方法文章

卒中后下肢肌肉的立位神经生理学评估

2.3K 次观看

DOI:

10.3791/62601

2021年7月26日

本文内容

摘要

本方案描述了在卒中患者中,采用经颅磁刺激(TMS)对下肢肌肉(胫骨前肌和比目鱼肌)在站立位进行神经生理学评估的操作流程。该体位更有可能诱发卒中后的TMS反应,并可在神经生理学评估过程中使用较低的刺激器输出功率。

摘要

经颅磁刺激(TMS)是一种常用工具,用于测量健康人群及神经系统受损人群中运动环路的功能状态。TMS被广泛用于研究上肢的运动控制以及对神经康复的反应。然而,在下肢姿势控制和步行特异性运动控制的研究中,TMS的应用相对较少。下肢TMS评估使用有限,且存在额外的方法学挑战,导致文献中下肢TMS操作程序缺乏一致性。受记录下肢TMS运动诱发电位(MEP)能力下降的启发,本方法学报告详细阐述了在站立姿势下进行卒中后TMS评估的具体步骤。站立姿势可激活神经肌肉系统,更接近个体在执行姿势维持和步行任务时的生理状态。我们采用双台式测力台,指导受试者将体重均匀分布在偏瘫侧与非偏瘫侧下肢之间,并提供体重分布的视觉反馈。利用影像引导软件,通过双锥形线圈向受试者的病灶侧和非病灶侧大脑半球施加单脉冲TMS,记录偏瘫侧与非偏瘫侧胫骨前肌和腓肠肌的皮质脊髓运动反应。与标准的坐位或静息状态相比,在站立位进行评估提高了TMS反应的检出率,并允许使用更低的刺激强度。采用本TMS方案,可在关注姿势控制与步态障碍神经康复研究时,为卒中后下肢皮质脊髓运动反应的评估提供一种统一的方法。

引言

经颅磁刺激(TMS)是一种用于测量神经回路活动的工具。大多数聚焦于运动控制/运动表现研究的TMS研究均在上肢进行。上肢与下肢研究之间的不平衡部分是由于测量下肢皮质运动反应(CMR)存在额外挑战所致。其中一些方法学障碍包括下肢肌肉在运动皮层中的皮质表征区域较小,以及这些表征相对于头皮位置更深1。在神经系统损伤人群中,还存在其他困难。例如,约半数卒中患者在静息状态下对下肢肌肉的TMS刺激无反应2,3。即使患者仍保留对肌肉的部分自主控制能力(提示皮质脊髓束至少部分完整),也观察到卒中后对TMS无反应的现象。

在运动功能保持的情况下,无法测得经颅磁刺激(TMS)反应,这限制了我们对卒中后姿势控制和行走特异性运动控制机制以及神经康复治疗神经生理效应的理解。然而,部分针对卒中后下肢神经生理评估的技术难题已得到克服。例如,可采用双锥形线圈可靠地激活位于大脑半球间裂深处的下肢运动神经元1。与更常用的“8”字形线圈相比,双锥形线圈产生的磁场范围更广、强度更高,能够更深入地穿透脑组织4。另一种可实施的方法学改进是,在轻微自主收缩状态下测量皮质脊髓反应(CMR),以提高对TMS的反应性5。通常,这种收缩需维持在预设水平,该水平可基于最大自主关节力矩或最大肌电图(EMG)肌肉活动水平确定。此外,也可通过外周神经刺激诱发肌肉的最大反应,记录该反应的EMG信号,并以此设定目标肌肉的自主激活水平。

在卒中后进行经颅磁刺激(TMS)评估时,于主动肌肉收缩状态下测试上肢较为常见,因为等长收缩任务可模拟功能性活动,例如抓握或持物。相比之下,行走是通过皮质、皮质下及脊髓结构双侧激活多组肌肉,并需要姿势肌的激活以抵抗重力影响来完成的。当仅测量产生等长收缩的孤立肌肉时,这种激活状态可能无法得到真实反映。既往多项研究为探究姿势控制及行走特异性运动控制,在受试者行走6,7,8和站立9,10,11,12,13,14,15时施加TMS脉冲。在直立位测量皮质肌反应(CMR),可实现姿势肌以及姿势与步态运动控制网络中皮质下成分的激活。迄今为止,尚无关于在卒中患者中开展站立位TMS评估的报道。

