運動ニューロン疾患／筋萎縮性側索硬化症における下部運動ニューロン機能障害の神経生理学的および画像バイオマーカー：IFCNハンドブックの章

Neurophysiological and imaging biomarkers of lower motor neuron dysfunction in motor neuron diseases/amyotrophic lateral sclerosis: IFCN handbook chapter.

抄録

この章では、運動ニューロン疾患（MND）、特にその最も一般的な形態である筋萎縮性側索硬化症（ALS）において利用される包括的な神経生理学的バイオマーカーについて論じる。これらは、神経伝導検査（NCS）、針筋電図、高密度表面筋電図（EMG）、H反射検査を含む従来の技術だけでなく、新しい技術も含んでいる。この20年間で、筋の運動単位の喪失を評価する新しい方法が開発され、以前の運動単位数推定法(MUNE)よりも簡便で、電気刺激(MScanFit MUNEなど)や随意運動(MUNIX)を用いることができるようになりました。電気インピーダンス筋電図（EIM）は、高周波、低強度電流の印加と測定に依存する、評価のためのもう一つの新しいアプローチである。神経興奮性検査（NET）もまた、軸索の機能に関する洞察を提供し、静止膜電位の変化、イオンチャネルの機能障害、軸索と髄鞘の構造的完全性を反映する。さらに、磁気共鳴画像法だけでなく、超音波画像法も神経や筋肉の形態学的変化の構成要素を検出することができる。本章では、MND/ALSの複雑な病態生理に対す る神経生理学的洞察を提供する各技法の能 力について、重要な説明を提供する。しかし、有用性を明確にするためには、各アプローチの長所と限界を認識することが重要である。これらの神経生理学的バイオマーカーは、信頼性、特異性を実証し、下部運動ニューロン機能障害を検証し評価するための追加情報を提供している。これらの使用は、MND/ALSに関する知識を拡大し、疾患の様々な段階におけるMND/ALS患者の臨床的特徴に関連する、運動単位、軸索、反射、その他の神経回路間の関係についての理解を深めた。総合すると、最終的な目標は、早期診断を助け、潜在的な疾患模倣を区別し、疾患の進行をモニターし、ステージングし、治療に対する反応を定量化し、潜在的な治療介入を開発することである。

This chapter discusses comprehensive neurophysiological biomarkers utilised in motor neuron disease (MND) and, in particular, its commonest form, amyotrophic lateral sclerosis (ALS). These encompass the conventional techniques including nerve conduction studies (NCS), needle and high-density surface electromyography (EMG) and H-reflex studies as well as novel techniques. In the last two decades, new methods of assessing the loss of motor units in a muscle have been developed, that are more convenient than earlier methods of motor unit number estimation (MUNE),and may use either electrical stimulation (e.g. MScanFit MUNE) or voluntary activation (MUNIX). Electrical impedance myography (EIM) is another novel approach for the evaluation that relies upon the application and measurement of high-frequency, low-intensity electrical current. Nerve excitability techniques (NET) also provide insights into the function of an axon and reflect the changes in resting membrane potential, ion channel dysfunction and the structural integrity of the axon and myelin sheath. Furthermore, imaging ultrasound techniques as well as magnetic resonance imaging are capable of detecting the constituents of morphological changes in the nerve and muscle. The chapter provides a critical description of the ability of each technique to provide neurophysiological insight into the complex pathophysiology of MND/ALS. However, it is important to recognise the strengths and limitations of each approach in order to clarify utility. These neurophysiological biomarkers have demonstrated reliability, specificity and provide additional information to validate and assess lower motor neuron dysfunction. Their use has expanded the knowledge about MND/ALS and enhanced our understanding of the relationship between motor units, axons, reflexes and other neural circuits in relation to clinical features of patients with MND/ALS at different stages of the disease. Taken together, the ultimate goal is to aid early diagnosis, distinguish potential disease mimics, monitor and stage disease progression, quantify response to treatment and develop potential therapeutic interventions.