方法論記事

脳卒中後の下肢筋の神経生理学的評価

2.3K 閲覧数

⸱

DOI：

10.3791/62601

⸱

2021年7月26日

 ,  ,  , 
1Department of Research and Development, Ralph H. Johnson Veterans Administration Medical Center, 2College of Health Professions, Department of Rehabilitation Sciences, Division of Physical Therapy, Medical University of South Carolina, 3College of Health Professions, Department of Health Sciences and Research, Medical University of South Carolina

この記事について

サマリー

このプロトコルは、脳卒中後の人々においてTMSを用いた立ち位置における下肢筋、脛節前およびソレウスの神経生理学的評価を行うプロセスを説明する。この位置は、脳卒中後のTMS応答を引き出す可能性が高く、神経生理学的評価中に刺激力を低下させる。

要約

経頭蓋磁気刺激(TMS)は、健康で神経学的に障害のある集団における運動回路の挙動を測定するために使用される一般的なツールです。TMSは、運動制御および上肢の神経リハビリテーションへの応答を研究するために広く使用されています。しかし、TMSは下肢姿勢と歩行特異的な運動制御の研究ではあまり利用されていません。下肢TMS評価の限定的な使用と追加の方法論的課題は、文献内の下肢TMS手順における一貫性の欠如に寄与している。低い四肢TMSモータ呼び起電度(MEP)を記録する能力の低下に触発され、この方法論的レポートは、立っている姿勢で脳卒中後のTMS評価を可能にするステップを詳述しています。立ち姿勢は、姿勢および歩行作業中にシステムの状態に似た状態を反映して、神経筋系の活性化を可能にする。デュアルトップフォースプレートを使用して、パレティック脚と非パレティック脚の間で体重を均等に分配するよう参加者に指示しました。参加者の体重分布の視覚的フィードバックを提供した。画像誘導ソフトウェアを用いて、ダブルコーンコイルを介して単一のTMSパルスを参加者の病変および非病変半球に送達し、パレティックおよび非パレティック・ティシアリス前筋肉およびソレウス筋のコルチコ運動応答を測定した。立ち位置で評価を行うことで、TMS応答速度が上昇し、標準の座り/休養位置と比較して低刺激強度を使用することができました。このTMSプロトコルの利用は、姿勢障害および歩行障害の神経リハビリテーションが関心がある場合に、脳卒中後の下肢コルチコ運動応答を評価するための共通のアプローチを提供することができる。

概要

経頭蓋磁気刺激(TMS)は、神経回路の挙動を測定するために使用される装置です。モータ制御/性能の研究に焦点を当てたTMS調査の大半は、上肢で行われています。上肢と下肢の間の不均衡は、下肢コルチコ運動応答(CMR)を測定する際の追加の課題の一部によるものです。これらの方法論的障害のいくつかは、運動皮質内の下肢筋のより小さな皮質表現および頭皮1に対する表現のより深い位置を含む。神経損傷を有する集団では、追加のハードルも存在する。例えば、脳卒中後の約半数は、下肢筋2,3において安静時のTMSに対する応答を示さない。TMSに対する脳卒中後の応答の欠如は、患者が筋肉の何らかの意志制御を維持する場合にも見られ、少なくとも部分的に無傷のコルチコ脊髄管を示す。

運動機能を維持した測定可能なTMS応答の欠如は、脳卒中後の姿勢および歩行特異的な運動制御と神経リハビリテーションの神経生理学的効果に対する理解の低下に寄与する。しかし、脳卒中後の神経生理学的評価の下肢の課題のいくつかは克服されてきた。例えば、二重コーンコイルを使用して、半球裂目1の深部に位置する下肢モトニューロンを確実に活性化することができる。ダブルコーンコイルは、より一般的に使用される8個のコイル

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

プロトコル

すべての手順は、サウスカロライナ医科大学の機関審査委員会によって承認され、ヘルシンキ宣言に準拠しました.

1. 参加者募集

  1. ローカルデータベースからポストストロークを募集します。この実験では、16人の個人が地元の電子採用データベースから募集されました。いくつかの例では、参加者は、私たちの研究グループによって行われた以前の研究で安静時のTMSに応答しなかったため、特に募集されました。
    1. この調査には、18~85歳までの男女、脳卒中後6ヶ月以上、下肢の残留麻差症、および補助装置なしで10分間立たせることができる。
    2. 発作の既往歴がある場合、発作閾値を下げる処方薬を服用した場合、脳障害や中枢神経系の他の疾患の既往歴がある場合、頭部にデバイスや金属物体を埋め込んだ場合、または受動的な動き範囲を制限する重度の関節炎または整形外科状態を有する場合は、参加者を除外する。
      注: 参加者の人口統計は 、表 1にあります。
研究 ID年齢月
ポストストローク		性
....

