הערכה של תפקוד העצבי באמצעות גירוי עצבי חשמלי Percutaneous
13 בספטמבר 2015
אנו מציגים פרוטוקול להערכת שינויים בתפקוד העצבי-שרירי. גירוי עצבי חשמלי מלעורי הוא שיטה לא פולשנית המעוררת תגובות שרירים. התכונות האלקטרופיזיולוגיות והמכניות של תגובות אלה מאפשרות להעריך את התפקוד העצבי-שרירי מהמוח לשריר (רמות על-עמוד השדרה, עמוד השדרה והיקפי).
המטרה הכוללת של הליך זה היא להעריך את התפקוד העצבי-שרירי באמצעות גירוי עצבי חשמלי מלעורית. זה מושג על ידי חיבור ראשון של אלקטרודות פני השטח לשריר הרצוי. השלב השני הוא התקנת הנושא על הארגומטר.
לאחר מכן, העצב המוטורי מגורה חשמלית באמצעות אלקטרודה כדורית כף יד או אלקטרודה דביקה עצמית. השלב האחרון הוא רישום פעילות אלקטרומיוגרפית של השריר. בסופו של דבר, גירוי עצבי חשמלי מלעורי משמש להערכת תפקוד עצבי-שרירי ברמת עמוד השדרה, עמוד השדרה וההיקפי.
היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שיש לו אמינות טובה וקל להשיג תגובה חשמלית ומכנית. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום הפיזיולוגיה של השרירים התקינות, כגון הערכת שרירים תקינים לאחר אימונים או תוכנית שיקום. כדי להתחיל, נקה את העור במקום בו ימוקמו האלקטרודות על ידי גילוח השיער וקרצוף העור החשוף באלכוהול.
זה נדרש לחיבור עכבה נמוכה. לאחר מכן, בקשו מהמשתתף לעמוד על קצות האצבעות כדי לזהות בבירור את שרירי כופף הכף. הנח שתי אלקטרודות משטח כסף כלוריד בגודל 10 מילימטרים במרחק של כשני סנטימטרים זו מזו על הבליטה הבולטת של שריר האמוס המדיאלי עבור האמוס הגסטרוק הלטרלי.
הנח שתי אלקטרודות בשליש מהמרחק מראש הפיבולה לעקב עבור שריר הסוליה. הנח שתי אלקטרודות בשני שליש מהדרך בין הקונדיל המדיאלי של עצם הירך לבין המאוס המדיאלי עבור השריר הקדמי של השוקה. בקשו מהמשתתף לעמוד על קצות האצבעות כדי לזהות אותו.
לאחר מכן הניחו שתי אלקטרודות בשליש מהמרחק בין קצה הפיבולה לקצה המאוס המדיאלי. לאחר מכן, הניחו אלקטרודת ייחוס במיקום מרכזי על אותה רגל בין אתרי הגירוי וההקלטה. כעת כוונן את כיסא המשתתף כך שהקרסול והברך יהיו כפופים ב-90 מעלות כך שהסוליה והברך הגסטרוקית, השרירים שלי לא יימתחו, וכך רפלקס H לא ישתנה.
כעת חגרו היטב את הקרסול לארגומטר כך שהציר האנטומי של המפרק, שהוא ה-mos החיצוני, מיושר עם ציר הסיבוב של ארגומטר. לאחר מכן, בקשו מהמשתתף להפעיל לחץ על לוחית כף הרגל ולרשום את מומנט כופף הכף. לאחר מכן חבר את האלקטרודות למגבר והנח את האנודה לגירוי חשמלי מעל גיד הפיקה.
כעת, נסו להרגיש את עצב השוק האחורי דרך העור בפוס הפופלי. לאחר מכן קבע את אתר הגירוי הטוב ביותר של עצב השוק האחורי. השתמש באלקטרודת כדור קתודה כף יד על הפוסה הפופאלית כדי למצוא את האתר עם רפלקס הגיל הגדול ביותר באותו מיקום.
חבר את קתודה כלוריד כסף דביקה עצמית. אף אחד מהפרמטרים הללו לא אמור להשתנות לצורך הערכת המדידות האלקטרו-כירורגיות השונות. רק עוצמת הגירוי והמצב צריכים להשתנות.
לפני תחילת המבחן, הנחו את המשתתף להירגע ולשמור על שריריו במנוחה. לאחר מכן הגדר את עוצמת הגירוי כדי להשיג משרעת רפלקס גיל סולי מקסימלית, שנעה בדרך כלל בין 20 ל -50 מיליאמפר . באמצעות פולסים של אלפית שנייה אחת רושמים לפחות שלוש תגובות רפלקס H סו.
השהה לפחות שלוש שניות בין גירוי לגירוי כדי למנוע דיכאון לאחר ההפעלה. לאחר מכן, הגדל את העוצמה בין 40 ל -100 מיליאמפר כדי לקבל את משרעת גל הסו M המקסימלית. לאחר שנקבע, הגדילו את העוצמה ב-20 עד 50% וספקו שלושה גירויים סופר מקסימליים.
