Transcranial Magnetic Stimulation에 의해 유도된 반대쪽 침묵 기간 측정(Measuring the Contralateral Silent Period Induced by Transcranial Magnetic Stimulation)

초록

출처: Rebello-Sanchez, I., et al. M1 피질 척수 억제를 조사하기 위해 단일 펄스 경두개 자기 자극에 의해 유도된 반대쪽 침묵 기간 측정. J. Vis. 특급. (2022).

이 비디오는 경두개 자기 자극을 사용하여 반대쪽 침묵 기간(cSP)을 측정하는 기술을 보여줍니다. 환자의 손을 엎드린 자세로 놓고 첫 번째 등쪽 골간근(FDI)에 전극을 놓습니다. 그런 다음 엄지와 검지 사이에 힘 측정 장치를 놓습니다. 뇌의 일차 운동 피질(M1) 영역을 확인합니다. 힘 측정 장치에 대한 표준화된 압력을 유지하고 M1 영역을 자극하여 MEP(motor-evoked potential)라고 하는 근육 활동을 기록한 다음 cSP라고 하는 근육 활동이 감소하는 기간을 기록합니다.

프로토콜

인간 참가자와 관련된 모든 절차는 인간 복지를 위한 제도적, 국가적, 국제적 지침에 따라 수행되었으며 지역 기관 검토 위원회의 검토를 거쳤습니다.

1. 실험 절차 (그림 1)

