Messung der kontralateralen Stille, die durch transkranielle Magnetstimulation induziert wird

Zusammenfassung

Quelle: Rebello-Sanchez, I., et al. Messung der kontralateralen Stille, die durch transkranielle Einzelpuls-Magnetstimulation induziert wird, um die kortikospinale Hemmung von M1 zu untersuchen. J. vis. exp. (2022).

Dieses Video zeigt eine Technik zur Messung der kontralateralen stillen Periode (cSP) mittels transkranieller Magnetstimulation. Positionieren Sie die Hand des Patienten in Bauchlage und platzieren Sie eine Elektrode auf dem ersten dorsalen interossären Muskel (FDI). Platzieren Sie dann ein Kraftmessgerät zwischen Daumen und Zeigefinger. Identifizieren Sie die primäre motorische Hirnrinde (M1) des Gehirns. Halten Sie einen standardisierten Druck auf das Kraftmessgerät aufrecht und stimulieren Sie die M1-Region, um die Muskelaktivität aufzuzeichnen, was als motorisch evoziertes Potential (MEP) bezeichnet wird, gefolgt von der anschließenden Periode reduzierter Muskelaktivität, die als cSP bezeichnet wird.

Protokoll

Alle Eingriffe mit menschlichen Teilnehmern wurden in Übereinstimmung mit den institutionellen, nationalen und internationalen Richtlinien für das Wohlergehen des Menschen durchgeführt und vom lokalen institutionellen Prüfungsausschuss überprüft.

>1. Experimentelle Verfahren (Abbildung 1)

