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Neuroscience

Avaliação da função neuromuscular Usando percutânea Estimulação Elétrica Nervosa

Published: September 13, 2015 doi: 10.3791/52974
Automatic Translation
1, 1, 2, 1
1INSERM U1093, Faculty of Sport Sciences, Univ. Bourgogne Franche–Comté, 2Neural Control of Movement Laboratory, School of Medicine, Faculty of Science, Medicine and Health, University of Wollongong

Introduction

Estimulação elétrica nervosa percutânea é amplamente utilizado para avaliar a função neuromuscular 1. O princípio básico consiste em induzir um estímulo eléctrico a um nervo motor periférico para evocar uma contracção muscular. Mecânica (medição de torque) e eletrofisiológicas (atividade eletromiográfica) respostas são gravados simultaneamente. Torque, registrado na junta considerada, é avaliada utilizando um ergômetro. O (EMG) eletromiográficas sinal gravado utilizando eléctrodos de superfície foi demonstrada para representar a actividade do músculo 2. Este método não-invasivo e não é doloroso mais facilmente implementado de gravações intramusculares. Ambos eléctrodos monopolares e bipolares podem ser usados. A configuração do eléctrodo monopolar tem sido mostrado para ser mais sensível a alterações na actividade muscular 3, que pode ser útil para pequenos músculos. No entanto, os eléctrodos bipolares têm mostrado ser mais eficaz na melhoria da r sinal-ruídoacio 4 e são mais comumente utilizado como um método de gravação e quantificação de actividade motora unitária. A metodologia descrita abaixo incidirá sobre gravações bipolares. Actividade de EMG é um indicador da eficácia e da integridade do sistema neuromuscular. O uso de estimulação nervosa percutânea oferece mais insights sobre a função neuromuscular, ou seja, alterações a nível muscular, medula, ou supra-espinhal (Figura 1).

figura 1
Figura 1:. Visão geral das medições neuromusculares STIM: estimulação do nervo. EMG: A eletromiografia. VAL: nível de ativação voluntária. RMS: Root Mean Square. M máx: amplitude da onda M máxima.

Em repouso, o potencial de ação muscular composto, também chamado de M-ondas, é a resposta curta-latência observada após artefato de estímulo, e representa a massa muscular excitável pelo activ direta ção de axónios motores que conduzem ao músculo (Figura 2, número 3). Amplitude da onda-M aumenta com a intensidade até atingir um platô de seu valor máximo. Esta resposta, chamada M max, representa o somatório síncrono de todas as unidades motoras e / ou potenciais de ação das fibras musculares gravadas sob os eletrodos EMG de superfície 5. A evolução da amplitude da onda ou a área do pico-a-pico é utilizada para identificar alterações de transmissão neuromuscular 6. Alterações nas respostas mecânicas associadas com a onda-M, isto é, o pico de contração do binário / força, pode ser devido a alterações na excitabilidade muscular e / ou no interior das fibras musculares 7. A associação de M max amplitude e amplitude do torque de pico de contração (Pt rácio / M) fornece um índice de eficiência eletromecânica do músculo 8, ou seja, resposta mecânica para um determinado comando do motor elétrico.

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Figura 2:. Motor e vias reflexas ativadas por estimulação do nervo estimulação elétrica de um (/ sensorial motor) do nervo misto (STIM) induz a despolarização de ambos axônio motor e Ia aferentes de fuzilamento. A despolarização da Ia aferentes para a medula espinal de motoneurónios activa um alfa, que por sua vez provoca uma resposta do reflexo H (via 1 + 2 + 3). Dependendo da intensidade do estímulo, axônio motor de despolarização evoca uma resposta muscular direto:-ondas M (via 3). Na intensidade da onda M máxima, uma corrente antidrômica também é gerado (3 ') e colide com volley reflex (2). Esta colisão parcial ou totalmente cancela a resposta H-reflex.