本研究基于现有的站立位经颅磁刺激(TMS)方法文献6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,提出了一种用于卒中后皮质脊髓反应(CMR)评估的标准化方法。该方法可被研究卒中后姿势控制障碍及步行特异性运动控制的研究团队所采用(但不限于这些领域),并有助于提高TMS操作的一致性。本方法学研究的目的是确定在存在中度步态障碍的卒中后个体中进行站立位TMS评估是否可行。我们假设,在站立位进行评估将:1)提高诱发出可测量反应(运动诱发电位,MEP)的可能性;2)所需使用的刺激器输出功率/强度低于常规坐位/静息状态下的评估。我们认为,该方案的成功实施和广泛使用,可能有助于更深入地理解卒中后姿势控制及步行特异性运动控制的神经生理机制,以及神经康复干预的效果。

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

方案

所有程序均经南卡罗来纳医科大学机构审查委员会批准,并符合《赫尔辛基宣言》的规定。

1. 受试者招募

  1. 从本地数据库中招募中风后个体。本实验从本地电子招募数据库中招募了16名个体。在某些情况下,参与者因在本研究团队先前的研究中静息状态下对经颅磁刺激(TMS)无反应而被特别招募。
    1. 本研究采用以下纳入标准:年龄在18至85岁之间的男性和女性,中风后至少6个月,下肢存在残余轻瘫,且能够在无辅助设备的情况下站立10分钟。
    2. 若参与者有癫痫发作史、服用降低癫痫发作阈值的处方药物、有脑损伤和/或中枢神经系统其他疾病史、头部有植入装置或金属物体,或有严重关节炎或骨科疾病导致其被动活动范围受限,则予以排除。
      ​注:参与者的基线人口学特征见表1
研究编号年龄卒中后
月数
性别种族卒中类型卒中
半球
身高
(cm)
体重
(kg)
自选步行速度 (m/s)步行
辅助器具
16728.7MC脑内出血右侧18074.80.61
28455.8FC缺血性卒中右侧16568.00.94
356262.7FC蛛网膜下腔出血左侧15259.01.29
467141.8MC脑内出血右侧18072.60.27手杖 / 踝足矫形器
64821.6MC脑内出血右侧17061.20.83
75893.9MC急性缺血性卒中左侧168112.50.77四脚拐 / 踝足矫形器
87155.3FAA急性缺血性卒中左侧17068.01.05
9*6523.7MC急性缺血性卒中右侧17884.8-膝关节支具
107026.6MC急性缺血性卒中左侧17378.90.81
127010.0MC急性缺血性卒中左侧17086.21.11
136580.6MC急性缺血性卒中右侧185139.70.93手杖 / 拐杖
147983.0MC急性缺血性卒中右侧17588.50.48手杖
155154.4MAA急性缺血性卒中左侧17890.71.35
176518.5MC急性缺血性卒中右侧17074.80.28手杖
186348.8FAA急性缺血性卒中右侧17083.91.12
195825.9MC急性缺血性卒中双侧18388.51.10
* 因无法完成必要评估,该受试者被排除在数据分析之外
AFO = 踝足矫形器

表1:参与者人口统计学特征

  1. 通过电话与参与者进行初步联系,简要说明测试流程,并邀请感兴趣的人士前往实验室。
    1. 参与者到达研究机构后,由研究人员向其详细说明实验方案。
    2. 当潜在参与者确认愿意参加本研究时,须获得经当地机构审查委员会批准的书面知情同意书。

