma) Yöntemi
S2S1ISI
p d
S1 S2
dp
Pre-amplificator
nerve
a
b
“Collision” tekniğinin şematik gösterimi. (a): Birinci uyaran (S1) distal, ikinci uyaran ise proximal bölgesine uygulanır . Eğer pulslar arası süre ISI (inter stimulus interval) yeterince uzun ise iki uyaran için oluşan BAP lar aynı biçim ve genlikte olur. (b): Uyaran ile cevap arasındaki zamansal ilişki. d: distal CAP, p: proksimal CAP (Harayama ve ark. 1991 den uyarlanmıştır)
BAP Kaydından Elde Edilebilecek Veriler
25© N. DALKILIÇ Meram Tıp
Biyofizik
0,37-(ms)ISI3,2 (cm)uzaklik arasielektrot uyarici ikiCV
ii
Sinir İletimi Hız Dağılı: Collision (Çarpışma) Yöntemi
BAP Kaydından Elde Edilebilecek Veriler
26© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
Katotelektrodu
Anotelektrodu
S1 S2
supramaksimalf=1 Hz, 0,2 ms
PreAMP
x
y1
Median sinir
y2
S2 S1ISI
t2 t1t
Sağ median sinirin proksimal ve distal bölgelerinin “collision” yöntemi ile uyarılması sırasında deneysel düzeneğin şematik gösterimi, x:iki uyaran arasındaki mesafe,, S1 ve S2 ise proksimal ve distal uyaranlardır. t1: proksimal latans, t2 : distal latans.
Sinir İletimi Hız Dağılı: Collision (Çarpışma) Yöntemi
BAP Kaydından Elde Edilebilecek Veriler
27© N. DALKILIÇ Meram Tıp
Biyofizik
ISI: 6.6 ms
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
0 3 6 9 12 15
duration (ms)ampl
itude
( μV
)
distal CAPproximal CAP
a
c
ISI: 5.8 ms
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
0 3 6 9 12 15
duration (ms)ampl
itude
(μV
)
b
0
10
20
30
40
37.6 40.0 42.8 46.0 47.7 49.6 51.7 54.0 56.4 59.1 62.1 65.3 68.9
conduction velocity (m/s)
relative umber of
fibers (%)
a
28
© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
Peroneal sinirin uyarılması ile Abductor Pollicis Brevis kası gözlenmesini de içeren sistemin blok diagramı.
derin peroneal siniri
S2
Kayıt sistemi
Pre amplifikatör
Aktifelektrot
Referans elektrot
S1
Sinir İletimi Hız Dağılı: Collision (Çarpışma) Yöntemi
BAP Kaydından Elde Edilebilecek Veriler
29
© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
10 20 30 40 500
distal CMAP
proximal CMAP
ms0
5
10
15
20
25
30
16,9 19,9 24,3 28,0 31,2 35,1 40,3 44,6 48,5
conduction velocity (m/s)
rela
tive
num
ber
of f
iber
s (%
)
Motor nerve conduction velocity distribution histograms for the deep peroneal nerve of a subjects
The distal and proximal CMAPs of a subject for 26 different ISI values. Initial and final ISI values are 20 ms and 7 ms respectively.
30© N. DALKILIÇ Meram Tıp
Biyofizik
31© N. DALKILIÇ Meram Tıp
Biyofizik
Güç Spektrumu:Fast Fourier Analizi
BAP Kaydından Elde Edilebilecek Veriler
32
BAP sinyallerinin FFT spektrumunun bağıl güç bileşenleri. Spektrumlar Kontrol ve Lidocaine (Lido), Dexmedetomidine (Dex) ve Dex+Lido için çizdirilmiştir. Frekans 17 bant aralığına bölünmüştür ve her bir bar belirtilen frekans aralığı için % bağıl güç değerini göstermektedir.(Dalkiliç ve ark. Baskıda, 2013)
Fourier Teoremine göre tüm ritmik sinyaller temel frekans (f0) olan bir sinüzoidal sinyal yanında, bu temel frekansın armoniklerini de içeren güç bileşenlerinin toplamlarından oluşur.
