مقالة منهجية

التقييم العصبي الفسيولوجي الدائم لعضلات الطرف السفلي بعد السكتة الدماغية

2.3K مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/62601

⸱

يوليو 26, 2021

 ,  ,  , 
1Department of Research and Development, Ralph H. Johnson Veterans Administration Medical Center, 2College of Health Professions, Department of Rehabilitation Sciences, Division of Physical Therapy, Medical University of South Carolina, 3College of Health Professions, Department of Health Sciences and Research, Medical University of South Carolina

في هذه المقالة

ملخص

يصف هذا البروتوكول عملية إجراء تقييم عصبي فيزيولوجي لعضلات الطرف السفلي ، وعظم الساق الأمامي والنعل ، في وضع دائم باستخدام TMS في الأشخاص بعد السكتة الدماغية. يوفر هذا الموقف احتمال أكبر للحصول على استجابة TMS بعد السكتة الدماغية ويسمح باستخدام قوة محفزة مخفضة أثناء التقييمات العصبية الفسيولوجية.

الملخص

التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) هو أداة شائعة تستخدم لقياس سلوك الدوائر الحركية في السكان الأصحاء وضعاف الأعصاب. يستخدم نظام رصد الأمراض على نطاق واسع لدراسة التحكم الحركي والاستجابة لإعادة التأهيل العصبي للأطراف العليا. ومع ذلك، تم TMS أقل استخداما في دراسة مراقبة المحركات الوضعية الطرف السفلي والمشي محددة. وقد ساهم الاستخدام المحدود والتحديات المنهجية الإضافية لتقييمات TMS في الطرف السفلي في عدم الاتساق في إجراءات TMS في الطرف السفلي داخل الأدبيات. مستوحاة من انخفاض القدرة على تسجيل الإمكانات التي أثارها محرك TMS السفلي (MEP) ، يفصل هذا التقرير المنهجي الخطوات لتمكين تقييمات TMS بعد السكتة الدماغية في وضعية دائمة. يسمح الوضعية الدائمة بتنشيط النظام العصبي العضلي ، مما يعكس حالة أقرب إلى حالة النظام أثناء المهام الوضعية والمشي. باستخدام لوحات القوة المزدوجة الأعلى ، أصدرنا تعليمات للمشاركين بتوزيع وزنهم بالتساوي بين أرجلهم المتساوية وغير المتساوية. وقدمت ملاحظات مرئية عن توزيع وزن المشاركين. باستخدام برنامج توجيه الصور ، قدمنا نبضات TMS واحدة عبر لفائف مزدوجة المخروط إلى نصفي الكرة الأرضية المصابين وغير المصابين بالآفات وقامنا بقياس استجابة القشرية لعضلات الساق الأمامية والنعلة. أدى إجراء التقييمات في الوضع الدائم إلى زيادة معدل استجابة TMS وسمح باستخدام كثافة التحفيز المنخفضة مقارنة بموضع الجلوس / الراحة القياسي. يمكن أن يوفر استخدام بروتوكول TMS هذا نهجا مشتركا لتقييم استجابة الكورتيكوموتور السفلية بعد السكتة الدماغية عندما تكون إعادة التأهيل العصبي لضعف الوضعية والمشية ذات أهمية.

المقدمة

التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) هو أداة تستخدم لقياس سلوك الدوائر العصبية. وقد أجريت معظم التحقيقات TMS التي تركز على دراسة التحكم في المحركات / الأداء في الأطراف العليا. يرجع عدم التوازن بين دراسات الطرف العلوي والسفلي جزئيا إلى التحديات الإضافية في قياس استجابة الطرف السفلي الحركي (CMR). وتشمل بعض هذه العقبات المنهجية تمثيلات القشرية أصغر من عضلات الطرف السفلي داخل القشرة الحركية والموقع الأعمق للتمثيلات بالنسبة لفروة الرأس1. وفي المجموعات السكانية التي يعانون من إصابات عصبية، توجد أيضا عقبات إضافية. على سبيل المثال، ما يقرب من نصف الأفراد بعد السكتة الدماغية تظهر أي استجابة ل TMS في بقية في عضلات الطرف السفلي2،3. وينظر إلى عدم وجود استجابة بعد السكتة الدماغية ل TMS حتى عندما يحافظ المرضى على بعض السيطرة الإرادية للعضلات، مما يشير إلى ما لا يقل عن مسار القشرية سليمة جزئيا.

يساهم عدم وجود استجابات TMS قابلة للقياس مع الحفاظ على الوظيفة الحركية في انخفاض فهمنا للتحكم الحركي الوضعي والمشي الخاص بعد السكتة الدماغية والآثار العصبية الفسيولوجية للرحاب العصبي. ومع ذلك، تم التغلب على بعض التحديات التي تواجه التقييمات العصبية الفسيولوجية العصبية بعد السكتة الدماغية. على سبيل المثال، يمكن استخدام لفائف مزدوجة المخروط لتنشيط motoneurons الطرف السفلي تقع في عمق الشق بين نصف الكرة الأرضية1. لفائف مزدوجة المخروط تنتج مجال مغناطيسي أكبر وأقوى التي تخترق أعمق في الدماغ من الرقم الأكثر شيوعا من ثمانيةلفائف 4. تغيير منهجي آخر يمكن تنفيذه لزيادة الاستجابة ل TMS هو قياس CMR خلال انكماش طوعي طفيف5. عموما, يتم تنفيذ هذا الانكماش على مستوى محدد سلفا إما عزم الدوران المشترك الطوعي الأقصى أو أقصى نشاط العضلات الكهربائية (EMG). ويمكن أيضا أن تستخدم تحفيز الأعصاب الطرفية للحصول على استجابة العضلات القصوى ويمكن استخدام EMG المسجلة من هذه الاستجابة لضبط التنشيط الطوعي المستهدف للعضلات.

