تعتبر مراقبة نشاط الدماغ أثناء المهام الحركية المستقيمة ذات قيمة كبيرة عند التحقيق في المصدر العصبي لاضطرابات الحركة. هنا ، نوضح بروتوكولا يجمع بين التحليل الطيفي الوظيفي القريب من الأشعة تحت الحمراء والمراقبة المستمرة للعضلات والنشاط الحركي خلال 4 أنواع من المهام الحركية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
وظيفية الأدنى الأشعة تحت الحمراء الطيفي من المناطق الحسية والحركية الدماغ مع الحركية في وقت واحد وEMG رصد خلال المهام للسيارات
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
وهناك العديد من المزايا التي ظيفية الطيفي الأشعة تحت الحمراء القريبة (fNIRS) ويعرض في الدراسة من التحكم العصبي في حركة الإنسان. أنها مرنة نسبيا فيما يتعلق مشارك المواقع ويسمح لبعض حركات الرأس أثناء المهام. بالإضافة إلى ذلك، أنها غير مكلفة وخفيفة الوزن، والمحمولة، مع عدد قليل جدا من موانع لاستخدامه. وهذا يمثل فرصة فريدة لدراسة نشاط الدماغ وظيفية خلال المهام الحركية في الأفراد الذين عادة ما النامية، فضلا عن أولئك الذين يعانون من اضطرابات الحركة، مثل الشلل الدماغي. وهناك اعتبار إضافي عند دراسة اضطرابات الحركة، ومع ذلك، هو نوعية الحركات الفعلية أداء وإمكانات، والحركات غير مقصودة إضافية. ولذلك، مطلوب الرصد المتزامن لكلا من التغيرات في تدفق الدم في الدماغ والحركات الفعلية من الجسم أثناء الاختبار لتفسير مناسب لنتائج fNIRS. هنا، وتبين لنا بروتوكول لمزيج من fNIRS معالعضلات ورصد الحركية خلال المهام الحركية. نستكشف مشية، وهي حركة من جانب واحد متعدد مشتركة (الدراجات)، وحركتين واحدة مشتركة من جانب واحد (معزول عطف ظهري الكاحل، ومعزولة ناحية الضغط). التقنيات المعروضة يمكن أن تكون مفيدة في دراسة كل من التحكم في المحركات التقليدية وغير التقليدية، ويمكن تعديلها لتحقيق مجموعة واسعة من المهام والمسائل العلمية.
المقدمة
أصبح التصوير العصبي خلال المهام الوظيفية أكثر المحمولة والتكاليف وكفاءة باستخدام التحليل الطيفي غير الغازية وظيفية القريب من الأشعة تحت الحمراء (fNIRS) لتحديد مجالات نشاط الدماغ عن طريق قياس ديناميكية تدفق الدم في القشرة. قابلية fNIRS مفيدة بشكل خاص في دراسة المهام تستقيم والوظيفية مثل مشية 1، وهو أمر غير ممكن مع التقنيات الأخرى مثل التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI). هذه القدرة هي الحاسمة في مجالات علم الأعصاب وعلم الأعصاب، ويمكن أن تقدم رؤى جديدة في الآليات الكامنة وراء اضطرابات الحركة عند الأطفال والبالغين الذين يعانون من الشلل الدماغي (CP) والحالات العصبية الأخرى التي تؤثر على التحكم في المحركات. فهم آليات يحسن القدرة على تصميم تدخلات فعالة لاستهداف مصدر ضعف ومحدودية النشاط.
وكانت العديد من الدراسات fNIRS من المهام الحركية إلى موعد مع صحة السكان من البالغين حيث جزءوأوعز icipants لتنفيذ مهمة معينة ورصد أداء مهمة يقتصر على الفحص البصري. وهذا يمكن أن يكون كافيا بالنسبة لأولئك مع الحركات النمطية وعلى مستوى عال من المشاركة، ولكن ليس من المقبول عند دراسة المشاركين الذين يعانون من اضطرابات الحركة أو أولئك الذين لديهم صعوبة حضور إلى مهمة لفترات طويلة من الزمن، بما في ذلك الأطفال النامي عادة. من أجل إبلاغ تحليل نشاط المخ في هذه الحالات، هناك حاجة للرصد المتزامنة للنمط الحركية التي يتم الانتهاء فعلا.