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

結果

1人の参加者は、既存の膝の痛みと実験室に到着する前に受け取った糖尿病の創傷のために立っているTMS手順を許容することができないため、分析から取り除かれ、最終的なサンプルサイズは15でした。糖尿病の創傷は、TAの上に直接あったし、この筋肉の任意のsEMGの尺度を排除しました.座っているか立っているかのTMSプロシージャの間に調査官に報告された主要な有害事象はなかった。いくつかの軽度の有害事象が報告されました, 首の筋肉痛やわずかな頭痛など.しかし、これらの軽微な事象はテストセッションの終わりに報告され、座っているプロシージャや立っている手順がこれらの副作用に対してより責任があるかどうかは明らかではなかった。これらのマイナーな有害事象は、TMS評価後およびTMS文献22内で一般的に見られる。

TMSパルス適用中の体重の総ロード/アンロードは、体重の+0.4%(SD 1.8%)であった。これは、参加者がTMS手順中に自活する手段としてローレータを使用する際に、足から腕に体重を降ろさなかったことを意味します。参加者の左足の平均体重分布は50%.......

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

ディスカッション

実験プロトコルは、ほとんどの参加者によって十分に許容されていました。1人の個体は、既存の膝の痛みを伴う糖尿病性合併症および整形外科の問題に二次的に存在する褥瘡潰瘍のために立ち上がったTMS評価を完了することができなかった。脚からの体重の積み降ろし量は最小限でした。しかし、TMSパルスの適用中に測定された、平均してわずかに大きな下向きの力があった。これは、頭皮/頭とTMSコイルの間に十分な接触があったことを確認するために、調査担当者がコイルの重量と下降圧力を加えた可能性があります。静的試験と比較して、TMS手順中に捕獲された体重の最小変化は、体重の積み込みまたはアンロードの有意な影響が我々の結果に寄与しなくなったことを示唆している。また、脚間の体重分布を調べたところ、参加者の体重の平均50%が左足で支えられ、対称的であることがわかりました。ほとんどまたは全くサポートなしで10分間立つことができる脳卒中後の個人は、記載されている立っているTMS評価を完了できることが期待されます。立ち位置は、静止/座っている位置と比較してTMSに対するより大きな応答率を可能にした。立ち位置におけるTMS応答性の増加は、姿勢および歩行特異的な脳卒中後の運動制御.......

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

開示事項

著者らは、報告された研究に関連する実際の利益相反や知覚された利益相反はないと宣言している。

謝辞

著者らは、ブライアン・シンス氏とアサ・チェスナット夫人が参加者の採用とデータ収集に貢献したことを認めたい。

このプロジェクトの資金は、NIH国立リハビリテーション神経変調センター(HD086844)の技術開発賞と、ベテラン事務リハビリテーション研究開発キャリア開発賞1(RX003126)と功労賞(RX002665)によって提供されました。

この報告書の内容は、米国退役軍人省、米国国立衛生研究所、または米国政府の見解を表すものではありません。

....

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
データ収集ソフトウェアMathWorksMatLabカスタムデータ収集プログラムはMatlabで作成されました。ただし、他のソフトウェア/ハードウェアプロバイダー(National Instruments、AD Instruments、CED Spike2、Signalなど)を使用することができますダブル
コーンコイルMagstimD110TMSパルス伝送用ダブルコーンコイル
デュアルフォースプレートAdvanced Mechanical Technology Inc (AMTI)デュアルトップAccuswayForceプレートは、各脚の下に力/重量の分布を独立して測定するために使用されます。
デュアルパルスTMSマグスティム・ビスティム2002台のマグスティム200ユニットを接続でき、デュアルパルスアプリケーションに対応
EMGプリアンプMotion Labs IncMA-422使い捨て表面用プリアンプ
EMG電極 EMGシステムMotion Labs IncMA400データ収集用EMGシステム
ローグ・リサーチ・ブラインサイト磁気刺激の一貫した配置/配信を確保するために使用されるソフトウェアとハードウェア。参加者の頭やシャワーキャップに刺激位置をマークすることは、ニューロナビゲーションソフトウェアがない場合にも使用できます。
採用データベースN/AN/Aあなたの研究に適格な可能性のある個人の名前を含む電子データベース。
TMSユニット(x2)MagstimMagstim 200TMSパルスを供給

参考文献

  1. Kesar, T. M., Stinear, J. W., Wolf, S. L. The use of transcranial magnetic stimulation to evaluate cortical excitability of lower limb musculature: Challenges and opportunities. Restorative Neurology and Neuroscience. 36 (3), 333-348 (2018).
  2. Sivaramakrishnan, A., Madhavan, S.

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

再版と許可

このJoVE記事のテキストまたは図の再利用許可をリクエスト

許可をリクエスト

タグ

TMS

関連記事