يعد إجراء تقييم TMS بعد السكتة الدماغية أثناء تقلص العضلات النشط شائعا إلى حد ما في الأطراف العليا حيث يمكن للمهام متساوي القياس محاكاة الأنشطة الوظيفية ، على سبيل المثال ، استيعاب / احتجاز الأشياء. في المقابل، يتم المشي من خلال التنشيط الثنائي لمجموعات العضلات المتعددة عبر هياكل القشرية، تحت القشرية، والحبل الشوكي ويتطلب تنشيط العضلات الوضعية لمقاومة آثار الجاذبية. من المرجح ألا تنعكس حالة التنشيط هذه عند قياس العضلات المعزولة التي تنتج انكماشا متساوي القياس. وقد سلمت العديد من الدراسات السابقة الموجهة إلى فهم الوضعية والمشي محددة التحكم الحركي نبضات TMS بينما كان المشاركون يسيرون6،7،8 ويقف9،10،11،12،13،14،15 . قياس CMR في وضع مستقيم يسمح لتنشيط العضلات الوضعية والمكونات تحت القشرية من الشبكات الوضعية والمشية التحكم الحركي. حتى الآن، لم تكن هناك أي تقارير عن إجراء تقييمات TMS الدائمة في الأفراد بعد السكتة الدماغية.

تقترح هذه الدراسة منهجية موحدة ، مبنية على مجموعة من الأدبيات الموجودة لأساليب TMS الدائمة6و7و8و9و10و11و12و13و14و15، لتقييم TMS الدائم ل CMR بعد السكتة الدماغية. ويمكن استخدام هذه المنهجية من قبل مجموعات البحوث التي تدرس، على سبيل المثال لا الحصر، العجز الوضعي والتحكم الحركي الخاص بالمشي بعد السكتة الدماغية وإرساء اتساق أكبر لإجراءات نظام إدارة المركبات. كان الغرض من هذا التحقيق المنهجي هو تحديد ما إذا كانت تقييمات TMS الدائمة ممكنة في الأفراد بعد السكتة الدماغية الذين يعانون من ضعف مشية معتدل. افترضنا أن إجراء التقييمات في الوضع الدائم من شأنه أن يزيد من احتمال الحصول على استجابة قابلة للقياس (الإمكانات المثارة الحركية ، MEP) و 2) أن قوة / كثافة التحفيز المستخدمة لإجراء تقييمات TMS الدائمة ستكون أقل من تقييمات الجلوس / الراحة التي يتم إجراؤها عادة. ونحن نعتقد أن الانتهاء الناجح والاستخدام الواسع النطاق لهذا البروتوكول قد يؤدي إلى فهم أكبر للجوانب العصبية الفسيولوجية للتحكم الحركي الوضعي والمشي الخاص بعد السكتة الدماغية وآثار إعادة التأهيل العصبي.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

وقد وافق مجلس المراجعة المؤسسية في جامعة ساوث كارولينا الطبية على جميع الإجراءات، وهي مطابقة لإعلان هلسنكي.

1. توظيف المشاركين

  1. تجنيد الأفراد بعد السكتة الدماغية من قاعدة البيانات المحلية. ولهذه التجربة، تم تعيين 16 فردا من قاعدة بيانات محلية للتوظيف الإلكتروني. في بعض الحالات، تم تعيين المشاركين على وجه التحديد لأنهم فشلوا في الاستجابة ل TMS في بقية الدراسات السابقة التي أجرتها مجموعتنا البحثية.
    1. استخدم معايير الإدراج التالية لهذا التحقيق: الذكور والإناث الذين تتراوح أعمارهم بين 18-85 ، على الأقل 6 أشهر بعد السكتة الدماغية ، و paresis المتبقية من الأطراف السفلية ، وقادرة على الوقوف 10 دقيقة دون جهاز مساعدة.
    2. استبعاد المشاركين إذا كان لديهم تاريخ من النوبات، وتناول الأدوية الموصوفة طبيا التي خفضت عتبات المضبوطات، وكان لديهم تاريخ من إصابات الدماغ و / أو أمراض أخرى في الجهاز العصبي المركزي، وزرعت أجهزة أو أجسام معدنية في رؤوسهم، أو كان التهاب المفاصل الحاد أو ظروف العظام الحد من نطاق الحركة السلبية.
      ملاحظة: توجد التركيبة السكانية للمشاركين في الجدول 1.
معرف الدراسةعمرأشهر
ما بعد السكتة الدماغية		جنسسباقنوع السكتة الدماغيةضربة
نصف الكره		ارتفاع
(سم)		ثقل
(كغ)		سرعة المشي المختارة ذاتيا (m/s)المشي
المعونه
16728.7MCنزيف داخل المخيمين18074.80.61اي
28455.8FCالدماغيهيمين16568.00.94اي
356262.7FCنزيف تحت العنكبوتيةيسار15259.01.29اي
467141.8MCنزيف داخل المخيمين18072.60.27قصب / AFO
64821.6MCنزيف داخل المخيمين17061.20.83اي
75893.9MCنقص التروية الحاديسار168112.50.77قصب رباعي / AFO
87155.3FAAنقص التروية الحاديسار17068.01.05اي
9*6523.7MCنقص التروية الحاديمين17884.8-دعامة الركبة
107026.6MCنقص التروية الحاديسار17378.90.81اي
127010.0MCنقص التروية الحاديسار17086.21.11اي
136580.6MCنقص التروية الحاديمين185139.70.93قصب / كروتش
147983.0MCنقص التروية الحاديمين17588.50.48قصب
155154.4MAAنقص التروية الحاديسار17890.71.35اي
176518.5MCنقص التروية الحاديمين17074.80.28قصب
186348.8FAAنقص التروية الحاديمين17083.91.12اي
195825.9MCنقص التروية الحادكلا18388.51.10اي
* مشارك إزالتها من تحليل البيانات بسبب عدم القدرة على استكمال التقييمات المطلوبة
AFO = تقويم العظام في القدم الكاحل

