Name: 사용 하 여 발목 근육의 Corticospinal 통로의 양측 평가 Transcranial 자석 자극 탐색 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-02-19T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 6 s
Description: 배우세요 경두개 자기 자극법을 이용하여 발목 근육의 양측 피질척수 반응을 평가하는 방법을. 신경항법을 활용한 이 표준화된 프로토콜은 건강한 사람과 뇌졸중 환자 모두에서 신뢰할 수 있는 운동 유발 전위 측정을 가능하게 합니다.

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저자 박사 제시 C. 딘 방법론 개발을 돕는 원고 초안에 피드백을 제공 하 고 감사 합니다. 이 작품은 버지니아 경력 개발 상 2 RR & D N0787 W (MGB), 제도적 개발 수상 국립 과학 연구소에서의 일반 의료 보조금 번호 P20-GM109040 (SAK) NIH의 및 P2CHD086844 (SAK)에 의해 지원 되었다. 콘텐츠는 재향 군인 담당 부서 또는 미국 정부의 의견을 대표 하지 않는다.

이 프로토콜에서 제공 하는 모든 실험 절차 현지 기관 검토 위원회에 의해 승인 되며 헬싱키 선언에 따라.
1. 동의 과정 및 안전 설문
<ol><li>각 과목 설명 이전에 어떤 실험 연구, 주요 실험 절차 및 연구에 참여와 관련 된 잠재적인 위험 요인의 aim(s). 대답 후 질문이 나 주제를 할 수 있습니다, 동의 과정을 인정 하 고 동의 양식에 서명 하는 과목을 부탁 드립니다.</li>
	<li>MRI34 및 TMS35 안전 심사 설문 주제 안전 하 고 MRI와 TMS 테스트에 대 한 자격을 관리 합니다. MRI와 TMS 평가에서 모든 안전 기준을 충족 하지 않는 모든 과목을 제외 합니다.</li>
</ol>2. MRI 및 Neuronavigation 시스템의 준비
<ol><li>TMS 평가32전에 MRI 평가 관리 합니다. 과목 편안한 자세를 위해 그들의 무릎 아래에 배치 하는 방석을 가진 부정사 자리에 누워 있다. 스캐너에 아직도 계속 과목을 지시 합니다.<ol>
<li>스캐너의 시끄러운 소음을 감쇠 하는 주제에 귀 보호를 제공 합니다. 우선적으로 neuronavigation 시스템에서 귀 muffs 제목 이미지 등록에 대 한 양자 supratragic 노치의 사용을 통해 귀 플러그를 사용 (5.2 참조).</li>
		<li>고해상도 T-1 가중치 해부학 적 뇌 이미지를 얻을 (최소 요구 사항: 1mm 슬라이스 두께 전체 뇌와 소 뇌 검사), NFTI 또는 DICOM 파일으로. 그 코 neuronavigation 시스템에서 제목 이미지 등록에 대 한 코의 끝의 사용 이미지에 완전히 포함 되어 확인 (5.2 참조).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Neuronavigation 시스템에 MRI 파일을 업로드. 공동 등록 수동으로 앞쪽 및 후부 commissures에 각 과목의 MRI의 MRI는 몬트리올 신경학 연구소 atlas를 사용 하 여 매핑할 수 있습니다.<ol>
<li>각각 두개골과 뇌 조직 주위에 테두리 상자를 조정 하 여 피부와 전체 곡선 뇌 모델을 재구성 합니다. 4 해부학 적 랜드마크를 식별 (, 코 끝 교정-코, 그리고 오른쪽과 왼쪽 귀의 supratragic 노치의 다리)는 피부를 사용 하 여 모델 ( 그림 1A참조).</li>
		<li>재건축된 곡선 두뇌를 사용 하 여 각 반구에서 다리 모터 피 질 영역 사각형 격자 배치 ( 그림 1B를 참조). 센터에서, 다리 모터 피 질 영역 자극 다리 모터 풀 corticospinal 책자36의 발원지의 이랑 위에 눈금의 중심으로 행을 배치 합니다. 병렬 및 동측 반구의 중간 벽에 인접 한 격자의 중간 열 위치입니다.</li>
		<li>있는 방향에서 오류 무시할 수에 효과가 있는 방향에서 오류 자극 사이트를 변경할 수 있습니다 두 피 기반 대상 접근을 사용 하는 대신 자극 사이트37 피 기반 접근 방식을 사용 합니다. 이 그리드를 사용 하 여 핫 스폿의 찾을. 모터 매핑에 추가 더 많은 관광 명소 및 관광 명소 사이의 거리를 증가 하 여 더 큰 격자를 사용 하 여 (예를 들어, 10 m m).</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. 주제 준비 및 배치
<ol><li>단일 펄스 4 표면 EMG 전극의 총을 사용 하 여 TMS electrophysiological 응답 측정. 준비 및 전극의 배치에 대 한 주제는 서 있는 위치에 게시 된 가이드라인38,39 및 완전 한 배치를 사용 합니다.<ol>
<li>준비는 각 전극 면도 하 고 가볍게 어떤 죽은 피부 세포와 알코올 면봉을 사용 하 여 오일 토닝으로 배치 될 것 이다 지역. 주의: 혈액 희석제 (예를 들어, 사람들이 후 스트로크)에 과목에 대 한 출혈의 잠재적인 위험으로 인해 피부 준비 하는 동안 주의 사용 합니다.</li>
		<li>TA 양측에 전극을 부착 합니다. 서 있는 위치에 있는 동안 그들의 발가락을 위쪽으로 해제 하 고 다음 비 골의 머리와 중간 malleolus (즉, 근육 배꼽 바로 옆 tibial 크레스트에) 사이 선의 상단 세번째에 전극 배치를 과목을 부탁 드립니다.</li>
		<li>솔에 양측 전극에 연결. 서 있는 위치에 있는 동안을 발뒤꿈치 인상 수행 후 전극 측면 대 퇴 관절 돌기 사이의 측면 발목 라인의 더 낮은 세 번째에서 주제 요청.</li>
		<li>접지 참조 수동 전극 슬 개 골 또는 측면 발목에 부착 합니다. EMG 수집 단위에 따라 양측 또는 일방적으로 접지 전극을 놓습니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>전극의 배치와의 신호 품질을 테스트 합니다.<ol>
<li>컴퓨터 화면에 dorsiflex 또는 plantarflex 모든 근육의 원시 EMG 신호를 표시 하는 동안 직 립 자세에서 발목 테스트 주제를 요청 하 여 전극의 배치 (예를 들어, 명확한 시각적으로 감지 EMG 파열에 대 한)를 테스트 합니다. 잃어버렸던된 전극의 경우 제거 하 고 최소한의 배경 잡음을 가진 명확한 시각적으로 감지 EMG 파열 될 때까지 그것을 대체 합니다. 적절 한 신호 대 잡음 비 모터 응답 (> 50 µ V) 감지에 중요 하다.</li>
