Name: 한 손 작업에 대한 종래및 임계값 추적 경두개 자기 자극 테스트 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-08-16T13:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 24 s
Description: 학습하세요 경두개 자기 자극(TMS)의 자동화된 단일 및 이중 펄스 프로토콜을 통해 임계값 추적과 진폭 측정을 비교하는 방법을. 이 기술은 임상 신경생리학 연구에서 뇌 기능 평가의 효율성과 재현성을 높입니다.

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이 연구는 주로 Lundbeck 재단 (보조금 번호 R290-2018-751)과 독립 연구 기금 덴마크 (교부금 번호 : 9039-00272B)의 두 보조금에 의해 재정적으로 지원되었습니다.

참고: 모든 과목은 심사 전에 서면 동의를 해야 하며, 해당 지역 윤리 검토 위원회의 승인을 받아야 합니다. 여기에 설명된 모든 방법은 지역 과학 윤리 위원회와 덴마크 데이터 보호국의 승인을 받았습니다.
TMS 방법은 세 단계를 포함한다: 1) 피사체의 준비, 2) TMS기록, 및 3) 결과를 분석.
1. 주제의 준비
<ol><li>피험자의 병력을 평가하고 피사체가 간질, 심박동기 또는 신체의 금속 장치/임플란트를 가지고 있는지, 그리고 여성 과목의 경우 임신 여부를 물어보십시오.</li>
	<li>그 주제에 대해 자세히 지시하고 서면 동의를 하도록 권유한다.<ol>
<li>두피에 자기 자극의 적용에 대해 피사체에 알리고 각 검사는 약 10 분이 소요된다.</li>
		<li>자극은 클릭 소리로 들릴 것이고 근육 경련을 불러일으키기 위한 것이며 일부 자극이 약간 불쾌하다고 느낄 수 있다고 설명한다.</li>
		<li>피사체가 신호를 보내는 경우 언제든지 자극을 끌 수 있다고 설명한다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>피사체에게 수영 모자를 착용해 달라고 부탁한다.</li>
	<li>연구 된 반구에 피사체의 손 모순을 청소합니다.</li>
	<li>제2 대사 인테르팔란지 관절에 활성 기록 전극을 제1 등쪽 interosseous (FDI) 근육 과 기준 전극 위에 놓습니다.</li>
	<li>손의 dorsum에 접지 전극을 놓습니다.</li>
	<li>레코딩 및 접지 전극을 증폭기와 연결합니다.</li>
	<li>주체에게 주의를 기울여야 하지만 검사 중에 완화하도록 지시합니다.</li>
</ol>2. TMS 녹음
참고: 아래 설명은 사용된 특정 소프트웨어 및 계측기( 재료 표 참조)에 적용됩니다. 이러한 하드웨어는 다른 하드웨어에 맞게 조정되어야 합니다.
<ol><li>TMS 장치를 켭니다.</li>
	<li>TMS 레코딩 프로토콜을 사용하여 반자동 레코딩 소프트웨어를 시작합니다.</li>
	<li>메뉴(표 1)에서 게인 및 게이팅 옵션을 선택합니다. 계속하려면 확인 을 클릭합니다.</li>
	<li>주요 옵션에서 프로토콜 CSP 를 선택합니다.</li>
	<li>코일은 정점에서 비나뇨선에 남아 있는 약 4cm에, 손잡이는 45°를 가리키는 후전방 전류 유도를 위해 기생 평면에 놓습니다.</li>
	<li>MEP가 얻을 때까지 삽입 키를 클릭하여 수동으로 자극 강도를 증가시면 됩니다.</li>
	<li>MEP를 모니터링하는 동안 코일의 위치를 약간 이동하여 핫스팟을 찾습니다.</li>
	<li>핫스팟이 배치되면 코일의 윤곽선을 수영 캡에 그려 서 일정한 코일 포지셔닝을 가능하게 합니다.</li>
	<li>확인을 클릭하여 자동화된 자극 프로토콜을 시작합니다. 참고: 200 μV에서 RMT의 결정부터 시작하여 레코딩이 자동으로 계속됩니다.</li>
	<li>200 μV 응답에 대한 활성 모터 임계값(AMT)을 측정하기 위해 FDI 근육의 쾌적한 활성화를 유지하도록 피사체에 지시한다.</li>
	<li>확인을 클릭하여 자극의 10개 위아래로 사이클의 3개 그룹 사이에 일시 정지 또는 없이 무음 기간을 측정합니다. 참고: 10의 각 그룹에 대해 자극은 RMT200× 0.8에서 1.6으로 증가하며, 간격은 0.2로, 역순으로 반복된다.</li>
	<li>마지막 자극 후 휴식을 취하라고 말하고 OK 를 클릭하여 메인 메뉴로 돌아갑니다.</li>
	<li>주요 옵션에서 SICI 프로토콜을 선택합니다.</li>
	<li>기본값을 사용하지 않을 경우 메뉴 SICI ISI 옵션 과 각 ISI의 자극 수에서 공부할 계획된 ISI를 선택합니다.</li>
	<li>메뉴에서 ASICI를 선택합니다. 참고: 레코딩은 200 μV에서 RMT의 결정부터 시작하여 1000 μV에서 자동으로 계속됩니다. 테스트 자극은 RMT1000및 컨디셔닝 자극에서 RMT200의 70%에 고정됩니다. 다음 ISI는 의사 무작위 순서로 선택됩니다: 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 5 및 7 ms. 세 쌍의 자극 이면 시험단독 자극이 주어집니다. 따라서, 각 페어링자극은 10회 전달되어 총 120자극을 한다.</li>
	<li>코일 위치가 수영 모자의 윤곽, 화면의 MEP 및 녹음 중 근육의 수축을 관찰하여 안정되어 있는지 확인합니다.</li>
	<li>프로토콜이 완료되면 화면이 기본 메뉴 옵션으로 자동으로 반환되면 메뉴에서 TSICIp를 선택합니다. 참고: 200 μV에서 RMT의 결정부터 시작하여 SICI 레코딩을 약 10분 동안 계속 추적합니다. RMT200은 응답이 250 μV 이상인 경우 자극을 1% 최대 자극기 출력(MSO)으로 감소시키고 응답이 16μV 미만인 경우 1% 증가합니다. 쌍자극을 결합한 시험 단독 자극은, 그리고 쌍자극은 의사 무작위 ISI로 전달됩니다: 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 5 및 7 ms. 따라서, 총 120자극이 전달되고, 각 3쌍의 자극 후 9쌍의 자극과 테스트-단독 자극에 대해 각각 10회 전달된다.</li>
	<li>프로토콜이 완료되면 화면이 기본 메뉴 옵션으로 자동으로 반환되면 다른 프로토콜이 실행되지 않는 한 완료를 클릭합니다.</li>
	<li>닫기 파일을 클릭하여 레코딩을 완료 하고 데이터 버튼을 저장 합니다.</li>
</ol>3. TMS 분석
<ol><li>분석 소프트웨어 프로그램을 시작하여 오프라인으로 분석을 수행합니다.</li>
	<li>분석할 레코딩을 선택하고 확인 버튼을 클릭합니다.</li>
	<li>분석을 위해 TMS 메뉴에서 TMS MEM 파일 만들기 옵션을 선택합니다.</li>
	<li>MEM 파일을 저장하려면 확인을 클릭합니다.</li>
	<li>TMS 메뉴에서 TMS MEM/MEF 옵션 플롯을 클릭하여 개별 피사체의 레코딩을 정상 컨트롤 그룹과 비교합니다.</li>
	<li>MEF 파일 이름 메뉴의 첫 번째 옵션을 클릭합니다. 그런 다음 MEF 파일 목록에서 비교가 이루어지는 MEF 파일을 클릭합니다.</li>
	<li>MEM 파일 이름 메뉴의 첫 번째 옵션을 클릭합니다. 그런 다음 MEM 파일 목록에서 비교가 이루어지는 MEM 파일을 클릭합니다.</li>
	<li>95% 신뢰 구간, 표준 편차 또는 표준 오류의 다른 옵션을 사용하여 MEM 및 MEF 파일을 중첩합니다.</li>
</ol>

