הערכה של תפקוד העצבי באמצעות גירוי עצבי חשמלי Percutaneous
September 13th, 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.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
סקירה כללית
פרוטוקול זה מתאר את הערכת התפקוד הנוירומוסקולרי באמצעות גירוי עצבי חשמלי תת-עורי. על ידי חיבור אלקטרודות משטח והגירוי של העצב המוטורי, חוקרים יכולים להעריך את התגובות השריריות ברמות שונות.
רכיבי מחקר מרכזיים
תחום המדע
- מדעי המוח
- אלקטרופיזיולוגיה
- תפקוד נוירומוסקולרי
רקע
- גירוי עצבי חשמלי תת-עורי היא טכניקה לא-פולשנית.
- היא מאפשרת הערכה של תפקוד נוירומוסקולרי מהמוח לשריר.
- השיטה מעריכה תגובות ברמות עוריות, חולייתיות והיקפיות.
- פעילות אלקטרומיוגרפית נרשמת כדי לנתח את התגובות השריריות.
מטרת המחקר
- להעריך שינויים בתפקוד הנוירומוסקולרי.
- להשתמש בגירוי חשמלי להערכת תגובות שריריות.
- לספק תובנות לגבי בריאות ותפקוד נוירומוסקולרי.
שיטות ששימשו
- חיבור אלקטרודות משטח לשריר היעד.
- התקנת הנבדק על ארגומטר.
- גירוי חשמלי של העצב המוטורי עם אלקטרודה ידנית או מודבקת עצמית.
- הקלטת פעילות אלקטרומיוגרפית של השריר.
תוצאות עיקריות
- גירוי מוצלח של העצב המוטורי מוביל לתגובות שריריות הניתנות למדידה.
- הקלטות אלקטרומיוגרפיות מספקות נתונים על תפקוד נוירומוסקולרי.
- ההערכה משתרעת על רמות עוריות, חולייתיות והיקפיות.
- התוצאות יכולות לספק מידע על בריאות נוירומוסקולרית ותפקודים לקויים אפשריים.
מסקנות
- גירוי עצבי חשמלי תת-עורי יעיל להערכת התפקוד הנוירומוסקולרי.
- השיטה אינה פולשנית ומספקת נתונים מקיפים.
- הממצאים יכולים לתרום להבנת מצבים נוירומוסקולריים.
שאלות נפוצות
Executive Industry Relevance
Percutaneous electrical nerve stimulation enables quantitative assessment of neuromuscular function across supra-spinal, spinal, and peripheral levels, supporting early-stage target validation and mechanistic de-risking in neuromuscular research. The method's reproducibility and direct measurement of electrophysiological and mechanical outputs provide predictive confidence for translational studies and portfolio triage. Its non-invasive nature and rapid setup facilitate integration into discovery and preclinical workflows for evaluating neuromuscular plasticity and intervention effects.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of neuromuscular pathways and functional target validation through direct stimulation and response measurement.
- Supports biological de-risking by quantifying excitation-contraction coupling and spinal excitability.
- Provides predictive confidence for advancing neuromuscular targets in the discovery pipeline.
Screening & Assay Development
- Facilitates preparation of validated neuromuscular systems for downstream compound screening.
- Delivers standardized, reproducible electrophysiological and mechanical readouts for assay development.
- Enables reliable evaluation of intervention effects on neuromuscular function.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant endpoints by measuring voluntary activation and neuromuscular plasticity.
- Supports continuity from early discovery through preclinical validation of neuromuscular interventions.
- Provides risk-adjusted data for advancement decisions in neuromuscular portfolios.
Pipeline & Workflow Integration
This method integrates from early discovery through preclinical research, enabling hypothesis testing, pathway clarification, and quantitative assessment of neuromuscular function.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and mechanistic de-risking by isolating and quantifying neural and muscular responses.
- Screening: Provides reproducible, quantitative outputs (M-wave, H-reflex, twitch torque) for assay readiness.
- Analytics: Enables statistical comparison of neuromuscular responses across conditions and interventions.
- Translational Research: Connects functional readouts to disease-relevant and intervention-driven endpoints.
- Enterprise Reuse: Offers a standardized, scalable platform for repeated neuromuscular assessments across studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in neuromuscular target validation.
- Operational Value: Delivers standardized, reproducible, and scalable neuromuscular assessments.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions and capital efficiency by providing robust functional data.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization and advancement of neuromuscular programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in electrophysiology and neuromuscular assessment protocols.
- Needs access to surface EMG, force/torque ergometry, and electrical stimulation instrumentation.
- Demands cross-team standardization of electrode placement and stimulation parameters.
- Adaptable across different muscle groups and model systems with protocol adjustments.
- Dependent on participant compliance and precise anatomical localization for reproducibility.