		<li>나머지에 근육에서 자리가 주어진된 주제와 TMS 코일 상태 TMS 단위를 몇 번 방전에 의해 신호를 (예를 들어, 초기 잡음에 대 한)의 품질을 테스트 합니다. 검사 각 EMG 채널에 대 한 초기 신호 0에 가까운 (즉, 피크 대 피크 진폭 50 µ V 이어야 한다 그리고 거기에 기준 소음, 50 또는 60 Hz 전원 선 흠 등). 초기 잡음 채널에 있는 경우 해당 전극 제거 고 피부 준비 절차를 반복 합니다. 잡음은 여전히 존재 하는 경우 (즉, 피크 대 피크 진폭 > 50 µ V), 참조 전극의 위치를 조정 하 고 전해질 젤을 대체 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>모든 전극 가벼운 거품 사전 포장 테이프를 사용 하 여 보호 합니다. 주기적으로 실험, 전극 안전 하 게 연결 되어 있는지 확인 하 고 하는 신호는 좋은 품질.</li>
	<li>좌석의 자에 주제. 특정 위치 조정 될 TVA 테스트 하는 동안 저항을 제공 하는 발목 ROM을 허용 하는 (즉, 발목 발 정형) 부츠를 걷고 두 발 보안 과목에 걸쳐 일관 된 발 배치를 확인 합니다. 주제 불편을 피하기 위해 엉덩이 무릎 각도 조정 합니다. 실험을 통해 여전히 계속 주제를 지시 합니다. 사용 가능한 경우 사용이 마 휴식 TMS 응용 프로그램, 아직도 동안 주제를 계속의 자에 첨부.</li>
</ol>4. TVA 테스트
<ol><li>양측 각 근육의 최대 자발적인 isometric 수축 (MVIC) 확인 합니다. 각 동작 (즉, dorsiflexion 및 plantarflexion)에 대 한 지시 극대로 계약 contralateral 시험된 근육 (예를 들어, 오른쪽 TA) 4 회 과목 (60 구분 ~ 5의 수축 나머지의 s) 주제는 자세에 장착 하는 동안 위에서 설명한.</li>
	<li>(즉, 최대 정류 및 마무리 EMG 중심 100 ms 창 내에서 평균) 각 MVIC 동안 최대 근육 활동 값 계산, 마지막 3의 세 가지 값의 평균 고 각 근육의 15 ± 5%의 평균 MVIC입니다. 주의: 큰 %MVIC 사용할 수 있습니다, 하지만 그것은 임상 동료 (예를 들어, 사람들이 후 스트로크)에 실현 되지 않을 수 있습니다.</li>
</ol>5입니다. Neuronavigation 시스템에 등록
<ol><li>추적기는 각 격자 자리를 자극 하는 동안 코일의 위치를 방해 하지 않습니다 그래서 자극된 반구에서 반대 측에서 피사체의 머리에 반사 마커 주제 추적기는 머리 띠 또는 안경, 장소. 주의: 머리 띠 사용 하는 경우, 그것은 오랜된 기간 후 두통이 발생할 수 있습니다 있기 때문에 머리, 아직 지나치게 꽉의에 아늑한 인지 확인 합니다.</li>
	<li>피사체 추적, 포인터, 그리고 코일 추적기의 캡처 볼륨 공간에 배치 하 여 모션 캡처 카메라의 적절 한 위치를 확인 합니다. 4 해 부 landmaks ( 그림 1A참조)에 포인터의 팁을 배치 하 여 제목 이미지 등록을 수행 합니다.</li>
	<li>일단 모든 해부학 적 랜드마크 샘플링, 등록의 두개골 (즉, 유효성 검사 단계)을 통해 여러 관광 명소에 포인터의 팁을 배치 하 여 정확 하 게 발생 하는 여부를 확인 합니다. 포인터의 끝에서 거리 복원된 피부를 3mm 미만 이면 진행 TMS 실험; 그렇지 않으면, 반복 주제-이미지 등록 원하는 오류 값 얻을 수 있습니다. 실험, 동안 반복 등록 경우 대상이 추적기 실수로 이동 합니다.</li>
</ol>6입니다. TMS
<ol><li>동일한 방법론 매개 변수를 사용 하 여 나머지 및 TVA.<ol>
<li>단일 펄스 자극 검사 근육의 최적의 사이트 (즉, 핫 스폿; 대 한 자세한 내용은 다음 단락을 참조)에 적용 됩니다. 각 자극 무작위로 모든 5-10 s 자극 기대를 방지 하 고 후속 한40이전 펄스의 수행 효과 최소화 하기 위해 적용 됩니다.</li>
		<li>경우에서 두 TMS 단위 동시에 사용 됩니다 설정 단위에서 표준 또는 동시 모드41. 표준 모드 동시 모드 적용 한 단위 보다 더 강한 펄스 반면 단일 단위 보다 약한 펄스 적용 됩니다. 중 하나를 사용 하 여 프로토콜 및 자극의 총 수를 기반으로 수 있습니다.</li>
		<li>두 배 콘 코일을 사용 하 여 posteroanterior intracranial 전류 유도. 필요한 경우 neuronavigation 시스템을 사용 하 여 코일을 수동으로 제어 하 고 올바른 관계는 원하는 위치로 자극 각 자극 전에 자리.</li>
		<li>세션 및 과목, 무작위 검사 근육과 반구의 순서. 항상 나머지 (예를 들어, TVA 테스트 인해 하강 통로의 피로)에서 테스트 어떤 간섭을 유발 하지 않도록 나머지 조건 후 TVA 상태를 관리할 수 있습니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>양측 모두 근육의 핫 스폿을 확인 합니다.<ol>
<li>가운데 자리 interhemispheric 균열 옆에 단일 자극을 적용 하 여 핫 스폿을 사냥 하는 동안 사용 될 것입니다 suprathreshold 강도 찾아 ( 그림 1B에서 파란색과 빨간색 사각형 참조). 그것은 다리 모터 지역36,42의 장소에 위치 하기 때문에이 자리를 사용 합니다.</li>
		<li>(예: 30% 최대 자극 출력; 낮은 강도로 시작 MSO) 점차적으로 증가 TMS 강도 5% 단위로 모터 갖는 잠재력 (MEP) elicits 강도 도달 하는 때까지 3 연속 자극에 대 한 모든 contralateral 시험된 근육에서 50 µ V 보다 큰 피크 대 피크 진폭.</li>
		<li>확인 후 각 자극 한 MEP elicited 되었습니다 여부 원시 파형 피크 대 피크 진폭에 따라 (검색 창: 20-60 ms 게시물-TMS 발병)의 모든 근육을 검사.</li>
		<li>그리드 (총 36 자극)의 각 자리에 한 TMS 펄스를 적용 합니다. 핫 스폿 프로토콜 완료 후 전송 스프레드시트 및 정렬 낮은 높은 진폭의 모든 contralateral 근육에 대 한 각 자리 값 진폭 및 대기 시간 및 대기 시간 낮은에서 높은. 가장 큰 진폭 및 짧은 대기 시간43표에 위치로 contralateral TA와 솔의 핫 스팟을 식별 합니다. 주의: 있다면 큰 진폭 및 짧은 대기 시간 같은 자리에, 가장 큰 진폭을 사용 하 여 핫 스폿을 정의 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>각 근육 모터 임계값 (RMT) 휴식의 양자 결정 합니다.<ol>