Herbir frekans aralığı için güç bileşenleri Fast Forurier Analizi (FFT) ile elde edilir.
© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
33
Uyarılma ile ilgili çalışmalar
© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
Uyarılma ile İlgili ÇalışmalarUyarılma ile İlgili Çalışmalar
Eşik Uyaran•Uyaran Şiddeti eşik bir akım (treshold stimulus) değerine ulaşmadıkça AP oluşmamaktadır.•Diğer yandan akımın uygulama süresi (Δt) kısaldıkça gerekli eşik uyaran akım şiddeti (Ieşik) de artmaktadır.•Dolayısıyla, bir aksonu uyarmak için minimum
ΔQ=Ieşik. Δt (Weiss yasası)
elektrik yükü gereklidir.
Reobaz
Kronaksi
Kronaksi uyarılabilirliğin (excitability) bir ölçüsüdür ve kronaksisi düşük olan liflerin uyarılabilirliği yüksektir.
Uyaran süresi
Uyaran genliği
34© N. DALKILIÇ Meram Tıp
Biyofizik
2
3
4
5
6
7
8
0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10Stimulus duration (ms)
Stim
ulus
stre
nght
(Vol
ts) .
Control0.25 mM0.5 mM1 mM2 mM4 mM
2
3
4
5
6
7
8
0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
Control0.25 mM0.5 mM1 mM2 mM4 mM
Tramadol’ün beş farklı konsantrasyonu ve kontrol için elde edilen Şiddet-Süre eğrileri.
Eşik Uyaran
35© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
Eşik uyaran çalışmaları, iletim çalışmalarının daha pratik ve kliniğe uygulanabilir olması nedeniyle ve Hodgkin ile Huxley’in 1952’deki tek hücre düzeyindeki çalışmalarının popülaritesi sebebiyle 90’lı yılların sonuna kadar çöküş yaşamıştır.
Uyarılma ile İlgili ÇalışmalarUyarılma ile İlgili Çalışmalar
Eşik Değer İzleme (Threshold Tracking)
Uyarılabilirlik konusundaki çalışmalar 1990’lı yıllarda Prof. Bostock’un eşik-değer belirleme çalışmalarıyla yeniden ivme kazanmış ve günümüzde yine kendisi tarafından otomatize sistemlerin geliştirilmesi ile klinik tanı yöntemlerine dahi, dahil edilebilecek noktaya ulaşabilmiştir.
Yöntem demet içerisindeki akson sayısına ve bunların iletim hızlarına duyarlı değildir; aksonun tüm uzunluğunu değil bir noktasını test eder; ve yöntem miyelin kılıfının bütünlüğünden ziyade aksonun zar özelliklerindeki değişimleri belirler.
Bu özellikleriyle sinir uyarılabilirliği konusundaki çalışmalarda günümüzde gelinen en son noktayı “eşik değer izleme (threshold tracking)” yöntemi oluşturmaktadır.
36© N. DALKILIÇ Meram Tıp
Biyofizik
Uyarılabilirlik çalışmalarında “eşik değerin belirlenmesi” aslında akson fonksiyonunun belirlenmesinde kullanılan klasik elektrofizyolojik testlerin tamamlayıcısı olarak düşünülebilir.
Fotoğraf: N. Dalkılıç – Chicheley Hall, 2011
Weiss YasasıQ=I.ΔtQ: eşik uyaran için gereken yük miktarı
Doğru eğimi: ReobazDoğrunun x eksenini kestiği nokta: şiddet-süre zaman sabiti (kronaksi:uyarılabilirliğin ölçütü)
I
Δt
Şiddet- Süre zaman sabiti (kronaksi)
Eşik Değer İzleme (Threshold Tracking)
Bu prosedürde, süre değişimine bağlı olarak yanıt gözlemlemek için gerekli olan akım değeri ölçülür. Doğrusal değişim gösteren (R2>0,99) bu verilere uygun bir doğru oturtma işlemi gerçekleştirilerek, bu doğrunun süre eksenini kestiği değer şiddet süre zaman sabiti (SDTC) olarak adlandırılır.
