Name: 中风后下肢肌肉的站立神经生理学评估 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-07-26T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 23 s
Description: 学习使用经颅磁刺激技术评估中风后下肢皮质脊髓束的神经生理学反应。站立位检测可提高运动诱发电位的诱发概率，帮助研究人员更好地理解步态与平衡相关的神经控制机制。

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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。

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

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。

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...

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。

<table><tbody><tr><td>数据采集软件</td><td>MathWorks</td><td>MatLab</td><td>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）</td></tr><tr><td>双锥形线圈</td><td>Magstim</td><td>D110</td><td>用于经颅磁刺激（TMS）脉冲传递的双锥形线圈</td></tr><tr><td>双测力台</td><td>Advanced Mechanical Technology Inc (AMTI)</td><td>Dual-top Accusway</td><td>测力台，可独立测量每条腿下方的力/重量分布</td></tr><tr><td>双脉冲TMS系统</td><td>Magstim</td><td>Bistim 200</td><td>将两台Magstim 200设备连接在一起，用于双脉冲应用</td></tr><tr><td>肌电图前置放大器</td><td>Motion Labs Inc</td><td>MA-422</td><td>用于一次性表面肌电图（EMG）电极的前置放大器</td></tr><tr><td>肌电图系统</td><td>Motion Labs Inc</td><td>MA400</td><td>用于数据采集的肌电图（EMG）系统</td></tr><tr><td>神经导航系统</td><td>Rogue Research</td><td>Brainsight</td><td>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</td></tr><tr><td>受试者招募数据库</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>包含可能符合研究资格的个体姓名的电子数据库</td></tr><tr><td>TMS刺激仪（×2）</td><td>Magstim</td><td>Magstim 200</td><td>用于传递经颅磁刺激（TMS）脉冲</td></tr></tbody></table>

卒中后下肢肌肉的立位神经生理学评估

Standing Neurophysiological Assessment of Lower Extremity Muscles Post-Stroke

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。

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...

