Name: 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 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-02-19T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 6 s
Description: 学ぶ経頭蓋磁気刺激を用いた足首筋の皮質運動応答の標準化プロトコル。ニューロナビゲーションと個別MRIデータにより正確なコイル配置を実現し、健常者および脳卒中患者における両側性評価の再現性を向上させます。

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著者は、方法論の開発を手伝うことと原稿の草案に関するフィードバックの提供ありがとう博士ジェシー c. ディーン。この作品は、VA のキャリア開発賞 2 RR & D N0787 W (MGB) 制度開発賞から、一般的な医療技術研究所 NIH グラント番号 P20 GM109040 (SAK) の下の P2CHD086844 (SAK) によって支えられました。コンテンツには、退役軍人局やアメリカ合衆国政府の見解はありません。

このプロトコルですべての実験プロシージャ ローカル制度検討委員会によって承認されているとヘルシンキ宣言に従ってです。
1. 同意プロセスと安全性アンケート
<ol><li>どんな実験前に研究、主な実験手順、および研究に参加するのに関連付けられている任意の潜在的なリスク要因の各科目に説明します。質問や科目があります懸念に回答した後、サブジェクトに同意プロセスを認識し、インフォームド コンセントのフォームに署名を求めます。</li>
	<li>MRI34および被験者の安全性と MRI と TMS テスト資格確保する TMS35安全性スクリーニング アンケートを管理します。MRI と TMS の評価からすべての安全性基準を満たしていないすべての被験者を除外します。</li>
</ol>2. MRI とニューロナビゲーション システムの準備
<ol><li>TMS 評価32前 MRI 評価を管理します。仰臥位で楽な姿勢を確保するため、膝の下にクッションでうそをつくの科目があります。スキャナーでまだ保つために主題を指示します。<ol>
<li>スキャナーの騒音を減衰させる科目に耳の保護を提供します。優先的にニューロナビゲーション システムでイヤーマフ対象画像登録のため二国間 supratragic ノッチの使用のために耳栓を使用 (5.2 を参照)。</li>
		<li>高解像度の加重 T-1 解剖学的脳画像を取得 (最小要件: 1 mm スライス厚と完全な脳や小脳の報道)、NFTI または DICOM ファイルのいずれかとして。あの鼻は対象画像登録のため被験者の鼻の先端の使用による画像ニューロナビゲーション システムに完全に含まれるように (5.2 を参照)。</li>
	</ol>
</li>
	<li>ニューロナビゲーション システムに MRI ファイルをアップロードします。被験者の MRI は、モントリオール神経研究所アトラスを使用してマップできますので前部と後部の交連、各被験者の mri 画像登録手動で共同。<ol>
<li>頭蓋骨と脳組織を囲む境界ボックスをそれぞれ調整することによって皮膚と完全曲線脳モデルを再構成します。4 解剖学的ランドマークを識別する (鼻の先端ナジオン - 右と左の耳の supratragic ノッチと、鼻の橋) スキンを使用してモデル (図 1 aを参照)。</li>
		<li>再建された曲線脳を使って各半球の脚モーター皮質領域に四角形のグリッドを配置 (図 1B参照)。脚モーター プールを支配する皮質脊髄路が36としています脚運動野の回、センターでは、グリッドの中央の行を配置します。並列と同側の半球の内側の壁に隣接するグリッドの内側の列の位置。</li>
		<li>向きでエラーが刺激サイト37向きでエラーが刺激部位を変更することができますターゲットの頭皮ベース アプローチを使用する代わりに影響を与えないと、皮質ベースのアプローチを使用します。このグリッドを使用して、ホット スポットを検索します。モーターのマッピングのいずれかより多くのスポットを追加および/または観光スポット間の距離を増やすことで大きなグリッドを使用 (例: 10 mm)。</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. 対象の準備と配置
<ol><li>単一パルス 4 表面筋電図電極の合計を使用して TMS による電気生理学的応答を測定します。作製と電極の配置、件名が立っている位置にしながら公開されているガイドライン38,39と完全な配置を使用します。<ol>