1. 전극을 배치할 근육을 선택합니다.
   1. 피험자에게 엎드린 자세로 테이블 위에 손을 올려놓으라고 합니다. 첫 번째 중수골 골과 두 번째 중수골 골 사이에 국한된 FDI 근육을 선택합니다. FDI를 식별하기 위해, 피험자에게 저항에 대항하여 검지 손가락을 빼앗고, 나머지 손은 움직이지 않고 탁자 위에 눕히고, 당신이 그 부위를 촉진하는 동안
   물어본다.
   2. 선택한 영역을 노출시킵니다. 필요한 경우 일회용 면도기를 사용하여 해당 부위를 면도하여 전극 접촉을 개선하고 알코올 패드로 해당 부위를 청소하여 피부 유분 및 임피던스를 증가시킬 수 있는 기타 요인을 제거합니다. 전극과 접촉할 수 있는 자유로운 피부가 있음을 인증합니다.
      메모: 하지 활동을 평가하는 경우 전극 배치를 위해 경골 전방(TA) 근육을 사용합니다. 그것은 경골의 측면에 국한되어 있으며 피부의 표면 근처에 있습니다. 발목 배굴곡으로 식별할 수 있습니다.
2. 표면 근전도 검사(EMG) 전극을 배치합니다.
   1. 영역이 노출되고 청소된 상태에서 채널의 각 전극에 전도성 젤을 적용하여 우수한 임피던스를 보장합니다.
   2. 음극 전극을 FDI 근육의 배(근육 배의 중앙 또는 가장 두드러진 돌출부)의 배에 놓고 양극을 원위 지절간 관절에 전극 간 거리가 최소 1.5cm인 위치에 놓습니다.손목의 척골 경골 돌기 위에 기준 전극(중성)을 놓습니다.
      메모: 운동 종점, 근육 힘줄 또는 기타 활성 근육의 존재는 녹음의 안정성에 영향을 줄 수 있으므로 이러한 위치를 피하는 것이 중요합니다. TA 근육의 경우, 전극은 비골 끝과 내측 상골 끝을 연결하는 선의 1/3에 위치해야 합니다. 각 전극의 전극 사이에 20mm의 거리를 두고 기준 전극을 발목에 놓습니다.
3. 필요한 근육 수축력을 결정합니다.
   1. 디지털 핀치 동력계와 사각 피라미드 지지대를 사용하여 기계적 왜곡을 최소화하고 수축을 최소화하기 위해 감도를 높입니다.
   2. 피라미드 지지대의 도움으로 첫 번째 손가락과 두 번째 손가락 사이에 동력계를 놓습니다. 세 번째, 네 번째, 다섯 번째 손가락은 테이블 위에 가만히 놓여 있고 1번째와 두 번째 손가락은 꼬집는 동작의 힘을 생성하는지 확인합니다.
   3. 고정된 위치에서 참가자에게 첫 번째 손가락으로 동력계를 누르고 검지 손가락으로 피라미드 측면을 눌러 최대 힘으로 동력계-피라미드 시스템을 누르고 FDI 근육의 강한 수축을 생성하도록 요청합니다.
   4. 이 값을 참조로 사용하여 최대 힘의 20%를 결정합니다. 참가자는 지속적인 수축의 20%에서 목표를 유지하는 연습을 해야 합니다. 최대 자발적 수축(MVC)의 15%-25%의 변동을 허용합니다.
      메모: 또는 조사 중인 고립된 근육 활동을 포착할 수 있는 동력계를 사용할 수 없는 경우 EMG 피드백을 사용하여 힘을 표준화합니다. 레코딩 소프트웨어는 피험자의 최대 힘에 해당하는 최대 피크 대 피크 진폭을 측정하고 이 값을 기준으로 20% MVC를 결정합니다. 피험자는 20%가 달성되었을 때 시각적 및/또는 청각적 단서를 받을 수 있습니다.
4. 핫스팟 검색을 위한 초기 위치 식별
   1. 피험자의 머리에 수영 모자를 씌웁니다. 모든 기준점이 표시됩니다.
   2. 나시온(nasion, 이마와 코 사이의 지점)에서 이니온(inion, 후두부에서 가장 두드러진 지점)까지 머리의 시상 둘레를 측정합니다. 이 값을 2로 나누고 머리의 중간 지점을 표시합니다.
   3. 환자의 내측(nasion), 인이온(inion), 오른쪽 및 왼쪽 외이의 나선, 오른쪽 및 왼쪽 안와상융기(supraorbital ridge)의 위치를 표시합니다. 이는 시술 중에 캡이 미끄러지지 않았음 및/또는 향후 실험에서 환자의 머리에 동일하게 위치할 것임을 증명하기 위한 것입니다.
   4. 위에서 설명한 대로 Tragus-to-Tragus 거리를 측정하고 중간에 표시를 추가합니다. 그들 사이의 교차점, 정점(Cz)으로 식별되는 점을 표시합니다.
   5. 꼭짓점에서 시상선과 평행하게 측면으로 5cm, 선택한 근육의 반대쪽 방향으로 이동합니다. 이 표시는 손 운동 피질과 동일한 관상 수준에 있는 (M1)을 대략적으로 식별합니다. 이를 첫 번째 지점으로 사용하여 핫스팟 검색을 시작합니다.
   6. 핫스팟은 가장 낮은 운동 역치가 감지될 수 있는 운동 피질의 영역입니다. 낮은 강도(예: 최대 자극기 출력[MSO]의 30%)를 설정하고 첫 번째 지점에 여러 펄스를 전달하여 검색을 시작합니다.
   7. EMG 인덱스 반응(즉, MEP)을 감지하는 가장 낮은 자극을 식별할 때까지 작은 강도 증분으로 추적합니다. 자극을 전달하기 위해 손잡이가 환자의 뒤쪽을 향하도록 하여 시상선과 관련하여 8자 모양의 코일을 45° 각도로 기울입니다.
   8. 최상의 지점이 식별되었는지 확인하려면 첫 번째 지점 주위를 이동하고 전방 1cm, 측면 1cm, 내측 1cm, 후방 1cm에서 후속 ~3개의 MEP를 테스트합니다. 일관된 응답을 위해 필요한 만큼 이 절차를 반복합니다. 가장 큰 MEP를 이끌어내는 지점을 고수하십시오.
   9. 핫스팟을 찾으면 환자의 머리에 해당 지점을 표시합니다(수영 모자). 이 실험 및 잠재적인 후속 방문 중에 이 위치를 사용합니다. 과도한 압력으로 인해 피험자에게 불편함을 주지 않도록 주의하십시오. 양손을 사용하여 피험자의 머리에 있는 코일을 지지합니다.
5. 휴지 모터 임계값(RMT) 결정
   1. 모터 임계값을 감지 가능한 최소 진폭(일반적으로 최소 50-100μV)의 MEP를 촉진하는 데 필요한 최소 강도로 추정합니다.
   2. 운동 역치를 결정하려면 핫스팟에서 10개의 연속 자극을 적용하고 시험의 50%에서 대상 근육에서 최소 50μV의 피크 대 피크 진폭을 가진 MEP를 생성한 가장 낮은 강도를 선택합니다.
      메모: 이 프로토콜은 휴식 시 목표 근육(RMT) 또는 활성 수축(활성 운동 역치[AMT]) 중에 수행할 수 있습니다. 둘 다 초임계값 TMS 펄스에 대한 참조로 추가로 사용될 수 있습니다. AMT의 인수는 MVC의 표준화에 의존하기 때문에 변동성이 더 크며, 이는 여러 평가가 있는 종단 연구에서 문제가 될 수 있습니다.
6. CSP 프로토콜
   1. 표적 근육의 강장제 자발적 수축 동안 MEP를 유도하기 위해 초역치 자극을 전달합니다.
   2. RMT의 120%의 자극 강도(SI)로 10개의 자극을 전달하고 그 사이에 10초 간격을 둡니다. 자극을 가하는 동안 환자에게 동력계로 연습한 대로 목표 근육의 최대 운동 수축의 20%를 유지하도록 요청하십시오.
   3. 전체 SP를 캡처하려면 EMG 시간 창이 최대 400ms의 EMG 활동을 캡처할 수 있을 만큼 충분히 긴지 인증합니다. 드물지 않게 - 연구 중인 질병에 따라 - 피험자는 성공적인 cSP를 얻기 위해 더 높은 SI를 요구할 수 있습니다.