O H-reflexo é uma resposta eletrofisiológica utilizado para avaliar mudanças no Ia-α motoneuron sinapse 9. Este parâmetro pode ser avaliada em repouso ou durante as contrações voluntárias. H-reflexo representa uma variante do reflexo de estiramento (Figura 2, NUmber 1-3). O reflexo H ativa unidades motoras monosynaptically recrutados por vias aferentes 10,11 Ia, e pode ser submetido a influências periféricas e centrais 12. O método de evocar um H-reflex é conhecido por ter uma confiabilidade intra-sujeito alta para avaliar a excitabilidade da medula em repouso 13,14 e durante contrações isométricas 15.

Durante uma contração voluntária, a magnitude da unidade neural voluntária pode ser avaliada usando a amplitude do sinal EMG, geralmente quantificada utilizando o Root Mean Square (RMS). RMS EMG é comumente utilizado um meio de quantificação do nível de excitação do sistema motor voluntário durante a contracção (Figura 1). Devido à variabilidade intra e inter-sujeito 16, RMS EMG tem de ser normalizados utilizando a EMG gravado durante uma contração voluntária máxima músculo-específica (RMS EMGmax). Além disso, porque as mudanças no sinal EMG pode be devido às alterações a nível periférico, utilizando um parâmetro de normalização periférico, tal como M-onda é obrigada a avaliar apenas o componente central do sinal EMG. Isto pode ser feito dividindo a RMS EMG por a amplitude máxima ou o RMS Mmax da onda-M. Normalização usando RMS Mmax (ie RMS EMG / RMS Mmax) é o método preferido, pois leva em consideração a possível alteração da duração da onda-M 17.

Comandos de motor pode também ser avaliada por cálculo do nível de activação voluntária (Val). Este método utiliza a técnica de interpolação contração de 18 por sobreposição de uma estimulação elétrica no M intensidade máxima durante uma contração voluntária máxima. O torque adicional induzida por estimulação do nervo é comparado com um tique controlo produzido por estimulação do nervo idêntica num músculo potenciada relaxado 19. Para avaliar máxima VAL, o interpo contração iniciallação técnica descrita por Merton 18 envolve um único estímulo interpolado sobre uma contração voluntária. Recentemente, o uso de estimulação emparelhados tornou-se mais popular porque os incrementos de torque evocados são maiores, mais facilmente detectada, e menos variável em comparação com as respostas individuais de estimulação 20. O VAL fornece um índice da capacidade do sistema nervoso central para activar ao máximo os músculos de trabalho 21. Atualmente, VAL avaliada usando a técnica de interpolação de contração é o método mais valioso de avaliar o nível de ativação muscular 22. Além disso, o pico de torque avaliada utilizando um ergômetro é o parâmetro de teste de força maior devidamente estudada aplicável de uso na pesquisa e na clínica 23.

Estimulação elétrica nervosa pode ser usado em uma variedade de grupos musculares (por exemplo, flexores do cotovelo, flexores do punho, extensores do joelho, flexores plantares). No entanto, faz com que a acessibilidade do nervotécnica difícil em alguns grupos musculares. Os músculos flexores plantares, especialmente tríceps sural (sóleo e gastrocnemii) músculos, são freqüentemente investigados na literatura 24. Na verdade, estes músculos estão envolvidos na locomoção, justificando o seu interesse particular. A distância entre local de estimulação e eletrodos de registro permite a identificação das diferentes ondas evocadas dos músculos tríceps sural. A parte superficial do nervo tibial posterior na fossa poplítea e do grande número de fusos tornar mais fácil para gravar as respostas reflexas comparado com outros músculos 24. Por estas razões, a metodologia reflexo atualmente apresentada incide sobre os tríceps sural grupo de músculos (sóleo e gastrocnêmio). O objectivo deste protocolo é, por conseguinte, para descrever técnica percutânea estimulação do nervo para investigar a função neuromuscular no tríceps sural.

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Protocol

Os procedimentos experimentais delineadas recebido aprovação ética institucional e estão em conformidade com a Declaração de Helsinki. Os dados foram coletados a partir de um participante representante que estava ciente dos procedimentos e deu o seu consentimento informado por escrito.

