13 settembre 2015
Presentiamo un protocollo per valutare i cambiamenti nella funzione neuromuscolare. La stimolazione nervosa elettrica percutanea è un metodo non invasivo che evoca risposte muscolari. Le proprietà elettrofisiologiche e meccaniche di queste risposte permettono di valutare la funzione neuromuscolare dal cervello al muscolo (a livello sopra-spinale, spinale e periferico).
L'obiettivo generale di questa procedura è valutare la funzione neuromuscolare mediante stimolazione elettrica percutanea del nervo. Questo viene realizzato collegando innanzitutto degli elettrodi superficiali al muscolo desiderato. Il secondo passaggio consiste nell'installare il soggetto sull'ergometro.
Successivamente, il nervo motore viene stimolato elettricamente utilizzando un elettrodo a sfera manuale o un elettrodo autoadesivo. L'ultimo passaggio consiste nel registrare l'attività elettromiografica del muscolo. Infine, la stimolazione elettrica percutanea del nervo viene utilizzata per valutare la funzione neuromuscolare a livello spinale, spinale e periferico.
Il principale vantaggio di questa tecnica è che presenta una buona affidabilità e le risposte elettriche e meccaniche sono facili da ottenere. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande fondamentali nel campo della fisiologia muscolare normale, come la valutazione della muscolarità normale dopo un programma di allenamento o di riabilitazione. Per iniziare, pulire la pelle dove verranno posizionati gli elettrodi, rasando i peli e strofinando la pelle esposta con alcol.
Questo è necessario per un collegamento a bassa impedenza. Successivamente, chiedere al partecipante di stare in punta di piedi per identificare chiaramente i muscoli flessori plantari. Posizionare due elettrodi superficiali in cloruro d'argento da 10 millimetri a circa due centimetri di distanza sulla sporgenza evidente del muscolo gastrocnemio mediale per il gastrocnemio laterale.
Posizionare due elettrodi a un terzo della distanza dalla testa della fibula al tallone per il muscolo soleo. Posizionare due elettrodi a due terzi del percorso tra i condili mediali del femore e il malleolo mediale per il muscolo tibiale anteriore. Chiedere al partecipante di stare in punta di piedi per identificarlo.
Quindi posizionare due elettrodi a un terzo della distanza tra la punta della fibula e la punta del malleolo mediale. Successivamente, posizionare un elettrodo di riferimento in una posizione centrale sullo stesso arto, tra il sito di stimolazione e quello di registrazione. Regolare ora la sedia del partecipante in modo che caviglia e ginocchio siano flessi a 90 gradi, in modo che i muscoli soleo e gastrocnemio non siano stirati e l'onda H riflessa non venga alterata.
Ora fissare saldamente la caviglia all'ergometro in modo che l'asse anatomico dell'articolazione, ovvero il malleolo laterale, sia allineato con l'asse di rotazione dell'ergometro. Successivamente, chiedere al partecipante di esercitare pressione su una pedana e registrare la coppia del flessore plantare. Dopodiché, collegare gli elettrodi all'amplificatore e posizionare l'anodo per la stimolazione elettrica sopra il tendine rotuleo.
Ora, provare a percepire il nervo tibiale posteriore attraverso la cute nella fossa poplitea. Quindi determinare il miglior sito di stimolazione del nervo tibiale posteriore. Utilizzare un elettrodo sferico a catodo portatile sulla fossa poplitea per individuare il sito con il riflesso osteotendineo più ampio in quella sede.
Applicare il catodo autoadesivo in cloruro d'argento. Nessuno di questi parametri deve cambiare durante la valutazione delle diverse misurazioni elettrochirurgiche. Solo l'intensità della stimolazione e la condizione devono variare.
Prima di iniziare il test, istruire il partecipante a rilassarsi e a mantenere i muscoli a riposo. Impostare quindi l'intensità della stimolazione per ottenere un'ampiezza massima del riflesso H, che di solito varia da 20 a 50 milliampere. Utilizzando impulsi di un millisecondo, registrare almeno tre risposte del riflesso H.
Fare una pausa di almeno tre secondi tra le stimolazioni per evitare la depressione post-attivazione. Successivamente, aumentare l'intensità tra 40 e 100 milliampere per ottenere l'ampiezza massima dell'onda sous M. Una volta determinata, aumentare l'intensità del 20-50% ed erogare tre stimolazioni sovramassimali.