결과

그림 1: 실험 단계. 1. FDI 근육의 복부에 전극 배치 2. 손가락 사이의 동력계 위치. 3. 20% MVC의 표준화를 테스트하기 위한 대상 근육의 자발적 수축 4. 핫스팟 및 RMT(10번의 시도 중 5번에서 최소 50mV의 MEP를 유도하는 가장 낮은 자극) 식별을 위한 헤드 측정 및 TMS 펄스 5. CSP 프로토콜, 지속적인 근육 수축 동안 120% RMT와 10초 간격으로 10개의 펄스를 일관되게 수행합니다. 하단 중앙 그림에서 작은 빨간색 사각형은 단일 TMS 펄스를 나타내며 TMS 이전 자극(지속적인 근육 수축 및 배경 EMG 활동)과 cSP 기록을 나눕니다. CSP는 MEP의 시작부터 파란색 사각형 안에 표시되는 EMG 기준선 활동이 다시 나타날 때까지 고려됩니다. 노란색 사각형에 MEP 대기 시간이...

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
알코올 패드	메드라인		70% 이소프로필 알코올로 제조하기
전도성 젤	위버 앤 컴퍼니		전극에 사용
에코 핀치	제이텍 메디컬	0902A302	디지털 동력계.
메가 EMG	소테릭스 메디컬	NS006201	소프트웨어가 내장된 디지털 다중 채널 EMG.
MEGA-TMS 코일	소테릭스 메디컬	NS063201	8 모양의 TMS 코일
Mega-TMS 자극기	소테릭스 메디컬	6990061	단일 펄스 TMS
Neuro-MEP.NET	소테릭스 메디컬		근육의 전기 활동을 분석하는 데 사용되는 EMG 소프트웨어.
수영 모자	키퍼