<li>シェービングと死んだ皮膚細胞、アルコール綿棒を使ってオイルを軽くピーリングによって配置される各電極を領域を準備します。 注意: 血液の抗凝結 (例えば人々 後ストローク) の主題のためには、出血の潜在的な危険があるため肌の準備中に注意を使用します。</li>
		<li>TA の両側に電極を接続します。立ち位置で、つま先を上方に持ち上げるし、腓骨頭と内果 (すなわち筋腹脛骨稜のすぐ横) の間の線の上から 3 番目に電極を配置する対象を求めます。</li>
		<li>ソルの両側に電極を接続します。立ち位置でかかとを上げるを行い、大腿骨外側顆と外果を結ぶラインのより低い三番目に電極を配置する対象を求めます。</li>
		<li>地面参照パッシブ電極膝蓋骨や外側くるぶしのいずれかを添付します。EMG 取得単位に応じて一方的または両側接地電極を配置します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>電極の配置と信号の品質をテストします。<ol>
<li>電極の配置 (例えば、明確な視覚的に検出可能な EMG バースト) をテストするには、コンピューター画面に背理または plantarflex すべての筋肉の生の EMG 信号を表示している間直立姿勢で足首をテスト対象を求めます。見当違い電極の場合削除し、明確な視覚的に検出可能な EMG バースト最小限のバック グラウンド ノイズがあるまで、それを置き換えます。十分な信号対雑音比はモーター応答 (> 50 μ V) を検出するに重要です。</li>
		<li>TMS コイル」は着席の主題から、安静時の筋肉と開催中の TMS 単位数回を放電によって (例えば、ベースライン ノイズの) 信号の品質をテストします。各筋チャネルの基準信号がゼロに近いことを確認 (すなわちピーク-ピーク振幅より小さい 50 μ V をする必要があります、50 または 60 Hz 電力線のハムなどのベースライン ノイズがない)。ベースライン ノイズがチャネルである場合、対応する電極を削除し、肌の準備の手順を繰り返します。ノイズがまだ存在する場合 (すなわちピーク-ピーク振幅 > 50 μ) は参照電極の位置を調整し、電解質ゲルを置き換えます。</li>
	</ol>
</li>
	<li>光泡前ラップ テープを使用してすべての電極を固定します。定期的に実験中の電極がしっかりと接続されていると、信号が良質であることを確認します。</li>
	<li>座席の椅子に件名。足首 ROM の特定の位置に調整して TVA のテスト中に抵抗を提供することができる (すなわち装具) のブーツを歩行時の両足科目、安全な間で一貫性のある足の配置を保証。件名不快感を避けるために股関節と膝の両方の角度を調整します。まだ実験中保つために主題を指示します。使用額当ては TMS アプリケーション中の科目を維持するために椅子に接続されている利用可能な場合。</li>
</ol>4. TVA テスト
<ol><li>左右それぞれの筋肉の最大随意等尺性収縮 (MVIC) を決定します。各運動 (すなわち、背屈と促)、4 回対側検査筋 (右 TAなど) を最大限に契約に科目を指示する (~ 5 の収縮は 60 で区切られた残りの s) 件名は姿勢で座っている間上記で説明しました。</li>
	<li>(すなわち、最大整流、平滑筋を中心とした 100 ms 以内平均) 各 MVIC 中最大の筋肉活動値の計算の最後の 3 つの試験では、3 つの値の平均値と各筋肉の 15 ± 5% の平均MVIC。 注意: 大きい %mvic は使用できますが、ただし臨床コホート (例えば人々 後ストローク) でできないことがあります。</li>
</ol>5. ニューロナビゲーション システムの登録
<ol><li>トラッカーでは、各グリッド スポットの刺激中のコイルの位置を妨げないように刺激半球の反対側で件名の頭に反射マーカー付き鉢巻や眼鏡件名トラッカーを配置します。 注意: ヘッドバンドが使用されている場合、時間の延長期間の後、頭痛を引き起こす可能性があります頭、まだ過度にタイトではない主題のでぴったりであるを確認します。</li>
	<li>そのキャプチャ ボリューム領域の課題トラッカー、ポインター、およびコイルのトラッカーを配置することによって、モーション キャプチャ カメラの適切な位置を確認します。(図 1A参照) 4 の解剖学的 landmaks のポインターの先端を配置することで対象画像の登録を実行します。</li>
