Name: 経皮的電気神経刺激を使用した神経筋機能の評価 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-09-13T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 53 s
Description: 学ぶ経皮的電気神経刺激による神経筋機能評価法。表面電極とエルゴメーターを用いて運動神経を刺激し、筋電図で脊髄・末梢レベルの反応を測定する非侵襲的手法です。

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著者には謝辞がありません。

概説実験手順は、制度倫理的承認を受け、ヘルシンキ宣言に従っています。データは、手順を知っていたし、彼の書面によるインフォームドコンセントを与えた代表参加者から収集しました。 1.機器の準備<ol><li>シェービングにより、電極の位置で皮膚をきれいにし、低インピーダンス（&lt;5kΩの）を得るためにアルコールで汚れを除去。 </li><li>ヒラメ筋のための内果に大腿骨の内側condylis間のラインの2/3で（直径10mmの記録）は、2つのAgCl表面電極を配置します。内側腓腹筋のための筋肉の最も顕著な膨らみに。腓骨頭と横腓腹筋のためのかかとの間の線に沿った距離の1/3で、そして、腓骨の先端と前脛骨筋のための内果の先端間の線に沿った距離の1/3で、interelectroとデ距離（中心）2センチ、SENIAM勧告30に従って。 注：ヒラメ筋電極は、彼らが（クロストーク）gastrocnemiusの複数形の筋肉の頭から活動を記録していないことを確実にするためにgastrocnemiusの複数形筋の遠位挿入の下に配置する必要があります。 </li><li> （刺激と記録部位間の）同じ足の中心位置に基準電極を配置します。 </li><li>ヒラメとgastrocnemiusの複数形の筋肉が引き伸ばされていないと、H-反射が11,12を変更しないように、90°（0°=フル底屈）の足首の角度を得るために、高さと椅子の深さを調整します。 <ol><li>原因gastrocnemiusの複数形の筋肉の二関節性質のために（0°=フル膝伸展）90°の膝角度を設定します。しかし、足底屈筋の最大随意トルクを実行するために最適な足首の角度が70〜80°（0°=フル底屈）26です。このように、足首の角度がパラに依存します関心のメーター（機械的な録音対電気生理学）。 注：関係なく、選択された初期角度の、それは、神経筋の興奮性の11,12,27,28を標準化するために 、実験を通じて一定でなければなりません。 </li><li>モータープール29の興奮に一定皮質前庭影響を維持するために、試験中に被験者の姿勢を監視する場合は特に注意してください。 </li></ol></li><li>しっかりエルゴメータ25の回転軸と整列ジョイント（外くるぶし）の解剖学的軸に、エルゴメータに足首ストラップ。 <ol><li>足底屈筋トルクを記録するエルゴメーターに接続されている踏み板に被写体及ぼし圧を有します。トルクの小さな変化を検出することができるように、実験を通して足不動にしてください。 </li></ol></li><li>注記：特定の状況下で、ヒールはフォースプレートから少し持ち上げも足と足首が確保されていない場合、どのかもしれルプレートに対するトルクの伝達が不完全に広告。 図3は、実験の説明を提示しています。 </li></ol><img alt="図3" src="/files/ftp_upload/52974/52974fig3.jpg" /> 図3：実験のセットアップクラシック実験は電（EMG）とトルクの信号を記録します。 <ol start="6"><li>ケーブルでアンプに電極を接続します。 </li><li> 2-5 kHzにトルクとEMG測定のためのサンプリングレートを設定します。アナログ - デジタル（AD）変換方式を使用して、EMG信号を記録します。信号は、瞬時に、いくつかのパラメータ（例えば、最大値、ピーク・ツー・ピーク振幅、持続時間）の値を与えるデータ収集システムを用いてモニタに表示されます。 EMG信号のスペクトルは5 Hzから2 kHzの周波数の間の範囲とすることができるが、主に10 Hzから1 kHzの31の間に含まれています。従って、サンプリング周波数は、信号形状DURを維持するのに十分に高くなければなりませんEMG記録をる。 10 Hzから1 kHzの8,21,32の間の帯域幅の周波数を使用して、筋電信号（ゲイン= 500から100）を増幅し、フィルタリングします。 </li><li>膝蓋腱の上に電気刺激のための陽極を配置します。 </li><li>膝窩に手持ちカソードボール電極を使用して、特定の強度に最適なヒラメH反射を得るために、後脛骨神経の最高の刺激部位を決定します。 