تم عرض استعراضات شاملة لنظم fNIRS والأعراف المتبعة في الأدب 2-5 التي توجه الاستخدام ومساعدة للتدليل على دقة وحساسية هذه النظم، ولكن المسائل التقنية في جمع ومعالجة وتفسير fNIRS لا تزال البيانات. لون وسماكة الشعر تؤثر على جودة الإشارة الضوئية، مع الظلام الشعر الكثيف على الأرجح لمنع أو تشويه transmi البصريssion 3،6. ولهذا أهمية خاصة عند دراسة المناطق الحسية تقع على منطقة تاج الرأس حيث الكثافة بصيلات الشعر هي أعظم، وتقديم تقرير بعض الدراسات غير المستجيبين 6،7. وراسخة الدولية 10/20 نظام يمكن استخدامها لوضع لoptodes، ولكن بصفة خاصة في حالة الأشخاص الذين يعانون من غير نمطية تشريح الدماغ، وشارك تسجيل من موقع optode إلى التصوير بالرنين المغناطيسي التشريحية أحد المشاركين في أمر مفيد للغاية إن لم يكن ضروريا لتفسير دقيق ل النتائج.
استخدام fNIRS لتقييم نشاط المخ في إصابة الدماغ في مرحلة الطفولة الظهور هو الأخير إلى حد ما، ولكن تكتسب الجر في مجال جانب واحد 6،8،9 الشلل الدماغي. في النظر في التحديات المذكورة آنفا، هذا البروتوكول يجمع بين fNIRS، التقاط الحركة، وelectromyographic (EMG) رصد خلال عدد من المهام، بما في ذلك المهام واحدة مشتركة بسيطة وكذلك الاقتراحات كامل الجسم أكثر تعقيدا. التوجيه البصري والسمعي هو لناإد لتحسين الانتباه ومهمة الأداء عبر العصور متعددة من المشاركين. والهدف من هذا البروتوكول هو لتحديد الاختلافات في أنماط نشاط المخ في تلك مع الأحادية والثنائية الطفولة-ظهور إصابات الدماغ مقارنة مع أولئك الذين عادة ما النامية. نستكشف حركة كامل الجسم (مشية)، وهو أقصى انخفاض الحركة متعددة مشتركة الثنائية (الدراجات)، وحركتين واحدة مشتركة من جانب واحد (معزول عطف ظهري الكاحل، ومعزولة ناحية الضغط) لتوضيح مجموعة متنوعة من التطبيقات من الطرق. نفس أو بروتوكول مماثل جدا يمكن استخدامها لدراسة غيرها من اضطرابات حسية أو حركة أو المهام الأخرى ذات الاهتمام.
وقد تنبعث موجة مستمرة قرب ضوء الأشعة تحت الحمراء والكشف على 690 نانومتر و 830 نانومتر على القشور الحسية باستخدام نظام fNIRS بمعدل 50 هرتز، وذلك باستخدام التكوين مصممة خصيصا للكشف عن مصدر. تم جمع البيانات لاسلكيا EMG على تردد 1،000 هرتز. كانت علامة عاكسة المواقع 3-Dالتي جمعها نظام التقاط الحركة البصرية بمعدل 100 هرتز. جهازي كمبيوتر مختلفة عالجت الحصول على البيانات، واحدة للfNIRS وآخر لالتقاط الحركة وEMG. تم مزامنة البيانات باستخدام نبض الزناد من جهاز كمبيوتر الثالث الذي يتوافق مع زر الماوس اضغط على لبدء الرسوم المتحركة التعليمي لكل مهمة. لكافة المهام باستثناء مشية، تم تصميم الرسوم المتحركة التعليمية لتوحيد أداء المشاركين باستخدام التوجيه البصري من وتيرة مهمة (1 هرتز)، التي يمثلها القفز الحيوان الرسوم المتحركة أو الركل، فضلا عن جديلة السمعية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
ملاحظة: تمت الموافقة على هذا البروتوكول من قبل مجلس المراجعة المؤسسية من المعاهد الوطنية للصحة (ClinicalTrials.gov المعرف: NCT01829724). يتم منح جميع المشاركين الفرصة لطرح الأسئلة وتقديم الموافقة المسبقة عن علم لمشاركتهم. في النظر في إدخال تغييرات على استجابة الدورة الدموية الناجمة عن تعاطي الأخير من موسعات وvasoconstrictors، ويطلب من المشاركين على الامتناع عن الكحول والكافيين لمدة 24 ساعة قبل التجربة والعرف 3 أشرطة الفيديو والرسوم المتحركة وقاطعت في المختبر لدينا، ولكن يمكن أن تسجل مع الآخر الأصوات أو الصور محددة لأسئلة البحث بديلة.