	<li>すべての解剖学的ランドマークをサンプリングした後、被験者の頭蓋骨 (すなわち、検証段階) にいくつかのスポットにポインターの先端を配置することによって、登録が正確に発生したかどうかを確認します。再建された肌には、ポインターの先端からの距離が 3 mm 未満の場合は、TMS 実験; に進みますそうでなければ、希望のエラー値が得られるまで対象画像登録を繰り返します。実験中に繰り返し登録件名トラッカーが誤って場合が移動。</li>
</ol>6. TMS
<ol><li>休息と TVA の中に同じ方法論的パラメーターを使用します。<ol>
<li>検査された筋の最適なサイト (すなわち、ホット スポット; 詳細についてを参照してください次の段落) の単一パルス刺激を適用します。各刺激を刺激を見越してを回避し、後続 1 つ40前のパルスのキャリー オーバー効果を最小限に抑えるためにすべての 5-10 秒ランダムに適用します。</li>
		<li>場合 2 つの TMS のユニットを同時に使用する単位で設定標準または同時モード41。同時モードが単一のユニットよりも強力なパルスを適用されるに対し、標準モードは単一のユニットよりも弱いパルスを適用します。プロトコルおよび総刺激数のニーズに基づいて、いずれかの使用可能性があります。</li>
		<li>ダブルコーン コイルを後前方の頭蓋内電流を誘導するために使用します。必要に応じて、手動でコイルを制御するニューロナビゲーション システムを使用し、正しい目的との位置関係を刺激各刺激前にスポット。</li>
		<li>セッションおよび科目、検査された筋肉と半球の順序をランダムに。常に残りの部分 (例えば、 TVA テストによる下降経路の疲労) でのテストとの干渉を避けるために残り状態後 TVA 条件を管理します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>左右両方の筋肉のホット スポットを決定します。<ol>
<li>半球間裂の横にある中央の場所に単一の刺激を適用してホット スポットの狩猟中に行われる閾の強度を見つける (図 1 bの青と赤の正方形を参照してください)。脚運動野36,42の軌跡であるので、この場所を使用します。</li>
		<li>強度は低い (例えば30% 最大刺激出力開始します。MSO) 徐々 に強度を高める TMS 5% ずつ、運動誘発電位 (MEP) を引き出す強さを到達まで 3 連続刺激のすべての対側検査された筋肉の 50 μ V 以上のピーク-ピーク振幅と。</li>
		<li>MEP が誘発されてかどうか生波形とピーク-ピーク振幅の両方に基づいて各刺激の直後に決定 (検索ウィンドウ: 20 60 ms ポスト TMS 発症) すべての筋肉を検討しました。</li>
		<li>グリッド (合計 36 刺激) の各スポットに 1 TMS パルスを適用します。ホット スポット プロトコルの終了後低から高に高から低のスプレッドシートと並べ替えの振幅ですべて対側筋の各スポットの潜時や振幅値と待ち時間を転送します。最大振幅と最短待機時間43グリッドの場所として対側の TA とソルのホット スポットを特定します。 注意: 最大振幅と最短の待ち時間が同じ場所にいる場合は、最大振幅を使用してホット スポットを定義します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>それぞれの筋肉は運動閾値 (RMT) を休んでの両側を決定します。<ol>
<li>検査された筋肉のホット スポットに対応するニューロナビゲーション システムでグリッド スポットを選択します。</li>
		<li>RMT による検査された筋肉44適応しきい値狩猟メソッドを使用します。45、6% と強度とステップの初期サイズを設定 MSO、それぞれ32。各筋肉のために二度 RMT 狩猟を実行し、その後の CMR 評価の平均を使用します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>安静時に TA とソル CMR を二国間評価します。<ol>
<li>検査された筋肉のホット スポットに対応するニューロナビゲーション システムでグリッド スポットを選択します。1.2 RMT, 筋肉の 10 単一 TMS パルスを適用します。</li>
		<li>各刺激の前にじっとと二国間, 筋肉をリラックスし、すべてのコンピューターの画面上でリアルタイムに視覚的なフィードバックを表示するを使用しての筋肉の活動を監視対象に指示します。TMS の前後に任意の筋肉がアクティブな場合に、裁判を破棄し、追加の単一パルスを適用します。繰り返して、各対側検査筋残り 10 波形が収集されています。</li>
	</ol>
</li>
	<li>TVA の間に TA とソル CMR を二国間評価します。<ol>