الجدول 1: التركيبة السكانية للمشاركين.

  1. إجراء اتصال أولي مع المشاركين عبر الهاتف وشرح بإجراءات الاختبار بإيجاز. دعوة الأفراد المهتمين إلى المختبر.
    1. عند الوصول إلى مرفق البحث، يكون أحد موظفي البحث شرح كامل البروتوكول التجريبي للمشاركين المحتملين.
    2. عندما يؤكد المشارك المحتمل استعداده للمشاركة في الدراسة، احصل على موافقة خطية مستنيرة معتمدة من قبل مجلس المراجعة المؤسسية المحلية.

2. نظام توجيه الصور وإعداد المشاركين

  1. استخدام برامج توجيه الصور لضمان التسليم المتسق لنبضات TMS أثناء التقييم.
    1. بدء مشروع جديد باستخدام نموذج رئيس MNI الأصلي لنظام توجيه الصورة. افتح البرنامج وحدد مشروع رئيس MNI الجديد.
    2. في النافذة المنبثقة، انقر فوق علامة التبويب الأهداف ثم انقر فوق تكوين الأهداف. تحديد موقع فروة الرأس متفوقة مباشرة على الدوران ما قبل المركزية و0.5 سم الجانبية إلى خط منتصف ساجيتال.
    3. بمجرد تحديد الموقع بصريا، أضف شبكة مستطيلة جديدة بالنقر فوق جديد، ثم على الشبكة المستطيلة. يجب أن تظهر الشبكة على الشاشة، وينبغي أن يكون الصف الوسطي 0.5 سم الجانبي إلى خط الوسط.
    4. تغيير حجم الشبكة بكتابة 3 و 5 في المربعات حجم الشبكة. تعيين تباعد الشبكة إلى 10 في 10 مم بكتابة في مربعات تباعد الشبكة. حدد أداة المؤشر، ثم قم بتحريك المؤشر إلى صورة فروة الرأس.
    5. اضغط مع الاستمرار على زر الماوس لتدوير صورة فروة الرأس لضمان لمس جميع نقاط الشبكة للبشرة. إذا لم تكن نقاط الشبكة موجودة على فروة الرأس، فاضبط انحناء الشبكة عن طريق تحريك شريط تمرير الانحناء.
    6. كرر هذه الإجراءات لوضع شبكة أخرى 3 × 5 على نصف الكرة الأرضية المقابل.
      ملاحظة: يمكن إجراء ذلك قبل تسجيل المشارك في الدراسة والوصول إلى المختبر. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام صورة T1 المرجحة التشريحية للمشارك إذا كانت متوفرة. ويمكن الاطلاع على تفاصيل محددة حول استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي التشريحي للملاحة في المادة16المنشورة سابقا.
  2. ابدأ جلسة عمل جديدة ضمن برنامج توجيه الصور بتحديد علامة التبويب جلسات العمل بمجرد فتح البرنامج.
    1. انقر على جديد، ثم على جلسة على الانترنت. في النافذة التالية، حدد الشبكتين اللذين تم إنشاؤهما في القسم السابق (القسم 2.1) بالنقر فوقهما، ثم انقر فوق إضافة.
    2. في علامة التبويب IOBox، ضمن خيارات مشغل TTL حدد المربع بجوار استخدام التبديل (تبديل في) وإدخال 0 مللي ثانية في المربع وقت الميت. انقر على الزر التالي في الأعلى. تأكد من أن كاميرا نظام توجيه الصور نشطة بصريا.
  3. ابدأ تسجيل المشاركين بوضع متعقب الموضوع، المزود بنظام توجيه الصور، حول جبين المشارك.
    1. ضبط الكاميرا يدويا لضمان تعقب المشارك في منتصف مجال الكاميرا للعرض. بعد ذلك، انقر على علامة التبويب التسجيل في الجزء العلوي من البرنامج.
    2. ضع مؤشر/علامة نظام توجيه الصور على معالم التسجيل: النسيون والنقاط المعامدة اليمنى واليسارية. عند وضع المؤشر على الجلد، انقر على الزر التالي لتسجيل مواقع بشرة المشارك في برنامج توجيه الصور.
    3. بعد التقاط معالم التسجيل، انقر على علامة التبويب "التحجيم" في أعلى نافذة البرنامج. ضع المؤشر في أقصى اليمين، وأقصى اليسار، وأعلى، وأعلى، وأعلى، وأعلى، وأعلى موقع لفروة رأس المشارك.
    4. انقر على الزر التالي في كل موقع لتوسيع نطاق نظام توجيه الصور إلى رأس المشارك. بعد اكتمال التحجيم، انقر على علامة التبويب تنفيذ في الجزء العلوي من البرنامج. نظام توجيه الصور جاهز الآن.

