経頭蓋磁気刺激の移動による足首の筋の皮質脊髄路の経路の二国間の評価

このプロトコルは、遠位下肢筋肉の運動誘発電位を検出する非常に困難な作業を伴うアプローチを標準化するため、非常に重要です。この技術の主な利点は、しばしば脛表症の前部のみに焦点を当て、様々な技術を使用する下肢刺激に関連する文献を統合することです。私たちは、神経学的に健康な個人だけでなく、脳卒中を持つ人のこの技術を研究してきました.

しかし、この技術の重要性は、下肢評価を標準化することにある。この技術は、歩行中の運動制御の理解のギャップを特定し、干渉要因の制御を可能にしなかった研究を再訪する機会を可能にする。この手順のデモンストレーションは、博士研究員のジョン・キンドレッド博士と、私たちの研究室の研究コーディネーターであるブライアン・シンスです。

まず、被験者のMRIファイルをニューロナビゲーションシステムにアップロードします。次に、モントリオール神経研究所アトラスを使用できるように、MRIを前部および後部コミュニケータに手動で共同登録します。次に、頭蓋骨と脳組織の周りの境界ボックスを調整することによって、皮膚と完全な曲線脳モデルを再構築します。

鼻の先端、鼻、右耳と左耳の上流のノッチを含む皮膚モデルを使用して、4つの解剖学的ランドマークを特定します。次に、各半球の脚モーター領域の上に長方形のグリッドを配置します。グリッドの中央の列を中心に、脚運動皮質領域の回の上に配置します。

次に、グリッドの内側柱を、半球の内側壁に平行かつ隣接して配置する。このグリッドは、ホット スポットを見つけるために使用されます。モーター マッピングの場合は、スポットを追加するか、必要に応じてスポット間の距離を広げるか、大きなグリッドを使用します。

被験者が立ち位置にある間、電極の配置を行う。まず、最初に剃り、アルコール綿棒を使用して死んだ皮膚細胞と油を軽く剥離することによって、各電極が配置される領域を準備します。次に、被験者につま先を上に持ち上げ、電極をフィブラの頭部と内側のmalleolusの間の線の上3分の1に置くように頼みます。

脛骨前に配置するために二国間でこれを行います.さて、両側の裏裏に電極を取り付けます。被験者にかかとを上げ、腹部大腿骨顆と胃腸筋腹の下の側大腿骨小間と側方性の間の線の下3分の1に電極を置くように頼む。

また、使用しているEMG取得ユニットに応じて、膝蓋骨または横部の可動性または両側に地上基準受動電極を一方的に取り付けます。コンピュータ画面上でテストされたすべての筋肉の生のEMG信号を表示しながら、直立姿勢で足首を下方反射または足底反射のいずれかに被験者に尋ねることによって、電極の配置をテストします。電極が間違っている場合は、検出可能なEMGバーストが最小限のバックグラウンドノイズで見えるまで取り外して交換します。

次に、被験者が筋肉を休ませて座った状態で、コイルが被検体から遠ざかる間に、いくつかのTMSパルスを放電して信号品質をテストします。この手法で最も重要なステップは、EMG 信号ができるだけノイズが発生することを確認することです。これを十分に行わないと、データ分析が非常に困難になります。

次に、各EMGチャンネルのベースライン信号がゼロに近づいていることを確認します。チャンネルにノイズが存在する場合は、対応する電極を取り外し、皮膚の準備手順を繰り返します。ノイズがまだ残っている場合は、参照電極の位置を調整し、電解液ゲルを交換してください。

良好な信号が確認されたら、光発泡プレラップテープを使用してすべての電極をラップして所定の位置に保持し、EMGからのモーションアーティファクトを減らします。今、椅子に被験者を座り、被験者間で一貫した足の配置を確保するために、足首の動きの範囲を特定の位置に調整し、強壮な自発的行動の間に抵抗を提供することを可能にするウォーキングブーツで両足を固定します。また、被験者の不快感を避けるために股関節と膝の角度の両方を調整し、実験を通してまだ残るように被験者に指示します。

最初に各筋肉の最大自主的な等角体収縮を二国間で決定することによって強壮な自主的活性化試験を開始する。各運動について、被験者に対して、対側検査筋を最大に収縮するように指示する。次に、キャプチャボリュームスペースに、被写体トラッカー、ポインタ、およびコイルトラッカーを配置して、モーションキャプチャカメラの位置を確認します。