<li>시험된 근육의 뜨거운 자리에 해당 하는 neuronavigation 시스템에서 그리드에 자리를 선택 합니다.</li>
		<li>RMT 시험된 근육44의 결정에 대 한 적응형 임계값 사냥 메서드를 사용 합니다. 45 6%에서 초기 강도 및 단계 크기를 설정 MSO, 각각32. 각 근육에 대 한 두 번 RMT 사냥을 실행 하 고 후속 CMR 평가 대 한 평균을 사용 하 여.</li>
	</ol>
</li>
	<li>평가 양측 TA와 솔 CMR 나머지 기간 동안.<ol>
<li>시험된 근육의 뜨거운 자리에 해당 하는 neuronavigation 시스템에서 그리드에 자리를 선택 합니다. 10 단일 TMS 펄스 시험된 근육의 1.2 RMT에서 적용 됩니다.</li>
		<li>각 자극 하기 전에 가만히 양측 검사 근육을 이완 하 고 컴퓨터 화면에 표시 실시간으로 시각적 피드백을 사용 하 여 모든 근육의 활동을 모니터링을 지시. 경우에 어떤 근육 활성 TMS 전후, 그 재판을 취소 하 고 추가 단일 펄스를 적용 합니다. 나머지에서 각 contralateral 시험된 근육 10 파형 수집 된 때까지 반복 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>평가 양측 TA 및 솔 CMR TVA 중.<ol>
<li>시험된 근육의 뜨거운 자리에 해당 하는 neuronavigation 시스템에서 그리드에 자리를 선택 합니다.</li>
		<li>과목 15 ± 5%에서 검사 근육을 계약 하 게 MVIC 1.2 RMT에서 10 단일 TMS 펄스를 적용. 부드럽게 이동 라인을 유지 하는 과목을 지시 (0.165의 제곱 진폭 s) 검사 근육의 TA 또는 솔, 두 개의 수평 커서 내 (MVIC 범위: 15 ± 5%) 그리고 몇 초 동안 그 수준에서 그 수축 유지.</li>
		<li>TA 시험된 근육 인 주제를 약간 형식 부트스트랩에 대하여 그들의 contralateral 다리 (즉, 시험 근육 자극된 반구 contralateral 다리) 부탁 드립니다. SOL이 시험된 근육, contralateral 다리에 부팅에 대 한 약간 밀어 과목을 부탁 드립니다.</li>
		<li>활성 시험된 근육의 근육 활동을 모니터링 하 고 실시간으로 시각적 피드백을 사용 하 여 나머지 휴식 근육 컴퓨터 화면에 표시 합니다. 그 자극을 무시 하 고 시험된 근육의 활동은 아래 또는 미리 정해진된 범위 이상 또는 다른 근육을 활성화 하는 경우에 추가 단일 펄스를 다시 적용. 시험된 근육은 미리 정해진된 범위에서 활성화 하는 동안 10 타석을 수집 합니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>7. 데이터 분석
<ol><li>RMT 제외 하 고 모든 CMR 측정값에 대 한 모든 근육에 대 한 각 MEP 스윕 (총 기간 최소 100 ms 사전 자극 기간 500 ms 이상 되어야 함)에서 각 측정값의 값을 계산 하 고 다음 단일 값을 얻으려면 10 값이 평균 (즉 의미)32. 진폭 및 대뇌 피 질의 침묵 기간 (CSP)는 CMR의 프록시 흥분 조치 지연 CMR 프록시 연결 측정 하는 반면. 모두와 TVA, 표준화 각 피사체의 높이 기준으로 대기 시간 대기 시간 시험된 근육45거리에 의해 영향을</li>
	<li>나머지 중 MEP 진폭 및 대기 시간을 계산 합니다.<ol>
<li>가장 큰 차이 MEP의 긍정적이 고 부정적인 봉우리 (즉, 피크-피크)으로 raw EMG에서 진폭 (µ V)를 계산 합니다. 이러한 두 가지 특정 근육 TMS 발병 후 20-60 ms의 시간 창 내에서 피크 투 피크에 대 한 검색. 주의: 비록 20-60 ms의 MEP 검색 창 수 신경학 그대로 과목에 대 한 작업과 사람들 후, 넓은 MEP 검색 창 (예를 들어, 20-75 ms) 다른 신경 집단 (예: 다 발성 경화 증)에 필요할 수 있습니다.</li>
		<li>TMS 발병 및 MEP 발병 사이의 시간으로 정류 EMG에서 대기 시간 (ms)를 계산 (즉, 정류 EMG 먼저 추적 하는 때에 미리 결정 된 임계값 교차-100 ms 사전 자극 EMG의 3 개의 표준 편차 플러스 평균)32 , 46.</li>
	</ol>
</li>
	<li>TVA 중 MEP 진폭, 대기 시간 및 CSP를 계산 합니다.<ol>
<li>가장 큰 차이 MEP의 긍정적이 고 부정적인 봉우리 (즉, 피크-피크)으로 raw EMG에서 진폭 (µ V)를 계산 합니다. 이러한 두 가지 특정 근육 TMS 발병 후 20-60 ms의 시간 창 내에서 피크 투 피크에 대 한 검색.</li>
		<li>TMS 발병 및 MEP 발병 사이의 시간으로 정류 EMG에서 대기 시간 (ms)를 계산 합니다.<ol>
<li>나머지에 비해 TVA에 다르게 MEP 발병을 계산 합니다. MEP 발병 및 오프셋 계산 두 시간을 찾는 하 여 포인트 정류 EMG 추적 100 ms 사전 자극의 수준에 설정 된 미리 결정 된 임계값 교차 EMG를 의미. 그런 다음 적어도 사전 자극 EMG 플러스 3 개의 표준 편차의 평균 보다 큰 봉우리를 찾아서 그 사이 두 시간 포인트. 그런 다음, 첫 번째 피크에서 50의 데이터 요소 (5000 Hz의 샘플링 속도)으로 그 피크 전에 정류 EMG 추적 먼저 의미 사전 자극 EMG의 임계값을 교차 검색. MEP 발병32으로 그 시간을 정의 합니다.</li>
		</ol>
</li>
		<li>MEP 오프셋 및 EMG 재개 사이의 시간으로 정류 EMG에서 CSP (ms)를 계산 (즉, 절대 CSP: MEP 기간 제외)47. 200 데이터 요소 (5000 Hz의 샘플링 속도)으로 그 피크 후 정류 EMG 추적 마지막 의미 사전 자극 EMG;의 문 턱을 넘어 마지막 피크에서 검색 MEP 오프셋으로 그 시간을 정의 합니다. 다음, 계산 기준 EMG의 재개 정류 EMG 추적 마지막 말은 사전 자극 EMG32의 25%를 교차 하는 시간입니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