H反射の最大値に達するまで、陰極ボール電極を有するいくつかの刺激部位を試験します。 <ol><li>録音前脛骨筋活動は総腓骨神経がアンタゴニストIaが12を求心性神経からの影響を回避するために活性化されていないことを確認します。神経繊維、特に求心性線維10の最適な活性化を提供するために、1ミリ秒のパルス幅を設定します。 </li></ol></li><li>一定の刺激条件を確保するために、刺激部位の位置で自己接着性のAgCl陰極を配置し（例えば圧力、オリエントエーション）。 注：これらのパラメータ（被写体位置、電極の位置と刺激部位）のすべては、異なる電気生理学的測定を評価するために変更されません。唯一の刺激の強さと状態（収縮対残り）が異なります。 </li></ol>安静時の2試験手順<ol start="1"><li>リラックスしたままにすると、安静時の彼/彼女の筋肉を維持するために、被験者に指示します。 </li><li>最大のヒラメ筋H-反射振幅（;：20〜50ミリアンペア通常の範囲H max）を得るために、刺激強度を調整します。ヒラメ筋のM波は、H、最大強度で観察することができます。 注：（例えば、疲労プロトコル前後）を繰り返し測定のために、Hの最大応答を得るための最適な強度は、セッションの間に変化し得ます。 Hの最大振幅の過小評価につながる可能性が一定の強度を保つように、実験者は、定期的にH maxを再評価することをお勧めします強度33。 </li><li>活性化後のうつ病34を避けるために 3秒の最小間隔でこの強度で3ヒラメH-反射応答の最小値を記録します。 注意：いくつかの応答を記録することにより、H-反射の特定の感度に、より適しているが急速に回復の影響を回避しようとすると、単一の刺激は、たとえば、いくつかの状況下では十分で（例えば疲労プロトコル中）。 </li><li>最大のヒラメ筋のM波振幅（;：40〜100ミリアンペア通常の範囲M max）を得るために、刺激強度を増加させます。通常、2刺激12,35の間に8〜10秒の間隔で2-4 mAで刺激強度の増加を設定します。 M maxが得られた場合に所望の強度が達成され、そして全くH-反射応答は観察されないことができます。 </li><li> M-波がその最大値のプラトーに達したことを確認するために、M の最大刺激強度の120から150パーセントに、最終的な強さを設定します。このintensiTYは、以下の手順で超最大強度と呼ばれています。 </li><li>セッションを通じてヒラメM波記録のための一定の刺激強度を保ちます。 </li><li>レコード3ヒラメM-波と、この強度で3関連する筋トルク。 </li></ol>随意収縮時には3試験手順<ol start="1"><li>ウォームアップとして、収縮のそれぞれの間の数秒の残りの部分と、足底屈筋の10短いと非疲労準最大の収縮を実行するために、被験者に依頼してください。ウォームアップの終了時に、任意の疲れ効果11を避けるために、最小1分の休憩を取ります。 </li><li>連続記録下腿三​​頭筋活動。ヒラメとgastrocnemiusの複数形の筋肉を記録すると、単一の刺激部位24に異なる筋肉類型の挙動の分析を可能にします。 </li><li>足底屈筋群の等尺性最大随意収縮（MVC）を実行する対象を指示します。対象はpossiな限りハードにプッシュする必要があります彼の足底屈筋を収縮させることによりエルゴメータに対してBLE。努力の間に、被験者に視覚的なフィードバックを与えて、標準化された言葉による励まし19。プラトーが観察されたときにMVCに到達します。 </li><li>筋肉が収縮（増強ダブレット）は自発的活性化レベルを評価するために直後に完全に緩和されたときに、MVC（重畳ダブレット）、および他の対になった刺激の台地の間に超最大強度で対になった刺激（100 Hzの周波数）を提供します。特定のデバイス（例えばDigitimer D185マルチ刺激）を介して、または単一パルス刺激に関連した刺激プログラムを介して、このペアの刺激を提供します。 </li><li>各試行11の間に少なくとも1分間の残りの部分と足底屈筋の第二のMVCを実行する対象を指示します。二審からのピークトルクは、最初の5％以内でない場合は、追加の試験は36を実行する必要があります。によって達成最大トルク被験者は、MVCトルクとします。 </li></ol> 4.データ解析<ol start="1"><li>安静時のデータ解析<ol><li>残り（H波またはM波）で単収縮に関連したEMG応答を含む時間ウィンドウを選択します。 </li><li>ピーク・ツー・ピーク振幅、ピーク・ツー・ピークの時間を測定する、および/ ​​または波の面積（ 図4A）。振幅が直接ソフトウェアによって提供されていない場合は、最大値と最小値を減算します。 <ol><li>期間については、時間枠の最大ピークから開始して、最小限のピークに終了を測定します。