<ol><li>Rawji, V., Latorre, A., Sharma, N., Rothwell, J. C., Rocch, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+use+of+TMS+to+investigate+the+pathophysiology+of+neurodegenerative+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neurology%22%5BJournal%5D)">On the use of TMS to investigate the pathophysiology of neurodegenerative diseases.</a> Frontiers in Neurology. 11, 584664(2020).</li>
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<li>Vucic, S., Kiernan, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Axonal+excitability+properties+in+amyotrophic+lateral+sclerosis%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Neurophysiolology%22%5BJournal%5D)">Axonal excitability properties in amyotrophic lateral sclerosis.</a> Clinical Neurophysiolology. 117 (7), 1458-1466 (2006).</li>
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<li>Boroojerdi, B., Kopylev, L., Battaglia, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reproducibility+of+intracortical+inhibition+and+facilitation+using+the+paired-pulse+paradigm%5BTitle%5D)+AND+%22Nerve%22%5BJournal%5D)">Reproducibility of intracortical inhibition and facilitation using the paired-pulse paradigm.</a> Nerve. 23 (10), 1594-1597 (2000).</li>
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<li>Ørskov, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+figure-of-8+and+circular+coils+for+threshold+tracking+transcranial+magnetic+stimulation+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22Neurophysiologie+Clinique%22%5BJournal%5D)">Comparison of figure-of-8 and circular coils for threshold tracking transcranial magnetic stimulation measurements.</a> Neurophysiologie Clinique. 51 (2), 153-160 (2021).</li>
</ol>

HB와 JH는 이 연구에서 사용되는 Qtrac 소프트웨어 판매를 위해 UCL으로부터 로열티를 받습니다. 다른 저자는 잠재적 이해 상충이 없습니다.

TMS 측정은 레코딩 소프트웨어에 프로그래밍된 대로 고도로 자동화된 절차입니다. 그러나 신뢰할 수 있는 결과를 얻으려면 특별한 주의가 필요합니다. 레코딩 단계에서는 핫스팟에 대한 일관된 MEP 응답을 보장한 다음 전체 녹화 를 통해 피사체의 두개골에 비해 코일을 동일한 위치에 유지하는 것이 중요합니다. 경계가 피질 흥분성에 눈에 띄는 영향을 미치기 때문에20, 특별한주의는 피사체를 편안하지만 경고 유지하기 위해 필요합니다.
피사체경고를 유지하려면 정기적으로 짧은 질문을 제기해야 합니다. 추가적으로, 심사관은 표적 근육이 자극되고 있는지 확인하기 위하여 근육 수축에 눈을 유지해야 합니다. 또한, 심사관은 MEP 진폭 또는 임계값 변경이 수영 캡의 윤곽을 확인하는 것 외에도 코일 변위를 나타내는지 여부를 관찰하기 위해 화면을 모니터링해야합니다. 코일이 변위된 경우 사용자는 도면을 사용하여 위치에서 코일을 교체해야 합니다. 이 에 실패 하면 레코딩을 다시 시작 해야 합니다. 코일 변위의 영향은 ISI의 의사 임의 순서에 의해 이러한 프로토콜에서 최소화되고 3쌍의 자극의 각 세트 후에 테스트 단독 자극을 줌으로써 최소화된다. TMS 코일의 위치를 실시간으로 추적할 수 있도록 하는 또 다른 방법은 신경 탐색 시스템에 의한 것입니다. 이러한 시스템은 시판되고 효과적이며, 그러나 높은 비용은 사용을 제한합니다. ALS 또는 기타 신경 퇴행성 질환 환자에는 데이터가 제공되지 않습니다. 추가 도전은 말초 운동 신경 손실, 자발적인 활동 및 exexcitability 때문에 낮은 진폭과 같은 이 환자에서 생길 수 있습니다.
이 연구의 모든 프로토콜(단일 및 페어링 펄스)은 비스tim2 모듈에 연결된 8개의 코일(Magstim, D70 원격 코일)으로 수행되었습니다. 이것은 Bistim 모듈을 통과할 때 자극이 감쇠되기 때문에 프로토콜 사이의 자기장의 비교 강도를 유지하기 위해 수행되었습니다. 이 시스템은 두 개의 Magstim 2002 유닛의 개별 외부 트리거링을 허용하는 독립 비스팀 트리거링 모드로 설정되었습니다. 단일 펄스 프로토콜의 경우, 단위 중 하나의 강도는 0% MSO로 설정되었습니다. 레코딩은 소프트웨어 프로그램의 일부인 레코딩 프로토콜을 사용하여 만들어집니다. 다른 유형의 자기 자극기의 경우 하나의 장치만 필요합니다.
TMS 메서드의 제한은 가변성입니다. 이전 연구는 개인 간 가변성이 동일한 주제에 대한 장중 또는 일간 변동성보다 더 높다는 것을 보여주었습니다19,21. 방법의 표준화와 신뢰성에 영향을 미칠 수 있는 가능한 기술적 실수를 제거해야 합니다. TMS는 심박조율기 또는 간질 환자와 같은 특정 조건에서 사용할 수 없습니다. 안전에 대한 국제 규칙을 따라야한다222. 또한, 특히 원형 코일23을 사용하는 경우 약간의 불편함이 예상될 수 있다. 그러나 불편함은 종종 최소화되며 검사 중단을 유발할 필요가 없습니다.
이 원고에 설명된 메서드는 기존 메서드에 비해 기록 및 분석을 위해 모두 자동화됩니다. 이렇게 하면 단일 연산자가 레코딩을 수행할 수 있으며 작업자는 코일을 같은 장소에 유지하는 것 이외에 다른 것을 방해할 필요가 없습니다. 각 프로토콜은 ~10분 정도 걸리도록 설계되어 기존 수동 메서드를 사용하여 하나의 프로토콜에 걸리는 시간인 한 시간에 여러 프로토콜을 실행할 수 있습니다. 자기 자극은 이 연구에서 4초마다 전달됩니다. 그러나 다른 자기 장치는 더 빠른 자극을 허용하여 각 프로토콜의 기록 기간을 5분 미만으로 줄일 수 있습니다. 여기에 설명된 소프트웨어는 또한 다른 ISI의 선택을 허용, 각 ISI에 대한 자극의 수, 컨디셔닝 자극 수준. 여기에 설명된 방법의 주요 사전은 피사체가 완화되지 않을 때 자동으로 추적을 제거하는 게이팅 기능입니다.
결론적으로, 여기에 설명된 방법은 여러 뇌 질환, 특히 ALS와 같은 신경 퇴행성 질환의 기본 메커니즘을 이해하는 귀중한 정보를 제공할 수 있으며 진단 가치가 있을 수 있습니다. 추가 연구는 다른 환자 인구와 더 큰 단에 대한 기존의 및 임계 값 추적 TMS 측정의 진단 값을 결정하기 위해 필요하고, 이러한 조치가 실제로 신경 퇴행성 질환에 대한 바이오 마커로 사용될 수 있는지 여부. 다른 근육과 상하 사지모두에서 TMS를 기록하는 연구도 보증됩니다.

모터 피질의 경두개 자기 자극(TMS)은 신경퇴행성 질환을 포함한 많은 신경학적 조건의 피질 생리학 및 병리생리학을 검사하기 위한 비침습적 방법입니다1. 1차 운동 피질은 초임계 TMS 펄스를 사용하여 자극되어 표적 근육에서 모터 반응을 생성합니다. 이 응답은 모터 에서 불러일으킨 잠재력(MEP)이라고 합니다. TMS는 피질 및 잠재적으로 피하 모터 네트워크를 심문하는 유용한 도구 역할을합니다2. 단일 펄스 TMS는 피질 반응성, 휴식 모터 임계값(RMT), MEP 진폭 및 피질 자동 기간(CSP)2를 평가할 수 있습니다. 피질 억제는 2-3 ms(SICI) 또는 ~100ms(LICI) 3,4,5의 상호 자극 간격(ISI)에서 쌍펄스 TMS를 사용하여 프로브될 수 있다.
SICI는 감마-아미노부티르산에 의해 매개된다 (GABA) A와 그들의 약리학에 의해 표시 된 GABAB 수용 체에 의해 LICI4,5. SICF의 기본 회로는 글루타미터기틱 N-메틸-D-아스파르트산(NMDA) 수용체6,7에 의해 부분적으로 중재된다. TMS가 말초 감각 신경의 전기 자극에 선행되는 경우 MEP 진폭이 감소된다. 이러한 효과는 발포성 억제라고 하며 ISI가 ~20-25ms 및 LAI가 200-1000ms의 더 긴 ISI에서 말초 신경의 전기 자극과 TMS8,9,10의 단일 펄스 사이에 있을 때 SAI로 알려져 있다. SAI는 해막 활동에 의해 변조된다11; 그러나 LAI는 크게 저평가되고 있으며, 이 현상의 근간은 신경회로가 불분명10입니다.
MEP 진폭은 가변적이며, 종래의 TMS(cTMS) 방법의 엔드포인트 추정치는 일반적으로 고정 자극 강도로 불러일으킨 10~20개의 반응의 산술 평균을 사용합니다. 다른 방법은 20년 전에 처음 설명된 임계값 추적 TMS입니다12,13. 이 경우, 연속 자극의 강도는 고정된 표적 진폭 반응을 달성하기 위해 다양하다. 기존의 및 임계값 추적 기술은 모두 다른 ISI와 함께 사용할 수 있습니다. SICI에 적용된 이 방법의 첫 번째 버전, 즉 '직렬' 임계값 추적(T-SICI)에서 유사한 추적 방법이 신경 흥분성 테스트에 사용된 것과 유사하게 사용되었습니다: '임계값'은 먼저 하나의 상호 자극 간격(ISI)으로 추정된 다음 연속적으로 ISI에서 연속적으로 추적되었습니다. 이 방법은 한 그룹에 의해 널리 사용되었으며 높은 진단 유틸리티14,15,16,17로 인해 ALS에 대한 잠재적 인 바이오 마커로 옹호되었습니다. 그러나, 그들의 사실 인정은 다른 연구 단14,15,16,17에 의해 아직 확인되지 않았습니다.
직렬 접근 방식은 말초 신경에서와 같이 참조 임계값이 안정될 때 효율적입니다. 그러나, 임계값이 넓게 변동할 때, corticospinal 흥분성의 경우와 같이, 직렬 추적은 SICI18의 ISI 의존성을 심각하게 왜곡하는 불이익을 갖는 불이익을 갖는 것으로 밝혀졌다. 따라서 다른 '병렬' 임계값 추적 패러다임은 SICI(T-SICIp) 18,19 및 다른 ISI에 대해 병렬로 임계값을 독립적으로 추정하는 기타 페어링 펄스 프로토콜에 더 적합할 수 있습니다.
그들의 약속에도 불구하고, 기존 TMS 방법은 임상 시험에서 신뢰할 수있는 진단 테스트 또는 바이오 마커로 클리닉에서 아직 받아들여지지 않았습니다. 이는 시간 소비, 수동 작동 수요 및 재현성이 좋지 않은 것과 같은 기존 TMS 방법의 몇 가지 제한 때문일 수 있습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 이 백서는 한 손으로 조작하고 기존 및 직렬 및 병렬 임계값 추적 접근 방식 간의 비교를 가능하게 하기 위해 최근에 개발된 자동화되고 빠르고 단일 및 페어링된 펄스 TMS 프로토콜 제품군을 설명합니다.
여기에 사용되는 장비에는 TMS 기계, 절연 선형 양극성 상류 자극기, 50-60Hz 전기 간섭을 제거하는 노이즈 제거기, 전기 촬영 증폭기 및 데이터 수집 시스템이 포함됩니다. 이 소프트웨어는 다른 앰프, 자극기 및 기록 조건과 함께 작동 할 만큼 다재 다능합니다.

<table><tbody><tr><td>50 Hz 노이즈 제거기</td><td>Digitimer Ltd</td><td></td><td>Humbug</td></tr><tr><td>아날로그-디지털 컨버터</td><td>National Instruments</td><td></td><td>NI-6221</td></tr><tr><td>녹음 프로그램</td><td>Digitimer Ltd (저작권 University College London)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>QtracS.EXE TMS 녹음 프로토콜</td><td>Digitimer Ltd (저작권 QTMS Science)</td><td>QTMSG-12</td><td></td> 녹음 프로토콜</tr><tr><td>일회용 표면 기록 전극</td><td>AMBU</td><td></td><td>Ambu&reg; BlueSensor NF</td></tr><tr><td>Figure-of-8 코일</td><td>Magstim Co. Ltd, Whiteland, Wales, UK</td><td></td><td>Magstim&reg; D70 원격 코일</td></tr><tr><td>절연 EMG 증폭기</td><td>Digitimer Ltd</td><td></td><td>D440</td></tr><tr><td>절연 선형 바이폴라 정전류 자극기</td><td>Digitimer Ltd</td><td></td><td>DS5</td></tr><tr><td>TMS 장치</td><td>Magstim Co. Ltd, Whiteland, Wales, UK</td><td></td><td>Magstim&reg; 2002 자극기 (2 MagStim 장치 필요)</td></tr> <tr><td>분석 및 플로팅 프로그램</td><td>Digitimer Ltd (저작권 University College London)</td><td></td><td>QtracP.EXE</td></tr></tbody></table>

한 손 작업에 대한 종래및 임계값 추적 경두개 자기 자극 테스트

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

대부분의 단일 펄스 경두개 자기 자극 (TMS) 매개 변수 (예를 들어, 모터 임계값, 자극 반응 기능, 피질 침묵 기간)은 코르티코피날 흥분성을 검사하는 데 사용됩니다. 쌍펄스 TMS 패러다임(예: 짧고 긴 간격의 내피성 억제(SICI/LICI), 짧은 간격 내내 내연액(SICF), 짧고 긴 대기 시간 흡인 억제(SAI/LAI))는 내코르티컬 억제제 및 촉진에 대한 정보를 제공합니다. 이는 일정한 강도의 자극에 대응하여 모터 에서 불러온 전위(MEP)의 크기 변화를 측정하는 기존의 TMS 방법에 의해 오랫동안 수행되어 왔다. 표적 진폭에 대한 자극 강도가 추적되는 대체 임계값 추적 접근법이 최근에 도입되었습니다. 근위축성 측삭 경화증(ALS)에서 임계값 추적 SICI의 진단 유틸리티는 이전 연구에서 나타났습니다. 그러나 임계값 추적 TMS는 몇 가지 센터에서만 사용되었으며, 이는 쉽게 사용할 수 있는 소프트웨어가 부족하기 때문이었지만, 아마도 기존의 단일 및 페어링 펄스 TMS 측정과의 관계에 대한 불확실성 때문일 수 있습니다.
메뉴 기반 반자동 프로그램 제품군은 임계값 추적 TMS 기술의 광범위한 사용을 용이하게 하고 기존의 진폭 측정과 직접 비교할 수 있도록 개발되었습니다. 이들은 3가지 유형의 자기 자극기를 제어하고 공통 단일 및 페어링 펄스 TMS 프로토콜의 단일 연산자에 의해 기록할 수 있도록 설계되었습니다.
이 백서는 건강한 주제에 대한 다수의 단일 및 페어링 펄스 TMS 프로토콜을 기록하고 기록을 분석하는 방법을 보여줍니다. 이러한 TMS 프로토콜은 빠르고 쉽게 수행할 수 있으며 다양한 신경 장애, 특히 ALS와 같은 신경 퇴행성 질환에서 유용한 바이오마커를 제공할 수 있습니다.

다음 결과는 하나의 건강한 과목에서 얻어졌다. 200 μV(RMT200) 또는 1000 μV(RMT1000) 피크-피크-피크 응답에 대한 RMT는 '4→2→1' 추적 규칙 및 로그산소 회귀에 의해 검출되었다18. RMT200은 52.1% MSO, RMT1000은 59.8%MSO였습니다.
모든 페어링 펄스 TMS 옵션은 진폭, 병렬 임계값 추적 및 직렬 임계값 추적 모드에서 결정될 수 있습니다. 여기서진폭및 병렬 임계값 추적 모드만 요약됩니다. 이에 따라, ISI는 각 ISI에서 자극의 수, 및 컨디셔닝 자극에 대한 자극 강도의 수준을 메뉴에서 선택될 수 있다. 여기서는 이러한 옵션에 대한 기본 옵션만 설명합니다.
도 1은 8개의 코일을 가진 자극, 표면 전극으로 기록, 설치된 소프트웨어가 있는 컴퓨터, TMS 기계, 50-60Hz 전기 간섭을 제거하는 노이즈 제거기, 절연선형 양극성 상류 자극기, 전기 촬영 증폭기 및 데이터 수집 시스템을 포함하는 설정을 나타낸다.
도 2는 프로토콜 섹션에 설명된 대로 SICI를 A-SICI(도 2A) 및 T-SICI 병렬(도 2B)으로 나타낸다. 도 3 은 LICI를 A-LICI(그림 3A) 및 T-LICI 병렬(그림 3B)으로 나타낸다. A-LICI의 경우 핫스팟을 찾은 후 프로그램은 RMT1000을 결정하고 이 진폭에 대한 테스트 및 컨디셔닝 자극을 모두 설정합니다. 시험 단독 자극은 매 4 자극 으로 전달되며, 50, 100, 150, 200, 250 및 300 ms의 간격으로 컨디셔닝 +테스트 자극이 의사 무작위로 전달됩니다. 각 ISI에서 10개의 자극이 전달됩니다. 마찬가지로, T-LICI의 경우, 50~300ms의 A-LICI와 동일한 6IS에서 10쌍의 펄스가 전달되고, RMT200의 임계값은 추적된 RMT200의 120%로 설정되는 동안 추적된다.
도 4는 SICF를 A-SICF(그림 4A) 및 T-SICF 병렬(그림 4B)으로 표시합니다. A-SICF의 경우 핫스팟을 찾은 후 프로그램은 RMT50 및 RMT1000을 결정합니다. 그런 다음 테스트 자극을 RMT1000으로 설정하고 RMT50의 90%로 컨디셔닝 자극을 설정합니다. ISI의 범위는 0.3 ms에 의해 1에서 4.9까지입니다. 테스트 단독 자극은 매 4 또는 5 자극 으로 전달되며, 14 컨디셔닝 +테스트 자극은 의사 무작위 순서로 전달됩니다. A-SICF에 관해서는, T-SICF는 1에서 4.9 ms까지 14 ISI에서 측정되고, 임계값은 각 ISI에서 10 쌍의 펄스로 추적됩니다.
도 5는 SAI를 A-SAI(그림 5A) 및 T-SAI 병렬(그림 5B)으로 나타낸다. SAI 프로토콜은 신경에서 소마토 감각 성 구체를 자극하고 MEP 흥분 ~20 ms 나중에 에 미치는 영향을 기록하는 것을 포함한다. 이 MEP 대기 시간('N20')은 자극의 타이밍에 중요합니다. 프로그램은 사용자에게 범위(16-23 ms)에서 대기 시간을 선택하거나 이 범위를 벗어난 경우 지정하도록 요청합니다. N20 대기 시간을 결정하기 위해, 기존의 소마토감각 방출 잠재력이 수행될 수 있거나, 연령 및 높이 보정 실험실 컨트롤이 사용될 수 있다.
A-SAI의 경우, 1mV 복합 근육 작용 전위에 대한 전기 자극 강도가 먼저 결정된다(EMT1000). 이어서, 자기 자극에 대한 핫스팟이 발견되고 RMT1000이 결정된다. 그런 다음 이 프로그램은 N20-2에서 N20+12 ms에 ISI와 자기 및 전기 자극을 결합합니다. 시험 단독 자극은 매 4 자극 으로 주어지며 컨디셔닝 +테스트 자극은 의사 무작위 순서로 제공됩니다. A-SAI와 유사한 T-SAI의 경우 EMT1000이 먼저 결정됩니다. 이어서 자극은 자기 자극으로 전환되고, 핫스팟은 통상적인 방식으로 결정된다. 그런 다음 프로그램은 다른 추적 프로토콜과 유사한 방식으로 RMT200을 결정합니다. 또한, 이 프로그램은 N20-2에서 N20+12ms로 1ms 단계로 전기 자극과 자기 테스트 자극 사이의 ISI가 증가하면서 SAI 추적으로 바로 실행됩니다.
도 6은 LAI를 A-LAI(그림 6A) 및 T-LAI 병렬(그림 6B)으로 나타낸다. 장기 발포성 억제를 기록하기 위한 LAI 프로토콜은 SAI와 동일하며, 간격이 훨씬 길기 때문에(200 ~ 1000ms, 100ms 단계에서) N20 간격을 무시하고 입력할 필요가 없다는 것을 제외합니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62787/62787fig01.jpg"> 그림 1: 설정입니다. 설정에는 8개의 코일을 가진 자극, 표면 전극으로 기록, 설치된 소프트웨어가 있는 컴퓨터, TMS 기계, 50-60Hz 전기 간섭을 제거하는 노이즈 제거기, 절연된 선형 양극성 상수 전류 자극기, 전기모그래피 증폭기 및 데이터 수집 시스템이 포함됩니다. 약어: TMS = 경두개 자기 자극. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62787/62787fig01large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62787/62787fig02.jpg"> 그림 2: A-SICI 및 T-SICI는 1ms에서 7ms까지의 상호 자극 간격의 함수로 플롯되었습니다. (A) A-SICI는 조절된 반응의 진폭으로 플롯되었다. (B) T-SICI임계값 변경으로 플롯 (제어의 백분율로 억제). 약어: A-SICI = 짧은 간격 내 억제의 진폭; T-SICI = 짧은 간격 내 내 억제의 임계값 변화; MEP = 모터 에서 불러일으킨 잠재력; RMT = 휴식 모터 임계값. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62787/62787fig02large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62787/62787fig03.jpg"> 그림 3: A-LICI 및 T-LICI는 1 ms에서 300ms까지의 상호 자극 간격의 함수로 플롯되었습니다. (A) A-LICI는 조절된 응답의 진폭으로 제어의 백분율로 플롯되었다. (B) T-LICI는 임계값 변경(대조군 백분율로서의 억제)으로 플롯되었다. 약어: A-SICI = 짧은 간격 내 억제의 진폭; T-SICI = 짧은 간격 내 내 억제의 임계값 변화; MEP = 모터 에서 불러일으킨 잠재력; RMT = 휴식 모터 임계값. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62787/62787fig03large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62787/62787fig4v2.jpg"> 그림 4: A-SICF 및 T-SICF는 1 ms에서 4.9ms까지의 인터자극 간격의 함수로 플롯되었습니다. (A) A-SICF는 제어의 백분율로 조건된 반응의 진폭으로 플롯되었습니다. (B) T-SICF는 임계값 변경(대조군 백분율로서의 억제)으로 플롯되었다. 약어: A-SICF = 짧은 간격 내 내 촉진의 진폭; T-SICF = 짧은 간격 내 내 촉진의 임계값 변경; MEP = 모터 에서 불러일으킨 잠재력; RMT = 휴식 모터 임계값. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62787/62787fig4v2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62787/62787fig05.jpg"> 그림 5: A-SAI 및 T-SAI는 20ms에서 35ms까지의 인터자극 간격의 함수로 플롯되었습니다. (B) T-SAI는 임계값 변경(대조군 백분율로서의 억제)으로 플롯되었다. 약어: A-SAI = 짧은 대기 시간 흡인 억제의 진폭; T-SAI = 짧은 대기 시간 흡개 억제의 임계값 변화; MEP = 모터 에서 불러일으킨 잠재력; RMT = 휴식 모터 임계값. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62787/62787fig05large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62787/62787fig06.jpg"> 그림 6: A-LAI 및 T-LAI는 200ms에서 1000ms (A) A-LAI가 조절된 응답의 진폭으로 플롯된 상호 자극 간격의 함수로 플롯되었습니다. (B) T-LAI는 임계값 변경(대조군 백분율로서의 억제)으로 플롯되었다. 약어: A-LAI = 긴 대기 시간 흡인 억제의 진폭; T-LAI = 긴 대기 시간 발포성 억제의 임계값 변화; MEP = 모터 에서 불러일으킨 잠재력; RMT = 휴식 모터 임계값. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62787/62787fig06large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
표 1: 소프트웨어에서 사용 가능한 TMS 프로토콜입니다. 약어: TMS = 경두개 자기 자극; SICI = 짧은 간격 내내 억제; SICF = 짧은 간격 내 장내 촉진; LICI = 긴 간격 내 장내 억제; SAI = 짧은 대기 시간 흡개 억제; LAI = 긴 대기 시간 발포성 억제; μV = 마이크로볼트. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62787/Table%201%20(13).xlsx" target="_blank">이 테이블을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>