<li>検査された筋肉のホット スポットに対応するニューロナビゲーション システムでグリッド スポットを選択します。</li>
		<li>15 ± 5% で検査された筋肉を契約主体 MVIC 1.2 RMT で 10 の単一 TMS パルスを適用。平滑化移動ラインを保つために主題を指示する (:0.165 の二乗平均平方根振幅 s) 検討中の筋肉、TA やソル、2 つの水平方向のカーソル (MVIC 範囲: 15 ± 5%)数秒間そのレベルでその収縮を維持します。</li>
		<li>TA が検査された筋肉と、彼らの対側の脚は (すなわち、検査筋刺激半球に対側の脚) をブートス トラップに対してわずかに引きの科目をお問い合わせください。ソルは、検査された筋、対側の脚にブート少しプッシュする科目を求めます。</li>
		<li>アクティブな検査筋の筋活動を監視し、リアルタイムに視覚的なフィードバックを使用して残りの安静時の筋肉は、コンピューター画面に表示します。その刺激を破棄し、, 筋の活動が定義済みの範囲の上または下または他の筋肉が活性化場合に追加の単一パルスを再度適用します。収集 10 試験検査筋が定義済みの範囲で有効です。</li>
	</ol>
</li>
</ol>7. データ解析
<ol><li>RMT 以外のすべての CMR 措置について、すべての筋肉 (所要時間は前刺激の持続時間を最小 100 ms と 500 ms 以上にする必要があります) 各 MEP スイープから各メジャーの値を計算して、1 つの値を取得するこれらの 10 個の値の平均 (すなわち、意味)32。振幅と皮質沈黙期間 (CSP) は、待ち時間が CMR のプロキシ接続の測定に対しプロキシ CMR、興奮性測定をされます。残りと TVA は両方、検査筋45までの距離によって待ち時間の影響を受ける各サブジェクトの高さに対して相対的な待機時間を正規化します。</li>
	<li>安静時に MEP 振幅と遅延を計算します。<ol>
<li>生筋 MEP の正と負のピーク (ピーク-ピークなど) の最大の違いとして振幅 (μ V) を計算します。これらの 2 つの特定の筋肉、TMS 発症後 20-60 ms の時間枠内でピークを検索します。 注意: はしかし 20 60 ms の MEP 検索ウィンドウが神経学的健常被験者の機能、人脳卒中、広い MEP 検索窓 (例えば、 20 75 ms) 他の神経集団 (例えば多発性硬化症) の必要があります。</li>
		<li>TMS 発症と MEP 発症までの時間として整流 EMG から待ち時間 (ms) を計算する (すなわち、整流 EMG トレース最初とき時間が所定のしきい値を超えた - 100 ms 前刺激筋の 3 つの標準偏差プラスを意味)32,46。</li>
	</ol>
</li>
	<li>TVA の中に MEP 振幅、遅延、および CSP を計算します。<ol>
<li>生筋 MEP の正と負のピーク (ピーク-ピークなど) の最大の違いとして振幅 (μ V) を計算します。これらの 2 つの特定の筋肉、TMS 発症後 20-60 ms の時間枠内でピークを検索します。</li>
		<li>TMS 発症と MEP 発症時間として整流 EMG から待ち時間 (ms) を計算します。<ol>
<li>残りの部分よりも TVA の異なる MEP 発症を計算します。MEP 発症とオフセットを計算する 2 つの時間を見つけることによってポイント整流 EMG トレースが 100 ms 前刺激のレベルに設定されて所定のしきい値を超えたことを意味筋。少なくとも前刺激筋電図プラス 3 つの標準偏差の平均値を超えるピークを見つけて、その間 2 時間ポイント。その後、最初のピークから 50 個のデータ ポイント (5000 Hz のサンプリング レート) 時間のピーク前に整流の EMG トレースが最初平均前刺激筋電図のしきい値を超えたことに検索します。MEP 発症32としてその時間を定義します。</li>
		</ol>
</li>
		<li>MEP オフセットおよび筋電図再開までの時間として整流 EMG から CSP (ms) を計算する (すなわち、絶対 CSP: MEP 期間の除外)47。時間のピークの後の 200 のデータ ポイント (5000 Hz のサンプリング レート) は整流 EMG トレースが最後平均前刺激筋電図; のしきい値を交差する最後のピークから検索します。MEP オフセットとして時間を定義します。その後、整流の EMG トレースが最後平均前刺激筋電図32の 25% を越える時間であるベースライン EMG の再開を計算します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>