저자는 공개 없다.

다양 한 동료에 동적 작업 동안 모터 피 질 다리 근육의 모터 제어에 기여 하는 방법에 새로운 관심을 감안할 때,이 근육의 철저 한 평가 설명 하는 표준화 된 TMS 프로토콜 필요 합니다. 따라서, 처음으로, 현재 프로토콜 표준화 방법론 절차 제공 두 발목 반목 하는 근육, 솔과 TA, 양자 평가에 두 근육 상태 (나머지 및 TVA) 동안 사용 하 여 단일 펄스 TM neuronavigation.
대표적인 결과 섹션 지적 고려 해야 하는 몇 가지 중요 한 단계에에서 설명 된 한 발견 첫째, 다른 다리 근육 뿐만 아니라이 근육의 CMR 평가는 각 과목의 MRI를 사용 해야 하 고 각 근육의 핫 스팟 결정 되어야 한다 neuronavigation 시스템을 사용 하 여 실시 한다. Neuronavigation 대상 모터 지역에 정확한 TMS 자극을 가이드 수 있습니다 및 대상 모터 지역 수의 MRI를 사용 하면 정확 하 게56,</s...

Tibialis 앞쪽 (TA)와 soleus (SOL) 발목 반목 하는 근육 각각 더 낮은 다리의 앞쪽 및 후부 구획에 위치 하 고 있습니다. 두 근육은 uniarticular, dorsiflex plantarflex talocrural 합동, 각각1것을 따와 솔의 주요 기능 하는 동안. 또한, 솔은 근육2의 작은 여행으로 높은 강제로 생성 하도록 설계 된 중력 근육 반면 긴 근육 여행에 대 한 더 많은 기능과 힘 생산, 덜 중요 한 따입니다. 두 근육은 특히 관련 직 립 자세와 동적 작업 (예: 산책)3,4. 신경 제어에 관한 두 근육의 motorneuron 풀 하강 하는 통로5,6, 감각 드라이브의 다양 한 각도 뿐만 아니라 모터를 통해 뇌에서 신경 드라이브를 받습니다.
하강 하는 통로가 주요 모터는 기본, premotor 보충 모터 지역에서 유래 하 고 척추 motorneuron 풀7,8에 있는 corticospinal 관 이다. 인간에서는,이 관 (corticomotor 응답-CMR)의 기능 상태 평가 수 있다 수 feasibly transcranial 자석 자극 (TMS), 비-침략 적 뇌 자극 도구9,10를 사용 하 여. 도입 이후 TMS의 및 그들의 기능적 중요성 주어진 직 립 자세 작업과 걷는 동안, CMR의 TA와 솔 되었습니다 평가한 다양 한 동료와 작업11,12,13,14 ,15,16,17,18,19,20,,2122,23 ,,2425,26,27,28,29,30,31,32 .
위 말단 근육33CMR의 평가, 달리 아니 보편적인 TMS 프로토콜 낮은 말단 근육에 CMR의 평가 대 한 설립 되었습니다. 만든된 프로토콜 및 이전 연구에서 큰 방법론 다양성의 부족 (예를 들어, 코일의 종류, neuronavigation, 토 닉 활성화, 테스트 측면 근육의 레벨의 사용 사용 하 고 계산 CMR의 측정, 등. ), 전체 결과의 해석 연구 및 동료, 복잡 한, 복잡 하 고 정확 하지 않은 될 수 있습니다. 측정값은 기능적으로 다양 한 모터 작업에 관련 된, 만든된 TMS 프로토콜 특정 말단 CMR 평가 낮은 모터 신경 및 재활 과학자에 걸쳐 이러한 근육 CMR를 체계적으로 평가 하면 세션 그리고 다양 한 동료입니다.
따라서,이 프로토콜의 목적은 TA 및 단일 펄스 TM과 neuronavigation 시스템을 사용 하 여 솔 CMR의 양자 평가 설명 하기 위해. 이전 작품, 달리이 프로토콜 유효성과 실험의 기간을 최적화 하는 방법 론 적 요소를 채용 하 여 실험 절차, 데이터 수집 및 데이터 분석의 경직을 극대화 하는 CMR 표준화 목표 이러한 두 더 낮은 말단 근육의 평가입니다. 그 근육의 CMR 근육은 완전히 또는 부분적으로 활성화 여부에 따라,이 프로토콜 어떻게 따와 솔 CMR 나머지와 토 닉 자발적인 활성화 (TVA) 중 평가 될 수 있다 설명 합니다. 다음 섹션에서는 철저 하 게 현재 프로토콜을 설명 합니다. 마지막으로, 대표적인 데이터 제시 하 고 논의 될 것입니다. 여기에 설명 된 프로토콜 Charalambous 외. 201832에서 파생 됩니다.