1. Wählen Sie den Muskel für die Positionierung der Elektroden aus.
   1. Bitten Sie den Probanden, seine Hand in Bauchlage über den Tisch zu legen. Wählen Sie den FDI-Muskel aus, der zwischen dem ersten und zweiten Mittelhandknochen lokalisiert ist. Um die FDI zu identifizieren, bitten Sie die Person, ihren Zeigefinger gegen Widerstand zu entführen, den Rest der Hand ruhig zu halten und auf dem Tisch zu liegen, während Sie den Bereich abtasten.
   2. Legt den ausgewählten Bereich frei. Verwenden Sie einen Einwegrasierer, um den Bereich zu rasieren, um den Elektrodenkontakt mit der Haut zu verbessern, falls erforderlich, und reinigen Sie den Bereich mit Alkoholpads, um Hautöle und andere Faktoren zu entfernen, die die Impedanz erhöhen könnten. Vergewissern Sie sich, dass freie Haut vorhanden ist, um den Kontakt mit der Elektrode zu gewährleisten.
      Anmerkung: Bei der Beurteilung der Aktivität der unteren Extremitäten verwenden Sie den Musculus tibialis anterior (TA) für die Elektrodenplatzierung. Es ist auf der lateralen Seite der Tibia lokalisiert und liegt in der Nähe der Oberflächlichkeiten der Haut. Er ist an der Dorsalflexion des Knöchels zu erkennen.
2. Platzieren Sie die Elektroden für die Oberflächen-Elektromyographie (EMG)
   1. Nachdem der Bereich freigelegt und gereinigt ist, tragen Sie das leitfähige Gel auf jede Elektrode des Kanals auf, um eine gute Impedanz zu gewährleisten.
   2. Platzieren Sie die negative Elektrode auf dem Bauch des FDI-Muskels (das Zentrum oder die markanteste Wölbung des Muskelbauchs) und die positive Elektrode auf dem distalen Interphalangealgelenk, mit einem Abstand zwischen den Elektroden von mindestens 1,5 cm. Platzieren Sie die Referenzelektrode (neutral) am Handgelenk über dem Processus ulnaris styloidis.
      Anmerkung: Das Vorhandensein von motorischen Endpunkten, Muskelsehnen oder anderen aktiven Muskeln kann die Stabilität der Aufnahmen beeinträchtigen, daher ist es wichtig, diese Stellen zu vermeiden. Für den TA-Muskel sollten die Elektroden zu einem Drittel auf der Linie platziert werden, die die Spitze des Wadenbeins und die Spitze des medialen Knöchels verbindet. Sorgen Sie für einen Abstand von 20 mm zwischen den Polen jeder Elektrode und platzieren Sie die Referenzelektrode im Knöchel.
3. Bestimmen Sie die erforderliche Muskelkontraktionskraft
   1. Verwenden Sie ein digitales Pinch-Dynamometer und eine viereckige Pyramidenstütze, um mechanische Verzerrungen zu minimieren und die Empfindlichkeit für minimale Kontraktionen zu erhöhen.
   2. Platzieren Sie den Dynamometer mit Hilfe der pyramidenförmigen Stütze zwischen dem ersten und zweiten Finger. Achten Sie darauf, dass der dritte, vierte und fünfte Finger still auf dem Tisch liegen, während der 1. und 2. die Kräfte der Einklemmbewegung erzeugen.
   3. Bitten Sie den Teilnehmer in der festen Position, mit dem ersten Finger auf den Dynamometer und mit dem Zeigefinger auf die Seite der Pyramide zu drücken, wodurch das Dynamometer-Pyramiden-System mit maximaler Kraft zusammengedrückt und eine starke Kontraktion des FDI-Muskels erzeugt wird.
   4. Bestimmen Sie anhand dieses Werts als Referenz die 20 % der maximalen Kraft. Der Teilnehmer muss üben, das Ziel bei 20% der anhaltenden Kontraktion zu halten. Berücksichtigen Sie Schwankungen von 15 % bis 25 % der maximalen freiwilligen Kontraktion (MVC).
      Anmerkung: Falls kein Dynamometer verfügbar ist, das die isolierte Muskelaktivität erfassen kann, können Sie alternativ EMG-Feedback verwenden, um die Kraft zu standardisieren. Die Aufnahmesoftware misst die maximale Spitze-zu-Spitze-Amplitude, die der maximalen Kraft des Probanden entspricht, und bestimmt anhand dieses Werts die MVC von 20 %. Die Probanden können visuelle und/oder auditive Hinweise darauf erhalten, wann 20 % erreicht sind.
4. Identifizierung des Ausgangsstandorts für die Hotspot-Suche
   1. Setze dem Motiv eine Badekappe auf den Kopf. Alle Referenzpunkte werden darauf markiert.
   2. Messen Sie den sagittalen Umfang des Kopfes vom Nasion (dem Punkt zwischen Stirn und Nase) bis zum Inion (dem markantesten Punkt im Hinterhauptbereich). Teilen Sie diesen Wert durch zwei und markieren Sie den mittleren Punkt auf dem Kopf.
   3. Markieren Sie die Position der Nasión, des Inions, der Helix des rechten und linken Außenohrs des Patienten sowie des rechten und linken supraorbitalen Kamms. Damit soll bescheinigt werden, dass die Kappe während des Eingriffs nicht verrutscht ist und/oder dass sie in zukünftigen Experimenten gleichmäßig auf dem Kopf des Patienten positioniert wird.
   4. Messen Sie, wie oben beschrieben, den Abstand von Tragus zu Tragus und fügen Sie auf halber Strecke eine Markierung hinzu. Markieren Sie den Schnittpunkt zwischen ihnen, einen Punkt, der als Scheitelpunkt (Cz) gekennzeichnet ist.
   5. Vom Scheitel aus bewegen Sie sich 5 cm seitlich parallel zur mittleren Sagittallinie, auf der kontralateralen Seite zum ausgewählten Muskel. Diese Markierung identifiziert ungefähr das (M1), das sich auf der gleichen koronalen Ebene wie der motorische Kortex der Hand befindet. Nutzen Sie diesen als ersten Ort, um die Suche nach dem Hotspot zu starten.
   6. Der Hotspot ist der Bereich des motorischen Kortex, in dem die niedrigste motorische Schwelle erkennbar ist. Stellen Sie eine niedrige Intensität ein (z. B. 30 % der maximalen Stimulatorleistung [MSO]) und starten Sie die Suche, indem Sie mehrere Impulse an den ersten Punkt abgeben.
   7. Fahren Sie mit kleinen Intensitätsschritten fort, bis Sie den niedrigsten Stimulus identifizieren, der eine EMG-indizierte Reaktion (d. h. MEP) erkennt. Für die Abgabe der Stimuli winkeln Sie die Achterspirale in einem Winkel von 45° in Bezug auf die mittlere Sagittallinie, wobei der Griff auf den hinteren Teil des Patienten zeigt.
   8. Um sicherzustellen, dass die beste Stelle identifiziert wurde, bewegen Sie sich um die erste Stelle herum und testen Sie die nachfolgenden ~3 MEPs 1 cm vorne, 1 cm lateral, 1 cm medial und 1 cm posterior davon. Wiederholen Sie diesen Vorgang so oft wie nötig, um eine konsistente Reaktion zu erhalten. Halten Sie sich an die Stelle, die den größten Abgeordneten hervorruft.
   9. Sobald der Hotspot gefunden ist, markieren Sie diese Stelle im Kopf des Patienten (Badekappe). Verwenden Sie diesen Ort während dieses Experiments und der möglichen Folgebesuche. Seien Sie vorsichtig, um dem Subjekt durch zusätzlichen Druck keine Beschwerden zu bereiten. Stützen Sie die Spule mit beiden Händen am Kopf des Motivs ab.
5. Bestimmung der Motorschwelle (RMT) für den Ruhezustand
   1. Schätzen Sie die motorische Schwelle als die minimale Intensität, die erforderlich ist, um einen MEP mit einer minimal nachweisbaren Amplitude (normalerweise mindestens 50-100 μV) zu fördern.
   2. Um die motorische Schwelle zu bestimmen, wenden Sie zehn aufeinanderfolgende Stimuli am Hotspot an und wählen Sie die niedrigste Intensität, die in 50% der Versuche einen MEP mit einer Peak-to-Peak-Amplitude von mindestens 50 μV auf dem Zielmuskel erzeugte.
      Anmerkung: Dieses Protokoll kann mit dem Zielmuskel in Ruhe (RMT) oder während der aktiven Kontraktion (aktive motorische Schwelle [AMT]) durchgeführt werden. Beide können weiterhin als Referenz für die überschwelligen TMS-Impulse verwendet werden. Die Erfassung des AMT ist anfälliger für Variabilität, da sie auf der Standardisierung von MVC beruht, was bei Längsschnittstudien mit mehreren Bewertungen ein Problem darstellen kann.
6. CSP-Protokoll
   1. Abgabe von überschwelligen Stimuli, um MEPs während der tonischen willkürlichen Kontraktion des Zielmuskels auszulösen.
   2. Liefern Sie 10 Stimuli mit einer Stimulationsintensität (SI) von 120% der RMT mit einer Periode von 10 s dazwischen. Bitten Sie den Patienten während der Anwendung der Reize, 20% der maximalen motorischen Kontraktion des Zielmuskels beizubehalten, wie es mit dem Dynamometer geübt wird.
   3. Um sicherzustellen, dass der gesamte SP erfasst wird, stellen Sie sicher, dass das EMG-Zeitfenster lang genug ist, um bis zu 400 ms EMG-Aktivität zu erfassen. Nicht selten - abhängig von der untersuchten Krankheit - benötigen die Probanden höhere SIs, um eine erfolgreiche cSP zu erhalten.