著者が明らかに何もありません。

様々 なコホートで動的タスク中に大脳皮質の運動野が脚の筋肉の運動の制御に貢献する方法で新たな関心を考えると、これらの筋肉の徹底的な評価を記述する標準化された TMS プロトコルが必要です。したがって、最初の時間の議定書は標準化された方法論的手順を提供します 2 つ足首拮抗筋、ソルと、TA の二国間の評価の 2 つの筋肉状態 (残り、TVA) 中にパルスを用いた単一 TMS ニューロナビゲーションと。
調査結果は考慮すべきいくつかの重要なステップを指摘する代表の結果セクションで説明されています。まず、ニューロナビゲーション システム各被験者の MRI を使用する必要があり、各筋肉のホット スポットを決定する必要がありますを使用して、他の脚の筋肉と同様に、これらの筋肉の CMR 評価を実施しなければなりません。ニューロナビゲーションはターゲットのモーター領域の上正確な TMS 刺激を導くことができるし、被験者の MRI を使用すると、ターゲットの運動領域がすることができます正確に56,<sup class="xref...

脛骨前方 (TA)、ヒラメ (SOL) 足首拮抗筋、下腿の前部と後部コンパートメントにそれぞれ位置します。両方の筋肉は、TA とソルの主な機能は、背理と plantarflex 腿関節それぞれ1uniarticular、です。さらに、TA は長い筋肉のエクスカーションより機能的で力の生産のより少なく重要が、ソルは、抗重力筋筋2の小遠足で高い力を生成するように設計。両方の筋肉は直立姿勢タスクと動的タスク (例えば、歩行)3,4の間に特に関連しています。ニューラル制御に関する両方の筋肉の motorneuron プールは、下降経路5,6感覚の度合いに加えてモーターを介して脳から神経ドライブを受けます。
経路を降順メイン モーターは、皮質脊髄路に由来するプライマリ、運動前野、補足運動野と脊髄の motorneuron プール7,8で終了です。ヒトでは、この管 (皮質応答 - CMR) の機能的状態動けなかった評価できます経頭蓋磁気刺激 (TMS)、非侵襲的脳刺激ツール9,10を使用します。直立姿勢タスクおよび歩行導入 TMS とその機能的意義を考える、以来 CMR の TA とソルが評価され様々 なコホートとタスク11,12,13,14 ,,1516,17,18,19,20,21,22,23 ,24,25,26,27,28,29,30,31,32.
上肢筋肉33CMR の評価とは対照的普遍的な TMS プロトコルが設定されていない下肢筋肉の CMR の評価のため。以前の研究で大きな方法論的変動と確立されたプロトコルの欠如 (コイルの種類などニューロナビゲーション、強壮剤活性化、テスト側と筋肉のレベルの使用を使用し、CMR の計算対策、など。) 間の結果の解釈を研究、コホートが面倒な複雑で、不正確にすることができます。メジャーは、さまざまな運動タスクに関連の機能、下肢 CMR 評価を下げる特定 TMS プロトコルが設定されてを使用モーター神経科学、リハビリテーション科学者間でこれらの筋肉の CMR を体系的に評価するにはセッションは、多様な集団。
したがって、このプロトコルの目的は、TA と単発 TMS ・ ニューロナビゲーション システムを用いたゾル CMR の二国間の評価を記述するためです。前の仕事と対照をなしてこのプロトコルは妥当性と実験の期間を最適化する方法論的要因を用いた実験手順、データ集録、データの解析の厳しさを最大化し、CMR を標準化を目指しています。これら 2 つ下肢筋の評価。筋肉の CMR は、筋肉が完全にリラックスしているか、部分的に活性化に依存することを考える、このプロトコルは TA とソル CMR を休息と強壮剤自主活性化 (TVA) の中に評価される方法について説明します。以下のセクションは徹底的に現在のプロトコルを説明します。最後に、代表的なデータを提示・説明されます。ここで説明されているプロトコルは、ら201832ことから派生しました。