2. 图像引导系统与受试者设置

  1. 使用影像引导软件,确保在评估过程中经颅磁刺激(TMS)脉冲的递送位置一致。
    1. 使用影像引导系统内置的MNI头部模型创建新项目。打开软件,选择 新建MNI头部项目
    2. 在弹出窗口中,点击 靶点 选项卡,然后点击 配置靶点。确定位于中央前回正上方、中矢状线外侧0.5 cm处的头皮位置。
    3. 在屏幕上视觉确认该位置后,点击 新建,然后点击 矩形网格,以添加一个新的矩形网格。网格应显示在屏幕上,其内侧行应位于中矢状线外侧0.5 cm处。
    4. 在网格尺寸框中输入3和5,以调整网格大小。在网格间距框中输入10 × 10 mm,设置网格间距。选择 光标工具,然后将光标移至头皮图像上。
    5. 按住鼠标按钮旋转头皮图像,确保所有网格点均接触皮肤表面。如果网格点未贴合头皮,可通过移动曲率滑块调整网格的曲率。
    6. 重复上述步骤,在对侧半球上方放置另一个3 × 5的网格。
      注:此步骤可在受试者入组研究并到达实验室前完成。若有受试者的解剖学T1加权图像,也可使用该图像。有关使用解剖MRI进行导航的具体细节,请参见先前发表的文章16
  2. 打开软件后,选择 会话 选项卡,在影像引导软件中创建一个新会话。
    1. 点击 新建,然后点击 在线会话。在下一个窗口中,通过点击选择上一节(第2.1节)创建的两个网格,然后点击 添加
    2. 在IOBox选项卡下,TTL触发选项中勾选“使用开关(Switch In)”,并在 死区时间框中输入0 ms。点击顶部的 下一步 按钮,并目视确认影像引导系统的摄像头已激活。
  3. 开始受试者注册,将影像引导系统配套提供的受试者追踪器佩戴于受试者前额。
    1. 手动调整摄像头位置,确保受试者追踪器位于摄像头视野中央。然后点击软件顶部的 注册 选项卡。
    2. 将影像引导系统的探针/标记器置于注册标记点:鼻根点以及左右耳前点。当探针放置于皮肤上时,点击 下一步 按钮,将受试者的皮肤位置注册至影像引导软件。
    3. 完成注册标记点采集后,点击软件窗口顶部的 缩放 选项卡。将探针置于受试者头皮最右侧、最左侧、最顶部、最前侧和最后侧的位置。
    4. 在每个位置点击 下一步 按钮,以根据受试者头部尺寸对影像引导系统进行缩放。缩放完成后,点击软件顶部的 执行 选项卡。此时,影像引导系统已准备就绪。

3. 表面肌电图的准备与设置

  1. 为受试者的胫骨前肌(TA)和比目鱼肌(SOL)准备表面肌电图(sEMG)电极。进行sEMG皮肤准备时,使用酒精棉片清洁皮肤区域,必要时使用一次性安全剃须刀去除毛发。根据SENIAM指南17放置sEMG一次性凝胶电极。
    注意:TA的传感器放置位置位于腓骨小头与内踝尖连线的1/3处;SOL的传感器放置于股骨内侧髁至内踝连线的2/3处。
  2. 电极贴附完成后,目视检查信号质量。随后,用弹性绷带包裹小腿,以尽量减少测试过程中电极移动及其引起的伪迹。
    ​注意:在TMS脉冲发放前0.1秒开始,以5000 Hz的频率记录0.5秒时间窗内的sEMG信号。实际采样频率和采集数据量取决于用于记录TMS诱发sEMG反应的硬件和软件。有关建立肌电图记录与分析的详细信息,请参见Tankisi等人的研究18

4. 力台与受试者安全设置

  1. 打开数据采集软件,开始新的试验以校准双台面测力台。
    1. 点击 开始,开始一个FP归零试验。在测力台上无任何负载的情况下采集3-5秒的数据,然后点击 停止
    2. 测力台校准完成后,参与者已在影像引导系统中完成注册(第2.2节),表面肌电(sEMG)电极已放置并测试信号质量(第3节),此时指导参与者站立,并为其穿戴安全背带。
    3. 让参与者踏上测力台,并使用预先贴在测力台上的美纹纸标记足部位置,确保双脚最前端位置一致,且双脚内侧边缘到中线的距离相等。
    4. 将参与者的安全背带连接至天花板上的支撑装置。在测力台周围放置助行器或类似设备,以便参与者在测试过程中必要时可扶握以保持稳定。
      注意:在所有站立状态下的经颅磁刺激(TMS)操作过程中,必须确保参与者通过安全背带与天花板连接,以防跌倒。
  2. 让参与者站在测力台上,点击 开始,选择 FP静态 试验,测量并采集其体重数据。记录2-5秒的数据后,点击 停止 结束试验。
    1. 当参与者站在测力台上时,确保数据采集软件显示两个条形图,分别代表参与者每只脚下所承受的重量/力(图1A)。当参与者将体重偏向一侧时,条形图的高度会发生相应变化(图1B)。
    2. 如果参与者将腿部负荷转移至手臂,应确保条形图显示颜色发生变化(图1C)。当参与者能够舒适地以双腿均匀承重站立后,即可开始进行重心位移(CMR)测量。