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。

经颅磁刺激（TMS）是一种常用工具，用于测量健康个体及神经系统受损患者中运动环路的功能状态。

本方案可用于在步态和平衡为主要关注点的情况下，对卒中后下肢皮质脊髓束进行神经生理学评估。该技术的主要优势在于，能够提高在静息状态下许多个体无法引出反应的人群中诱发出运动诱发电位的概率。此方法可应用于任何需要研究皮质脊髓束神经生理学特征的神经系统人群，尤其是与步态和平衡相关的情况。电极连接后，首先目视检查信号质量。然后使用弹性绷带包裹电极束，以尽量减少测试过程中电极移动及其引起的伪迹。打开数据采集软件，启动新试验以校准双顶部测力台。单击“开始”并启动 FP0 试验。在测力台上无负载的情况下采集三到五秒的数据，然后单击“停止”。测力台校准完成后，参与者即已注册至影像引导系统。表面肌电图（sEMG）电极已放置并测试了信号质量，然后用安全背带固定。指导受试者踏上测力台，并使用预先贴在测力台上的美纹纸标记足部位置，以确保双脚最前端对齐，且双脚内侧边缘与中线距离相等。将受试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装置，以便受试者在测试过程中如有需要时可以扶稳身体。让受试者站立在测力台上，点击“开始”并选择一个测力台静态测试，测量并采集其体重数据。记录两到五秒的数据后，点击“停止”以结束测试。站在测力台上时，确保数据采集软件显示两个柱状图，分别代表受试者每只脚下方的体重或受力。当受试者将体重偏向一侧时，柱状图的高度会发生变化。如果受试者将腿部的负荷转移至手臂，需确保显示的柱状图颜色发生改变。当受试者能够舒适地站立，并且双腿承重均匀后，即可开始测量皮质肌反射（CMR）。首先进行神经生理学评估，确定能够诱发稳定运动诱发电位（MEP）的刺激强度，即在目标肌肉——胫骨前肌和腓肠肌的主动收缩状态下，记录到的肌电图信号幅度超过50微伏，并出现明显皮质静息期。首先通过向病灶半球施加经颅磁刺激（TMS）脉冲来测试周期性肢体反应。通过旋转输出控制旋钮，将TMS刺激器的输出强度设定为最大刺激输出的50%（即50% MSO）。按下刺激器上的触发按钮，向位于纵裂外侧的中间网格点施加一个50% MSO的单脉冲。施加2到3次脉冲，刺激间隔为5到10秒。如果在胫骨前肌和腓肠肌未观察到反应，则通过旋转输出控制旋钮将刺激器输出功率增加10%最大刺激输出（MSO），并再次给予2到3次经颅磁刺激（TMS）脉冲。若刺激器输出增加至60%MSO后仍无反应，则再次将功率增加10%MSO。如果在 70%MSO 时未诱发出 MEP，随机选择多个网格点并施加 TMS 脉冲，以确定当前刺激强度下是否存在反应。如果在当前 70%MSO 强度下，任何网格点均未记录到反应，则返回初始目标网格点，并继续以 10%MSO 为增量逐步增加刺激器输出强度，按前述方法施加两到三次刺激。确定能够产生稳定反应的刺激器输出功率后，开始定位热点。热点是指能够对施加的经颅磁刺激（TMS）脉冲产生最大反应的头皮位置。通过点击“开始”并选择“热点”来启动新的热点定位试验。在先前步骤中确定的阈上功率水平下，对15个网格点中的每一个点施加单次脉冲刺激。使用影像引导系统，将线圈移至第一个网格点。当线圈到达正确位置后，按下刺激器装置上的触发按钮，施加TMS脉冲。接下来，将线圈移至下一个网格位置，并施加另一个单脉冲TMS。持续操作，直至每个网格点均接受一次刺激，然后点击停止以结束试验。检查在每个网格点记录的sEMG信号的振幅。通过目视检查表面肌电信号（sEMG信号），确定每个目标肌肉记录到最大运动诱发电位（MEP）幅度的网格点。具有最大MEP幅度的网格位置即为热点，将用于测量皮质运动反应。随后，为确定目标肌肉的运动阈值，采用基于序贯测试的简单自适应参数估计法（PEST）。打开PEST程序，通过在输入框中键入数值，将初始刺激器强度设置为用于识别热点区域的超阈值。在数据采集软件中点击“开始”选项卡，启动新的PEST试验，并选择PEST。根据PEST程序中显示的初始百分比MSO强度，对已确定的目标肌肉热点区域施加单次TMS脉冲。在PEST程序中输入Y或N，以标明在肌肉的sEMG信号中是否观察到反应。PEST程序将自动计算下一次刺激强度。调节刺激器的输出强度以匹配PEST程序设定的数值，并施加另一次单脉冲TMS。重复此过程，直至PEST程序确定运动阈值，此时刺激强度显示颜色会发生变化。通过单击停止选项卡来结束数据采集试验。在确定目标肌肉的热点和运动阈值后，开始进行CMR评估。将刺激器的强度设置为所确定运动阈值的120%。点击开始选项卡启动新试验及数据采集软件，并选择一个MEP试验。每次刺激之间间隔5到10秒。记录诱发的表面肌电图（sEMG）反应，用于离线分析。在测试程序之间，允许受试者随意休息足够长的时间，以降低受试者因疲劳而影响结果的可能性。记录完运动诱发电位（MEPs）后，单击停止标签以结束该次试验。运动阈值在四个不同的肌肉中分别测定，主要为偏瘫侧和非偏瘫侧的胫前肌和比目鱼肌。当受试者在坐位和站位下接受可测量的运动阈值检测时，发现站位时测得的阈值较低。施加经颅磁刺激（TMS）脉冲时，应确保受试者双下肢均匀负重，且体重未从下肢转移至上肢。除了单脉冲经颅磁刺激（TMS）测量外，还可于站立位进行双脉冲经颅磁刺激，以评估皮质脊髓束的皮质内抑制和易化作用。

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