רשום את מומנטי העוויתות הקשורים לגירויים אלה לבדיקת ההתכווצות מרצון. התחל בחימום. בקשו מהמשתתף לבצע 10 התכווצויות תת-מקסימליות קצרות ולא מתישות של שרירי כופף הכף הפלנטרי.
בקש מהם להמתין מספר שניות בין כל כיווץ במהלך החימום ולאורך כל הבדיקה לתעד את פעילות ה-EMG של סירי התלת ראשי. לאחר מכן, הנחו את המשתתף לבצע כיווץ אקסותרמי מקסימלי מרצון של מכופפי הכף הפלנטרי. על המשתתף לדחוף חזק ככל האפשר כנגד הארגומטר על ידי כיווץ שרירי כופף הכף שלו.
תן משוב חזותי במהלך המאמץ עם עידוד מילולי סטנדרטי, מושגת ההתכווצות הרצונית המקסימלית. כאשר נצפית רמה במישור, סיפקה גירוי זוגי בתדר 100 הרץ בעוצמה סופר מקסימלית של ההתכווצות הרצונית המקסימלית. מיד לאחר ההתכווצות, ספק גירוי זוגי נוסף כאשר השריר רפוי לחלוטין.
כדי להעריך את רמת ההפעלה מרצון באמצעות תוכנה כגון Acknowledge 4.1, בחר חלון זמן, כולל תגובת ה-EMG הקשורה לעווית במנוחה, בחר את גל H או את גל M למדוד את משרעת השיא העליונה, משך השיא לשיא ושטח הגלים. לאחר מכן בחר את העווית במנוחה ומדוד את שיא המומנט שלה. לאחר מכן, חשב את היחס בין מומנט השיא לסכום המשרעות של גלי הסוליה וגסטרוק נמי M.
כדי לכמת את היעילות האלקטרומכנית, יחס זה משקף את היעילות של צימוד התכווצות העירור. לאחר מכן, מדוד את מומנט השיא המקסימלי של ההתכווצות הרצונית המקסימלית מקו הבסיס של המומנט במנוחה לערך המקסימלי של ההתכווצות הרצונית המקסימלית, אל תכלול את המומנט המונח על גבי הגירוי הכפול. לאחר מכן מדוד את המומנט המונח על גבי הגירוי הכפול.
מדוד מערך המומנט הרצוני בתחילת הגירוי לשיא התגובה המעוררת. לבסוף, מדוד את שיא המומנט הקשור להכפלה מוגברת. השתמש בערכים אלה כדי לחשב את רמת ההפעלה מרצון.
באמצעות השיטות המתוארות, גלי h ו-m נחקרו במנוחה. רפלקס H מגיע לערך מקסימלי לפני שהוא נעדר לחלוטין מאות ה- EMG, ואילו גלי M גדלים בהדרגה עד שהם מגיעים לרמה בעוצמה מקסימלית. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד להעריך תפקוד עצבי-שרירי באמצעות גירוי עצבי חשמלי מלעור.
לאחר שליטה, מיקום אתר הגירוי ומציאת העוצמה האופטימלית יכול להיעשות תוך 10 דקות אם הוא מבוצע כראוי בעקבות הליך זה. ניתן לבצע טכניקות אחרות כמו גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי על מנת לענות על שאלות נוספות כמו שינויים בריגוש הקורטיקו-ספינלי לאחר אימון או תוכנית שיקום.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
פרוטוקול זה מתאר את הערכת התפקוד הנוירו-שרירי באמצעות גירוי חשמלי של העצב דרך העור. על ידי חיבור אלקטרודות שטח וגירוי העצב המוטורי, חוקרים יכולים להעריך תגובות שריריות ברמות שונות.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מדע
- מדעי המוח
- אלקטרופיזיולוגיה
- תפקוד נוירו-שרירי
רקע
- גירוי חשמלי של עצבים באופן דרך-העור (percutaneous) הוא טכניקה לא פולשנית.
- היא מאפשרת להעריך את התפקוד הנוירו-שרירי מהמוח ועד לשריר.
- השיטה בוחנת תגובות ברמות על-שדרתיות, שדרתיות ופריפריאליות.
- פעילות אלקטרומיוגרפית נרשמת כדי לנתח את תגובות השרירים.
מטרת המחקר
- להערכת שינויים בתפקוד הנוירו-מוסקולרי.
- שימוש בגירוי חשמלי להערכת תגובות שריריות.
- מתן תובנות לגבי בריאות ותפקוד הנוירו-מוסקולרי.
שיטות שבהן נעשה שימוש
- חיבור אלקטרודות שטח לשריר המטרה.
- הצבת הנבדק על ארגומטר.
- גירוי חשמלי של העצב המוטורי באמצעות אלקטרודה ידנית או אלקטרודה דביקה.
- הקלטה של פעילות אלקטרומיוגרפית של השריר.
תוצאות עיקריות
- גירוי מוצלח של העצב המוטורי מוביל לתגובות שריריות מדידות.