Ergebnisse

Abbildung 1: Experimentelle Schritte. 1. Platzierung der Elektrode am Bauch des FDI-Muskels 2. Positionierung des Prüfstands zwischen den Fingern. 3. Freiwillige Kontraktion des Zielmuskels, um die Standardisierung von 20% MVC 4 zu testen. Kopfmessungen und TMS-Pulse zur Identifizierung des Hotspots und des RMT (niedrigste Stimuli, die in fünf von zehn Versuchen einen MEP von mindestens 50 mV herv...

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Alkohol-Tampons	Medline		Zubereitung mit 70%igem Isopropylalkohol
Leitfähiges Gel	Weber und Firma		Wird auf der Elektrode verwendet
Echo-Pinch	JTECH Medizin	Artikel-Nr.: 0902A302	Digitaler Leistungsprüfstand.
Mega-EMG	Soterix Medizin	NS006201	Digitales Mehrkanal-EMG mit integrierter Software.
MEGA-TMS Spule	Soterix Medizin	NS063201	8 geformte TMS-Spulen
Mega-TMS-Stimulator	Soterix Medizin	6990061	Einzelimpuls-TMS
Neuro-MEP.NET	Soterix Medizin		EMG-Software zur Analyse der elektrischen Aktivität der Muskeln.
Schwimmkappe	Kiefer