3. إعداد الكهروميوغرافيا السطحية والإعداد

  1. قم بإعداد عضلات الساق الأمامية للمشاركين (TA) وسوليوس (SOL) لأقطاب التصوير الكهربائي السطحي (sEMG). لإعداد الجلد لSEMG، تنظيف المنطقة باستخدام منصات الكحول، وإذا لزم الأمر، وإزالة أي شعر مع شفرة حلاقة السلامة استخدام واحد. وضع SEMG أقطاب هلام المتاح وفقا للمبادئ التوجيهية SENIAM17.
    ملاحظة: موضع الاستشعار لTA هو 1/3 من الطريق إلى أسفل على الخط الفاصل بين غيض من الشظية وطرف malleolus وسيطة. لSOL، ضع جهاز الاستشعار 2/3 من الخط الفاصل بين condyle وسيطة من عظم الفخذ إلى malleolus وسيطة.
  2. بمجرد توصيل الأقطاب الكهربائية ، قم بفحص الإشارة بصريا للتأكد من جودتها. ثم، انتقل إلى التفاف السيقان مع ضمادة مرنة لتقليل أي حركة من الأقطاب الكهربائية والتحف الناتجة أثناء الاختبار.
    ملاحظة: تسجيل إشارات SEMG في 5000 هرتز في إطار 0.5 s بدءا من 0.1 ثانية قبل تسليم نبضات TMS. يعتمد تكرار أخذ العينات الدقيق وكمية البيانات التي تم جمعها على الأجهزة والبرامج المستخدمة لتسجيل استجابة SEMG ل TMS. للحصول على تفاصيل حول إنشاء تسجيلات EMG وتحليلاتها انظر تانكيسيوآخرون.

4. لوحة القوة وإعداد سلامة المشاركين

  1. افتح برنامج جمع البيانات وابدأ تجربة جديدة لمعايرة لوحة القوة المزدوجة.
    1. انقر فوق بدء وبدء محاكمة FP صفر. جمع 3-5 ق من البيانات مع أي تحميل على لوحة القوة، ومن ثم انقر فوق إيقاف.
    2. وبمجرد معايرة لوحة القوة، تم تسجيل المشارك في نظام توجيه الصور (القسم 2.2)، وتم وضع أقطاب SEMG واختبارها لجودة الإشارة (القسم 3)، وإرشاد المشارك للوقوف وملاءمتها مع تسخير السلامة.
    3. يكون المشارك خطوة على لوحة القوة وتوحيد وضع أقدامهم مع اخفاء الشريط تطبيقها مسبقا على لوحة القوة للدلالة على موقف قبل كل شيء من حواف القدم والوسط من القدمين على قدم المساواة مسافات من خط الوسط.
    4. إرفاق تسخير سلامة المشارك لدعم السقف. ضع أداة لفة، أو جهاز مماثل، حول لوحة القوة لتزويد المشاركين بشيء يثبتون أنفسهم به أثناء الاختبار إذا لزم الأمر.
      ملاحظة: تأكد من أن المشاركين خلال جميع إجراءات TMS الدائمة يتم تأمينهم إلى السقف عن طريق تسخير السلامة لمنع السقوط.
  2. قياس وجمع وزن المشارك كما يقف على لوحة القوة عن طريق النقر فوق ابدأ واختيار محاكمة FP ثابت. سجل بيانات بقيمة 2-5 s وانقر فوق إيقاف لإنهاء التجربة.
    1. عند الوقوف على لوحات القوة، تأكد من أن برنامج جمع البيانات يعرض اثنين من الرسوم البيانية الشريطية التي تمثل الوزن / القوة تحت كل قدم من أقدام المشارك(الشكل 1A). عندما يقوم المشارك بتحويل وزنه إلى جانب واحد، ستتغير الرسوم البيانية الشريطية في الطول(الشكل 1B).
    2. إذا قام أحد المشاركين بتفريغ الوزن على أرجله إلى ذراعيه، فتأكد من أن عرض الرسم البياني الشريطي يتغير لونه(الشكل 1C). بعد مشارك يصبح واقفا مريحة مع الوزن المتساوي موزعة بين أرجلهم، قياس CMR يمكن أن تبدأ.

figure-protocol-1
الشكل 1:صورة تمثيلية للتغذية المرتدة البصرية المقدمة للمشاركين خلال التقييم الدائم ل TMS. (A) تعرض التعليقات البصرية المقدمة للمشاركين أثناء وقوفهم بوزنهم الموزع بالتساوي بين الساقين المتساوية وغير المتساوية. تمثل الأشرطة الرأسية مقدار القوة التي تقاس بكل منطقة من مناطق لوحة القوة. تمثل الخطوط الأفقية الصلبة نطاق القوة الرأسية التي تقاس لضمان تحميل وزن الجسم على الأطراف السفلية وليس من خلال الذراعين إذا احتاج المشاركون إلى تثبيت أنفسهم بدعم اليد المقدم. إذا تم نقل وزن جسم المشارك إلى جانب واحد أكثر من 5٪، فإن الأشرطة الرأسية غيرت الألوان لإعلام المشارك بالميل نحو الجانب الذي تم تفريغه، كما هو موضح في (B). إذا قام المشارك بتحميل/تفريغ أكثر من +/- 5٪ من وزن جسمه من أرجله، فإن لون شاشة الخلفية سيتغير كما هو موضح في (C). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