静态平衡柱状图,比较绿色、黄色和红色区域的左右受力(N)情况。
图1:站立状态下经颅磁刺激评估过程中向参与者提供的视觉反馈示意图。A)显示了参与者在偏瘫侧与非偏瘫侧下肢均匀分配体重站立时所接收到的视觉反馈。竖直柱状图表示测力台各区域测得的受力大小。实心水平线表示竖直方向受力的范围,用于确保参与者的体重负荷施加于下肢而非上肢,即使其需要借助所提供的手部支撑来保持稳定。若参与者将体重向一侧偏移超过5%,竖直柱状图颜色将发生变化,提示参与者向负荷较轻的一侧倾斜,如(B)所示。若参与者下肢所承受的体重负荷偏离其总体重的±5%以上,背景屏幕颜色将发生改变,如(C)所示。 请点击此处查看该图的放大版本。

5. 皮质脊髓束运动反应评估

  1. 通过确定一个能够产生稳定运动诱发电位(MEP),即肌电图信号幅值 > 50 µV 和/或在目标肌肉胫前肌(TA)和腓肠肌(SOL)中出现可见皮质静默期的刺激强度,开始进行神经生理学评估。
    注意:使用双锥形线圈传递所有经颅磁刺激(TMS)脉冲,电流在线圈中的方向为从前向后。仅当受试者在偏瘫侧与非偏瘫侧下肢之间保持相等的体重分布时(如前一节(第4.2节)所述的视觉反馈/条形图所示),才施加TMS脉冲。
    1. 首先测试偏瘫侧肢体,对病灶半球施加TMS脉冲。通过旋转输出控制旋钮,将TMS刺激器的输出功率设置为最大刺激输出(%MSO)的50%。按下刺激器上的触发按钮,向位于矢状缝外侧的中间网格点施加单个脉冲。以5-10秒的刺激间间隔施加2-3个脉冲。
      注意:如果受试者在50% MSO时出现反应,则跳至第5.2节并开始热点定位。
    2. 如果在TA和SOL中未观察到反应,则通过旋转输出控制旋钮将刺激器功率提高10% MSO,并按照步骤5.1.1施加2-3个TMS脉冲。
    3. 如果将刺激器提高至60% MSO后仍未观察到反应,则再次将功率提高10% MSO。如果在70% MSO时仍未引出MEP,则随机选择多个网格点并施加TMS脉冲,以确定当前功率设置下是否存在反应。
    4. 如果在当前70% MSO条件下,任何网格点均未记录到反应,则返回初始目标网格点,继续以10% MSO为增量逐步提高刺激器功率,并按前述方法施加2-3次刺激。
      注意:重复此过程,直到从目标肌肉中记录到可靠的反应,或确认该受试者对TMS无反应为止。并非所有受试者都会对TMS产生可测量的反应。
  2. 一旦确定了能够产生稳定反应的刺激器功率,即开始定位热点,即产生最大反应的头皮位置。
    1. 点击开始并选择热点,启动一个新的热点试验。在先前步骤中确定的超阈值功率水平下,对15个网格点中的每一个施加单脉冲刺激。使用影像引导系统,将线圈移至第一个网格点。
    2. 当线圈处于正确位置后,按下刺激器单元上的触发按钮施加TMS脉冲。然后将线圈移至下一个网格位置并施加另一个单TMS脉冲。重复此过程,直至每个网格点均施加了一次刺激,然后点击停止以结束试验。
    3. 检查在每个网格点记录的表面肌电(sEMG)信号的幅值。通过目视识别每个目标肌肉在sEMG信号中产生最大MEP幅值的网格点。具有最大MEP幅值的网格位置即为热点,将在后续部分用于测量皮质运动反应。
      注意:在某些情况下,单个网格位置可能同时为TA和SOL提供最大的MEP幅值。在此类情况下,应分别确定每块肌肉的运动阈值。
  3. 接下来,使用简单的自适应序贯测试参数估计法(PEST)19,20 确定目标肌肉的运动阈值。
    1. 打开PEST程序,并通过在输入框中键入数值,将初始刺激强度设置为用于识别热点的超阈值水平。
    2. 在数据采集软件中点击开始标签,并选择PEST,以启动新的PEST试验。
    3. 在PEST程序中显示的初始%MSO强度下,向已识别的目标肌肉热点施加单个TMS脉冲。在PEST程序中输入y或n,以表明是否在该肌肉的sEMG信号中观察到反应。PEST程序将自动计算下一次刺激强度。
    4. 调整刺激器的功率水平以匹配PEST程序建议的值,并施加另一个单TMS脉冲。持续此过程,直到PEST程序确定运动阈值(表现为刺激强度颜色变化),然后点击停止标签以结束数据采集试验。
      注意:PEST程序使用一个免费提供的软件,指导连续脉冲所应使用的刺激器功率。其中一个PEST程序可在此处获取:(https://www.clinicalresearcher.org/software.htm)。
  4. 在确定目标肌肉的热点和运动阈值后,开始进行皮质运动反应(CMR)评估。将刺激器强度设置为所确定运动阈值的120%。
    1. 在数据采集软件中点击开始标签,启动新试验,并选择MEP试验。将线圈置于肌肉热点位置,并施加10-20次单脉冲刺激。
    2. 每次刺激之间间隔5-10秒。记录诱发出的sEMG反应以供离线分析。允许受试者自由休息,并在测试程序之间留出足够时间,以降低受试者产生疲劳的可能性,从而避免影响实验结果。
    3. 记录完MEP后,点击停止标签以结束试验。
      ​注意:操作TMS线圈的研究人员应确保在每次施加TMS脉冲前,受试者双下肢的体重分布相等。若研究人员认为刺激施加时受试者体重分布不均,则应额外进行一次刺激,并将前一次试验从后续分析中排除。在测试完偏瘫侧肌肉后,应立即测试非偏瘫侧肌肉。图2展示了站立位TMS评估期间的实验装置。