1. Instrumento Preparação

  1. Limpe a pele no local do eletrodo pelo barbear, e remover a sujeira com álcool para se obter baixa impedância (<5 kW).
  2. Coloque dois eletrodos de superfície AgCl (diâmetro de gravação de 10 mm) a 2/3 da linha entre as condylis medial do fêmur ao maléolo medial do músculo sóleo; no bojo mais proeminente do músculo gastrocnêmio medial para o; a 1/3 da distância ao longo de uma linha entre a cabeça da fíbula e do calcanhar para o gastrocnêmio lateral; e a 1/3 da distância ao longo de uma linha entre a ponta do perónio e a ponta do maléolo médio para o músculo tibial anterior, com um interelectrode distância (de centro-a-centro) de 2 cm, de acordo com as recomendações SENIAM 30.
    Nota: Os eletrodos músculo sóleo tem que ser posicionado sob a inserção distal dos músculos gastrocnemii para garantir que eles não estão gravando atividade das cabeças dos músculos gastrocnemii (cross-talk).
  3. Coloque um eléctrodo de referência numa posição central na mesma perna (entre a estimulação e locais de gravação).
  4. Ajustar a altura e a profundidade da cadeira para obter um ângulo de 90 ° do tornozelo (0 ° = flexão plantar cheio), de modo que o sóleo e músculos gastrocnemii não são esticadas e o reflexo H não é alterada 11,12.
    1. Definir o ângulo do joelho a 90 ° (0 ° = extensão do joelho completo), devido à natureza biarticular dos músculos gastrocnemii. No entanto, o ângulo do tornozelo ideal para executar um binário voluntária máxima dos flexores plantares é de 70-80 ° (0 ° = flexão plantar completa) 26. Assim, o ângulo do tornozelo irá depender do Parámedidor de interesse (eletrofisiológico contra gravações mecânicas).
      Nota: Independentemente do ângulo inicial escolhido, ele deve permanecer constante durante todo o experimento para padronizar a excitabilidade neuromuscular 11,12,27,28.
    2. Preste atenção especial ao monitorar a postura dos sujeitos durante o teste para manter influências córtico-vestibular constantes na excitabilidade do pool do motor 29.
  5. Firmemente cinta do tornozelo a um ergómetro, com o eixo da articulação anatómica (maléolo externo) alinhado com o eixo de rotação do 25 ergômetro.
    1. Ter a pressão assunto exercer sobre uma platina ligado ao ergômetro para gravar torque flexor plantar. Manter o pé imóvel ao longo da experiência de modo a que pequenas mudanças na binário pode ser detectada.
  6. Nota: Em determinadas circunstâncias, o salto pode levantar um pouco fora da plataforma de força, se o pé e tornozelo não são garantidos, o que pode lead a uma transmissão do binário incompleto contra a placa. A Figura 3 apresenta uma descrição da configuração experimental.

Figura 3
Figura 3:. Instalação Experimental configuração experimental clássica para gravar sinais (EMG) e torque eletromiográficas.