5. تقييم الاستجابة الكورتيكوموتور الدائمة

  1. ابدأ التقييمات العصبية الفسيولوجية من خلال تحديد كثافة محفز تنتج إمكانات ثابتة للمحرك (MEP) ، أي سعة إشارة EMG > 50 ميكروفولت ، و / أو فترة كورتيكوسيلنت مرئية في العضلات النشطة ، في TA الهدف ، وعضلات SOL.
    ملاحظة: استخدم لفائف مزدوجة المخروط لتوصيل جميع نبضات TMS مع التيار الذي يتحرك عبر الملف في اتجاه أمامي إلى خلفي. تطبيق نبضات TMS فقط عندما يحافظ المشارك على توزيع الوزن المتساوي بين ساقيه المتساويتين وغير المتساويتين ، كما هو مبين في الرسوم البيانية المرئية / الشريط المذكورة في القسم السابق (القسم 4.2).
    1. اختبر الطرف الاسمي أولا عن طريق تطبيق نبضات TMS على نصف الكرة الأرضية المجروح. ابدأ بتعيين مستوى الطاقة المحفز TMS إلى 50٪ من الناتج التحفيزي الأقصى (٪MSO) عن طريق تحويل مقبض التحكم في الإخراج. تطبيق نبضة واحدة في MSO 50٪ إلى نقطة الشبكة الوسطى تقع فقط الجانبية إلى الشق الطولي عن طريق الضغط على زر الزناد على المحفز. تطبيق نبضات 2-3 مع فاصل زمني بين المنشطات من 5-10 ثانية.
      ملاحظة: إذا كان المشارك يظهر استجابة عند MSO 50٪، انتقل إلى القسم 5.2 وابدأ تحديد نقطة الاتصال.
    2. إذا لم يتم رؤية الاستجابات في TA و SOL، قم بزيادة قوة التحفيز بنسبة 10٪ MSO عن طريق تحويل مقبض التحكم في الإخراج وتقديم نبضات TMS 2-3 كما هو الحال في الخطوة 5.1.1.
    3. إذا لم يتم النظر إلى أي ردود بعد زيادة المحفز إلى MSO 60٪، مرة أخرى زيادة الطاقة بنسبة 10٪ MSO. إذا لم يتم الحصول على أعضاء البرلمان الأوروبي في MSO 70٪، حدد عشوائيا عدة نقاط الشبكة وتطبيق نبضات TMS لتحديد ما إذا كان هناك استجابة في إعداد الطاقة الحالية.
    4. إذا لم يتم تسجيل أي استجابات في أي نقطة شبكة في MSO 70٪ الحالية، والعودة إلى الأرض نقطة الشبكة الهدف الأولي، والاستمرار في زيادة الطاقة المحفزة بزيادات قدرها 10٪ MSO وتطبيق التحفيز 2-3 كما هو موضح سابقا.
      ملاحظة: كرر هذه العملية حتى يتم تسجيل استجابات موثوق بها من العضلات الهدف أو حتى يتم تحديد أن المشارك لا يوجد لديه استجابة ل TMS. لن ينتج عن جميع المشاركين استجابة قابلة للقياس ل TMS.
  2. بمجرد تحديد قوة التحفيز التي تنتج استجابة متسقة ، ابدأ في تحديد النقطة الساخنة ، أي موقع فروة الرأس الذي ينتج أكبر استجابة لنبضات TMS التطبيقية.
    1. ابدأ تجربة نقطة اتصال جديدة بالنقر فوق بدء وحدد نقطة اتصال. تطبيق تحفيز نبضة واحدة على كل نقطة من نقاط الشبكة ال 15 على مستوى الطاقة فوق المستوى المحدد في الخطوات السابقة. باستخدام نظام توجيه الصور، حرك الملف إلى نقطة الشبكة الأولى.
    2. بمجرد أن يكون الملف في الوضع الصحيح ، قم بتطبيق نبض TMS عن طريق الضغط على زر الزناد على وحدة المحفز. بعد ذلك، قم بنقل الملف إلى موقع الشبكة التالي وتطبيق نبض TMS واحد آخر. استمر حتى يتم تطبيق تحفيز واحد على كل نقطة شبكة وانقر على إيقاف لإنهاء التجربة.
    3. فحص سعة إشارات sEMG المسجلة في كل نقطة شبكة. تحديد بصريا نقاط الشبكة مع أكبر سعة MEP، سجلت في إشارات SEMG، لكل من العضلات المستهدفة. مواقع الشبكة مع أكبر السعة MEP هي النقاط الساخنة وسيتم استخدامها لقياس استجابة corticomotor في الأقسام التالية.
      ملاحظة: في بعض المناسبات، قد يوفر موقع شبكة واحدة أكبر السعة MEP لكل من TA و SOL. في هذه الحالات، تحديد عتبات المحرك لكل عضلة على حدة.
  3. بعد ذلك، حدد العتبة الحركية للعضلات المستهدفة باستخدام تقدير المعلمة التكيفية البسيطة عن طريق الاختبار التسلسلي (PEST)19،20.
    1. افتح برنامج PEST وحدد كثافة المحفز الأولي لقيمة فوق إعادة التقييم المستخدمة لتحديد نقطة الاتصال عن طريق كتابة القيمة في المربع.
    2. ابدأ تجربة PEST جديدة بالنقر فوق علامة التبويب ابدأ في برنامج جمع البيانات وحدد PEST.
    3. تطبيق نبض TMS واحد على نقطة اتصال العضلات الهدف المحدد في شدة ٪MSO الأولية المعروضة في برنامج PEST. أشر في برنامج PEST إلى أنه لوحظ استجابة في إشارة SEMG للعضلات عن طريق كتابة y أو n. سيقوم برنامج PEST تلقائيا بحساب كثافة التحفيز التالية.
    4. ضبط مستوى الطاقة المحفز لتتناسب مع برنامج PEST وتطبيق نبضة TMS واحدة أخرى. استمر في هذه العملية حتى يحدد برنامج PEST عتبة المحرك ، التي يشير إليها تغيير في لون كثافة التحفيز ، وإنهاء تجربة جمع البيانات بالنقر فوق علامة التبويب إيقاف.
      ملاحظة: يستخدم الإجراء PEST برنامج متوفرة بحرية توجيه مقدار قوة المحفز لاستخدامها مع نبضات متتالية. يمكن العثور على أحد برامج PEST هنا: (https://www.clinicalresearcher.org/software.htm).
  4. بعد تحديد نقطة ساخنة للعضلات المستهدفة والعتبة الحركية، ابدأ تقييم CMR. تعيين كثافة المحفز إلى 120٪ من عتبة المحرك المحدد.
    1. بدء تجربة جديدة في برنامج جمع البيانات عن طريق النقر على علامة التبويب ابدأ وحدد تجربة MEP. ضع الملف على نقطة ساخنة في العضلات وتطبيق 10-20 التحفيز نبضة واحدة.
    2. السماح ل5-10 ق بين كل التحفيز. سجل استجابات sEMG التي تم استحضارها للتحليل خارج الخط. السماح للمشارك بالراحة في ليبتوم الإعلانية ولفترة كافية بين إجراءات الاختبار لتقليل احتمال إصابة المشارك بالتعب، مما قد يؤثر على النتائج.
    3. انقر على علامة التبويب إيقاف بعد تسجيل أعضاء البرلمان الأوروبي لإنهاء المحاكمة.
      ملاحظة: يجب على الباحث الذي يتعامل مع لفائف TMS التأكد من أن المشاركين لديهم توزيع وزن متساو تحت كل ساق مباشرة قبل تطبيق أي نبض TMS. إذا كان المحقق يعتقد أن التحفيز تم تطبيقه في حين لم يتم توزيع وزن المشارك بالتساوي ، فاؤدي تحفيزا إضافيا واستبعاد التجربة السابقة من التحليل المستقبلي. اختبار العضلات غير متساوية مباشرة بعد العضلات المساواة. يعرض الشكل 2 الإعداد التجريبي أثناء تقييم TMS الدائم.