Uyaranın Yük miktarı (Q) Reobaz ile orantılıdır.
Uyarılma ile İlgili ÇalışmalarUyarılma ile İlgili Çalışmalar
37© N. DALKILIÇ Meram Tıp
Biyofizik
Ulnar sinrin uyarılıp Abductor Digiti Minimi kası aksiyon potansiyelinden (CMAP) Eşik İzleme yöntemi ile oluşturulan Şiddet-Süre eğrileri. Eğriler Kontrol ve Bilateral Karpal Tunel Sendromlu (KTS), Kansere bağlı polinöropatili, pnp diyabetik, kübital tünel sendromlu, hipotride bağlı duyusal nöropatili hastalar için aynı eğri üzerinde karşılaştırmalı olarak çizdirilmiştir. Doğruların eğimi Reobaz değerlerini, düşey eksenini kestiği zaman ise SDTC (kronaksi) değerlerini vermektedir.
Şiddet- Süre zaman sabiti (kronaksi)
Uyarılma ile İlgili ÇalışmalarUyarılma ile İlgili Çalışmalar
38
© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
Akım-Eşik azalması (current-treshold reduction) İlişkisi
Eşik Değer İzleme (Threshold Tracking)
200 ms%50
-%100
Test pulsu
Dışarı doğrultucu akım
İçeri doğrultucu akım
Akım-voltaj eğrisi oluşturulurken 200 ms süreli bir koşullandırıcı akımı takip eden 1 ms süreli bir test pulsu uygulanarak koşullandırıcı akım eşiğin (%40CMAPmax) %50’sinden başlanarak eşiğin -%100’ü olacak şiddete kadar %10’luk adımlarla değiştirilerek, test pulsunun hedef yanıt oluşturmak için gereken şiddetin eşiğe göre azalması ölçülür.
depolarizasyonhiperpolarizasyon
Doğrultucu (rectifier) kelimesi elektronikte diyotlar için kullanılır.
I
V
ΙI
VR
Ohmik I-V davranış
Rektifiye (dorultucu) davranış: uçları arasındaki potansiyelin bir yönünde, akım geçişine izin verip, diğer yönde izin vermeyen eleman.
diyot
Dışarı doğrultucu
İçeri doğrultucu
I
Aksonun rektifiye özelliğini gösterir.
Uyarılma ile İlgili ÇalışmalarUyarılma ile İlgili Çalışmalar
39
© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
-100
0
-500 0
Akım
şidd
eti
(% e
şik
değe
r)
Eşik değer azalması (%)
A
-100
0
-500 0
Akı
m ş
idde
ti (%
eşi
k de
ğer)
Eşik değer azalması (%)
B
Ulnar sinir için Akım-Eşik azalması eğrileri. Grafikler seçilen bazı denekler için ayrı ayrı eğriler (A) ve 12 deneğin ortalaması (B) için çizdirilen eğrileri gösterilmiştir.
Akım-Eşik azalması (current-treshold reduction) İlişkisi
Uyarılma ile İlgili ÇalışmalarUyarılma ile İlgili Çalışmalar
40© N. DALKILIÇ Meram Tıp
Biyofizik
Akım-Eşik azalması (current-treshold reduction)
Ulnar sinir için akım-eşik voltaj azalması karakteristiği. Eğriler kontrol (N=12) ve beş ayrı denek grubu için karşılaştırmalı olarak çizilmiştir.
Tüm neropatili denek grupları için hiperpoalrizasyonla birlikte içeri rektifiye kanalların açılma olasılıkları da artmaktadır.
Uyarılma ile İlgili ÇalışmalarUyarılma ile İlgili Çalışmalar
41© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
Eşik ElektrotonusTe
st p
uls
%40 max
Eşik Değer İzleme (Threshold Tracking)
Bu protokol ile, uzun süreli (100 ms) eşik altı depolarize ve hiperpolarize edici akım uygulanması sırasında uyarılabilirlikteki değişimler izlenmektedir.