次に、4つの解剖学的ランドマーク上にポインタの先端を配置して、被写体画像登録を行う。さて、両側の筋肉のホットスポットを決定します。まず、半球裂け目の隣の中心の場所に単一の刺激を加えることによって、超閾値強度を見つける。

次に、低強度から開始し、すべての逆側検査筋肉または3つの連続した刺激で50マイクロボルトを超えるピーク振幅を持つ運動誘発電位を引き出す強度に達するまで、TMS強度を5%ずつ徐々に増加させ、各筋肉について繰り返します。グリッドの各スポットに 1 つの TMS パルスを適用します。次に、スプレッドシート内のすべての対側筋肉の各スポットの振幅値を転送し、振幅を高い値から低にソートします。

最大の振幅と最短の待ち時間を持つグリッド内の位置として、対側脛筋およびソレウス筋肉のホットスポットを特定します。筋肉のホットスポットのいずれかに対応するニューロナビゲーションシステムのグリッドスポットを選択します。次に、初期強度とステップサイズを45%、最大刺激器出力6%に設定します。

次に、運動閾値判定を安静にするための適応閾値ハンティング法を用いた。各筋肉のためにこれを2回行い、日焼けコルチコ運動応答評価の平均を使用します。さて、休息中の両側コルチコ運動反応を評価するために、検査された筋肉のホットスポットに対応する神経ナビゲーションシステムのグリッドスポットを選択する。

各刺激の前に、被験者にじっとして両側で検査された筋肉をリラックスさせ、リアルタイムの視覚的フィードバックを使用してすべての筋肉の活動を監視するように指示する。検査した筋肉の安静運動閾値の120%で10個の単一TMSパルスを適用する。TMSの前後に筋肉が活動している場合は、その試行を破棄し、追加の単一のパルスを適用します。

休養時の各対側検査筋肉に対して10個の波形が収集されるまで、これを繰り返します。次に、トニック自主活性化中のコルチコ運動反応を二国間で評価する。安静時に使用された神経ナビゲーションシステム内の同じグリッドスポットを選択します。.

被験者に約15%の最大筋肉活動値で検査された筋肉を収縮させ、120%の休息運動閾値で10個の単一TMSパルスを適用する。2つの水平カーソル内で検査された筋肉の表示された滑らかな動く線を維持し、数秒間そのレベルでその収縮を維持するように依頼します。脛表症の前部が検査された筋肉である場合、被験者に、脚の反側が刺激された半球に対してブーツストラップに対してわずかに引き上げるように頼む。

ソレウスが検査された筋肉である場合は、被験者に対向脚のブーツに対してわずかに押し下げてもらいます。リアルタイムの視覚的フィードバックを使用して、アクティブおよび休息筋肉の筋肉の活動を監視します。検査した筋肉の活動が所定の範囲を下回るか、または他の筋肉が活性化された場合は、刺激を捨てて追加の単一のパルスを適用します。

検査された筋肉が所定の範囲で活性化されている間に10の試験を集める。この図は、両側脛骨前およびソレウスのホットスポットを示しています。ここで、棒プロットは各筋肉に対する2つの評価の平均安静運動閾値を表し、以下の値は適用される刺激の数を表す。

破線は、ホットスポットの狩猟に使用される強度を示します。この図は、休息中にホットスポットが刺激されたときの脛骨前およびソレウスの二国間反応を示している。各筋肉の両側EMG平均波形が示されている。

モータ呼び起こされる電位が存在する場合、ピークからピーク振幅、レイテンシまでの値が表示されます。ここでは、強壮な自発的行動の間にホットスポットが刺激されたときの二国間の反応を見ます。両側筋のEMGを収集し、その間に、検査された対側筋が約15%の最大自主等角体収縮で活性化された。

プロトコルのデータはアゴニストおよびアンタゴニスト筋群で二国間で収集されるため、脳卒中後の皮質脊柱管に関する質問に答えるために追加の分析を行うことができます。この技術を用いて、複数の因子がコルチコ運動応答に対する個々の寄与を決定し、歩行の運動制御に関する全体的な理解を深める研究が続いている。なお、この手順の前に被験者をスクリーニングすることによって考慮すべき高磁場による危険因子がある。