figure-protocol-2
الشكل 2:الصورة التي التقطت أثناء قياس استجابة corticomotor (CMR) في وضعية الوقوف. يتم عرض نظام توجيه الصور ونشاط SEMG الذي تم جمعه على موظفي البحث أثناء جمع البيانات كما هو موضح على الشاشات الموجودة على الجانب الأيسر من الصورة. وقدمت ردود فعل بصرية لتوزيع الوزن في الجبهة وقليلا إلى يمين المشاركين. وارتدى المشاركون حزام أمان تم تركيبه على السقف لمنع السقوط أثناء وقوفهم على لوحة القوة المزدوجة. وقدم الدعم لأذرع المشاركين لمساعدة المشاركين على تثبيت أنفسهم بعد تطبيق نبضات TMS. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

6. الجلوس تقييم استجابة corticomotor

  1. بعد الانتهاء من تقييم TMS الدائمة، وإعادة تقييم عتبات المحرك وCMR في وضع الراحة / الجلوس.
    1. استخدم نفس الإجراءات الموضحة سابقا (المقاطع 5.2-5.4). التغيير الوحيد هو المشارك يجب أن يجلس على كرسي مع ساقيه المدعومة والعضلات استرخاء.
    2. استخدم نفس النقاط الساخنة المحددة أثناء التقييم الدائم (القسم 5.2) في وضعية الجلوس. إجراء الاختبار العصبي الفسيولوجي بنفس الطريقة المستخدمة في وضعية الوقوف، باستثناء استخدام كثافة تحفيز 120٪ من عتبة المحرك يستريح / يجلس.
      ملاحظة: قد يكون من الضروري إجراء اختبارات إضافية باستخدام قوة محفز محددة مسبقا. على سبيل المثال، إذا تم إجراء مقارنات بين اتساع MEP في المواقف الوضعية المختلفة، قد يكون من الضروري استخدام قوة محفزة مطلقة مماثلة. وسيتوقف ذلك على مسألة البحث المطروحة وينبغي تحديده أثناء تصميم الدراسة.