地域のために、EMG信号の積分波形の先頭から開始し、波の最後に終了を計算します。 注：ピーク・ツー・ピーク振幅が反映させることができる：1）神経筋伝達、2）運動単位活動電位の振幅および/ ​​または37の潜在的な運動単位アクションの3）時間的分散。 M波の持続時間は、神経筋の伝播37を反映しています。 </li></オール&gt; </li><li>複数の臨床試験では、波の平均値を計算します。平均直接いくつかの臨床試験（少なくとも3）からこの値を計算するためのソフトウェア、使用の表計算ソフト（表計算プログラムで例えば式機能）によって提供することができない場合。 </li><li>安静時筋を選択します。 </li><li>安静時筋（ 図4B）に関連したピークトルクを測定します。 </li><li>複数の臨床試験では、安静時の痙攣の平均ピークトルクを計算します。平均直接いくつかの臨床試験（少なくとも3）からこの値を計算するためのソフトウェア、使用の表計算ソフト（表計算プログラムで例えば式機能）によって提供することができない場合。 </li><li>他の所望のパラメータ（収縮時間またはハーフ緩和時間）のためのポイント4.1.2に記載され、これらの手順を繰り返します。単収縮パラメータの分析は、興奮収縮カップリング効率17として指示を提供します。特に、契約イオン時間は、選択された筋肉群38に依存することができます収縮動態8のインデックスを提供します。 </li><li>電気機械の効率を定量化するために、ピークトルクと表計算ソフト（Excelなど ）を使用して、M波の和との比を計算する（PがT / M）。脛骨神経刺激によって誘発される機械的な応答は、下腿三頭筋全体として、ヒラメとgastrocnemiusの複数形、M波の振幅が加算されなければならない39の活性化に対応しています。 </li></ol></li></ol><img alt="図4" src="/files/ftp_upload/52974/52974fig4.jpg" /> 図4：電気的、機械的応答の説明典型的なM波のピーク・ツー・ピーク振幅の（A）測定（MV）、待ち時間（ミリ秒）と面積（mV.ms）。ピーク単収縮トルク（NM）の（B）の測定、収縮時間（ミリ秒）と単収縮の半緩和時間（ミリ秒）。 <aHREF = &quot;https://www.jove.com/files/ftp_upload/52974/52974fig4highres.jpg&quot;ターゲット= &quot;_空白&quot;&gt;この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。 <ol start="2"><li>収縮におけるデータ解析<ol><li>ピークトルク含むが刺激アーチファクトとEMGの沈黙期間の終了までの時間を除いて、MVCトルクの高原中ヒラメ筋活動の500ミリ秒の時間ウィンドウを選択します。サイレント期間は刺激後の継続的な自主的な筋活動の抑制に対応しています。 </li><li>ルートは、直接ソフトウェアで提供されていない平方（RMS）を意味する場合は、以下の式40を使用して、EMG活動を定量化するために、RMS計算：EMGのRMS <img alt="式（1）" src="/files/ftp_upload/52974/52974eq1.jpg" /></li><li>波の持続時間にわたって、安静時のM 最大のRMSを測定または計算します。 </li><li>表計算ソフトを使用して、RMS EMG / RMS Mmaxの比を計算します。EMG値とRMS 値がMmaxを同じ筋肉から選択されなければならないRMS。 </li><li>二重刺激（ 図5）によって誘発される重畳トルクを除くMVCの最大値に、安静時のトルクのベースラインからのMVCの最大ピークトルクを測定します。 </li><li>誘発反応（ 図5）のピークに刺激の開始時に自主的なトルク値から、MVCの間に二重の刺激によって誘発される重畳トルクを測定します。 </li><li>増強ダブレットを選択します。 </li><li>増強ダブレットに関連したピークトルクを測定します。 </li><li>以下の式40を使用して、自発的な活性化レベル（VAL）を計算します。 <img alt="式（1）" src="/files/ftp_upload/52974/52974eq2.jpg" /></li></ol></li></ol><img alt="図5" src="/files/ftp_upload/52974/52974fig5.jpg" /> 図5：重畳の測定と機械的信号にダブレットを増強した。重畳ピークトルク（PTS）を記録するには、刺激のダブレットは、等尺性最大随意収縮（MVC）の台地の間に誘発されます。増強ピークトルク（白金P）を記録するには、刺激のダブレットは、MVCのオフセット後に静止状態で誘発されます。

