Sağlıklı bireylerde ve akut edinsel polinöropati hastalarında frenik sinir incelemesi
Phrenic nerve examination in healthy individuals and patients with acute acquired polyneuropathy
Yazar: VOLKAN TAŞDEMİR
Danışman: PROF. DR. ELİF KOCASOY ORHAN ; DOÇ. DR. NERMİN GÖRKEM ŞİRİN İNAN
İstanbul Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Nöroloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2021
Konu: Nöroloji = Neurology
Dizin: Diyafram = Diaphragm ; Elektromiyografi = Electromyography ; Frenik sinir = Phrenic nerve ; Guillain-Barre sendromu = Guillain-Barre syndrome ; Nöropatiler = Neuropathies ; Polinöropatiler = Polyneuropathies ; Referans değerler = Reference values ; Sağlık = Health ; Sinir iletimi = Neural conduction

Özet:
Diyafram kubbe şeklinde, ortadaki santral tendonun etrafını çevreleyen kas tabakasından oluşan, karın ve göğüs boşluğunu birbirinden ayıran, solunumun en önemli kasıdır. Diyaframın arka krural parçasının özofageal reflü mekanizmasında da önemli bir rolü bulunmaktadır. Motor innervasyonunu C3-C4-C5 sinir segmentlerinden köken alan frenik sinir sağlar. Frenik sinirin elektrofizyolojik olarak incelenmesi cerrahi sonrası frenik sinir yaralanmasının araştırılması, nöromusküler hastalıklar ve solunumu etkileyen akciğer hastalıklarında önemlidir. Frenik sinir ileti incelemelerinde normal sınırların belirlenmesi için sınırlı sayıda yayın bulunmakla beraber, yayınlarda uyarı ve kayıt yerleri farklılık göstermektedir. Diyaframın gastroözofageal işlevlerde önemli rolü olduğu belirtilen arka parçalarının yüzeyel elektrodlarla kayıtlanması iyi bilinen bir yöntem değildir ve gastroözofageal kataterle yapılan ölçümler de hastalar için tolere etmesi zor yöntemlerdir. 
Diyaframın tutulduğu nöromusküler hastalıklardan sık bilinenlerinden biri de Guillain-Barré Sendromu (GBS)'dur. GBS simetrik kol ve bacak güçsüzlüğü, refleks azalması ve duysal belirtilerle seyreden, nöromusküler paralizinin en sık nedeni olan, immün kökenli akut inflamatuar bir poliradikülopatidir. Elektrofizyolojik incelemeler hastalığın tanısının konulmasında, prognoz tayininde, aksonal-demiyelinizan ayrımının yapılmasında ve solunum tutulumunun belirlenmesinde önemli rol oynar. 
Çalışmamızda diyaframın ideal uyarı ve kayıt yerlerinin bulunması, Türk toplumu için normal değerlerin belirlenmesi, arka parçasının yüzeyel elektrodlarla kaydedilebilirliğinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu verilerle GBS tanılı hastalarda diyafram iletiminin klinik ve solunum tutulumuyla korelasyonu ve GBS alt tip tayininde frenik sinir iletilerinin önemi araştırılacaktır. 
Çalışmamıza 63 sağlıklı gönüllü ve 23 GBS tanılı hasta dahil edilmiştir. Sağlıklı gönüllülerde diyaframın ön parçasını kaydedecek 2, arka parçasını kaydedecek 2 farklı kanalda yüzeyel, kendinden yapışkanlı elektrodlar kullanılarak bileşik kas aksiyon potansiyelleri (BKAP) kaydedilmiş, eş zamanlı biseps kası kayıtlamasıyla bu kasta BKAP oluşmadığı gözlenmiştir. Hasta grubunda incelemeler ilk elektrod pozisyonunda ve iki taraflı yapılmıştır. Hasta ve sağlıklı gönüllü gruplarında uyarı, sternokleidomastoideus kasının posteriorundan bipolar yüzeyel stimulatör aracılığı ile verilmiştir.  
En yüksek genlikte yanıtların kaydedildiği ilk elektrod pozisyonunda frenik sinir latans üst sınırı 7,7 milisaniye (ms), taban-tepe genlik alt sınırı 0,30 milivolt (mV), tepeden tepeye genlik alt sınırı 0,45 mV, negatif pik süresi üst sınırı 24,15 ms ve alan alt sınırı 3,05 mV*ms olarak bulunmuştur. Diyafram arka parçasını kaydeden pozisyonlarda ön parçaya kıyasla daha düşük genlikli ve daha uzun latanslı yanıtlar kaydedilmiştir. 