  1. Ligar os eléctrodos ao amplificador com cabos.
  2. Definir a taxa de amostragem para medições de torque e EMG para 2-5 kHz. Gravar o sinal EMG usando um (AD) sistema de conversão analógico-digital. O sinal é exibido num monitor com um sistema de aquisição de dados, que instantaneamente dá valores de vários parâmetros (por exemplo, o valor máximo, a amplitude pico-a-pico, duração). O espectro do sinal de EMG pode variar entre 5 Hz e 2 kHz, mas estão contidas principalmente entre 10 Hz e 1 kHz 31. Assim, frequência de amostragem deve ser alta o suficiente para preservar dur forma de sinaling gravação EMG. Amplificar e filtrar sinais EMG (ganho = 500-100), utilizando uma frequência de largura de banda entre 10 Hz e 1 kHz 8,21,32.
  3. Coloque o ânodo para a estimulação eléctrica sobre o tendão patelar.
  4. Determinar o melhor site de estimulação do nervo tibial posterior para obter um reflexo sóleo H ideal para uma determinada intensidade, usando um eletrodo de bola cátodo de mão na fossa poplítea. Teste vários sítios de estimulação com o eléctrodo de cátodo bola até um valor máximo do reflexo H é atingido.
    1. Registro de atividade EMG tibial anterior para garantir que o nervo fibular comum não é ativado para evitar a influência do antagonista Ia aferentes 12. Definir a largura de pulso em 1 mseg para proporcionar uma activação óptima das fibras nervosas, especialmente fibras aferentes 10.
  5. Coloque um auto-adesivo de AgCl cátodo na localização do local de estimulação para assegurar condições de estímulo constante (por exemplo, pressão, orienteção).
    Nota: Todos estes parâmetros (posição de sujeito, a localização do eletrodo e estimulação do site) não mudam para a avaliação das diferentes medidas eletrofisiológicas. Apenas a intensidade da estimulação e a condição (resto contra contracção) variar.

2. Procedimentos de teste em repouso

  1. Instrua o assunto para permanecer relaxado e guardar os seus / suas músculos em repouso.
  2. Ajuste a intensidade de estimulação para obter sóleo máxima H-reflex amplitude (H max; gama de costume: 20-50 mA). Uma onda-M do músculo solear pode ser observado na H intensidade max.
    Nota: Para as medições repetidas (por exemplo, antes e depois de um protocolo fatigante), a intensidade óptima para obter uma resposta máxima H pode variar durante a sessão. Como manter uma intensidade constante pode levar a uma subestimação da H max amplitude, recomenda-se que o experimentador reavalia regularmente H maxintensidade 33.
  3. Grave um mínimo de 3 sóleo respostas H-reflex nesta intensidade com um intervalo mínimo de 3 segundos para evitar a depressão pós-ativação 34.
    Nota: Embora a gravar várias respostas é mais apropriada devido a sensibilidade específica do H-reflexo, um único estímulo pode ser suficiente em algumas circunstâncias, por exemplo quando se tenta evitar os efeitos de recuperação rápida (por exemplo, durante um protocolo de fadiga).
  4. Aumente a intensidade de estimulação para obter amplitude sóleo M-onda máxima (M max; habitual gama: 40-100 mA). Normalmente, definir o incremento na intensidade de estimulação em 2-4 mA, com um intervalo de 8-10 segundos entre dois estímulos 12,35. A intensidade desejada é atingida quando M max é obtido, e nenhuma resposta H-reflexo pode ser observada.
  5. Definir a intensidade final de 120-150% de H intensidade do estímulo máximo para assegurar que a onda-M atinge um patamar do seu valor máximo. Esta intensiTy é chamado intensidade supramaximal nas instruções abaixo.
  6. Mantenha intensidade de estimulação constante para sóleo gravações de ondas M durante toda a sessão.
  7. Ficha 3 sóleo M-ondas e 3 torques de contração associados a esta intensidade.

3. Procedimentos de teste durante a contração voluntária

  1. Como um warm-up, pergunte o assunto para executar 10 breves e não-fatigante contrações submáximas dos músculos flexores plantares, com um descanso de alguns segundos entre cada uma das contrações. No final do warm-up, ter um mínimo 1 min de descanso para evitar quaisquer efeitos fatigantes 11.
  2. Atividade EMG do tríceps sural continuamente recordes. Gravação e os músculos soleus gastrocnemii permite a análise do comportamento de diferentes tipologias musculares para um único local de estimulação 24.
  3. Instrua o assunto para realizar uma contração isométrica máxima voluntária (MVC) dos flexores plantares. O assunto tem que empurrar tão duro quanto possible contra o ergômetro contraindo os músculos flexores plantares. Dê feedback visual para o assunto durante o esforço, e incentivo verbal padronizado 19. O MVC é atingido quando se atingir um patamar.
  4. Fornecer um estímulo emparelhado (100 Hz de frequência) a intensidade supramáxima durante o planalto do MVC (dupleto, sobreposto), e uma outra estimulação emparelhados quando o músculo é completamente relaxado imediatamente após a contracção (dupleto potenciada) para avaliar o nível de activação voluntária. Entregue este estímulo emparelhado por meio de um dispositivo específico (por exemplo Digitimer D185 MULTIPULSE estimulador) ou através de um programa de estimulação associada com um único pulso estimulador.
  5. Instrua o assunto para executar um segundo MVC do flexor plantar com pelo menos 1 min de descanso entre cada ensaio 11. Se o pico de torque do segundo ensaio não está dentro de 5% da primeira, ensaios suplementares deve ser realizada 36. A maior binário conseguida poro sujeito é tomado como o torque MVC.