<table><tbody><tr><td>2 Magstim 자극기 (Bistim 모듈)</td><td>Magstim Company Limited; Whitland, UK</td><td></td><td>경골 전방 및 가자미근에서 양측 운동 유발 전위를 유도하는 데 사용됩니다.</td></tr><tr><td>TMS에 대한 PEST(순차 테스트)에 의한 적응형 매개변수 추정</td><td>http://www.clinicalresearcher.org/software.htm</td><td></td><td>모터 임계값을 결정하는 데 사용됩니다.</td></tr><tr><td>증폭기</td><td>모션 랩 시스템; Baton Rouge, LN, USA</td><td>MA-300</td><td>EMG 데이터를 증폭하는 데 사용됩니다.</td></tr><tr><td>데이터 수용 장치</td><td>모션 랩 시스템; Baton Rouge, LN, USA</td><td>Micro 1401</td><td>근전도 데이터를 계산하는 데 사용됩니다.</td></tr><tr><td>더블 콘 코일</td><td>The Magstim Company Limited; Whitland, UK</td><td>PN: 9902AP</td><td>경골 전방 및 가자미 근육에서 양측 운동 유발 전위를 유도하는 데 사용됩니다.</td></tr><tr><td>폴라리스</td><td>노튼 디지털 Inc.; 워털루, 온타리오, 캐나다</td><td></td><td>피사체 추적기 및 코일 추적기에 있는 반사 마커를 추적하는 데 사용됩니다.</td></tr><tr><td>Signal</td><td>Cambridge Electronics Design Limited; Cambridge, UK</td><td>version 6</td><td>휴식 및 TVA 동안 모터 유발 전위를 수집하는 데 사용됩니다.</td></tr><tr><td>단일 이중 차동 표면 EMG 전극</td><td>모션 랩 시스템; Baton Rouge, LN, USA</td><td>MA-411</td><td>근전도 신호를 기록하는 데 사용됩니다.</td></tr><tr><td>TMS Frameless Stereotaxy Neuronavigation Sytem</td><td>Brainsight 3, Rouge Research, Montreal, Canada</td><td></td><td>TMS 평가 중 코일 위치를 탐색하는 데 사용됩니다.</td></tr><tr><td>Walker boot</td><td>Mountainside Medical Equipment, Marcy, NY</td><td></td><td>발목 관절을 안정시키는 데 사용됩니다.</td></tr></tbody></table>

사용 하 여 발목 근육의 corticospinal 통로의 양측 평가 transcranial 자석 자극 탐색

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

원심 다리 근육 corticospinal로, 인 간에 있는 주요 모터 하강 통로 중 하나입니다 통해 모터 피 질 영역에서 신경 입력을 수신 하 고 transcranial 자석 자극 (TMS)를 사용 하 여 평가 될 수 있다. 원심 다리 근육의 역할, 등 직 립 자세 동적 작업을 주어진 평가 및 이러한 근육의 기능을 기준으로 corticospinal 책자의 변조에 대 한 연구 관심이 점점 지난 10 년간에 등장 했습니다. 그러나, 이전 작업에 사용 되는 방법론 매개 덜 강력한 단면 및 경도 연구에서 결과의 해석 하는 연구를 통해 다양 한 있다. 따라서 다리 근육 corticomotor 응답 (CMR)의 평가 표준화 된 TMS 프로토콜의 사용 결과의 직접적인 비교에 대 한 연구와 동료 허용할 것 이다. 이 문서의 목적은 동시에 neuronavigation 시스템으로 단일 펄스 TM를 사용 하 여 두 주요 발목 대립 근육의 앞쪽에 tibialis와 soleus, 양자 CMR을 평가 하기 위해 유연성을 제공 하는 프로토콜을 제시. 현재 프로토콜은 시험된 근육 완전히 편안 하거나 이리저리 최대 자발적 수축 isometric의 정의 된 비율에 계약 하는 동안 적용 됩니다. Neuronavigation 시스템으로 각 과목의 구조상 MRI를 사용 하면 정확 하 고 정확한 위치는 코일의 다리 대뇌 피 질의 표현을 통해 평가 하는 동안. CMR 파생 측정의 불일치를 감안할 때,이 프로토콜 또한 자동화 된 알고리즘을 사용 하 여이 측정의 표준화 된 계산을 설명 합니다. 이 프로토콜은 직 립 자세 또는 동적 작업 동안 실시 하지, 하지만 그것은 양측 대립 또는 신경학 그대로 장애인 주제에 시너지, 다리 근육의 모든 쌍을 평가 하기 위해 사용할 수 있습니다.