7. النهج الإحصائي

  1. لاختبار فرضية أن الوقوف من شأنه أن يؤدي إلى زيادة احتمال استحضار استجابات قابلة للقياس بناء جدول 2 × 2 واختبار النسب باستخدام اختبار ماكنيمار21.
  2. لمقارنة مستويات الطاقة من عتبات المحرك، استخدم اختبار tالمقترن على المشاركين الذين لديهم استجابات قابلة للقياس في كلا الموقفين. تحديد الأهمية مع ألفا = 0.05.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

تم استبعاد أحد المشاركين من التحليل بسبب عدم القدرة على تحمل إجراء TMS الدائم بسبب ألم الركبة موجود مسبقا وجرح السكري الذي تم تلقيه قبل وصولهم إلى مختبر الأبحاث ، مما ترك عينة نهائية من حجم 15. وكان الجرح السكري مباشرة على TA ويمنع أي تدابير SEMG من هذه العضلات. ولم تبلغ المحققون بأي أحداث سلبية كبرى أثناء إجراءات الجلوس أو الإجراءات الدائمة للذهاب إلى نظام إدارة المباني. تم الإبلاغ عن العديد من الأحداث السلبية البسيطة، مثل آلام عضلة الرقبة والصداع الطفيف. ومع ذلك، تم الإبلاغ عن هذه الأحداث البسيطة في نهاية جلسة الاختبار...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

وقد تسامح معظم المشاركين مع البروتوكول التجريبي. لم يتمكن أحد الأفراد من إكمال تقييم TMS الدائم بسبب قرحة الديكي الموجودة مسبقا الثانوية لمضاعفات السكري ومشاكل العظام التي تنطوي على ألم في الركبة موجود مسبقا. كان مقدار تحميل / تفريغ وزن الجسم من الساقين ضئيلا. ومع ذلك، كان هناك، في المتوسط، قوة هبوطية أكبر قليلا تقاس أثناء تطبيق نبضات TMS. ومن المرجح أن يرجع ذلك إلى وزن الملف والضغط النزولي الذي يمارسه المحققون لضمان وجود اتصال كاف بين فروة الرأس / الرأس وملف TMS. تشير التغييرات الدنيا في وزن الجسم التي تم التقاطها أثناء...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

ويعلن أصحاب البلاغ أنه ليس لديهم تضارب حقيقي أو متصور في المصالح فيما يتعلق بالعمل المبلغ عنه.

شكر وتقدير

ويود صاحبا البلاغ أن يعترفا بالسيد براين سينس والسيدة أليسا تشيستنات لمساهمتهما في توظيف المشاركين وجمع البيانات.

تم توفير التمويل لهذا المشروع جزئيا من خلال جائزة التطوير التقني من المركز الوطني للصحة للتعديل العصبي لإعادة التأهيل (NM4R) (HD086844) وجائزة تطوير البحث والتطوير الوظيفي لإعادة تأهيل شؤون المحاربين القدامى 1 (RX003126) وجائزة الجدارة (RX002665).

لا تمثل محتويات هذا التقرير آراء وزارة شؤون المحاربين القدامى في الولايات المتحدة، أو المعاهد الوطنية الأميركية للصحة، أو حكومة الولايات المتحدة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
برنامج الحصول على البياناتMathWorksMatLabتمت كتابة برنامج جمع البيانات المخصص في Matlab. ومع ذلك ، يمكن استخدام موفري البرامج / الأجهزة الآخرين (مثل National Instruments أو AD Instruments أو CED Spike2 أو Signal)
لفائف مخروط مزدوجةMagstimD110مخروطي مزدوج لتوصيل نبض TMS
لوحة القوة المزدوجةAdvanced Mechanical Technology Inc (AMTI)Accusway Force مزدوجة القمةتستخدم لقياس توزيع القوة / الوزن تحت كل ساق بشكل مستقل.
MagstimBistim 200ثنائي النبضوحدتي Magstim 200 معا لتطبيقات النبض المزدوج
مكبراتEMG Motion Labs IncMA-422مكبرات الصوت المسبقة لأقطاب EMG السطحية التي يمكن التخلص منها
نظام EMGMotion Labs IncMA400نظام EMG لجمع البيانات
نظام الملاحة العصبيةRogue ResearchBrainsightالبرامج والأجهزة المستخدمة لضمان وضع / تسليم المحفزات المغناطيسية بشكل متسق. يمكن أيضا استخدام وضع علامة على موقع التحفيز على رأس المشارك أو على مكان الاستحمام في حالة عدم وجود برامج الملاحة العصبية.
قاعدة بيانات التوظيفغيرلدراستك.
وحدة TMS (x2)MagstimMagstim 200توفر نبضات TMS
ملف لوحة يربط TMS الصوت المسبقة المؤهلة