Registrare le coppie di contrazione associate a queste stimolazioni per il test di contrazione volontaria. Iniziare con un riscaldamento. Chiedere al partecipante di eseguire 10 brevi contrazioni submassimali non faticose dei muscoli flessori plantari.
Chiedere loro di attendere alcuni secondi tra ogni contrazione durante il riscaldamento e per tutta la durata del test registrare l'attività EMG del tricipite Siri. Successivamente, istruire il partecipante a eseguire una contrazione volontaria massimale isometrica dei flessori plantari. Il partecipante deve spingere con la massima forza possibile contro l'ergometro contraendo i muscoli flessori plantari.
Fornire un feedback visivo durante lo sforzo con incoraggiamento verbale standardizzato, fino al raggiungimento della contrazione volontaria massimale. Quando si osserva un plateau, somministrare una stimolazione accoppiata a una frequenza di 100 hertz e a intensità supermassimale rispetto alla contrazione volontaria massimale. Immediatamente dopo la contrazione, somministrare un’altra stimolazione accoppiata quando il muscolo è completamente rilassato.
Per valutare il livello di attivazione volontaria utilizzando software come Acknowledge 4.1, selezionare una finestra temporale che includa la risposta EMG associata al tremito a riposo, selezionare l'onda H o l'onda M e misurare l'ampiezza del picco massimo, la durata da picco a picco e l'area delle onde. Successivamente, selezionare il tremito a riposo e misurare la sua coppia massima. Calcolare quindi il rapporto tra la coppia massima e la somma delle ampiezze delle onde M del soleo e del gastrocnemio.
Per quantificare l'efficienza elettromeccanica, questo rapporto riflette l'efficienza dell'accoppiamento eccitazione-contrazione. Successivamente, misurare il picco massimo di coppia della contrazione volontaria massimale, dal valore di base della coppia a riposo fino al valore massimo della contrazione volontaria massimale, escludendo la coppia sovrapposta indotta dalla stimolazione a doppietto. Quindi, misurare la coppia sovrapposta indotta dalla stimolazione a doppietto.
Misurare dal valore di coppia volontaria all'inizio della stimolazione fino al picco della risposta evocata. Infine, misurare la coppia massima associata a un doppietto potenziato. Utilizzare questi valori per calcolare il livello di attivazione volontaria.
Utilizzando i metodi descritti, le onde H e M sono state analizzate a riposo. Il riflesso H raggiunge un valore massimo prima di scomparire completamente dal segnale EMG, mentre le onde M aumentano progressivamente fino a raggiungere un plateau all'intensità massimale. Dopo aver visto questo video, si dovrebbe avere una buona comprensione di come valutare la funzione neuromuscolare mediante stimolazione nervosa elettrica percutanea.
Una volta acquisita padronanza, la localizzazione del sito di stimolazione e l'individuazione dell'intensità ottimale possono essere completate in 10 minuti, se eseguite correttamente seguendo questa procedura. Altre tecniche, come la stimolazione magnetica transcranica, possono essere effettuate per rispondere ad ulteriori domande, ad esempio sui cambiamenti nell'eccitabilità corticospinale dopo un programma di allenamento o riabilitazione.
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Questo protocollo descrive la valutazione della funzione neuromuscolare mediante stimolazione elettrica percutanea del nervo. Collegando elettrodi cutanei e stimolando il nervo motore, i ricercatori possono valutare le risposte muscolari a diversi livelli.
La stimolazione elettrica percutanea del nervo consente una valutazione quantitativa della funzione neuromuscolare a livello sopra-spinale, spinale e periferico, supportando la validazione precoce degli obiettivi e la riduzione dei rischi meccanicistici nella ricerca neuromuscolare. La riproducibilità del metodo e la misurazione diretta degli output elettrofisiologici e meccanici forniscono un'elevata affidabilità predittiva per studi traslazionali e la selezione di portafogli di ricerca. La sua natura non invasiva e l'installazione rapida facilitano l'integrazione nei flussi di lavoro di scoperta e preclinici per la valutazione della plasticità neuromuscolare e degli effetti delle interventi.
Questo metodo integra le fasi iniziali della scoperta fino alla ricerca preclinica, consentendo la verifica delle ipotesi, la chiarificazione dei percorsi molecolari e la valutazione quantitativa della funzione neuromuscolare.