1. إعداد غرفة وقبل وصول المشارك.
- معايرة الحركة الكاميرات التقاط نسبة إلى إحداثيات مختبر وفقا لعملية محددة لحركة التقاط المصنعة. ضمان أن مواقف الكاميرا سيسمح تسجيل جميع علامات على كل من الجسمورئيس مشارك خلال المهام التي سيتم اختبارها. عملية المعايرة يضمن دقة النظام التقاط الحركة وهي الممارسة القياسية لأي مختبر الحركة. استخدام نظام عشرة الكاميرا، مع حجم تقريبي من 17 م 3 حيث يمكن تحديد علامات عاكسة بشكل موثوق.
- ربط على الزناد من الكمبيوتر تعليمات لمدخلات BNC على التقاط الحركة وfNIRS أجهزة الكمبيوتر. تأكد من توصيل على الزناد إلى زر الماوس، والنقر على الفأرة يكمل الدائرة ويرسل نبضة في وقت واحد لالتقاط الحركة / EMG مجلس الحصول على البيانات وإلى لوحة الحصول على البيانات fNIRS كما auxillary مدخلات تناظرية.
- ربط هذا الفأر من خلال منفذ USB إلى جهاز الكمبيوتر الذي تشغيل تعليمات أشرطة الفيديو والرسوم المتحركة، مثل أن بدء الفيديو سوف يؤدي إلى تغيير الجهد في وقت واحد على كل أنظمة الحصول على البيانات.
ملاحظة: يتم سنشد إشارات EMG تلقائيا وحفظها من قبل البرنامج التقاط الحركة، لذلك الخاليست هناك حاجة IONAL مزامنة للنظام EMG. - إعداد الشاشة والعرض للحصول على التعليمات ليتم عرضها على المشاركين. إزالة أية عناصر غير ضرورية والتي قد تكون distracters. ضع ترايبود وكاميرا الفيديو الرقمية حيث سيكون لديهم مرأى ومسمع من الحركات المشارك.
- تحقق من أن علامات عاكسة وتعلق بشكل آمن إلى أعلى كل optode في التحقيق.
- تجميع كل الوثائق الضرورية: موافقة وموافقة نسخ، وصحائف والفحص السريري، وأوراق مذكرة التجريبية، على سبيل المثال.
2. تدابير بسيطة
- بعد الانتهاء من عملية الموافقة المسبقة، وقياس والطول والوزن والعمر، ومحيط الرأس مشارك سجل في.
- إدارة ادنبره الطغيان المخزون 10 والامتحانات السريرية الأخرى كما هو مبين. وأفاد-مشارك سجل أنواع الشعر والجلد.
- وضع علامات عاكسة على العمود الفقري الحرقفي الخلفي متفوقة (PSIS) ثنائيا. يكون المشي مشارك في وتيرة المريحة خاصتهم عبر المختبر 3-5 مرات، ويبلغ متوسط سرعة عبر التجارب لتقدير الذات اختيار سرعة المشي الخاصة بهم.
3. الوظيفي الأدنى الأشعة تحت الحمراء الطيفي (fNIRS) الإعداد
ملاحظة: يمكن أن تكتمل هذه بالتزامن مع الإعداد للEMG والحركة القبض، إذا كان هناك ما يكفي من المجربون أو موظفي البحوث للمساعدة، وإذا كان المشارك هو مريح مع العديد من الناس كونها قريبة لهم في نفس الوقت.
- قياس المسافة بين الأنيفى (NZ) وقمحدوة (عز)، وبين نقاط قبل أذني على اليمين (ع) واليسرى (آل) الأذنين. تقاطع منتصف هذه التدابير الاثنين هو تشيكوسلوفاكيا، و الذي يظهر على فروة الرأس باستخدام علامة قابل للغسل.
- إذا كان مشارك الشعر الطويل، قسم من أجزاء صغيرة من الشعر باستخدام الضفائر أو ذيل الحصان من أجل فضح فروة الرأس حيث سيتم وضع optodes.
