2018年6月7日
本方案描述了一种通过拟合复合肌肉动作电位的详细刺激-反应曲线来估算肌肉中功能性运动单位数量的新方法。该方法操作简便、分析快速,且具有良好的可重复性。
本实验的总体目标是描述MScan方法,这是一种用于估算肌肉中功能性运动单位数量的新技术。MScan是一种无创性方法,通过将模型拟合到详细的刺激-反应曲线(即CMAP扫描)来估算肌肉中功能性运动单位的数量。
该方法具有多项优势:操作快速、易于执行和分析,且具有出色的可重复性。首先,需获取受试者的书面知情同意。
所有受试者必须在检查前签署书面知情同意书。然后向受试者说明,其手部和手腕可能会产生瘙痒感,并且若感到明显不适,可随时终止检查。首先,使用皮肤准备凝胶和酒精清洁受试者的手部和前臂。
将有源记录电极置于拇短展肌上方,参考电极置于拇指的掌指关节处。将接地电极放置在受试者手背,并将电极连接至前置放大器。电极定位并连接至前置放大器后,用胶带将受试者的手指固定在一起,以减少因自主运动引起的噪声和伪迹。
启动半自动计算机系统时,使用运动神经兴奋性测试的标准方案。从主菜单中选择 MSCAN-R 记录方案,并接受前置放大器和刺激器的默认设置。在“选择记录参数”表单中,在“输出文件”框内输入两到三个字母的操作员前缀。
然后,单击“确定”继续。当屏幕显示原始肌电图(EMG)输入时,接受默认参数并单击“确定”。为了找到腕部正中神经的最低阈值刺激位点,放置一个可重新定位的刺激电极。持续调整电极位置,直至获得最大的肌电图反应。
找到阈值最低的位点后,单击“确定”继续。接下来,将显示修正后的反应,并同时显示用于测量反应的窗口。品红色线条表示在该窗口内测得的反应,而窗口前紧邻的短绿色线条表示基线。
将可移动电极替换为不可极化的粘附式刺激阴极电极,并在正中神经上方近端两厘米处放置阳极。鼓励受试者将其手置于最放松的位置,以尽量减少自发活动。单击“确定”按钮继续。
通过按 Insert 键,以 3% 的步长手动增加刺激强度。单击“确定”按钮继续。进行 1% 的精细刺激调整,直到刺激电流超过 CMAP 最大幅度所需的水平。
记录完20次超最大预扫描的反应后,刺激强度将自动按照先前选定的频率和百分比步长递减。一旦受试者不再产生反应,单击“确定”按钮以完成20次复合肌肉动作电位(CMAP)后扫描的记录。最后,单击右下角的“确定”按钮以结束记录并保存数据。
要进行离线分析,请启动分析程序并选择要分析的 MScan 记录。从菜单中选择对 QZD 文件进行 MScan 拟合。随后,程序将自动生成一个初步模型并优化拟合结果。
程序将继续运行,无需用户干预,直至“优化”框中的多色进度条完成且“停止”按钮变为灰色。原始扫描以黑色显示,可与模型生成的品红色扫描并列绘制。请逐步调整参数,以最小化记录扫描与模拟扫描之间的差异,并优化模型。
在“绘图类型”框中,可使用不同的绘图选项来跟踪优化过程。优化面板中还将显示一个多色进度条。通过选择“差值”和“等高线图”显示,使用等高线图评估模型的准确性。
这些图显示了记录的与模拟的 CMAP 扫描之间的差异,以等高线图形式呈现。随着优化过程的进行,这些差异将逐渐减小。当优化过程完成后,可在 MScanFit 文本显示中查看分析结果。
最后,单击“确定”按钮,将模型保存为 MEM 文件。在本研究中,MScan MUNE 通过将模型拟合到 CMAP 扫描来估算功能性运动单位的数量及其大小。该技术在健康对照组和肌萎缩侧索硬化症(ALS)患者中均测试了其敏感性和特异性。
与预期一致,肌萎缩侧索硬化症(ALS)患者的运动单位中位数显著低于健康对照者。如受试者工作特征曲线(ROC曲线)所示,采用MScan MUNE技术区分健康对照者与ALS患者的能力与复合肌肉动作电位(CMAP)进行了比较。曲线下面积(AUC)用于评估这两种技术区分ALS患者与健康对照者的能力。
MScan MUNE的AUC显著高于CMAP。一旦掌握,若操作得当,该技术可在六分钟内完成。分析过程也很快,应少于五分钟。
在尝试此操作时,重要的是要记住确保受试者充分放松。MScan 是一种可能具有临床应用潜力的方法,可用于诊断和监测肌萎缩侧索硬化症(ALS)等神经肌肉疾病。未来还需要针对其他神经肌肉疾病以及更大样本量的研究群体开展进一步研究。
还应开展关于MScan在不同肌群中应用的研究。观看本视频后,您应能够充分掌握如何进行和分析MScan检查。
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MScan 是一种无创的电生理学方法,用于估算肌肉中功能性运动单位的数量。通过将模型拟合到详细的复合肌肉动作电位(CMAP)刺激-反应曲线,MScan 可快速、可重复且无偏倚地评估运动单位数量。本方案演示了 MScan 的记录与分析步骤,重点介绍其在健康对照者和肌萎缩侧索硬化症(ALS)患者中的应用。
CMAP 扫描 MUNE(MScan)提供了一种快速、可重复且无偏倚的功能性运动单位数量估算方法,满足了神经肌肉疾病研究和转化生物标志物开发中的关键需求。通过建模完整的刺激-反应曲线,MScan 提高了预测的可信度,支持在早期发现和临床前工作流程中进行可靠的靶点验证。其可重复性和高效性使其能够大规模整合到涵盖整个项目组合的神经肌肉评估流程中。
MScan 适用于从早期发现到先导化合物识别及临床前研究的整个连续过程,能够在多个关键节点实现定量的神经肌肉评估。