- רישומי אלקטרומיוגרפיה מספקים נתונים על התפקוד הנוירו-שרירי.
- ההערכה משתרעת על פני רמות על-שריריות (supra-spinal), שריריות ופריפריות.
- התוצאות עשויות לספק מידע על בריאות נוירו-שרירית ועל תקלות תפקוד פוטנציאליות.
מסקנות
- גירוי עצבי חשמלי דרך העור יעיל להערכת תפקוד נוירו-שרירי.
- השיטה אינה פולשנית ומספקת נתונים מקיפים.
- הממצאים עשויים לתרום להבנת מצבים נוירו-שריריים.
שאלות נשאלות השכיחות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
גירוי חשמלי של עצבים דרך העור מאפשר הערכה כמותית של התפקוד הנוירו-שרירי ברמות העל-שריריות, השכיריות וההיקפיות, ובכך תומך בתיקוף של מטרות בשלבים מוקדמים ובצמצום סיכונים מכניסטיים במחקר נוירו-שרירי. השחזוריות של השיטה ומדידה ישירה של תפוקים אלקטרופיזיולוגיים ומכניים מספקות ביטחון ניבוי למחקרים תרגומיים ולמיון תיקי פיתוח. אופיה הלא-פולשני וההקמה המהירה שלו מקלים על השילוב בתהליכי גילוי ובמסלולי עבודה פרה-קליניים להערכת פלסטיות נוירו-שרירית והשפעות של התערבויות.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בחינה של מסלולים נוירו-מוסקוולריים ותיקוף תפקודי של מטרות באמצעות גרייה ישירה ומדידת תגובה.
- תומך בהפחתת סיכונים ביולוגיים על ידי כימות של צימוד עירור-כיווץ ועירור שדרתי.
- מספק ביטחון חיזוי לקידום מטרות נוירו-מוסקוולריות בתהליך הגילוי.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מסייע בהכנת מערכות נוירו-שריריות מתוקפות לצורך סריקת תרכובות בהמשך התהליך.
- מספק תוצאים אלקטרופיזיולוגיים ומכניים סטנדרטיים וניתנים לשחזור לצורך פיתוח בדיקות.
- מאפשר הערכה מהימנה של השפעות התערבות על התפקוד הנוירו-שרירי.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתיישב עם נקודות קצה רלוונטיות למחלה באמצעות מדידת הפעלה רצונית ופלסטיות נוירו-שרירית.
- תומך ברציפות משלב הגילוי המוקדם ועד לתיקוף פרה-קליני של התערבויות נוירו-שריריות.
- מספק נתונים מותאמי סיכון לצורך קבלת החלטות על קידום תיקי פיתוח נוירו-שריריים.
שילוב תהליכי עבודה וצינורות עיבוד
שיטה זו משלבת שלבים החל מגילוי מוקדם ועד למחקר פרה-קליני, ומאפשרת בדיקת השערות, הבהרת מסלולים והערכה כמותית של תפקוד נוירו-שרירי.
- ביולוגיה של גילוי (Discovery Biology): תומכת בבדיקת השערות ובצמצום סיכונים מכניסטיים על ידי בידוד וכימות של תגובות עצביות ושריריות.
- סריקה (Screening): מספקת תוצאים כמותיים הניתנים לשחזור (M-wave, H-reflex, twitch torque) לצורך מוכנות של הבדיקה.
- אנליטיקה: מאפשרת השוואה סטטיסטית של תגובות נוירו-שריריות בין תנאים והתערבויות שונות.
- מחקר תרגומי (Translational Research): מקשרת בין קריאות תפקודיות לבין נקודות סוף הרלוונטיות למחלה והמונחות על ידי התערבות.
- שימוש חוזר ארגוני: מציעה פלטפורמה סטנדרטית וניתנת להרחבה להערכות נוירו-שריריות חוזרות לאורך מחקרים שונים.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החיזוי ומפחית עמימות מכניסטית בתהליכי תיקוף של מטרות נוירו-מוסקולריות.
- ערך תפעולי: מספק הערכות נוירו-מוסקולריות סטנדרטיות, ניתנות לשחזור ובקנה מידה רחב.
- ערך אסטרטגי: משפר את קבלת ההחלטות לגבי המשך התהליך (go/no-go) ואת יעילות ההון באמצעות אספקת נתונים פונקציונליים חסונים.
- השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תיעדוף וקידום של תוכניות נוירו-מוסקולריות בהתאם לסיכון.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות באלקטרופיזיולוגיה ובפרוטוקולים להערכה נוירו-שרירית.
- דורש גישה למכשור עבור EMG שטח, ארגומטריה של כוח/מומנט וגירוי חשמלי.
- דורש סטנדרטיזציה בין-צוותית של מיקום האלקטרודות ופרמטרי הגירוי.
- ניתן להסתגל לקבוצות שרירים ומערכות מודל שונות באמצעות התאמות בפרוטוקול.
- תלוי בצייתנות המשתתף ובמיקום אנטומי מדויק לצורך הדירות (reproducibility).