- ضع fNIRS بفتح تحقيق على رانه رئيس مشارك، مع الحرص على مواءمة مع تشيكوسلوفاكيا، AR. ثم تحريك الشعر بعيدا من تحت كل optode كما يتم وضعه على فروة الرأس. وأخيرا، ونعلق الأشرطة فيلكرو لعقد آمن optodes في المكان.
ملاحظة: في هذا البروتوكول، واستخدام قبعة التي لديها حزام واحد أن يذهب خلف الرأس، واحد يمر عبر الجبين، واحد ان يذهب تحت الذقن. ترتكز Optodes لهذا الغطاء مع الفيلكرو على حلقة بلاستيكية مرنة يطوق الأذن.- إذا كان مشارك الشعر القصير (أقل من حوالي 2 بوصة في الطول)، سحب الشعر بين optodes بعصا رقيقة صغيرة أو نهاية بلاستيكية المشط.
- تحقق من أن جميع الكابلات optode والاستلقاء، والتي optodes هي عمودي تقريبا على سطح فروة الرأس.
- إذا لزم الأمر، ضع قطعة رقيقة من الرغوة في إطار مجموعة من الكابلات optode لتعزيز التوافق عمودي من optodes.
- تحقق مع المشاركين حول الراحة للتحقيقات، وضبط إذا لزم الأمر. يأمرهم أن يقول المجربون إذا تنخفض راحتهم في أي لحظة أثناء التجربة.
- بدوره على مصادر والتحقق من الإشارات.
- في هذا النظام، وضمان إشارة إلى أن لديها كثافة لا يقل عن 80 ديسيبل وضربات القلب واضحة للعيان في deltaOD (التغير في كثافة ضوئية) إشارة، في كل من 690 و 830 نانومتر موجات. عندما القنوات لها إشارات لا تستوفي هذه المعايير، تأكد من أن الشعر لا يسد optode (ق) وثم ضبط المكاسب كاشف حسب الحاجة لتحقيق أقصى قدر من كثافة إشارة. تأكد من أن الكاميرات التقاط الحركة هي من خلال هذا الوقت.
ملاحظة: آلات fNIRS أخرى قد تعمل على أطوال موجية مختلفة إلى 690 و 830 نانومتر. في هذه الحالة، والتحقق من الأطوال الموجية الأنسب لآلة المستخدمة.
- في هذا النظام، وضمان إشارة إلى أن لديها كثافة لا يقل عن 80 ديسيبل وضربات القلب واضحة للعيان في deltaOD (التغير في كثافة ضوئية) إشارة، في كل من 690 و 830 نانومتر موجات. عندما القنوات لها إشارات لا تستوفي هذه المعايير، تأكد من أن الشعر لا يسد optode (ق) وثم ضبط المكاسب كاشف حسب الحاجة لتحقيق أقصى قدر من كثافة إشارة. تأكد من أن الكاميرات التقاط الحركة هي من خلال هذا الوقت.
- إضافة علامات عاكسة لنيوزيلندي، عز، AR، و آل. اسأل المشاركين لعقد لا يزال وجمع ما يقرب من 2 ثانية من البيانات التقاط الحركة لهذه وعلامات على fNIRS optode. تحقق من أنوقد تم تسجيل كل علامات، وجمع محاكمات إضافية حسب الضرورة. قد تتطلب المشارك لتغيير موقف رئيس لتحسين خط الأفق بين الكاميرات وعلامات. استخدام هذه جمعت ثلاثة مواقع الأبعاد خلال تحليل للتسجيل احتمالي التصوير بالرنين المغناطيسي الهيكلي الفردي أحد المشاركين إذا كان متوفرا.
- إضافة غطاء مع عدة طبقات من اللباد الأسود أو غيرها من المواد الماصة بصريا على رأس optodes fNIRS لحماية أجهزة الكشف عن التدخل أو التشبع من الكاميرات التقاط الحركة. تأكد من أن الكابلات واللوحة الأمامية للوحدة fNIRS هي أيضا محمية بشكل جيد باستخدام نفس مادة ماصة بصريا.
4. السطح الكهربائي (EMG) الإعداد
- تحديد موقع بطن العضلات من كل العضلات المستهدفة باستخدام المعالم التشريحية، ملامسة خلال تقلص العضلات، وأدلة وضع قطب كهربائي 11.