Uyarılma ile İlgili ÇalışmalarUyarılma ile İlgili Çalışmalar
42© N. DALKILIÇ Meram Tıp
Biyofizik
100 msDepolarize edici puls
Hiperpolarize edici puls
A
Nodera ve Kaji 2006’ dan uyarlanmıştır
-150
-50
50
0 100 200
Eşik
değ
er a
zalm
ası (
%)
Gecikme (ms)
A
-150
-50
50
0 100 200
Eşik
değ
er a
zalm
ası (
%)
Gecikme (ms)
B
Eşik Elektrotonus
Ulnar sinirde ±%20 ve ±%40 eşikleri için Elektrotonus eğrileri. Eğriler şeçilen bazı denekler için ayrı ayrı (A) ve tüm denek verilerinin ortalaması (N=12) için (B) çizdirilmiştir.
Uyarılma ile İlgili ÇalışmalarUyarılma ile İlgili Çalışmalar
43© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
Ulnar sinirde %20 ve %40 eşikleri için Elektrotonus eğrileri.
Eğriler ortalama Kontrol (N=12) ve nöropatili beş farklı hasta grubu için aynı eğri üzerinde ayrı ayrı karşılaştırmalı olarak çizdirilmiştir
Eşik Elektrotonus
44© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
Toparlanma Döngüsü (RC: recovery cycle)
Sinir depolarize edildikten sonra, hücre yeniden dinlenime dönünceye kadar uyarılabilirlikteki değişim süreci toparlanma döngüsü (RC) olarak adlandırılır.
Eşik Değer İzleme (Threshold Tracking)
Supramaksimal şartlandırıcı
ISI: iki uyaran arası süre
%40 CMAP veya SNAP için gerekli test puls
İlk supramaksimal şartlandırıcı pulsun ardından gelen ikinci test pulsun gecikmesi 18 adımda 200 ms’den 2 ms’ye kadar azaltılarak, her bir test pulsunun %40 CMAP veya SNAP’nı oluşturulabilmesi için gerekli şiddetin eşiğe göre % değişimi ölçülür.
Uyarılma ile İlgili ÇalışmalarUyarılma ile İlgili Çalışmalar
45
© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
Nodera ve Kaji 2006’ dan uyarlanmıştır
t0 t1 t2 t3
-50
0
50
100
1 10 100 1000Eş
ik d
eğer
değ
işim
i (%
)
Uyaranlar arası gecikme (Interstimulus interval, ms)
A
-50
0
50
100
1 10 100 1000
Eşik
değ
er d
eğiş
imi (
%)
Uyaranlar arası gecikme (Interstimulus interval, ms)
B
Rasgele seçilen bazı deneklere ait toparlanma döngüsü eğrileri (A) ve tüm deneklere ait toparlanma döngüsü verilerinin ortalaması (B) gösterilmiştir (N=12).
Toparlanma Döngüsü (RC: recovery cycle)
Uyarılma ile İlgili ÇalışmalarUyarılma ile İlgili Çalışmalar
46
© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
Ulnar siniri için toparlanma döngüsü (Recovery Cycle) eğrileri. Eğriler kontrol (N=12) ve beş ayrı deney grubu için karşılaştırmalı olarak verilmiştir.
Toparlanma Döngüsü (RC: recovery cycle)
Uyarılma ile İlgili ÇalışmalarUyarılma ile İlgili Çalışmalar
47
© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
•Eşik izleme yönteminin tüm protokolleri hem in vivo hem de in vitro uygulamalarda kullanılabilmekte ve uyarılabilirlik parametreleri elde edilebilmektedir.
Eşik Değer İzleme: Sıçan Kuyruk ve Motor Siniri Çalışmaları
Uyarılma ile İlgili ÇalışmalarUyarılma ile İlgili Çalışmalar
48© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
George ve Bostock 2007’den.
49
© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik
Teşekkürler
Biyofizik Çalışma Ekibi
Prof. Dr. Nizamettin Dalkılıç
Doç.Dr. Figen GÜNEY
Öğr. Gör. Seçkin Tuncer
Arş. Gör. İlksen Burat
Dr. Ali Açıkgöz
Dr. Tülay Tunçer Peker
50
© N. DALKILIÇ Meram Tıp Biyofizik