Análise 4. Dados

  1. Análise de dados em repouso
    1. Selecione uma janela de tempo, incluindo a resposta EMG associado à contração em repouso (H-onda ou M-onda).
    2. Medir a duração amplitude pico-a-pico, pico-a-pico, e / ou a área das ondas (Figura 4A). Se a amplitude não é directamente fornecida pelo software, subtrair o mínimo para os valores máximos.
      1. Para a duração, medir o tempo de quadro a partir do pico máximo e terminando ao pico mínima. Para a região, calcular o integral do sinal de EMG a partir do início da onda e que termina com o fim da onda.
        Nota: amplitude pico-a-pico pode refletir: 1) a transmissão neuromuscular, 2) ação da unidade motora amplitude potencial e / ou 3) dispersão temporal de ação das unidades motoras potencial 37. A duração da onda M reflete propagação neuromuscular 37.
      2. Para vários ensaios, calcular a média das ondas. Se a média não pode ser diretamente fornecido pelo software, software de planilha uso (por exemplo, a função fórmula em um programa de planilha eletrônica) para calcular este valor a partir de vários estudos (pelo menos 3).
      3. Selecione a contração descansando.
      4. Medir o binário associado com o pico de contração repouso (Figura 4B).
      5. Para vários ensaios, o cálculo do pico de torque médio das contrações musculares descansando. Se a média não pode ser diretamente fornecido pelo software, software de planilha uso (por exemplo, a função fórmula em um programa de planilha eletrônica) para calcular este valor a partir dos vários estudos (pelo menos 3).
      6. Repita estes procedimentos descritos no ponto 4.1.2 para os outros parâmetros desejados (tempo de contração ou de tempo de meia relaxamento). A análise dos parâmetros de contração fornece indicações sobre a excitação-contracção eficiência de acoplamento 17. Em particular, o contratoião tempo fornece um índice da cinética de contracção 8, o qual pode depender do grupo muscular escolhido 38.
      7. Calcular a relação entre o pico de torque e a soma de m-ondas usando software de planilha eletrônica (por exemplo, Excel), para quantificar a eficiência eletromecânica (P t / M). À medida que as respostas mecânicas evocadas pela estimulação do nervo tibial posterior correspondem à activação do triceps sural 39 como um todo, as amplitudes de sóleo e gastrocnemii M-ondas deve ser somados.

    Figura 4
    Figura 4: Explicação das respostas eletrofisiológicas e mecânicas (A) Medição da amplitude pico-a-pico (mV), latência (ms) e área (mV.ms) de uma onda M típico.. (B) A medição do binário de pico de contração (Nm), tempo de contracção (MS) e tempo de meia-relaxamento (ms) de um tique.