ملاحظة: العضلات المستهدفة في هذا البروتوكول تشمل BILالساق وسطي ateral، الظنبوبي الأمامي، الفخذية المستقيمة، الوحشية المتسعة، العضلة ذات الرأسين الفخذية، الكعبري الباسطة للرسغ، والكعبري الرسغي المثنية. - الاستعداد لEMG القطب التنسيب على البطن العضلات عن طريق الحلاقة، وإزالة خلايا الجلد الميتة مع الشريط، ثم تنظيف مع وسادة ايزوبروبيل، على النحو الموصى به من قبل SENIAM 12 وانتظر حتى يجف الجلد.
- وضع EMG القطب الموجهة لاتجاه الألياف العضلية.
- التفاف بشكل مريح مع التفاف ملتصقة النفس.
- تحقق إشارات العضلات على الكمبيوتر أثناء أداء اختبار العضلات اليدوي لضمان وضع قطب كهربائي الصحيح، والتصور الواضح للتغيير إشارة عندما عضلة نشطة.
5. الحركة الإعداد لقطة
- وضع علامات عاكسة على المعالم المشتركة. وتشمل هذه الإنسي والكعب الوحشي، الإنسي والوحشي مفصل الركبة، الشوكة الحرقفية الأمامية العلوية (ASIS)، الخلفي الحرقفي متفوقة العمود الفقري (PSIS)، الإبري شعاعي، syloid الزندي، ميديآل epicondyl عضدي، والجانبية عضدي epicondyl.
- وضع 3 أو أكثر من علامات، أو مجموعة الجسم جامدة من علامات، على كل جزء من الفائدة، بما في ذلك القدم، وساق والفخذ واليد، والساعد.
- جمع حوالي 2 ثانية من البيانات التقاط الحركة في حين المشارك يقف لا يزال في موقف موحد، مثل الوقوف مع الأسلحة في 90 انثناء ° الكتف والكوع 90 درجة انثناء. التأكد من أن جميع علامات مرئية بشكل واضح إلى الكاميرات.
6. مشية العمل
- يكون نقل المشاركين إلى حلقة مفرغة. مساعدتهم من خلال دعم الكابلات وfNIRS optode ومن ثم تأمين الكابلات إلى دعم السقف بعد المريض في الموقف. إذا كان المريض هو عرضة للهبوط، واستخدام دعم وزن الجسم تسخير السلامة أثناء هذه المهمة.
- بدء حلقة مفرغة، وبناء ببطء حتى اختيار النفس سرعة المشي قياس للحصول على المشاركين مريح مع اقامة الظروف. ثم بطيئة إلى حدمرة أخرى.
- إعداد ملف الرسوم المتحركة مع التغذية المرتدة السمعية التي من شأنها أن جديلة المشارك إما الراحة أو الحركة. تعليمات مهمة مراجعة مع المشاركين، نقول لهم أن تبقى كما لا تزال واسترخاء ممكن خلال فترات "الراحة" والسير بسرعة مجموعة مفرغه خلال "مهمة" الفترة، في حين تركز اهتمامها على دائرة سوداء صغيرة على الشاشة ل مدة الحصول على البيانات.
- تحت أضواء خافتة، والبدء في الحصول على البيانات على الكمبيوتر التقاط الحركة والكمبيوتر fNIRS. بدء تسجيل على كاميرا فيديو.
- باستخدام الزناد الماوس، انقر فوق زر التشغيل على ملف الرسوم المتحركة المرتبطة بهذه المهمة. تأكد من أن الزناد كان في استقباله كل من التقاط الحركة وأنظمة تقارير قوائم الجرد الوطنية.
- التبديل إلى صورة من نقطة سوداء تقع في خط المشارك عن الأنظار، بحيث يكون لديك نقطة التركيز لمدة المحاكمة.
ملاحظة: التخطيطي الشامل لكلويظهر محاكمة في الشكل 2.
- التبديل إلى صورة من نقطة سوداء تقع في خط المشارك عن الأنظار، بحيث يكون لديك نقطة التركيز لمدة المحاكمة.
- مراقبة أداء المشاركين وتقديم ملاحظات حول سرعة، أو الحركات الطوعية دخيلة حسب الحاجة.