著者らは開示するものは何もない。

経皮的神経刺激は、健康なヒトにおける神経運動機能の基本的な制御を理解するだけでなく、疲労や訓練17を介して 、急性または慢性の適応を分析できるようにするだけでなく、神経筋システムの多数の特性の定量化を可能にします。これは、特に測定値が急速に回復42の影響を回避するために、運動終了後できるだけ早く実行する必要があり疲労プロトコルのために非常に有益です。 多くの研究は、下腿三頭筋に24を集中しているが、経皮的神経刺激は、他の下肢（例えば前脛骨筋43,44、大腿四頭筋45,46）と上肢の筋肉（例えば上腕二頭筋32に適用することができ、屈筋カルピは47橈側、指の筋肉48）。しかし、神経刺激は、いくつかのmusclのための潜在的な方法論の限界を提示エス。例えば、上腕二頭筋からH-反射を得ることは、残り49で得ることが困難であることができます。また、腕神経叢を介し...

経皮的電気神経刺激は広く神経筋機能1を評価するために使用されます 。基本的な原理は、筋肉の収縮を誘発する末梢運動神経に電気刺激を誘導することで構成されています。機械（トルク測定）および電気（筋電図活動）応答が同時に記録されます。考え接合部に記録されたトルクは、エルゴメーターを用いて評価されます。表面電極を用いて記録された筋電（EMG）信号は、2筋の活動を表すことが示されています。この非侵襲的な方法は、痛みを伴う、より簡単に筋肉の録音よりも実装されていません。単極および双極の両方の電極を使用することができます。単極電極構成は、小さな筋肉のために有用である筋活動3の変化に敏感であることが示されています。しかし、バイポーラ電極は、信号対雑音Rの改善に、より有効であることが示されましたatio 4最も一般的に記録し、モータユニットの活性を定量化する方法として使用されています。以下で説明する方法は、バイポーラの録音に焦点を当てます。 EMG活動は、神経筋システムの有効性および完全性の指標です。経皮的神経刺激の使用は、神経筋機能に筋肉、脊髄、または超脊髄レベルでの変化、すなわち （ 図1）、さらに洞察を提供しています。 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/52974/52974fig1.jpg" /> 図1：神経筋測定の概要 STIM：神経刺激。 EMG：電。 VAL：自主活性化レベル。 RMS：二乗平均平方根。 Mの最大：最大M波振幅。 安静時、また、M波と呼ばれる複合筋活動電位は、刺激アーチファクト後に観察された短い待ち時間応答であり、直接ACTIVによって励起筋肉量を表し、<html>筋肉につながる運動軸索のエーション（ 図2、数3）。 M波振幅がその最大値のプラトーに達するまでの強度で増加します。 M 最大と呼ばれるこの応答は、表面筋電図電極 5の下に記録されたすべてのモータユニットおよび/ ​​または筋線維の活動電位の同期加算を表します。ピーク・ツー・ピーク振幅または波領域の進化は、神経筋伝達6の変化を識別するために使用されます。 M波、 すなわちピーク筋トルク/力に関連した機械的応答の変化が原因で、筋肉の興奮性および/ ​​または筋線維7内の変化である可能性があります。 M の最大振幅値とピークの関連付けは、けいれんトルク振幅白金（Pt / M比）、すなわち与えられた電気モータ指令のための機械的な応答、筋肉8の電気効率の指標を提供します。 52974 / 52974fig2.jpg &quot;/&gt; 図2：モーターと神経刺激によって活性化再帰経路混合（モーター/感覚）神経（STIM）の電気刺激は、モータ軸索およびIa求心性発射の両方の脱分極を誘導します。脊髄に向けてのIa求心性神経の脱分極は、順番に、H-反射反応（経路1 + 2 + 3）を連想させるアルファ運​​動ニューロンを活性化します。 