    1. A análise dos dados em contracção
      1. Selecione uma janela de tempo de 500 ms de atividade EMG sóleo durante o platô de torque MVC incluindo o pico de torque, mas excluindo o tempo entre o artefacto de estímulo e ao final do período de silêncio de EMG. O período de silêncio corresponde à supressão da atividade EMG voluntário em curso após a estimulação.
      2. Se a raiz quadrada (RMS) significa não é diretamente fornecido pelo software, calcular o RMS para quantificar atividade EMG através da seguinte fórmula 40: EMG RMS
        Equação 1
      3. Medir ou calcular o RMS de M max em repouso ao longo da duração da onda.
      4. Calcular a relação EMG RMS / RMS Mmax usando software de planilha.RMS valor EMG e valor RMS Mmax tem que ser selecionado a partir do mesmo músculo.
      5. Medir a pico do binário máximo do MVC a partir da linha de base de torque em repouso para o valor máximo do MVC excluindo o binário sobreposta induzida pela estimulação dupleto (Figura 5).
      6. Medir o binário sobreposta induzida pela estimulação dupleto durante o MVC, a partir do valor de torque voluntário no início da estimulação para o pico da resposta evocada (Figura 5).
      7. Selecione o gibão potenciado.
      8. Meça o pico de torque associado com o gibão potenciado.
      9. Calcular o nível de ativação voluntária (VAL), utilizando a seguinte fórmula 40:
        Equação 1

    Figura 5
    Figura 5: Medição da sobreposta epotenciado gibão em sinal mecânico. Para gravar o pico de torque sobreposta (Pts), a estimulação gibão é evocado durante o platô de contração voluntária máxima isométrica (MVC). Para gravar potencializado pico de torque (Pt P), a estimulação gibão é evocado em repouso após a compensação de MVC.

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Representative Results

Aumentar a intensidade do estímulo leva a uma evolução diferente das amplitudes de resposta entre H e M-ondas. Em repouso, o reflexo H atinge um valor máximo antes de ser totalmente ausente do sinal de EMG, enquanto a M onda aumenta progressivamente até atingir um planalto a intensidade máxima (ver Figura 4 para uma representação gráfica da onda M e a Figura 6 para a evolução de M-ondas e H-reflex com intensidade). Para o músculo sóleo, a latência entre o inicio do estímulo e M-onda é de cerca de 10 mseg (Figura 4A) e, geralmente, entre 25 e 40 ms para a H-ondas. No entanto, a latência irá variar entre os grupos musculares e o objecto do comprimento do membro ou altura total, devido à distância entre o local de estimulação e o músculo. Ao estimular a intensidade H-max, um binário máximo contração máxima, também será observado (Figura 4B). M-ondas, H-reflexos e os torques de pico de contração irá variar dependendo do condição. Por exemplo, esses parâmetros tendem a aumentar durante a contracção voluntária, e diminuir na presença de fadiga 17.

Figura 6
Figura 6: curvas típicas de recrutamento em repouso amplitudes de respostas reflexas (H-reflex, redondo branco) e de respostas musculares diretos (M-onda, redondos preto) com o aumento da intensidade do estímulo.. Painéis inferiores apresentam traços típicos em quatro intensidades progressivamente aumentou (de A a B). (A) fraca intensidade, evocando somente uma reação de reflexo-H. (B) Intensidade fornecendo a amplitude da onda H máxima (H max). (C) A intensidade além H max, a colisão entre voleios antidrômicos e reflexo induz uma diminuição da amplitude da resposta H. (D) M Na intensidade máxima, H-reflex é totalmente cancelada e M-onda atinge um platô.iles / ftp_upload / 52974 / "target =" _ blank 52974fig6highres.jpg "> Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Máximas VAL é avaliada durante um MVC. A Figura 5 mostra um binário de aperto sobreposta induzida por estimulação eléctrica durante o MVC. O efeito induzido por estimulação reflecte uma incompleta recrutamento de unidades motoras e / ou uma frequência de descarga submáxima das unidades motoras, e, assim, um défice na activação voluntária (ver o efeito de estimulação no meio da Figura 5). Como parâmetros anteriores, VAL máxima varia de acordo com a condição (por exemplo, nível de contracção, a fadiga) 21.

Estas técnicas diferentes foram previamente validados. De fato, estudos recentes demonstraram uma boa confiabilidade para M onda eo pico de torque associado contração 22, H-reflex 14 e máxima de 41 VAL.