그림 2-4 현재 데이터는 대표적인 신경학 그대로 31 년 오래 된 남성에서 178 cm 및 83 킬로그램의 무게와 높이 각각.
그림 2 는 양국과 각 발목 근육의 RMT를 선물 한다. 각 반구에서 다리 영역의 중앙에 위치한 자리를 사용 하 여 ( 그림 1B에서 사각형 참조), MSO 양측 핫 스폿을 사냥에 사용 된 45%의 강도. 각 근육에 대 한 핫스폿 위치 반구, 사이 달랐다 아직 예상 대로 모든 4 개의 핫스팟 다리 모터 피 질 영역에 위치 했다. 이 찾는 나타냅니다 TA와 솔 같은 핫 스팟; 공유 하지 않을 수 있습니다. 따라서, 각 근육의 CMR 각 근육의 핫 스팟 같은 뜨거운 자리를 사용 하 여 두 근육에 대 한 반대를 사용 하 여 평가 한다. 양자 RMT 적응형 임계값-사냥 방법을 사용 하 여 각 근육에 대 한 결정 했다. 22 자극에 6에서 배열 하는 RMT 결정에 대 한 ...

현재 프로토콜 설명 단일 펄스 transcranial 자석 자극 및 neuronavigation를 사용 하 여 나머지와 토 닉 자발적인 활성화 중 앞쪽에 tibialis soleus의 corticomotor 응답 동시, 양자 평가 시스템입니다.

사용 하 여 발목 근육의 Corticospinal 통로의 양측 평가 Transcranial 자석 자극 탐색

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 ...