المراجع

  1. Kesar, T. M., Stinear, J. W., Wolf, S. L. The use of transcranial magnetic stimulation to evaluate cortical excitability of lower limb musculature: Challenges and opportunities. Restorative Neurology and Neuroscience. 36 (3), 333-348 (2018).
  2. Sivaramakrishnan, A., Madhavan, S. Absence of a transcranial magnetic stimulation-induced lower limb corticomotor response does not affect walking speed in chronic stroke survivors. Stroke. 49 (8), 2004-2007 (2018).
  3. Kindred, J. H., et al. Individualized responses to ipsilesional high-frequency and contralesional low-frequency rTMS in chronic stroke: A pilot study to support the individualization of neuromodulation for rehabilitation. Frontiers in Human Neuroscience. 14, 578127(2020).
  4. Lu, M., Ueno, S. Comparison of the induced fields using different coil configurations during deep transcranial magnetic stimulation. PLoS One. 12 (6), 0178422(2017).
  5. Hess, C. W., Mills, K. R., Murray, N. M. Responses in small hand muscles from magnetic stimulation of the human brain. The Journal of Physiology. 388, 397-419 (1987).
  6. Petersen, N., Christensen, L. O., Nielsen, J. The effect of transcranial magnetic stimulation on the soleus H reflex during human walking. The Journal of Physiology. 513, Pt 2 599-610 (1998).
  7. Capaday, C., Lavoie, B. A., Barbeau, H., Schneider, C., Bonnard, M. Studies on the corticospinal control of human walking. I. Responses to focal transcranial magnetic stimulation of the motor cortex. Journal of Neurophysiology. 81 (1), 129-139 (1999).
  8. Schubert, M., Curt, A., Colombo, G., Berger, W., Dietz, V. Voluntary control of human gait: conditioning of magnetically evoked motor responses in a precision stepping task. Experimental Brain Research. 126 (4), 583-588 (1999).
  9. Ackermann, H., Scholz, E., Koehler, W., Dichgans, J. Influence of posture and voluntary background contraction upon compound muscle action potentials from anterior tibial and soleus muscle following transcranial magnetic stimulation. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 81 (1), 71-80 (1991).
  10. Lavoie, B. A., Cody, F. W., Capaday, C. Cortical control of human soleus muscle during volitional and postural activities studied using focal magnetic stimulation. Experimental Brain Research. 103 (1), 97-107 (1995).
  11. Soto, O., Valls-Solé, J., Shanahan, P., Rothwell, J. Reduction of intracortical inhibition in soleus muscle during postural activity. Journal of Neurophysiology. 96 (4), 1711-1717 (2006).
  12. Kesar, T. M., Eicholtz, S., Lin, B. J., Wolf, S. L., Borich, M. R. Effects of posture and coactivation on corticomotor excitability of ankle muscles. Restorative Neurology and Neuroscience. 36 (1), 131-146 (2018).
  13. Nandi, T., et al. In standing, corticospinal excitability is proportional to COP velocity whereas M1 excitability is participant-specific. Frontiers in Human Neuroscience. 12, 303(2018).
  14. Tokuno, C. D., Keller, M., Carpenter, M. G., Márquez, G., Taube, W. Alterations in the cortical control of standing posture during varying levels of postural threat and task difficulty. Journal of Neurophysiology. 120 (3), 1010-1016 (2018).
  15. Mouthon, A., Taube, W. Intracortical inhibition increases during postural task execution in response to balance training. Neuroscience. 401, 35-42 (2019).
  16. Charalambous, C. C., Liang, J. N., Kautz, S. A., George, M. S., Bowden, M. G. Bilateral assessment of the corticospinal pathways of the ankle muscles using navigated transcranial magnetic stimulation. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (144), (2019).
  17. Hermens, H. J., Freriks, B., Disselhorst-Klug, C., Rau, G. Development of recommendations for SEMG sensors and sensor placement procedures. Journal of Electromyography and Kinesiology. 10 (5), 361-374 (2000).
  18. Tankisi, H., et al. Standards of instrumentation of EMG. Clinical Neurophysiology. 131 (1), 243-258 (2020).
  19. Mishory, A., et al. The maximum-likelihood strategy for determining transcranial magnetic stimulation motor threshold, using parameter estimation by sequential testing is faster than conventional methods with similar precision. The Journal of ECT. 20 (3), 160-165 (2004).
  20. Borckardt, J. J., Nahas, Z., Koola, J., George, M. S. Estimating resting motor thresholds in transcranial magnetic stimulation research and practice: a computer simulation evaluation of best methods. The Journal of ECT. 22 (3), 169-175 (2006).
  21. McNemar, Q. Note on the sampling error of the difference between correlated proportions or percentages. Psychometrika. 12 (2), 153-157 (1947).
  22. Rossi, S., et al. Safety and recommendations for TMS use in healthy subjects and patient populations, with updates on training, ethical and regulatory issues: Expert Guidelines. Clinical Neurophysiology. 132 (1), 269-306 (2021).
  23. McDonnell, M. N., Stinear, C. M. TMS measures of motor cortex function after stroke: A meta-analysis. Brain Stimulation. 10 (4), 721-734 (2017).
  24. Reis, J., et al. Contribution of transcranial magnetic stimulation to the understanding of cortical mechanisms involved in motor control. The Journal of Physiology. 586 (2), 325-351 (2008).
  25. Chen, G., Patten, C., Kothari, D. H., Zajac, F. E. Gait differences between individuals with post-stroke hemiparesis and non-disabled controls at matched speeds. Gait & Posture. 22 (1), 51-56 (2005).
  26. Knarr, B. A., Reisman, D. S., Binder-Macleod, S. A., Higginson, J. S. Understanding compensatory strategies for muscle weakness during gait by simulating activation deficits seen post-stroke. Gait & Posture. 38 (2), 270-275 (2013).
  27. Ammann, C., et al. A framework to assess the impact of number of trials on the amplitude of motor evoked potentials. Scientific Reports. 10 (1), 21422(2020).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة