Conventional and Threshold-Tracking Transcranial Magnetic Stimulation Tests for Single-handed Operation

Hatice Tankisi; James Howells; B&#252;lent Cengiz; Gintaute Samusyte; Martin Koltzenburg; Hugh Bostock

doi:10.3791/62787

JoVE Journal
Neuroscience

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JoVE Journal Neuroscience

Conventional and Threshold-Tracking Transcranial Magnetic Stimulation Tests for Single-handed Operation

한 손 작업에 대한 종래및 임계값 추적 경두개 자기 자극 테스트

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08:24 min

August 16, 2021

DOI: 10.3791/62787-v

Hatice Tankisi¹, James Howells², Bülent Cengiz³, Gintaute Samusyte⁴, Martin Koltzenburg⁵, Hugh Bostock⁶

¹Department of Clinical Neurophysiology,Aarhus University Hospital, ²Central Clinical School, Faculty of Medicine and Health,University of Sydney, ³Department of Neurology,Gazi University Faculty of Medicine, ⁴Department of Neurology, Medical Academy,Lithuanian University of Health Sciences, ⁵Department of Clinical Neurophysiology, National Hospital for Neurology and Neurosurgery; Department of Clinical and Movement Neurosciences,UCL Queen Square Institute of Neurology, ⁶Department of Neuromuscular Diseases,UCL Queen Square Institute of Neurology

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This study presents standardized protocols for single- and paired-pulse transcranial magnetic stimulation (TMS) recordings designed for ease of use by a single operator. These protocols enable automated control of three types of magnetic stimulators, facilitating robust comparison between conventional amplitude measurements and threshold-tracking techniques.

Key Study Components

Area of Science

Neuroscience
Electrophysiology
Clinical Neurophysiology

Background

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a widely used technique for assessing brain function.
Existing methods can be complex and less accessible for clinical use.
Automating the recording process is critical for streamlining clinical assessments.

Purpose of Study

To develop automated protocols for TMS that improve usability and standardization.
To facilitate easier comparisons of physiological responses between different measurement techniques.
To provide a tool for high-quality recordings in clinical settings.

Methods Used

The study utilized standardized TMS protocols.
Protocols include a focus on recording muscle responses through appropriate electrode placements.
Automated systems were implemented to manage data recording and analysis methodologies.
Steps include assessing patient history and determining muscle activation levels.
Various TMS stimulation techniques were employed, allowing efficient data collection and analysis.

Main Results

The study demonstrated the efficacy of automated TMS protocols in recording and analyzing muscle evoked potential responses.
These protocols enabled consistent determination of resting motor thresholds and facilitated sophisticated analysis of paired-pulse TMS effects.
Findings highlighted the potential for efficient, reliable clinical assessments.

Conclusions

This study establishes a framework for automating TMS recording protocols that enhances usability in clinical practice.
The ability to compare threshold tracking and conventional amplitude measures signifies advancements in neurophysiological assessment tools.
Implications include improved understanding and application of TMS in both research and clinical settings.

Frequently Asked Questions

What are the advantages of the automated TMS protocols?

The automated TMS protocols are designed to be user-friendly and reduce the complexity involved in traditional methods, enhancing efficiency in clinical settings.

How is the main biological model implemented in this study?

The study focuses on utilizing TMS to record muscle responses, assessing muscle activation through proper electrode placement on targeted muscles.

What types of data does the TMS technique provide?

TMS techniques yield data on muscle evoked potentials and allow evaluations of excitability and motor thresholds, facilitating clinical assessments.

How can these protocols be applied in clinical practice?

The automated nature of the protocols allows for rapid implementation in clinical assessments, aiding practitioners in evaluating brain function effectively.

Are there any limitations to the automated TMS protocols?

While the automated protocols streamline processes, careful assessment of subject history is crucial to ensure safety and efficacy during TMS procedures.

What steps are involved in preparing for TMS?

Preparation includes assessing subject medical history, explaining the procedure, obtaining consent, and positioning electrodes appropriately for accurate TMS recordings.

우리는 기존의 진폭 측정 및 임계값 추적을위한 옵션과 함께 표준화 된 단일 및 페어링 펄스 경두개 자기 자극 (TMS) 기록 프로토콜 제품군을 제공합니다. 이 프로그램은 세 가지 유형의 자기 자극기를 제어할 수 있으며 단일 작업자가 모든 테스트를 편리하게 수행할 수 있도록 설계되었습니다.

당사의 프로토콜은 TMS 기술을 추적하는 임계값의 광범위한 사용을 용이하게 하고 기존의 진폭 측정과 직접 비교할 수 있게 합니다. 이러한 프로토콜은 세 가지 유형의 자기 자극기를 제어하고 단일 연산자에서 공통 단일 및 페어링 펄스 TMS 프로토콜의 레코딩을 허용하도록 설계되었습니다. 이러한 단일 및 페어링 펄스 TMS 프로토콜은 빠르고 쉽게 배울 수 있습니다.

그들은 임상 환경에서 고품질의 기록 및 분석을 허용합니다. 여기에 설명된 프로토콜의 장점은 기존 방법에 비해 기록 및 분석을 위해 자동화되어 있습니다. 피사체의 병력을 평가하고 피사체가 간질, 심박조율기 또는 신체에 금속 임플란트가 있는지 묻는 것으로 시작합니다.

피사체에 두피에 자기 자극의 적용에 대한 세부 사항을 설명, 이러한 자극은 동시 근육 경련과 클릭 소리로 들을 것이다. 각 검사에는 약 10분이 소요됩니다. 일부 자극은 약간 불쾌 한 느낄 수 있습니다., 당신은 언제든지 자극을 해제 신호 수 있습니다.

절차의 세부 사항을 설명 한 후, 서면 동의를 제공하도록 주제를 초대한 다음, 대상에게 수영 모자를 착용하도록 요청하십시오. 피사체가 준비되면, 연구할 반구에 대한 피사체의 손은, 다음 피사체의 제2 중수-지골 관절에 제1 등대 내궤성, 또는 FDI, 근육, 및 기준 전극위에 활성 기록 전극을 놓는다. 손의 dorsum에 접지 전극을 놓고 기록 및 접지 전극을 증폭기와 연결합니다.

피사체에게 완화를 요청하고 검사 중에 경고를 유지하십시오. 경두개 자기 자극 또는 TMS, 장치를 켜고 프로토콜을 사용하여 TMS 레코딩을 위한 반자동 소프트웨어를 시작합니다. 메뉴에서 게인 및 게이팅 옵션을 선택하고 계속 O.K.to 클릭합니다.

그런 다음 주요 옵션에서 프로토콜 CSP를 선택합니다. 후방/전방 전류 유도의 경우, 피험지의 머리에 8개의 코일을 정점에서 비나리큘러 라인에 남은 약 4센티미터로 배치하고 손잡이는 기생 평면에 45도를 가리킵니다. 완료되면 삽입 키를 클릭하여 모터에서 불러온 전위 또는 MEP가 얻을 때까지 자극 강도를 수동으로 증가시면 됩니다.

그런 다음 FDI의 화면과 근육 경련에서 MEP를 모니터링하는 동안 코일을 약간 움직여 자기 자극의 핫스팟을 찾습니다. 핫스팟이 있으면 수영 캡에 코일 윤곽선을 그려 일정한 코일 포지셔닝을 가능하게 한 다음 O.K.를 클릭하고 자동 자극 프로토콜에 대한 레코딩을 시작합니다. 레코딩은 200 마이크로볼트에서 휴식 모터 임계값 또는 RMT의 결정부터 시작하여 자동으로 계속됩니다.

일시 중지 여부에 관계없이 자동 기간을 측정할지 여부를 선택합니다. 피사체에 FDI의 편안한 활성화를 유지하도록 지시한 다음 O.K.to 클릭하여 자동 기간을 측정합니다. 자극의 10 위 및 아래 주기의 세 그룹은 자동으로 자동으로 자동 된 기간을 측정합니다.

마지막 자극 후, 휴식을 취하라고 피사체에게 말하고, 메인 메뉴로 돌아가려면 O.K.to 클릭하십시오. 주요 옵션에서 SICI 프로토콜을 선택한 다음 탭 SICI ISI 옵션을 확장하고 연구할 계획된 ISI를 선택합니다. 기본 자극 번호를 사용하지 않는 경우 ISI당 자극 의 탭 번호에서 원하는 번호를 선택한 다음 메뉴에서 A-SICI를 선택하여 녹화를 계속합니다.

RMT 200 및 RMT 1000을 결정한 후 A-SICI 레코딩이 자동으로 시작되어 약 10분 동안 계속됩니다. 테스트 자극은 RMT 1000에서 고정되고, 컨디셔닝 자극은 RMT 200의 70%에 고정됩니다. 시험단독 자극은 각 3쌍의 자극 후에 주어집니다.

각 페어링 된 자극은 10 번 전달되어 총 120 자극을 만듭니다. 프로토콜이 완료되면 T-SICIp를 선택하기 전에 화면을 관찰하여 자동으로 기본 메뉴로 돌아갑니다. 기록은 200 마이크로볼트에서 RMT의 결정으로 시작하여 약 10분 동안 SICI 레코딩을 통해 자동으로 계속됩니다.

RMT 200은 응답이 250 마이크로볼트 이상이면 자극을 1% 최대 자극기 출력으로 감소시키고 응답이 160 마이크로볼트 미만인 경우 1%씩 증가시킴으로써 지속적으로 추적됩니다. 테스트-단독 자극은 쌍자극과 번갈아, 그리고 쌍자극은 이전에 설명한 바와 같이, 의사 무작위 ISI로 전달됩니다. 화면이 자동으로 주 메뉴로 반환되면 완료 탭을 누르고 녹화를 중지합니다.

닫기 파일을 클릭하고 데이터 버튼을 저장하여 테스트를 완료합니다. 오프라인에서 TMS 분석을 수행하려면 분석 소프트웨어 프로그램을 시작하고 TMS 메뉴에서 O.K.를 클릭하여 분석할 레코딩을 선택하고, TMS MEM 파일 만들기 옵션을 선택하고 O.K.를 클릭하여 팝업 MEM 파일을 저장한 다음 TMS 메뉴에서 플롯 TMS MEM/MEF 옵션을 클릭하여 개별 피사체의 기록을 TMS 메뉴와 비교하여 비교합니다. MEM 파일 이름 메뉴의 첫 번째 옵션을 클릭한 다음 MEM 파일 목록에서 비교가 이루어지는 MEM 파일을 클릭합니다.

90% 신뢰 구간, 표준 편차 또는 표준 오류의 다른 옵션을 사용하여 MEM 및 MEF 파일을 겹쳐두어. A-LICI 프로토콜의 경우 컨디셔닝 플러스 테스트 자극이 50밀리초 간격으로 전달되었으며 해당 MEP가 모니터링되었습니다. T-LICI 프로토콜에서는 펄스가 50밀리초에서 300밀리초로 전달되었고 RMT 200의 임계값이 추적되었습니다.

SICF 프로토콜은 자극 간격이 짧아도 유사하게 수행되었다. SAI 프로토콜은 약 20 밀리 초 후에 흥분MEP에 신경 자극의 효력을 기록하는 관련시켰습니다. MEP를 유도하기 위한 최적의 핫스팟을 찾은 다음 전체 녹음 에서 코일을 동일한 위치에 유지하는 것이 중요합니다.

여기에 설명된 프로토콜의 자동화된 특성을 통해 단일 연산자가 레코딩을 수행할 수 있으므로 작업자가 코일을 안정적으로 유지하는 데 완전히 집중할 수 있습니다. 이 소프트웨어는 또한 다른 상호 자극 간격의 선택을 할 수 있습니다, 각 간격에 대한 자극의 다른 수, 컨디셔닝 자극의 다른 수준. 중요한 새로운 기능은 피사체가 완화되지 않을 때 자동으로 추적을 제거하는 게이팅 기능입니다.