이 프로토콜은 말단 하부 말단 근육에서 모터에서 발장된 잠재력을 감지하는 매우 어려운 작업으로 접근 방식을 표준화하기 때문에 매우 중요합니다. 이 기술의 주요 장점은 종종 티비알리스 전방에만 초점을 맞추고 다양한 기술을 사용하는 낮은 사지 자극과 관련된 문헌을 통합한다는 것입니다. 우리는 신경학적으로 건강한 개별뿐만 아니라 뇌졸중을 가진 사람들에 있는 이 기술을 공부했습니다.그러나 이 기술의 중요성은 낮은 사지 평가를 표준화하는 것입니다. 이 기술은 걸음걸이 중에 모터 제어에 대한 이해의 격차를 식별하고 간섭 요인의 제어를 허용하지 않은 연구를 다시 방문 할 수있는 기회를 허용합니다. 절차를 보여주는 것은 존 킨드레드, 박사, 박사 후 학자, 브라이언 Cence, 연구 코디네이터, 모두 우리의 연구 실험실에서 될 것입니다.먼저 피사체의 MRI 파일을 신경 탐색 시스템에 업로드합니다. 그런 다음 몬트리올 신경학회 아틀라스를 사용할 수 있도록 MRI를 전방 및 후방 커뮤니케이션에 수동으로 공동 등록합니다. 다음으로 두개골과 뇌 조직 주위의 경계 상자를 조정하여 피부와 전체 곡선형 뇌 모델을 재구성합니다.코 끝, nasion 및 좌우 귀의 슈트라우탄 노치를 포함하여 피부 모델을 사용하여 4 개의 해부학 적 랜드 마크를 식별합니다. 이제 각 반구의 다리 모터 영역에 직사각형 그리드를 배치합니다. 격자의 중심 행을 다리 모터 피질 영역의 중앙 과 자이루스 위에 배치합니다.그런 다음, 격자의 내측 열을 평행하게 배치하고 입시 측반구의 내측 벽에 인접한다. 이 그리드는 핫스팟을 찾는 데 사용됩니다. 모터 매핑의 경우 더 많은 스팟을 추가하거나 필요에 따라 반점 사이의 거리를 늘려 더 큰 그리드를 사용합니다.피사체가 서 있는 위치에 있는 동안 전극의 배치를 수행합니다. 먼저, 각 전극이 첫 번째 면도에 의해 배치될 부위를 준비한 다음 알코올 면봉을 사용하여 죽은 피부 세포와 오일을 가볍게 각질 제거합니다. 다음으로, 피사체에게 발가락을 위쪽으로 들어 올린 다음 전극을 비골 머리와 내측 말레올러스 사이의 선의 상위 3분의 1에 놓습니다.티비알리스 전방에 배치하기 위해 양자간 작업을 수행하십시오. 이제 측면 솔레우스에 양측으로 전극을 부착하십시오. 피사체에게 발뒤꿈치를 들어 올린 다음 위트네미악 근육 배 아래에 측면 대퇴 엽과 측면 말단 사이의 선의 하위 3분의 1에 전극을 놓습니다.또한, 사용 중 EMG 획득 장치에 따라 슬개골 또는 측면 말단에 접지 기준 패시브 전극을 양자 또는 일방적으로 부착한다. 컴퓨터 화면에서 테스트된 모든 근육의 원시 EMG 신호를 표시하면서 경직 자세로 발목을 dorsiflex 또는 발바닥으로 발라달라고 요청하여 전극 배치를 테스트합니다. 전극이 잘못 배치된 경우 감지 가능한 EMG가 최소한의 배경 소음으로 폭발할 때까지 제거하고 교체하십시오.그런 다음 피사체가 근육이 있는 상태에서 코일이 피사체에서 멀리 떨어져 있는 동안 몇 가지 TMS 펄스를 방출하여 신호 품질을 테스트합니다. 이 기술의 가장 중요한 단계는 EMG 신호가 가능한 한 노이즈가 명확하지 않다는 것을 확인하는 것입니다. 이렇게 제대로 하지 못하면 데이터 분석이 매우 어려워집니다.다음으로 각 EMG 채널의 기준 신호가 0에 가깝습니까? 채널에 노이즈가 있는 경우 해당 전극을 제거하고 피부 준비 절차를 반복합니다. 노이즈가 여전히 있는 경우 기준 전극의 위치를 조정하고 전해질 젤을 교체합니다.좋은 신호가 확인되면, 빛을 발포 프리 랩 테이프를 사용하여 모든 전극을 감싸서 제자리에 고정하고 EMG의 모션 아티팩트를 줄입니다. 이제 피사체를 의자에 앉히고 피사체에 일관된 발 배치를 보장하기 위해 걷는 부츠에서 발목 범위를 특정 위치로 조정하고 강장제 자발적 행동 중에 저항을 제공할 수 있습니다. 또한 엉덩이와 무릎 각도를 모두 조정하여 피사체의 불편함을 피하고 피사체가 실험 내내 여전히 유지하도록 지시합니다.먼저 각 근육의 최대 자발적 동소 성 수축을 결정하여 강장제 자발적 활성화 테스트를 시작합니다. 각 운동에 대해, 최대적으로 계약 대상에게 계약 반대 측 검사 근육을 네 번. 다음으로 피사체 추적기, 포인터 및 코일 트래커를 캡처 볼륨 공간에 배치하여 모션 캡처 카메라의 위치를 확인합니다.그런 다음 포인터의 끝을 4개의 해부학적 랜드마크에 배치하여 피사체 이미지 등록을 수행합니다. 지금, 양측 두 근육의 핫 스팟을 결정. 먼저, 연고체 균열 옆에 있는 중심 지점에 단일 자극을 적용하여 수프라임계값 강도를 찾아보세요.다음으로, 낮은 강도에서 시작하여 TMS 강도를 5% 증가시켜 모든 모순된 근육 또는 3회 연속 자극및 각 근육에 대해 반복하여 50마이크로볼트보다 큰 진폭을 피크로 피크로 모터에서 불러일으킨 잠재력을 유도하는 강도에 도달할 때까지 점차적으로 TMS 강도를 증가시합니다. 그리드의 각 지점에 하나의 TMS 펄스를 적용합니다. 그런 다음 스프레드시트에서 모든 금단근육에 대해 각 지점의 진폭 값을 옮기고 진폭을 높은 것에서 낮게 정렬합니다.가장 큰 진폭과 가장 짧은 대기 시간으로 그리드의 위치로 콘트라탈 티비알리스 전방 및 솔레루스 근육의 핫스팟을 식별합니다. 근육의 핫스팟 중 하나에 해당하는 신경 탐색 시스템에서 그리드 지점을 선택합니다. 다음으로 초기 강도 및 단계 크기를 최대 자극기 출력을 45 및 6%로 설정합니다.그런 다음 적응 형 임계값 사냥 방법을 사용하여 운동 임계값 결정을 쉬게하십시오. 각 근육에 대해 두 번 이 작업을 수행하고 태양 신경 운동 반응 평가에 대한 평균을 사용합니다. 지금, 휴식 하는 동안 양측 코르 티 코 운동 응답을 평가 하려면, 검사 된 근육의 핫스팟에 해당 하는 신경 탐색 시스템에서 그리드 지점을 선택.각 자극 전에, 피사체가 가만히 머물도록 지시하고 양측간 검사 된 근육을 이완하고 실시간 시각적 피드백을 사용하여 모든 근육의 활동을 모니터링하십시오. 검사된 근육의 휴식 모터 임계값의 120%에서 10개의 단일 TMS 펄스를 적용하십시오. TMS 전후에 근육이 활성화되어 있으면 해당 예심을 폐기하고 추가 단일 펄스를 적용합니다.휴식시 각 금단검사 근육에 대해 10개의 파형이 수집될 때까지 이 것을 반복하십시오. 다음으로, 격장 자발적 활성화 시 코르티코모터 반응을 양자간 적으로 평가한다. 휴식 조건 동안 사용 되 었던 신경 탐색 시스템에서 동일한 그리드 반점을 선택 합니다.피험자에게 검사된 근육을 약 15%의 최대 근육 활동 값으로 계약하고 10개의 단일 TMS 펄스를 휴식 운동 임계값의 120%에서 적용하도록 요청하십시오. 두 개의 수평 커서 내에서 검사된 근육의 부드러운 이동 선을 유지하고 몇 초 동안 해당 수준에서 수축을 유지하도록 요청하십시오. 티비알리스 전방이 검사된 근육일 때, 피험자에게 다리 의 반구를 자극하기 위해 부츠 스트랩에 약간 당겨달라고 요청하십시오.솔루스가 검사 된 근육인 경우, 과목에게 모순 된 다리의 부츠에 대해 약간 아래로 밀어 달라고 요청하십시오. 실시간 시각적 피드백을 사용하여 활성 및 휴식 근육의 근육 활동을 모니터링합니다. 검사된 근육의 활동이 소정의 범위 이하 또는 그 이상인 경우, 또는 다른 근육이 활성화된 경우 자극을 버리고 추가 단일 펄스를 적용합니다.검사된 근육이 미리 정해진 범위에서 활성화되는 동안 10번의 시험을 수집합니다. 이 수치는 양측 티비알리스 전방 및 솔레우스 핫스팟을 보여줍니다. 여기서 막대 플롯은 각 근육에 대해 두 개의 평가의 평균 휴식 모터 임계값을 나타내며 아래 값은 적용된 자극 수를 나타냅니다.파선선은 핫스팟 사냥에 사용되는 강도를 나타냅니다. 이 수치는 휴식 중에 핫스팟이 자극되었을 때 티비알리스 전방 및 솔레루스의 양자 간 반응을 보여줍니다. 각 근육의 양자 EMG 평균 파형이 표시됩니다.모터에서 불러일으킨 잠재력이 있는 경우 최대 진폭및 대기 시간으로 피크값이 표시됩니다. 여기서 우리는 강장제 자발적 행동 중에 핫스팟이 자극되었을 때 양자 간 반응을 봅습니다. 양자 근육의 EMG는 조사 된 반대 근육이 약 15 %최대의 자발적 동소 성 수축에서 활성화되는 동안 수집되었다.프로토콜의 데이터가 양측에서 작용제 및 길항제 근육 그룹에서 수집되기 때문에 피질 척추 관 후 뇌졸중과 관련된 질문에 대답하는 데 도움이 되는 추가 분석을 수행할 수 있습니다. 이 기술을 사용하여 걷기의 모터 제어에 대한 전반적인 이해를 높이기 위해 코르티코모터 반응에 대한 여러 요인의 개별 적인 기여를 결정하는 연구가 계속되고 있습니다. 이 절차 이전에 피험자를 선별하여 고려해야 할 높은 자기장으로 인해 위험 요소가 있다는 점에 유의해야합니다.