M波（経路3）：刺激強度に応じて、モータ軸索の脱分極は、直接筋肉の反応を呼び起こします。最大M波の強度で、逆行性電流は、（3 &#39;）が生成され、反射ボレー（2）に衝突します。この衝突は、部分的または完全に、H-反射反応をキャンセルします。 H-反射は、IA-αの運動ニューロンのシナプス9の変化を評価するために使用される電気生理学的応答です。このパラメータは、安静時または自発的収縮の間に評価され得ます。 H-反射は伸張反射の変形を表す（ 図2、NUmber 1-3）。 H-反射はmonosynaptically Iaの求心性経路10,11によって動員モータユニットを活性化し、末梢および中枢の影響12を施すことができます。 H-反射を誘発する方法は、安静時および13,14等尺性収縮15中脊髄興奮性を評価するための高被検体内の信頼性を有することが知られています。 随意収縮の間、自発的な神経ドライブの大きさは、EMG信号の振幅を用いて評価することができ、一般的に二乗平均平方根を用いて定量化（RMS）。 RMS EMGは、一般的に随意収縮（ 図1）の間に運動系の興奮のレベルを定量化する手段として使用されます。そのため内および被験者間変動16の、RMS EMGは筋特異的最大随意収縮（RMS EMGmax）中に記録された筋電図を用いて正規化する必要があります。加えて、EMG信号の変化をbことがあるので周辺レベルでの変化に起因する電子は、このようなM波などの周辺パラメータを使用して、正規化は、EMG信号の唯一の中心的要素を評価することが要求されます。これは、M波の最大振幅またはRMS 値MmaxによりRMS EMGを分割することによって行うことができます。それを考慮にM波期間17の可能な変更を要するとして、RMS 値Mmax（ すなわち RMS EMG / RMS 値Mmax）を使用して、正規化は、好ましい方法です。 運動コマンドは、自発的な活性化レベル（VAL）を計算することにより評価することができます。この方法は、最大随意収縮時のM の最大強度で電気刺激を重ね合わせることにより攣縮補間技術18を使用しています 。神経を刺激することによって誘導され、余分なトルクは、弛緩した筋肉増強19に同一の神経刺激によって生成された制御攣縮と比較されます。最大VAL、元の単収縮interpoを評価するために、マートン18によって説明レーション技術は、随意収縮の上に補間され、単一の刺激を必要とします。誘発トルク増分は、単一の刺激応答20に比べて、より大きな、より容易に検出され、より少ない変数であるため、最近では、対になった刺激の使用は、より一般的になってきています。 VALは、最大限の作業の筋肉21を活性化するために、中枢神経系の能力の指標を提供します。現在、VALは単収縮補間技術を使用すると、筋肉の活性化22のレベルを評価する最も貴重な方法で評価しました。また、エルゴメーターを用いて評価し、ピークトルクは、研究と臨床現場での使用の23の適用最も適切研究強度試験パラメータがあります。 電気神経刺激は、筋群（例えば、肘屈筋、手首の屈筋、膝伸展、足底屈筋）の様々な使用することができます。しかし、神経のアクセシビリティが作りますいくつかの筋肉群で難しい技術。足底屈筋、特に下腿三頭筋（ヒラメ筋とgastrocnemiusの複数形）の筋肉は、しばしば文献24において検討されています。実際、これらの筋肉は、彼らの特定の関心を正当化する、移動に関与しています。刺激部位及び記録電極間の距離は、下腿三頭筋の異なる誘発波の同定を可能にします。膝窩で脛骨神経と多数のスピンドルの表面的な部分は、簡単に他の筋肉24に比べて反射応答を記録することを可能にします。これらの理由から、現在提示反射方法は、筋（ヒラメ筋と腓腹筋）の下腿三頭筋のグループに焦点を当てています。このプロトコルの目的は、下腿三頭筋における神経筋機能を調査するために経皮的神経刺激法を記述することです。