- في نهاية للرسوم المتحركة التعليمي، ووقف التسجيل على التقاط الحركة، EMG، وأنظمة fNIRS، فضلا عن كاميرا الفيديو. إعطاء المشاركين فرصة للراحة أو تغيير المواقف حسب الضرورة.
7. الثنائي الأطراف السفلى الدراجات العمل
- هل لديك الانتقال المشاركين إلى طيدة مع عودة المنقولة ودعم الساق، مع الحرص على دعم الكابلات وfNIRS optode وعدم عثرة أو طرد علامات التقاط الحركة أو أقطاب EMG. لديها وسادة مقعد رغوة لتحسين وسائل الراحة أثناء التجربة.
- رفع إطار دورة في الموقف وثبته على طيدة مع حزام.
- تأمين القدمين في الدواسات وضبط الموقف من دورة اللازمة لتعزيز مسافة مريحة وطبيعية لالدواسات. فيأبعد نقطة في دورة، والحفاظ على الركبة في حوالي 10 درجة من الانحناء.
ملاحظة: عند هذه النقطة، سيكون المشارك في وضعية شبه راقد، والذي يوفر بعض الدعم الجذع ويسهل الاسترخاء خلال فترة الراحة. - تعليمات مهمة مراجعة مع المشاركين، نقول لهم لتبقى كما لا يزال والاسترخاء قدر الإمكان أثناء فترات "الراحة"، ودورة في حوالي 60 دورة في الدقيقة خلال "مهمة" الفترة.
- كرر الخطوات من 6،4-6،7. بدلا من التحول إلى صورة لنقطة، مشروع الرسوم المتحركة التي سوف جديلة المشارك إما الراحة أو الحركة من خلال ردود الفعل البصري والسمعي. تكبير إطار الفيلم بحيث المشارك ليست قادرة على مراقبة الوقت الذي انقضى، أو المتبقية، في المحاكمة الحالية.
8. اليد عصر العمل
- بعد إزالة قدم من دورة ودورة نفسها، ضع طاولة السرير أمام المشاركين، ماكينز على يقين من أن يتم دعم السلاح المشاركين على الطاولة في وضع مريح.
- إرشاد المشاركين أن يسجل هدف لينة مرة واحدة تقريبا لكل ثانية (1 هرتز) خلال "مهمة" الفترة، وتبقى مسترخيا قدر الإمكان خلال فترات "الراحة".
- كرر الخطوة 7.5.
9. الكاحل عطف ظهري العمل
- إزالة طاولة السرير، ورفع جزء بقية سفح طيدة حتى جلب القدمين في طريقة العرض المشارك.
- إزالة الأحذية المشارك وجورب، واستبدال علامات القدم في المناصب المناسبة. دعم العجل فقط فوق مفصل الكاحل مع وسادة رغوة للسماح الكاحل حركة المفاصل.
- إرشاد المشاركين إلى dorsiflex الكاحل مرة واحدة تقريبا لكل ثانية (1 هرتز) خلال "مهمة" الفترة، وتبقى مسترخيا قدر المستطاع خلال فترات "الراحة".
- كرر الخطوة 7.5.
10. اختتام بروtocol
- إزالة الغطاء وافحص الجلد للمناطق من الضغط أو احمرار.
- إزالة كل علامات عاكسة وحدات EMG.
- أشكر المشاركين على وقتهم ودعوة مدخلاتها عن تجربة ذاتية للبروتوكول. يمكن أن يكون هذا الاستبيان الرسمي (كما يستخدمه غارفي وزملاؤه لتحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة 13)، أو مناقشة غير رسمية لتحديد مصادر مشتركة من عدم الراحة التي يمكن تحسينها في المستقبل.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
هذا البروتوكول ينسق اكتساب المتزامن من 3 طرائق لالتقاط تدفق الدم في الدماغ، والنشاط الكهربائي للعضلات، وحركة الحركية للمفاصل أثناء أحد المشاركين بأداء المهام الحركية (الشكل 1).