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.

Most single-pulse transcranial magnetic stimulation (TMS) parameters (e.g., motor threshold, stimulus-response function, cortical silent period) are used ...

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.

conventional-threshold-tracking-transcranial-magnetic-stimulation

Research

연구

JoVE Journal

Neuroscience

신경과학

이 문서에서는, 우리는 기본 네트워크에 뇌 자극의 효과를 조사하기 위해 TMS와 fMRI의 조합과 관련된 방법론과 고려 사항을 검토하십시오.

기본 모드 네트워크를 검사하기 위해 Transcranial 자석 자극과 fMRI를 결합

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

출처: Shafi, M. M., et al. 간질 환자의 연결성 관련 뇌 흥분성을 평가하는 다중 모드 이미징 및 자극 기반 방법. J. Vis. 경험. (2016년)이 비디오는 간질 환자의 신경 흥분성을 평가하기 위해 경두개 자기 자극(TMS) 및 뇌파 검사(EEG)를 사용하는 절차를 보여줍니다. 사전 기록된 뇌 스캔으로 환자의 머리를 정렬하고, 기능적으로 연결된 피질 표적 위에 TMS 코일을 배치하고, 자극을 가하여 신경 회로를 활성화하는 단계를 자세히 설명합니다. 이 과정에는 운동 반응 추적, EEG 신호 기록, 뇌 활동을 건강한 대조군의 뇌 활동과 비교하여 과흥분성을 식별하고 발작 발병 영역을 국소화하는 것이 포함됩니다.

경두개 자기 자극 및 뇌파 검사를 통한 뇌 과흥분성 평가

우리는 흥분 그리고 모터 응답 억제 작업 동안 기본 모터 피 질 억제 중지 신호 작업의 과정을 통해 Transcranial 자석 자극을 사용 하 여 계량 하는 실험적인 절차를 설명 합니다.

대뇌 생리학 응답 억제와 관련 된 측정을 위한 온라인 Transcranial 자석 자극 프로토콜

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

이 논문은 인간의 뇌 네트워크를 연구하고 조절하기 위해 실시간 뇌파 검사 트리거 경두개 자기 자극을 설명합니다.

실시간 뇌전도-트리거 경두개 자기 자극을 가진 두뇌 국가 의존적인 두뇌 자극

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

탐색된 반복적 경두개 자기 자극은 음성 관련 피질 영역을 매핑하기 위한 매우 효율적인 비침습적 도구입니다. 뇌 수술을 설계하는 데 도움이 되며 수술 중에 수행되는 직접적인 피질 자극을 가속화합니다. 이 보고서는 수술 전 평가 및 연구를 위해 언어 피질 매핑을 안정적으로 수행하는 방법을 설명합니다.

음성 피질 매핑을 위한 탐색된 반복적 경두개 자기 자극을 위한 연구 설계

SAI(Short-latency Asserent Inbarition)는 감각 운동 통합을 조사하기 위한 경두개 자기 자극 프로토콜입니다. 이 기사에서는 감각 운동 행동 동안 운동 피질의 수렴 감각 운동 루프를 연구하기 위해 SAI를 사용하는 방법을 설명합니다.

말초 신경 자극 및 제어 가능한 펄스 매개변수 경두개 자기 자극을 결합하여 감각 운동 제어 및 학습을 조사합니다.

이 논문은 항법 장비를 사용할 수 없을 때 반복적인 경두개 자기 자극 중재 또는 치료를 위해 기능별 표적을 국소화하는 방법을 설명합니다.

항행 장비가 없는 경우 경두개 자기 자극을 위한 기능별 표적 국소화(Localizing Function-specific targets for Transcranial magnetic stimulation in the absence of navigation equipment)

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

학습하세요 경두개 자기 자극(TMS)의 자동화된 단일 및 이중 펄스 프로토콜을 통해 임계값 추적과 진폭 측정을 비교하는 방법을. 이 기술은 임상 신경생리학 연구에서 뇌 기능 평가의 효율성과 재현성을 높입니다.

한 손 작업에 대한 종래및 임계값 추적 경두개 자기 자극 테스트

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