<table><tbody><tr><td>Biodexダイナモメーター</td><td>Biodex Medical System Inc., New York, USA</td><td></td><td><a href="http://www.biodex.com/">www.biodex.com</a</td></tr><tr><td>>MP150 Data Acquisition System</td><td>Biopac Systems Inc., Goleta, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Acknowledge 4.1.0 software</td><td>Biopac Systems Inc., Goleta, USA</td><td></td><<td>a href="http://www.biopac.com/">www.biopac.com</a></td></tr><tr><td>DS7A定電流高電圧刺激装置</td><td>Digitimer、ハートフォードシャー、英国</td><td></td><<td>a href="http://www.digitimer.com/">www.digitimer.com</a></td></tr><tr><td>塩化銀表面電極</td><td>制御Graphique Medical、ブリー・コント・ロベール、フランス</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Biodex</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>をMP150</td><td></td><td></td><td></td>に接続するための1ケーブル</tr><tr><td>DigitimerをMP150</td><td></td><td></td><td></td>に接続するためのケーブル1</tr>本<tr><td>MP150をコンピューター</td><td></td><td></td><td></td>に接続するためのケーブル1</tr></tbody></table>本

経皮的電気神経刺激を使用した神経筋機能の評価

Assessment of Neuromuscular Function Using Percutaneous Electrical Nerve Stimulation

経皮的電気神経刺激は、脳から筋肉への神経筋機能(脊髄上、脊髄、末梢レベル)を評価するために一般的に使用される非侵襲的な方法です。本プロトコルは、この方法を使用して、足底屈筋を活性化する後脛骨神経を刺激する方法を説明しています。経皮的電気神経刺激は、運動神経に電気刺激を誘発して筋肉反応を誘発することからなる。直接的(M波)および/または間接的(H反射)の電気生理学的反応は、表面筋電図法を使用して安静時に記録できます。機械的(twitch torque)応答は、力/トルクエルゴメーターで定量化できます。M波とtwitch torqueは神経筋の伝達と興奮-収縮の結合を反映していますが、H-reflexは脊椎の興奮性の指標を提供します。EMG活動と機械的(重ね合わせたけいれん)反応も、最大随意収縮中に記録して、自発的な活性化レベルを評価することができます。経皮的神経刺激は、ヒトの神経筋機能の評価を提供し、特に急性(疲労)または慢性(トレーニング/デトレーニング)運動後の神経筋可塑性を評価する研究に非常に有益です。

増加する刺激強度は、HおよびM波との間の応答の振幅の異なる進化をもたらします。 M波は次第に最大強度でプラトーに達するまで増加させながら残りで、H-反射が（進化のためのM波および図6のグラフ表示については、図4を参照して 、EMG信号から全く存在される前に最大値に達しますM-波と強度のH-反射）の。ヒラメ筋は、刺激開始とM波の間の待ち時間は約10ミリ秒（ 図4A）とH波のため、一般的に25〜40ミリ秒です。しかし、待ち時間は、筋肉群と被験者の手足の長さや全体の高さとの間の刺激部位と筋肉の間の距離に起因して変化するであろう。 M-最大強度で刺激すると、最大ピーク攣縮トルクも（ 図4B）が観察されます。 M波、H-反射ピーク単収縮トルクは、に応じて変化します<html>条件。例えば、これらのパラメータは、自発的な収縮の間増加し、疲労17の存在下で低下する傾向があります。 <img alt="図6"...

神経筋機能の変化を評価するためのプロトコルを提示します。経皮的電気神経刺激は、筋肉の反応を呼び起こす非侵襲的な方法です。これらの応答の電気生理学的および機械的特性により、脳から筋肉への神経筋機能(脊髄上、脊髄、末梢レベル)の評価が可能になります。

Percutaneous electrical nerve stimulation is a non-invasive method commonly used to evaluate neuromuscular function from brain to muscle (supra-spinal, ...