Hastalarda frenik sinir motor yanıtlarının negatif pik süresi ve alanı ile klinik ve solunum parametreleri arasında istatistiksel olarak anlamlı düzeyde korelasyon saptanmıştır. Frenik sinir yanıt latansı üst sınırı %110 ve üzeri olarak alınırsa, frenik sinir ileti incelemeleri ile GBS alt tiplerinden akut inflamatuar demiyelinizan polinöropati (AİDP) grubu %84,6 duyarlılık ve %87,5 özgüllükle tanınmaktadır.
Çalışmamızda elde edilen veriler ışığında frenik sinir ileti incelemesinde kayıt yeri olarak ksifoid çıkıntının 5 cm yukarısı ve kostal marjinde 16 cm lateralinin kullanılması önerilmektedir. Diyaframın arka parçasının da yüzeyel elektrodlarla kayıtlanabileceği görülmüştür. GBS tanılı hastalarda elektrofizyolojik verilerin klinik ve solunum parametreleriyle korelasyonu ve hastalığın alt gruplarının ayrımında yüksek özgüllük ve duyarlılığa sahip olması nedeniyle rutin ileti incelemelerine eklenmesi önerilmektedir.

Abstract:
Diaphragm is the most important muscle of respiration which consists of a muscle layer in the periphery and a central tendon in the middle and separates the abdominal and thoracic cavities. The posterior part of the diaphragm, called crural part, also plays an important role in the mechanism of esophageal reflux. Its motor innervation is provided by the phrenic nerve originating from the C3-C4-C5 nerve roots. Electrophysiological examination of the phrenic nerve is used for the investigation of post-surgical phrenic nerve injury, neuromuscular diseases, and lung diseases. Although there are a limited number of research to determine the normal values of phrenic nerve conduction, the points of stimulation and recording also differ in the publications. Recording from the posterior parts of the diaphragm, which has been claimed to have an important role in gastroesophageal functions, is not a well-established method to study with superficial electrodes, and measurements with a gastroesophageal catheter are difficult to tolerate for the patients.
One of the most commonly known neuromuscular diseases affecting the diaphragm is GBS. GBS is an acute inflammatory polyradiculopathy of dysimmune origin, which is the most common cause of neuromuscular paralysis, with symmetrical arm and leg weakness, decreased reflexes and sensory findings. Electrophysiological examinations play an important role in diagnosing the disease, determining its prognosis, distinguishing between axonal and demyelinating features and determining the presence of respiratory involvement.
In the present study, it was aimed to determine the followings: the most ideal stimulation and recording sites for the diaphragm studies, normal limits for the electrophysiological parameters obtained from  Turkish people, and the recordability of the posterior part of the diaphragm with superficial electrodes. With these data, the correlation of diaphragmatic conduction with clinical findings and respiratory involvement in patients with GBS and the importance of phrenic nerve conduction in GBS subtype determination would be investigated.
Sixty-three healthy participants and 23 patients with GBS were recruited into our study. Compound muscle action potentials (CMAP) were recorded by 2 separate channels to record from the anterior part of the diaphragm and by 2 other channels to record from its posterior part, in healthy participants. A pair of recording electrodes was placed over biceps brachii muscle to monitor the contribution of brachial plexus simultaneously during stimulation behind sternocleidomastoideus muscle. The traces with indiscernable motor responses from the latter was admitted for evaluation. In the patient group, examinations were performed bilaterally in the initial electrode position. Phrenic nerve is stimulated using a bipolar stimulator at the posterior edge of sternocleidomastoideus muscle.
At the initial electrode position which provided the highest amplitude responses, the upper limit of phrenic nerve latency was 7.7 milliseconds (ms), the lower limit of base to peak amplitude was 0.30 millivolts (mV), the lower limit of peak to peak amplitude was 0.45 mV, the upper limit of negative peak duration was 24.15 ms and lower limit of area was 3.05 mV*ms. The posterior part of diaphragm provided lower amplitude and longer latency responses as compared to the anterior part.
Negative peak durations and areas of the phrenic nerve motor responses were significantly correlated with clinical and respiratory parameters in the patients. If the upper limit of phrenic nerve response latency was taken as 110%, acute inflammatory demyelinating polyneuropathy (AIDP) subtype of GBS group could be differentiated with 84.6% sensitivity and 87.5% specificity with nerve conduction studies.
According to the present study, we recommend to use the points 5 cm above the xiphoid process (active) and 16 cm laterally (reference) on the costal margin, as the recording sites in the phrenic nerve conduction studies. It was also shown that posterior part of the diaphragm can be recorded with superficial recordings. It is recommended that phrenic nerve conduction studies be added to routine electrophysiologic examinations in patients with GBS, because of the good correlation of electrophysiological data with clinical and respiratory parameters and their high specificity and sensitivity in distinguishing GBS subgroup.
This study was funded by Scientific Research Projects Coordination Unit of Istanbul University. Project number: TTU-2020-36952