الشكل 1. مسبار الموقع. ويبين الجزء الأيسر من هذا الرقم المواقع التقريبية من المناطق الح...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
جمع في وقت واحد من نشاط الدماغ من المناطق المستهدفة من القشرة والبيانات الكمية حول كيف يمكن لشخص يتحرك يعرض إمكانيات هائلة لتحسين فهمنا للالتحكم العصبي في الحركة، سواء في عدد السكان النامي عادة وكذلك الذين يعانون من اضطرابات الحركة. وهناك أيضا تطبيق واسع النطاق من حيث الأعمار ومهام الحركة التي يمكن أن يكتمل، كما لا تقتصر المشاركين إلى موقف ضعيف لأنها ستكون لMRI الوظيفي. بنود معدات معينة لا تقتصر على تلك التي اقترحت في قائمة المواد - هناك عدة أنظمة التقاط الحركة والحركة الكمي، ونظم...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
شكر وتقدير
تم تمويل هذا المشروع من قبل برنامج البحوث الداخلية في المركز السريري للمعاهد الوطنية للصحة. نقدر المناقشات المفيدة مع الدكتور توماس بوليا ، دكتوراه ولوري أولريش ، PT في تحسين الإجراءات المقدمة في هذا البروتوكول. ساعد Muyinat W. Osoba و Andrew Gravunder ، MS في الرسوم المتحركة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| CW6 | TechEn | http://nirsoptix.com/ | fNIRS مع عدد متغير من المصادر وأجهزة الكشف ، اعتمادا على عدد الوحدات المضمنة |
| نظام MX مع عشر كاميرات من سلسلة T40 | Vicon Motion Systems Ltd. ، أكسفورد ، المملكة المتحدة | http://www.vicon.com/System/TSeries | كاميرات التقاط الحركة |
| عاكسة 4 مم | Vicon Motion Systems Ltd. ، أكسفورد ، المملكة المتحدة | العلامات التي تستخدمها كاميرات التقاط الحركة لتحديد موقع البصريات fNIRS و Ar و Al و NZ وإحداثيات اليد. | |
| علامات عاكسة 9.5 مم | Vicon Motion Systems Ltd. ، أكسفورد ، المملكة المتحدة | علامات تستخدمها كاميرات التقاط الحركة لتحديد إحداثيات الذراع والساق. تستخدم المجموعات لأجزاء الأطراف ، وتستخدم العلامات ذات الإزاحات ل PSIS و Iz لتحسين الموثوقية في التقاط البيانات. | |
| نظام Trigno Wireless EMG | Delsys، Inc. ناتيك ، ماساتشوستس | http://www.delsys.com/products/wireless-emg/ | تخطيط كهربية العضل |
| جهاز المشي Bertec المنفصل | Bertec Corporation ، كولومبوس ، أوهايو | http://bertec.com/products/instrumented-treadmills.html | المشي |
| ZeroG نظام دعم وزن الجسم | Aretech، LLC ، Ashburn ، VA | http://www.aretechllc.com/overview.html | المسار والعربة السلبية المستخدمة لدعم الكابلات ، يمكن استخدام الحزام لسلامة المرضى أثناء تجارب المشي |
| 3DS Max 2013 | Autodesk، Inc. ، سان فرانسيسكو ، كاليفورنيا & nbsp ؛ | http://www.autodesk.com/ برنامج الرسوم المتحركة ثلاثي الأبعاد يستخدم لتحريك لمقاطع الفيديو التعليمية | |
| Windows Movie Maker | Microsoft Corporation و Redmond و | WA http://windows.microsoft.com/en-us/windows-live/movie-maker | البرمجيات المستخدمة للجمع بين لقطات الرسوم المتحركة والموسيقى |
| Audacity | مفتوحة المصدر | http://audacity.sourceforge.net/ | البرامج المستخدمة لتغيير الإيقاع الموسيقي إلى الإيقاع المناسب |
المراجع
- Suzuki, M., et al. Prefrontal and premotor cortices are involved in adapting walking and running speed on the treadmill: an optical imaging study. Neuroimage. 23 (3), 1020-1026 (2004).
- Leff, D. R., et al. Assessment of the cerebral cortex during motor task behaviours in adults: a systematic review of functional near infrared spectroscopy (fNIRS) studies. Neuroimage. 54 (4), 2922-2936 (2011).
- Orihuela-Espina, F., Leff, D. R., James, D. R., Darzi, A. W., Yang, G. Z. Quality control and assurance in functional near infrared spectroscopy (fNIRS) experimentation. Phys Med Biol. 55 (13), 3701-3724 (2010).
- Pellicer, A., Bravo Mdel, C. Near-infrared spectroscopy: a methodology-focused review. Semin Fetal Neonatal Med. 16 (1), 42-49 (2011).