本手順の目的は、経皮的電気神経刺激を用いて神経筋機能を評価することです。まず、目的の筋肉に表面電極を装着します。次に、被験者をエルゴメーターに固定します。次に、ハンドヘルドボール電極または自己粘着電極を用いて、運動神経に電気刺激を与えます。最後のステップは、筋肉の筋電図活動を記録することです。最終的に、経皮的電気神経刺激を用いて、脊髄、脊髄および末梢レベルでの神経筋機能を評価します。本手法の主な利点は、信頼性が高く、電気的および機械的な応答を容易に得られることです。この方法は、トレーニングやリハビリテーションプログラム後の正常な筋機能の評価など、正常な筋生理学の分野における重要な課題を解決するのに役立ちます。まず、電極を配置する部位の皮膚を、除毛し、露出した皮膚をアルコールで拭いて清浄にします。これは低インピーダンス接続のために必要です。次に、底屈筋を明確に特定するため、被験者に爪先立ちはさせるように指示します。内側腓腹筋の最も盛り上がった部分に、2つの10 mm塩化銀表面電極を約2 cm間隔で配置し、同様に外側腓腹筋にも配置します。ヒラメ筋については、腓骨頭からかかとまでの距離の3分の1の位置に2つの電極を配置します。前脛骨筋については、大腿骨の内側顆から内側マルスまでの距離の3分の2の位置に2つの電極を配置します。参加者に爪先立ちをしてもらい、筋肉を特定してください。次に、腓骨頭から内側 malleolus（内踝）までの距離の3分の1の位置に2つの電極を配置します。続いて、同じ脚の刺激部位と記録部位の間の中心位置に参照電極を配置します。ここで、足首と膝が90度に曲がるように参加者の椅子を調整し、ヒラメ筋と腓腹筋が伸展せず、H反射が変化しないようにします。次に、関節の解剖学的軸である外果がエルゴメーターの回転軸と一致するように、足首をエルゴメーターにしっかりと固定します。続いて、被験者にフットプレートに圧力をかけるよう指示し、底屈トルクを記録します。その後、電極をアンプに接続し、電気刺激用の陽極を膝蓋腱の上に配置します。次に、膝窩（しつか）において皮膚越しに後脛骨神経を触診します。その後、後脛骨神経の最適な刺激部位を決定します。ハンドヘルドの陰極ボール電極を膝窩に使用し、その部位で最大の腱反射が得られる地点を探してください。自己粘着性塩化銀カソードを装着します。異なる電気手術測定の評価において、これらのパラメータは一切変更しないでください。刺激強度と条件のみを変化させます。テストを開始する前に、被験者にリラックスし、筋肉を安静状態に保つよう指示します。次に、刺激強度を調整し、最大深部腱反射振幅が得られるように設定します。通常、この強度は20から50 milliampsの範囲です。1 millisecondのパルスを用いて、少なくとも3回のH反射反応を記録します。後活性抑制を避けるため、刺激の間隔は少なくとも3秒空けてください。次に、最大sub M波振幅を得るために、強度を40から100 mAの間に上げます。強度が決定したら、さらに20から50%強度を高め、超最大刺激を3回行います。随意収縮テストのために、これらの刺激に伴うトゥイッチトルクを記録します。まずウォーミングアップから始めてください。被験者に、底屈筋の非疲労性の最大下収縮を10回、短時間で行うよう指示します。ウォーミングアップの間およびテスト全体を通じて、各収縮の間に数秒の間隔を空けるよう伝え、上腕三頭筋のEMG活動を記録します。次に、参加者に底屈筋の最大随意等尺性収縮を行うよう指示します。参加者は底屈筋を収縮させ、エルゴメーターを全力で押さなければなりません。標準的な口頭での励ましを用いて努力中の視覚的なフィードバックを提供し、最大随意収縮に到達させます。プラトー（停滞状態）が観察された時点で、最大随意収縮に対して超最大強度の100 Hzの周波数でペア刺激を与えます。収縮直後、筋肉が完全に弛緩した状態で、もう一度ペア刺激を与えます。Acknowledge 4.1などのソフトウェアを用いて随意活性化レベルを評価するには、安静時のツイッチに関連するEMG反応を含むタイムウィンドウを選択し、H波またはM波を選択して、ピーク・トゥ・ピーク振幅、ピーク・トゥ・ピーク持続時間、および波形面積を測定します。次に、安静時ツイッチを選択し、そのピークトルクを測定します。その後、ピークトルクと、ヒラメ筋および腓腹筋のM波の振幅の合計との比率を算出します。電気機械的効率を定量化するためのこの比率は、興奮収縮連関の効率を反映します。次に、安静時のトルクのベースラインから最大随意収縮の最大値までを測定して、最大随意収縮の最大ピークトルクを算出します。この際、ダブルット刺激によって誘発された重ね合わせトルクは除外してください。その後、ダブルット刺激によって誘発された重ね合わせトルクを測定します。刺激開始時の随意トルク値から誘発反応のピークまでを測定します。最後に、増強されたダブレット（二重刺激）に伴うピークトルクを測定します。これらの値を用いて、随意活性化レベルを算出します。記載の手法を用いて、安静時のH波およびM波を調査しました。H反射は最大値に達した後、EMG信号から完全に消失しますが、M波は最大強度に達してプラトー（停滞期）に至るまで漸増します。このビデオを視聴することで、経皮的電気神経刺激を用いた神経筋機能の評価方法について十分に理解できるはずです。この手順に従って適切に実施すれば、習得後は刺激部位の特定と最適な強度の決定を10分以内に行うことができます。トレーニングやリハビリテーションプログラム後の皮質脊髄路興奮性の変化など、さらなる疑問を解消するために、経頭蓋磁気刺激などの他の手法を用いることも可能です。