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

Research

연구

JoVE Journal

Neuroscience

신경과학

출처: Taube, W., et.al., 인간의 피질운동신경 전달 변화에 대한 비침습적 평가. J. Vis. 경험. (2017년)이 비디오는 반복적인 경두개 자기 자극(rTMS) 후 인간의 피질운동 신경 전달 변화를 평가하는 비침습적 방법을 보여줍니다. 이 연구는 빠르고 직접적인 피질 척수 경로를 다시냅스 연결과 구별하는 전기생리학적 기술을 소개합니다.

인간 피질운동신경 시냅스의 반복적인 경두개 자기 자극 유발 변화

출처: Charalambos, CC, et al. 탐색된 경두개 자기 자극을 사용한 발목 근육의 피질 척수 경로의 양측 평가. J. Vis. 경험. (2019년)이 비디오는 경두개 자기 자극(TMS)을 사용하여 다리 근육의 피질 척수 경로를 평가하는 방법을 보여줍니다. 다리 근육의 반대쪽 피질 운동 기능을 평가하기 위해 한쪽 뇌 반구에서 휴식 및 활성 근육 반응을 기록합니다.

경두개 자기 자극을 이용한 피질 척수 경로 평가

참가자가 행동 서열을 관찰하는 동안 1 차적인 운동 피질, 신경 탐색 및 손 근육의 전동 활동의 등록을 통해 단맥 경두개 자기 자극, 및 손 근육의 전기 구균 활동의 등록이 이 연구에서 이용되었습니다.

행동 관찰 중 코르티코피날 흥분성 변조

이 기사에서는 뇌졸중 후 대화형 균형 재활 시스템을 위한 새로운 저비용 인간-기계 인터페이스를 제시합니다. 이 시스템은 자발적으로 구동되는 전기 요법 패러다임을 향해 기성품인 저비용 센서를 통합합니다. 개념 증명 소프트웨어 인터페이스는 건강한 지원자를 대상으로 시연되었습니다.

후 스트로크 균형 재활을위한 신경 근육 전기 자극 시스템과 저가 센서를 통합하는 인간 - 기계 인터페이스

본 연구의 목적은 반복적 인 경 두개 자기 자극 후 사람의 대뇌 피질 신경 세포의 시냅스에서의 전이의 변화를 평가하는 것이다. 이 목적을 위해, 전기 생리 학적 방법은 경로 특정 corticospinal 전송, 즉 polysynaptic 연결에서 빠른, 직접 corticospinal 경로의 차별을 평가하실 수 있습니다 도입됩니다.

인간의 코르티 코돈 구강 내 전달의 비 침습적 평가

신경근 기능의 변화를 평가하기 위한 프로토콜을 제시합니다. 경피적 전기 신경 자극은 근육 반응을 유발하는 비침습적 방법입니다. 이러한 반응의 전기생리학적, 기계적 특성을 통해 뇌에서 근육(척추상, 척추 및 말초 수준)에 이르는 신경근 기능을 평가할 수 있습니다.

경피적 전기 신경 자극을 사용하여 신경 근육 기능의 평가

이 기사에서는 경두개 자기 자극을 통해 기능적으로 특정 신경 경로를 측정하고 강화하는 새로운 접근법을 설명합니다. 이러한 고급 비침습적 뇌 자극 방법론은 뇌-행동 관계의 이해와 뇌 질환을 치료하는 새로운 치료법의 개발을 위한 새로운 기회를 제공할 수 있습니다.

경두개 자기 자극을 통해 인간 모터 시스템의 기능적으로 특정신경 경로 측정 및 조작

이 프로토콜은 뇌졸중 후 사람들의 TMS를 사용하여 서있는 위치에서 낮은 사지 근육, 티비알리스 전방 및 솔레루스의 신경 생리학적 평가를 수행하는 과정을 설명합니다. 이 위치는 뇌졸중 후 TMS 반응을 유도의 더 큰 확률을 제공하고 신경 생리적 평가 중 감소 된 자극기 전력의 사용을 허용.

낮은 사지 근육 의 서 신경 생리학적 평가 뇌졸중 후

반대쪽 침묵 기간(cSP) 평가는 피질 흥분성 및 치료 반응을 색인화하는 유망한 바이오마커입니다. 우리는 상지 및 하지의 M1 피질 척수 억제를 연구하기 위한 cSP를 평가하기 위한 프로토콜을 시연합니다.

M1 피질 척수 억제를 조사하기 위해 단일 펄스 경두개 자기 자극에 의해 유도된 반대쪽 침묵 기간 측정

이 논문은 반복 자극 프로토콜을 사용하여 장기 증강 유사 피질 가소성의 표준화된 유도에 이어 시냅스 가소성을 평가하기 위해 신경 항법 시스템에 의해 유도되는 단일 펄스 경두개 자기 자극을 적용하는 방법에 대해 설명합니다.

경두개 자기 자극을 이용한 장기 증강 유사 피질 가소성의 표준화된 유도 및 평가

여기서는 nTMS와 확산 텐서 영상(DTI) 기반 피질척수로(CST) 재건을 결합한 운동 매핑 표준화 프로토콜을 설명합니다. 이 프로토콜은 재현 가능하고 임상적으로 실현 가능하며 일상적인 임상 업무 흐름에 쉽게 통합되어 운동 경로 평가, 신경가소성 연구, 재활 계획에 대한 견고하고 가치 있는 틀을 제공합니다.

내비게이션 경두개골 자기 자극을 이용한 기능적 운동 매핑을 위한 표준화된 프로토콜

배우세요 경두개 자기 자극법을 이용하여 발목 근육의 양측 피질척수 반응을 평가하는 방법을. 신경항법을 활용한 이 표준화된 프로토콜은 건강한 사람과 뇌졸중 환자 모두에서 신뢰할 수 있는 운동 유발 전위 측정을 가능하게 합니다.

사용 하 여 발목 근육의 Corticospinal 통로의 양측 평가 Transcranial 자석 자극 탐색

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