<table><tbody><tr><td>2 Magstim刺激装置(Bistimモジュール)</td><td>The Magstim Company Limited;ホイットランド、英国</td><td></td><td>前脛骨筋とヒラメ筋の両側運動誘発電位を引き出すために使用されます。</td></tr><tr><td>TMSのシーケンシャルテスト(PEST)による適応パラメータ推定</td><td>http://www.clinicalresearcher.org/software.htm</td><td></td><td>モーターの閾値を決定するために使用されます。</td></tr><tr><td>アンプ</td><td>モーションラボシステム;バトンルージュ、ルンシルバ</td>ニア州、<td>米国 MA-300</td><td>EMGデータの増幅に使用されます。</td></tr><tr><td>データAqcuisitionユニット</td><td>モーションラボシステム;バトンルージュ、LN、米国マイクロ</td><td>1401</td><td>EMGデータのaqcuireに使用されます。</td></tr><tr><td>ダブルコーンコイル</td><td>マグスティムカンパニーリミテッド;ホイットランド、英国</td><td>PN:9902AP</td><td>前脛骨筋とヒラメ筋の両側運動誘発電位を引き出すために使用されます。</td></tr><tr><td>ポラリス・</td><td>ノース・デジタル株式会社;ウォータールー、オンタリオ州、カナダ</td><td></td><td>被写体トラッカーとコイルトラッカーにある反射マーカーを追跡するために使用されます。</td></tr><tr><td>シグナル</td><td>ケンブリッジエレクトロニクスデザインリミテッド;ケンブリッジ、英国</td><td>版6</td><td>休息時およびTVA中に運動誘発電位を収集するために使用されます。</td></tr><tr><td>シングルダブル差動表面EMG電極モーション</td><td>ラボシステム;バトンルージュ、ルンシルバニア州、米国</td><td>MA-411</td><td>EMG信号の記録に使用されます。</td></tr><tr><td>TMS Frameless Stereotaxy Neuronavigation Sytem</td><td>Brainsight 3, Rouge Research, モントリオール, カナダ</td><td></td><td>TMS評価中にコイル位置をナビゲートするために使用されます。</td></tr><tr><td>ウォーカーブーツ</td><td>マウンテンサイド医療機器、マーシー、ニューヨーク</td><td></td>足<td>首関節を安定させるために使用されます。</td></tr></tbody></table>

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

Bilateral Assessment of the Corticospinal Pathways of the Ankle Muscles Using Navigated Transcranial Magnetic Stimulation

下腿遠位部の筋肉は人間メイン モーターの下降経路の一つである皮質脊髄路を介して運動皮質からの神経入力を受け取るし、経頭蓋磁気刺激 (TMS) を使用して評価することができます。直立姿勢と動的タスク、ウォーキングなどで下腿遠位部の筋肉の役割を与えられた評価とこれらの筋肉の機能を基準にしての皮質脊髄路の変調の研究関心の高まりは、過去 10 年間で浮上しています。ただし、前の仕事で使用される方法論的パラメーターは、横断的・縦断的研究の結果の解釈をより堅牢にする研究に変化しています。したがって、脚の筋肉の皮質応答 (CMR) の評価に特定標準化された TMS プロトコルの使用結果の直接の比較研究とコホートで許可されます。本稿の目的は、単発 TMS を用いたニューロナビゲーション システムの 2 つ主要な足首拮抗筋、前脛骨筋とヒラメ、二国間 CMR を同時に評価するための柔軟性を提供するプロトコルを提示することです。この議定書は、検査された筋肉が完全にリラックスや尺最大等尺性随意収縮の定義の割合で契約が適用されます。ニューロナビゲーション システムと各教科の構造 MRI を用いた正確な正確な位置決めコイルの脚の皮質表現を評価中に保証します。派生 CMR 対策の矛盾を考えると、このプロトコルはまた自動化されたアルゴリズムを使用して、これらの対策の標準化された計算をについて説明します。このプロトコルは、直立姿勢または動的タスク中に実施しないものの、足の筋肉、敵対的または相乗的、神経学的そのままと障害の両方の科目での二国間のペアを評価するために使用できます。

図 2-4データから現在代表的な神経学的にそのまま 31 歳男性身長・体重 178 cm ・ 83 kg よりそれぞれ。
図 2は、二国間のホット スポットと各足首の筋の RMT を示します。各半球の足領域の中央上にあるスポットを使用 (図 1 bの正方形を参照)、MSO がホット スポットの狩猟に使用された二国間 45% の強度。各筋肉のためのホット スポットの場所が異なる半球では、まだ脚運動皮質に位置していたすべての 4 つのホット スポットとして予想されます。この発見は、TA とソルが同じホット スポット; を共有していないことを示しますしたがって、各筋肉の CMR は、同じホット スポットを使用して両方の筋肉の反対の各筋のホット スポットを使用して評価されなければなりません。各筋肉のため二国間 RMT した適応的しきい値狩猟法を用いたします。6 〜 22 刺激 RMT を決定するために適用される刺激の数です。各筋肉の 2 つの RMT 値の差は 1% 〜 3% であった M...