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

この抽象は、化学療法の治療を受けている患者では神経の発達を評価する手法を提案する。従来の評価方法は、神経機能の早期の変化を検出する能力が限定されていますが、神経興奮性技術は、病態に重度の神経毒性と洞察力のリスクがある患者の早期発見を提供しています。...

化学療法誘発性神経の神経興奮性の評価

このビデオでは、機能的な神経筋接合部を評価する方法を示します。筋肉組織と運動ニューロンを含むバイオリアクターと蛍光顕微鏡法を用いて、ニューロン内の光感受性チャネルを刺激して電気信号を生成し、筋線維の収縮を引き起こします。...

同時光刺激とビデオ録画による機能的神経筋接合部の評価

目的は、神経因性疼痛、痙縮の管理を行うための新しい方法、呼吸制御電気刺激（BreEStim）を提示することである。...

神経因性疼痛、痙縮の管理のための呼吸制御型電気刺激（BreEStim）

神経筋接合部 (NMJ) の機能評価は、筋肉と神経の間の通信に不可欠な情報を提供できます。ここで使用して 2 つの異なる筋神経剤、すなわちヒラメ坐骨とダイヤフラム隔 NMJ...

神経筋接合部機能を測定

提示された、ラットの異なるタイプの中央値神経(MN)病変および修復を産生するプロトコルである。さらに、プロトコルは、いくつかの非侵襲的な行動検査および生理学的測定を用いて神経の機能的回復を評価する方法を示す。...

ラットの神経再生の中央値を評価する機能と生理学的方法

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。...

脳卒中後の下肢筋の神経生理学的評価

これは、末梢神経用のワイヤレス給電インターフェースの外科的移植と操作のためのプロトコルです。ラットの坐骨神経または横隔神経のいずれかに配置された神経刺激装置の例を使用して、このアプローチの有用性を実証します。...

末梢神経インターフェースのためのワイヤレス、バッテリーレスシステムの移植と制御

この原稿は、筋腱板再生末梢神経インターフェース(MC-RPNI)と呼ばれる生物学的末梢神経インターフェースを開発するための革新的な方法を提供します。 この外科的構成物は、関連する末梢神経の運動遠心性信号を増幅して、運動意図の正確な検出と外骨格デバイスの潜在的な制御を容易にすることができます。...

無傷の末梢神経信号の増幅のための筋腱板再生末梢神経インターフェース

短潜時求心性抑制(SAI)は、感覚運動の統合をプローブするための経頭蓋磁気刺激プロトコルです。この記事では、SAIを使用して、感覚運動行動中の運動野の収束感覚運動ループを研究する方法について説明します。...

末梢神経刺激と制御可能なパルスパラメータの組み合わせ 感覚運動の制御と学習をプローブするための経頭蓋磁気刺激

ここでは、ナノ秒パルス電場(nsPEF)を印加してin...

ナノ秒パルス電場によるシュワン細胞増殖の制御による末梢神経再生のためのin vitro

この研究では、げっ歯類モデルにおける神経筋接合部(NMJ)伝達の in vivo 測定を可能にする洗練された単繊維筋電図(SFEMG)プロトコルを示します。ラット腓腹筋のNMJ伝達変動と機能不全を定量化できるように、SFEMG技術への段階的なアプローチが説明されています。...

げっ歯類モデルにおける神経筋接合部伝達を評価するための刺激単繊維筋電図法 (SFEMG)

学ぶ経皮的電気神経刺激による神経筋機能評価法。表面電極とエルゴメーターを用いて運動神経を刺激し、筋電図で脊髄・末梢レベルの反応を測定する非侵襲的手法です。

経皮的電気神経刺激を使用した神経筋機能の評価

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