使用VR系统和安全吊带的平衡训练装置,用于神经康复研究实验。
图2:站立位测量皮质运动反应(CMR)期间拍摄的图像。 在数据采集过程中,研究人员可通过图像左侧显示器实时查看导航系统及采集到的表面肌电(sEMG)活动。参与者的体重分布视觉反馈显示在其前方并略偏右侧的位置。参与者佩戴连接于天花板的安全吊带,以防止在双层测力台上站立时跌倒。同时提供手臂支撑,帮助参与者在施加经颅磁刺激(TMS)脉冲后保持身体稳定。请点击此处查看该图的放大版本。

6. 坐姿皮层运动反应评估

  1. 完成站立位经颅磁刺激(TMS)评估后,在休息/坐位状态下重新测量运动阈值和皮质静息期(CMR)。
    1. 采用先前所述的相同操作流程(第5.2-5.4节),唯一不同之处在于受试者应坐在椅子上,双腿有支撑且肌肉处于放松状态。
    2. 在坐位状态下使用站立位评估期间确定的相同热点(第5.2节)。以与站立位相同的方式进行神经生理学测试,但刺激强度应为休息/坐位运动阈值的120%。
      ​注意:可能需要使用先前确定的刺激器输出功率进行额外测试。例如,若需比较不同姿势下运动诱发电位(MEP)振幅,则可能需要使用相似的绝对刺激器输出功率。具体应根据研究问题在实验设计阶段明确。

7. 统计学方法

  1. 为了验证站立会提高诱发可测量反应概率的假设,构建一个 2 x 2 表格,并使用麦克尼马尔检验(McNemar's Test)21 对比例进行检验。
  2. 为了比较两种体位下运动阈值的功率水平,对在两种体位中均产生可测量反应的受试者使用配对 t 检验。显著性水平设定为 α = 0.05。

