Phrenic nerve conduction studies: normative data and technical aspects / Aspectos técnicos e normatização da neurocondução do nervo frênico

ABSTRACT Objective: The aim of the present study was to define normative data of phrenic nerve conduction parameters of a healthy population. Methods: Phrenic nerve conduction studies were performed in 27 healthy volunteers. Results: The normative limits for expiratory phrenic nerve compound muscle action potential were: amplitude (0.47 mv - 0.83 mv), latency (5.74 ms - 7.10 ms), area (6.20 ms/mv - 7.20 ms/mv) and duration (18.30 ms - 20.96 ms). Inspiratory normative limits were: amplitude (0.67 mv - 1.11 mv), latency (5.90 ms - 6.34 ms), area (5.62 ms/mv - 6.72 ms/mv) and duration (13.77 ms - 15.37 ms). Conclusion: The best point of phrenic nerve stimulus in the neck varies among individuals between the medial and lateral border of the clavicular head of the sternocleidomastoid muscle and stimulation of both sites, then choosing the best phrenic nerve response, seems to be the appropriate procedure.

RESUMO Objetivo: O objetivo do presente estudo foi definir os dados normativos de condução do nervo frênico de uma população saudável. Métodos: Foram realizados estudos de condução do nervo frênico em 27 voluntários saudáveis. Resultados: Os limites normais do potencial de ação muscular composto do nervo frênico durante a expiração foram: amplitude (0.47 mv - 0.83 mv), latência (5.74 ms - 7.10 ms), área (6.20 ms/mv - 7.20 ms/mv) e duração (18.30 ms - 20.96 ms). E durante a inspiração os limites normais foram: amplitude (0.67 mv - 1.11 mv), latência (5.90 ms - 6.34 ms), área (5.62 ms/mv - 6.72 ms/mv) e duração (13.77 ms - 15.37 ms). Conclusão: O melhor ponto de estímulo do nervo frênico no pescoço varia entre a borda medial e lateral da cabeça clavicular do músculo esternocleidomastóideo. Estimular ambos os locais e escolher a melhor resposta do nervo frênico parece ser o procedimento mais adequado.

Central and peripheral diaphragmatic neural function in chronic obstructive pulmonary disease assessed by magnetic stimulation

In chronic obstructive pulmonary disease [COPD], the diaphragm may contribute to respiratory decompensation. Factors responsible for such impairment are complex and not completely studied. Little is known about the state of neural diaphragmatic pathways particularly in milder grades of the disease. This study aimed to evaluate the cortical and peripheral diaphragmatic neuronal function in COPD using magnetic stimulation. Twenty patients with mild/moderate COPD with mean age of 52.5 +/- 8.5 years, were included. Diaphragmatic function was assessed by transcranial magnetic stimulation of the motor cortex followed by stimulation of the cervical roots of the phrenic nerves. The following parameters were measured: diaphragmatic resting motor threshold, cortical motor evoked potential [MEP] latency and amplitude, phrenic nerve latency and amplitude and central conduction time [CMCT]. Correlations were done between different electrophysiological parameters and age, duration of illness and variables of pulmonary function testing. Compared to controls, patients demonstrated significant prolongation of cortical [n=9] and cervical [n=3] MEP latencies and CMCT [n=9], reduced phrenic nerve amplitude [n=5] and increased resting motor threshold [n=11]. Significant correlations were identified between different electrophysiological parameters and age, duration, severity of disease and degree of hypoxemia. All patients with phrenic nerve abnormalities had cortical abnormalities [n=9]. We concluded that diaphragmatic neural dysfunction occurs in early stages of COPD. Central impairment [cortico-spinal] seems to occur earlier than peripheral [neuropathy of the phrenic nerve]. This information has important clinical and therapeutic implications. It will be important to study the effect of therapies as non-invasive ventilation and specific pharmacological interventions on these changes

Influence of stimulus frequency on blockade induced by pancuronium and rocuronium: study on rats phrenic nerve-diaphragm preparation

PURPOSE: To evaluate the influence of two stimulation frequencies on the installation of neuromuscular blockade produced by pancuronium and rocuronium on the rat diaphragm. METHODS: Diaphragms were submitted to an indirect frequency stimulation of 0.1 and 1Hz (Groups I and II, respectively). Subgroups were formed (n=5) according to the neuromuscular blocker employed (pancuronium-2µg/ml and rocuronium-4µg/ml). The twitch height depression was evaluated at 5, 15 and 30 minutes after adding the neuromuscular blocker. RESULTS: The decrease in twitch height was greater (p<0.01) with a frequency of 1Hz at all time periods studied both in preparations that are blocked with pancuronium and in those that are blocked with rocuronium. CONCLUSION: The frequency of stimulation interferes significantly with the installation of neuromuscular blockade produced by pancuronium and rocuronium, since the reduction in amplitude of the rat diaphragm response was greater for 1Hz frequencies, at all periods studied.

OBJETIVO: Avaliar a influência de duas freqüências de estimulação na instalação do bloqueio neuromuscular induzido por pancurônio e rocurônio em diafragma de ratos. MÉTODOS: Os diafragmas foram submetidos a uma freqüência de estimulação indireta de 0.1 e 1Hz (Grupos I e II, respectivamente). Os animais foram divididos em subgrupos (n=5) de acordo com o bloqueador neuromuscular a ser utilizado (pancurônio-2µg/mL e rocurônio-4µg/mL). A amplitude das respostas musculares foi avaliada 5, 15 e 30 minutos após a adição do bloqueador neuromuscular à preparação. RESULTS: A redução na intensidade da contração foi maior (p<0.01) com a freqüência de 1Hz em todos os tempos avaliados para as preparações contendo pancurônio e rocurônio CONCLUSION: A freqüência de estímulo interfere significativamente na instalação do bloquio neuromuscular produzido por pancurônio e rocurônio, uma vez que a redução na amplitude da resposta do diafragma foi maior para a freqüência de 1Hz em todos os períodos estudados.

Dexametasona incrementa os efeitos neuronais produzidos por óxido nítrico sintetizado no músculo esquelético / Dexamethasone develops the neuronal effect produced by synthecized nitric oxide in the skeletal muscle

A acetilcolina é o mediador químico responsável pela trasmissão neuromuscular. Ao ser liberada doneurônio motor, a acetilcolina ativa os receptores nicotínicos da placa motora e gera o potencial de placa terminal. Por sua vez, tal potencial deflagra o potencial de ação muscular iniciando, assim os procesos de contração muscular. A acetilcolina liberada para a fenda sináptica pode também modular su própria liberação ativando receptores nicotínicos e/ou muscarínicos do terminal nervoso motor. O acionamento dos receptores nicotínicos do terminal determina um aumento na quantidade de acetilcolina liberada para a fenda sináptica. Quando os receptores muscarínicos do terminal nervoso motor são ativados ocorre uma redução na quantidade de neurotransmissor liberada para a fenda sináptica. A ativação dos receptores colinérgicos pré-sinápticos é dependente da frequência e da duração dos estímulos elétricos aplicados no nervo motor...

Dexametasona incrementa os efeitos neuronais produzidos por óxido nítrico sintetizado no músculo esquelético / Dexamethasone develops the neuronal effect produced by synthecized nitric oxide in the skeletal muscle

A acetilcolina é o mediador químico responsável pela transmissão neuromuscular. Ao ser liberada do neurônio motor, a acetilcolina ativa os receptores nicotínicos da placa motora e gera o potencial de placa terminal. Por sua vez, tal potencial deflagra o potencial de ação muscular iniciando, assim, o processo de contração muscular. A acetilcolina liberada para a fenda sináptica pode também modular sua própria liberação ativando receptores nicotínicos e/ou muscarínicos do terminal nervoso motor. [...]o presente trabalho objetivou: 1. Determinar a importância relativa do NO produzido pelo músculo esquelético, nervo motor e tecido vascular nos efeitos neuromusculares induzidos pela L-arginina. Para tanto, utilizou-se a hemoglobina como agente quelante de NO em preparações nervo frênico-diafragma de ratos in vitro estimuladas com pulsos de baixa ou alta freqüências. 2. Investigar os efeitos neuromusculares do doador de NO (nitroprussiato de sódio) em preparações nervo frênico-diafragma de ratos estimuladas com pulsos de baixa ou alta freqüências. 3. Investigar os efeitos da dexametasona (doses ou concentrações utilizadas na terapia de pulso) na transmissão neuromuscular de preparações nervo ciático-tibial anterior de ratos in vivo e nervo frênico-diafragma de ratos estimuladas com pulsos de baixa ou alta freqüências. 4. Investigar os efeitos neuromusculares da associação NO (nitroprussiato de sódio ou L-arginina) e dexametasona em preparações nervo frênico-diafragma de ratos estimuladas com pulsos de baixa ou alta freqüências. [...] Estes resultados sugerem que: (1) NO, sintetizado no músculo, atua no nervo motor e no músculo esquelético. NO produzido no nervo ou no tecido vascular parecem não atuar na musculatura esquelética. (2) Os efeitos neuromusculares induzidos pelo nitroprussiato de sódio assemelham-se àqueles observados com L-arginina e são decorrentes da liberação espontânea de NO da sua molécula. (3) Os efeitos pré-sinápticos induzidos pela dexametasona.

Phrenic nerve activity during artificial ventilation at different body temperatures and its relationships with carotid chemosensory activity

While the chemoreceptor discharges of carotid bodies in vitro are highly dependent on temperature, these chemoreceptors in situ contribute only moderately to the ventilatory adjustment to changing body temperature (Tb), probably because of the concomitant and reverse changes in natural chemoreceptor stimuli in closed-loop preparations. Accordingly, we studied the frequency of carotid chemosensory discharge (fx) and the phrenic integrated electroneurogram (IENGph) in pentobarbitone anesthetized cats, paralyzed with alcuronium and artificially ventilated, at three steady-state levels of Tb (35.5, 37.5 and 40.2 C) modifying the frequency and volume of ventilator to ontain...

Número e espessura de fibras mielínicas do nervo frênico de rato albino jovem e senil / Number and thickness of myelinic fibres of phrenic nerve of young and aged rats

Neste trabalho, säo comparados o número de fibras, a espessura do axônio e da bainha de mielina do nervo frênico em rato albino jovem e senil. Os nervos frênicos foram retirados de três ratos jovens e três senís. Näo observamos diferenças significantes entre os dois grupos quanto aos aspectos estudados

Fuerza diafragmática y control ventilatorio en la hipotermia experimental / Diaphragmatic strength and ventilatory control in experimental hypothermia

Se estudió, en 10 perros ligeramente anestesiados y respirando espontáneamente, generación de fuerza diafragmática (Pdi: 10,30 y 100 Hz y estímulo único) y control ventilatorio (P 0.1, Vt/Ti, Fr). Se observó retención de CO2 proporcional a la hipotermia. La TP no varió mientras se enlentecieron VMxA y VMxD. Se observó fatiga para alta frecuencia de estimulación con potenciación para bajas frecuencias. Estos cambios no justificarían la retención de CO2 la que se correlacionó con caída del impulso central (P 0,1 y Vt/Ti) y del ritmo respiratorio (Fr)

Electrophysiological studies on human phrenic nerve & diaphragm.

To determine normal values for phrenic nerve stimulation, the phrenic nerve was stimulated transcutaneously in 22 healthy adolescent male volunteers. The phrenic latency, amplitude and duration of the evoked diaphragm action potential (EDAP) were noted. Maximum mouth inspiratory pressure (MMIP) and maximum ventilation volume (MVV) were also measured to evaluate the maximal strength of the diaphragm. No significant correlations were observed between EDAP and the parameters of diaphragm strength. The correlation coefficient between the amplitude-duration product of EDAP (integral EDAP) and MMIP was +0.15 and it was +0.29 between the integral EDAP and MVV.

Phrenic Nerve Conduction Studies in Healthy Korean

The assessment of diaphragmatic function has received increasing attention in recent decades because of successful clinical application of the electrophrenic pacemaker. Knowledge of the normal value of the phrenic nerve conduction latency according to Korean physical characteristics may be helpful when choosing electrophrenic respiration candidates and for evaluation diaphragmatic function postoperatively. Therefore in this study we have put the emphasis on obtaining the mean value of the phrenic nerve conduction latency in 18 healthy Korean adults and have correlated the effect of the intercathodal distance and the height of the subject with the conduction latency. As a result the mean conduction latency for the phrenic nerve was 7.10 msec (SD 0.14) and the mean intercathodal distance was 33.2cm (SD 0.41). Significant positive correlations of intercathodal distance with conduction latency and with subject height were found.