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Discussion

A estimulação do nervo percutânea permite a quantificação de várias características do sistema neuromuscular não só para compreender o controlo fundamental da função neuromotora em seres humanos saudáveis, mas também de ser capaz de analisar adaptações agudas ou crónicas através de formação 17 ou fadiga. Isto é muito benéfico especialmente para protocolos de fadiga, em que as medições devem ser realizadas tão depressa quanto possível após o final do exercício, para evitar os efeitos de recuperação rápida 42.

Embora muitos estudos concentraram-se em músculos tríceps sural 24, a estimulação do nervo percutâneo pode ser aplicado em outro membro inferior (por exemplo, tibial anterior 43,44, músculos do quadríceps 45,46) e os músculos dos membros superiores (por exemplo, bíceps braquial 32, flexor radial 47 , músculos do dedo 48). No entanto, a estimulação do nervo apresenta potenciais limitações metodológicas para alguns muscles. Por exemplo, a obtenção de um reflexo H do músculo bíceps braquial podem ser difíceis de obter em repouso 49. Além disso, estimular o nervo musculocutâneo sobre o plexo braquial leva à contração de ambos os músculos agonistas e antagonistas 32, induzindo a avaliação errônea do nível de ativação voluntária. Gravação de actividade muscular permite que o experimentador nas proximidades para assegurar que apenas o músculo alvo é activado, ou pelo menos limitar a activação destes músculos adjacentes. Para superar essas limitações, alguns autores têm sugerido que a estimulação sobre o ventre muscular com eletrodos maiores podem ser um método confiável para evocar-ondas M e contrações musculares 32,50. No entanto, a organização espacial dos ramos terminais axonais dentro do músculo pode ser diferente entre os músculos. Assim, a ativação das unidades motoras que variam entre nervos e músculos estimulação 51. Estimulação do nervo ativa unidades motoras de acordo com o princípio de tamanho, enquanto que a ordem de recrutamento during estimulação muscular direta é mais dependente da organização espacial das fibras musculares abaixo dos eletrodos de estimulação 50.

Aspectos monosinápticos do H-reflex permitir uma avaliação fiável da excitabilidade da medula com a estimulação do nervo. No entanto, deve-se notar que motoneurons Ia-alfa sinapse pode ser sujeita a numerosas influências corticais, tais como a atenção do sujeito 52, 53 ambiente visual, os movimentos da cabeça 54 ou mesmo mandíbula apertamento 55. Fatores periféricos também pode influenciar amplitude de resposta, tal como feedback aferente de estiramento muscular 56. A postura do assunto tem também de ser cuidadosamente controlada para durante os experimentos e através de sessões experimentais para minimizar córtico-espinhal influências 29. Além disso, sessões de familiarização pode reduzir a variabilidade intersession, especialmente para indivíduos novatos 57.

Além destes physiologpreocupações iCal, as características de estimulação (por exemplo, intensidade, localização) podem amplamente influenciar os resultados. Embora M respostas max atingir um patamar de intensidade máxima, H max é obtido para uma intensidade específica. Assim, a intensidade de estimulação para obter H max é mais suscetível a variabilidade de condições. Para garantir uma boa confiabilidade em condições diferentes (por exemplo, músculo fresco ou cansado), intensidade do estímulo deve ser definido como H intensidade máxima ou abaixo, quando a resposta reflexa fica na parte ascendente da curva de recrutamento 58. Na verdade, amplitude H-reflex pode ser alterado para intensidades acima intensidade H max devido à colisão entre reflexo e voleios antidrômicos (Figura 2, número 3 'e número 2). Recomenda-se também que a amplitude H-reflexo ser normalizada para a resposta máxima M (coeficiente máximo H / M). Demonstrou-se que este método permite a fiável intER e comparações intra-individuais 59.

Em termos de inferir a natureza do comando do motor, embora a técnica VAL foi demonstrado ser uma técnica fiável para avaliar descendente comandos 40 central e fadiga 19,60, este método apresenta algumas limitações. De fato, alguns autores sugeriram que VAL superestima a ativação muscular máxima 61-63. Pode não ser sensível o suficiente para detectar variações nos níveis de ativação durante as contrações acima de 90% MVC 62. Além disso, a utilização de estimulação emparelhados para avaliar VAL podem aumentar o desconforto para indivíduos 64. Apesar da avaliação de activação voluntária máxima, este método não fornece informações sobre a excitabilidade córtico-espinal. Estimulação transcraniana magnética pode ser utilizada para avaliar alterações a este nível 65 - 67.