- Wolf, M., Ferrari, M., Quaresima, V. Progress of near-infrared spectroscopy and topography for brain and muscle clinical applications. J Biomed Opt. 12 (6), 062104(2007).
- Tian, F., et al. Quantification of functional near infrared spectroscopy to assess cortical reorganization in children with cerebral palsy. Opt Express. 18 (25), 25973-25986 (2010).
- Koenraadt, K. L., Duysens, J., Smeenk, M., Keijsers, N. L. Multi-channel NIRS of the primary motor cortex to discriminate hand from foot activity. J Neural Eng. 9 (4), 046010(2012).
- Khan, B., et al. Identification of abnormal motor cortex activation patterns in children with cerebral palsy by functional near-infrared spectroscopy. J Biomed Opt. 15 (3), 036008(2010).
- Tian, F., Alexandrakis, G., Liu, H. Optimization of probe geometry for diffuse optical brain imaging based on measurement density and distribution. Appl Opt. 48 (13), 2496-2504 (2009).
- Oldfield, R. C. The assessment and analysis of handedness: the Edinburgh inventory. Neuropsychologia. 9 (1), 97-113 (1971).
- Delagi, E. F., Perotto, A. Anatomic guide for the electromyographer--the limbs. , 2nd edn, Thomas. (1980).
- Hermens, H. J., Freriks, B., Disselhorst-Klug, C., Rau, G. Development of recommendations for SEMG sensors and sensor placement procedures. J Electromyogr Kinesiol. 10 (5), 361-374 (2000).
- Garvey, M. A., Kaczynski, K. J., Becker, D. A., Bartko, J. J. Subjective reactions of children to single-pulse transcranial magnetic stimulation. J Child Neurol. 16 (12), 891-894 (2001).
- Huppert, T. J., Diamond, S. G., Franceschini, M. A., Boas, D. A. HomER: a review of time-series analysis methods for near-infrared spectroscopy of the brain. Appl Opt. 48 (10), 280-298 (2009).
- Boas, D. A. HOMER2. , Available from: http://www.nmr.mgh.harvard.edu/DOT/resources/homer2/home.htm (2012).
- Jasdzewski, G., et al. Differences in the hemodynamic response to event-related motor and visual paradigms as measured by near-infrared spectroscopy. Neuroimage. 20 (1), 479-488 (2003).
- Plichta, M. M., et al. Event-related functional near-infrared spectroscopy (fNIRS): are the measurements reliable. Neuroimage. 31 (1), 116-124 (2006).
- Hervey, N., et al. Photonic Therapeutics and Diagnostics IX. SPIE. , (2013).
- Sanger, T. D., Delgado, M. R., Gaebler-Spira, D., Hallett, M., Mink, J. W. Classification and definition of disorders causing hypertonia in childhood. Pediatrics. 111 (1), 89-97 (2003).
- Eyre, J. A., et al. Is hemiplegic cerebral palsy equivalent to amblyopia of the corticospinal system. Ann Neurol. 62 (5), 493-503 (2007).
- Maegaki, Y., et al. Central motor reorganization in cerebral palsy patients with bilateral cerebral lesions. Pediatr Res. 45 (4 pt 1), 559-567 (1999).
- Hoon, A. H., et al. Sensory and motor deficits in children with cerebral palsy born preterm correlate with diffusion tensor imaging abnormalities in thalamocortical pathways. Dev Med Child Neurol. 51 (9), 697-704 (2009).
- Yoshida, S., et al. Quantitative diffusion tensor tractography of the motor and sensory tract in children with cerebral palsy. Dev Med Child Neurol. 52 (10), 935-940 (2010).
- Lotze, M., Sauseng, P., Staudt, M. Functional relevance of ipsilateral motor activation in congenital hemiparesis as tested by fMRI-navigated TMS. Exp Neurol. 217 (2), 440-443 (2009).
- Phillips, J. P., et al. Ankle dorsiflexion fMRI in children with cerebral palsy undergoing intensive body-weight-supported treadmill training: a pilot study. Dev Med Child Neurol. 49 (1), 39-44 (2007).
- Wilke, M., et al. Somatosensory system in two types of motor reorganization in congenital hemiparesis: topography and function. Hum Brain Mapp. 30 (3), 776-788 (2009).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