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

结果

由于一名受试者因既往存在的膝关节疼痛以及在到达实验室前获得的糖尿病足部伤口,无法耐受站立位经颅磁刺激(TMS)操作,故将其从分析中剔除,最终样本量为15人。该糖尿病伤口正位于胫前肌(TA)上方,因此无法对该肌肉进行任何表面肌电图(sEMG)测量。在坐位和站立位TMS操作过程中,研究人员均未收到任何重大不良事件的报告。有若干轻微不良事件被报告,例如颈部肌肉疼痛和轻度头痛。然而,这些轻微不良事件均在测试结束时报告,尚不明确是坐位还是站立位操作对这些副作用的影响更大。此类轻微不良事件在TMS评估后较为常见,且在TMS相关文献中已有广泛报道22

在应用经颅磁刺激(TMS)脉冲期间,身体负重的总加载/卸载变化为体重的+0.4%(标准差1.8%)。这表明参与者在使用助行器支撑自身时,并未将负重从下肢转移到上肢。参与者左下肢的平均负重分布为体重的50%(标准差6%)。我们尝试在四个不同的肌肉中测量运动阈值(患侧与非患侧的胫骨前肌(TA)和比目鱼肌(SOL)),在站立和坐位两种姿势下共测量了60个运动阈值。在站立位时,成功引出并测量运动阈值的比例为...

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

讨论

大多数受试者对实验方案耐受良好。一名受试者由于糖尿病并发症导致的既往压疮以及与既往膝关节疼痛相关的骨科问题,无法完成站立状态下的经颅磁刺激(TMS)评估。实验过程中下肢承受的体重加载/卸载程度极小。然而,在施加TMS脉冲期间,平均测得的向下作用力略有增加。这可能是由于线圈本身的重量以及研究人员施加的向下的压力,以确保头皮/头部与TMS线圈之间保持充分接触所致。与静息状态试验相比,TMS操作期间记录到的体重变化极小,表明体重的加载或卸载并未对我们的研究结果产生显著影响。我们还检查了双下肢之间的体重分布情况,发现其具有对称性,受试者体重平均有50%由左腿支撑。预计能够无需或仅需少量辅助即可站立10分钟的脑卒中后个体,均能完成本研究所描述的站立位TMS评估。站立位相较于静息/坐位可获得更高的TMS反应率。站立位下TMS反应性的提高,可能使那些因无法测得TMS反应而先前被排除在神经生理学研究之外的个体,有机会参与未来针对脑卒中后姿势控制及步行特异性运动控制的研究。扩大符合条件的受试者群体,有助于增强研究结果在脑卒中后人群中的普遍适用性。

在站立位评估的运动阈值以较低的%MSO进行测量。脑卒...

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

披露

作者声明他们与所报告的工作不存在任何实际或潜在的利益冲突。

致谢

作者谨此感谢 Brian Cence 先生和 Alyssa Chestnut 女士在参与者招募和数据收集方面所做的贡献。

本项目部分资金由美国国立卫生研究院神经调控康复中心(NM4R)(HD086844)的技术开发奖以及美国退伍军人事务部康复研究与发展职业发展奖1(RX003126)和杰出奖(RX002665)提供支持。

本报告的内容不代表美国退伍军人事务部、美国国立卫生研究院或美国政府的观点。

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
数据采集软件MathWorksMatLab自定义数据采集程序使用Matlab编写。但也可使用其他软件/硬件供应商的产品(例如 National Instruments、AD Instruments、CED Spike2 或 Signal)
双锥形线圈MagstimD110用于经颅磁刺激(TMS)脉冲传递的双锥形线圈
双测力台Advanced Mechanical Technology Inc (AMTI)Dual-top Accusway测力台,可独立测量每条腿下方的力/重量分布
双脉冲TMS系统MagstimBistim 200将两台Magstim 200设备连接在一起,用于双脉冲应用
肌电图前置放大器Motion Labs IncMA-422用于一次性表面肌电图(EMG)电极的前置放大器
肌电图系统Motion Labs IncMA400用于数据采集的肌电图(EMG)系统
神经导航系统Rogue ResearchBrainsight用于确保磁刺激定位和传递一致性的软硬件系统。在缺乏神经导航软件的情况下,也可通过在受试者头部或头套上标记刺激位置来实现定位
受试者招募数据库N/AN/A包含可能符合研究资格的个体姓名的电子数据库
TMS刺激仪(×2)MagstimMagstim 200用于传递经颅磁刺激(TMS)脉冲

参考文献

  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).

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

重印与许可

申请许可以重复使用本 JoVE 文章的文本或图表

申请许可

标签

相关文章