O uso do RMS EMG / RMS EMG coeficiente máximo / M pode permanecer constante, enquanto que a técnica de interpolação de contração destaca um decréscimo significativo na activação de músculo 68. No entanto, a razão do RMS EMG / RMS Mmax permite que o experimentador para avaliar a activação das diferentes músculos individuais do mesmo grupo de músculos (por exemplo, sóleo, gastrocnémio gastrocnémio medial e lateral para a sural triceps) 17.

Atenção especial deve ser tomado com a estimulação do nervo percutânea sobre protocolo e dados estimulação análise para evitar erros de interpretação e para permitir uma comparação entre os diferentes estudos. Numerosos autores têm estabelecido anteriormente recomendações metodológicas para registrar e analisar dados de percutânea 20,29,34,59 estimulação elétrica.Em particular, os músculos flexor plantar parecem ser um grupo muscular difícil a contrair maximamente 69 - 71. A prática é necessário para assegurar que os participantes, especialmente em populações com função neuromuscular prejudicada, são capazes de elevados níveis de activação voluntária antes do ensaio experimental 72,73. Assim, as medidas MVC-dependentes, como ativação voluntária representará valores errados que provavelmente refletem uma falta de prática ou um número insuficiente de tentativas CVM isométrica, em vez de uma deficiência ou limitação da função neuromuscular. Uma sessão de familiarização deve ser realizado antes de todos os estudos utilizando a estimulação do nervo percutânea e / ou esforços máximos.

Estimulação elétrica nervosa percutânea pode ser usado para avaliar a plasticidade neuromuscular seguinte aguda (fadiga) ou (formação / destreinamento) exercícios crônicos. Por exemplo, os leprosos et al. 74 observaram uma diminuição no cenativação tral (nível de ativação voluntária) e parâmetros musculares (contração de pico, M-onda) do músculo quadríceps na sequência de um exercício de ciclismo prolongado. Seguindo o exercício crônico, Duchateau e Hainaut 75 observaram efeitos diferentes de treinamentos isométricos e dinâmicos em propriedades de torque contração de pico, o que sugere que o músculo esquelético se adapta de forma diferente para o tipo de programas de treinamento. Estimulação elétrica nervosa também é útil para avaliar adaptações on-line do sistema neuromuscular durante várias condições, tais como postura 27 ou uma tarefa mental concomitante 21. Este método pode ser utilizado não apenas em investigação fundamental, mas também no domínio clínico 76. Com efeito, a estimulação do nervo eléctrica tem sido utilizada para investigar unidade central nos idosos 77 e diferentes doenças, tais como acidente vascular cerebral 78 ou a doença de Parkinson 79. Plasticidade neuromuscular também pode ser avaliada em populações patológicas durante a terapia / Retraprograma ining 80.

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
Biodex dynamometer Biodex Medical System Inc., New York, USA www.biodex.com
MP150 Data Acquisition System Biopac Systems Inc., Goleta, USA
Acknowledge 4.1.0 software Biopac Systems Inc., Goleta, USA www.biopac.com
DS7A constant current high voltage stimulator Digitimer, Hertfordshire, UK www.digitimer.com
Silver chloride surface electrodes Control Graphique Medical, Brie-Comte-Robert, France
Computer
1 Cable for connecting the Biodex to the MP150
1 Cable for connecting the Digitimer to the MP150
1 Cable for connecting the MP150 to the computer

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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Rozand, V., Grosprêtre, S., Stapley, P. J., Lepers, R. Assessment of Neuromuscular Function Using Percutaneous Electrical Nerve Stimulation. J. Vis. Exp. (103), e52974, doi:10.3791/52974 (2015).

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