存在のプロトコル記述する単発経頭蓋磁気刺激とニューロナビゲーションを使用して残りの部分と強壮剤の自主活性化中に前脛骨筋とヒラメ筋の皮質応答の同時、二国間の評価システム。

Distal leg muscles receive neural input from motor cortical areas via the corticospinal tract, which is one of the main motor descending pathway in humans ...

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。

bilateral-assessment-corticospinal-pathways-ankle-muscles-using

Research

JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

出典: Taube, W., et.al., 非侵襲的評価 of Changes in Corticomotorneuronal Transmission in Humans.J. Vis. 経験。(2017年)このビデオは、反復経頭蓋磁気刺激 (rTMS)...

ヒト皮質運動ニューロンシナプスにおける反復経頭蓋磁気刺激誘発変化

出典: Charalambos, C. C., et al.ナビゲート経頭蓋磁気刺激を使用した足首筋の皮質脊髄経路の両側評価。J. Vis. 経験。(2019年)このビデオでは、経頭蓋磁気刺激 (TMS)...

経頭蓋磁気刺激を使用した皮質脊髄経路の評価

この研究では、一次運動皮質、神経navigation、手筋の筋電図活動の登録に対する単パルス経頭蓋磁気刺激を用いて、参加者が行動配列を観察している間にコルチコ脊髄興奮性を探求した。...

行動観察中のコルチコ脊髄興奮性変調

&gt;jove_content&lt;この記事では、インタラクティブな脳卒中後バランスリハビリテーションシステムのための新しい低コストのヒューマンマシンインターフェースを紹介します。このシステムは、自発的に駆動される電気治療パラダイムに向けて、既製の低コストセンサーを統合しています。概念実証ソフトウェアインターフェースは、健康なボランティアでデモンストレーションされています。...

脳卒中後のバランスリハビリテーションのための神経筋電気刺激システムで低コストのセンサーを統合ヒューマンマシンインターフェース

本研究の目的は、経頭蓋磁気刺激を繰り返した後のヒトの皮質神経動脈シナプスにおける透過の変化を評価することであった。この目的のために、経路特異的皮質脊髄伝達の評価、 すなわち、多シナプス接続からの速い直接的皮質脊髄路の識別を可能にする電気生理学的方法が導入される。...

ヒトにおける皮質傷害性伝達の変化の非侵襲的評価

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。...

経皮的電気神経刺激を使用した神経筋機能の評価

この記事では、経頭蓋磁気刺激を用いて機能的に特異的な神経経路を測定し、強化するための新しいアプローチについて説明します。これらの高度な非侵襲的な脳刺激方法論は、脳と行動の関係を理解し、脳障害を治療するための新しい治療法の開発のための新しい機会を提供することができます。...

経頭蓋磁気刺激によるヒト運動系における機能的特異的神経経路の測定と操作

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

対側沈黙期間(cSP)評価は、皮質の興奮性と治療反応を指標とする有望なバイオマーカーです。上肢と下肢のM1皮質脊髄抑制を研究することを目的としたcSPを評価するためのプロトコルを示します。...

M1皮質脊髄抑制の検討のための単一パルス経頭蓋磁気刺激による対側沈黙期間の測定

この論文では、反復刺激プロトコルを使用した長期増強様皮質可塑性の標準化された誘導と、その後、神経ナビゲーション...

経頭蓋磁気刺激を用いた長期増強様皮質可塑性の標準化された誘導と評価

ここでは、nTMSと拡散テンソルイメージング(DTI)に基づく皮質脊髄路(CST)再建を組み合わせた運動マッピングの標準化プロトコルを説明します。このプロトコルは再現性が高く、臨床的に実現可能であり、日常的な臨床ワークフローに容易に統合できるため、運動経路評価、神経可塑性研究、リハビリテーション計画のための堅牢で価値ある枠組みを提供します。...

ナビゲーション経頭蓋磁気刺激を用いた機能的運動マッピングの標準化プロトコル

学ぶ経頭蓋磁気刺激を用いた足首筋の皮質運動応答の標準化プロトコル。ニューロナビゲーションと個別MRIデータにより正確なコイル配置を実現し、健常者および脳卒中患者における両側性評価の再現性を向上させます。

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

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