Bepaling van neuromusculaire functie gebruiken percutane elektrische zenuwstimulatie
September 13th, 2015
We presenteren een protocol om veranderingen in de neuromusculaire functie te beoordelen. Percutane elektrische zenuwstimulatie is een niet-invasieve methode die spierreacties veroorzaakt. Elektrofysiologische en mechanische eigenschappen van deze reacties maken de evaluatie van de neuromusculaire functie mogelijk, van hersenen tot spier (supra-spinaal, spinaal en perifeer niveau).
Het algemene doel van deze procedure is om de neuromusculaire functie te beoordelen met behulp van percutane elektrische zenuwstimulatie. Dit wordt bereikt door eerst oppervlakte-elektroden op de gewenste spier aan te sluiten. De tweede stap is om het onderwerp op de ergometer te plaatsen.
Vervolgens wordt de motorische zenuw elektrisch gestimuleerd met behulp van een handbediende bal-elektrode of een zelfklevende elektrode. De laatste stap is het registreren van de elektromyografische activiteit van de spier. Uiteindelijk wordt percutane elektrische zenuwstimulatie gebruikt om de neuromusculaire functie op het spinale, spinale en perifere niveau te beoordelen.
Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat deze een goede betrouwbaarheid heeft en elektrische en mechanische reacties gemakkelijk te verkrijgen zijn. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen op het gebied van normale spierfysiologie, zoals de evaluatie van normale spiermassa na een trainings- of revalidatieprogramma. Om te beginnen, reinig de huid waar de elektroden worden geplaatst door het haar eraf te scheren en de blootgestelde huid te schrobben met alcohol.
Dit is noodzakelijk voor een lage impedantieverbinding. Vraag vervolgens de deelnemer om op zijn tenen te staan om de plantaire flexorspieren duidelijk te identificeren. Plaats twee zilverchloride oppervlakte-elektroden van 10 millimeter ongeveer twee centimeter uit elkaar op de prominente bult van de mediale gastroc emus-spier voor de laterale gastroc emus.
Plaats twee elektroden op een derde van de afstand van de kop van het fibula tot de hiel voor de soleus-spier. Plaats twee elektroden op tweederde van de weg tussen de mediale condylen van het dijbeen en de mediale maus voor de tibialis anterior-spier. Vraag de deelnemer om op zijn tenen te staan om deze te identificeren.
Plaats vervolgens twee elektroden op een derde van de afstand tussen de punt van het fibula en de punt van de mediale maus. Plaats vervolgens een referentie-elektrode op een centrale positie op hetzelfde been tussen stimulatie- en registratielocaties. Stel nu de stoel van de deelnemer zo in dat de enkel en knie op 90 graden gebogen zijn, zodat de soleus en gastroc knie, mijn spieren niet worden uitgerekt en de H-reflex niet wordt veranderd.
Span nu de enkel stevig vast aan de ergometer zodat de anatomische as van het gewricht, die de externe mos is, is uitgelijnd met de ergometer-rotatie-as. Vraag vervolgens de deelnemer om druk uit te oefenen op een voetplaat en registreer het plantaire flexorkoppel. Verbind vervolgens de elektroden met de versterker en plaats de anode voor elektrische stimulatie over de patellapees.
Probeer nu de achterste tibiale zenuw door de huid in de popal Fosse te voelen. Bepaal vervolgens de beste stimulatieplaats van de achterste tibiale zenuw. Gebruik een handbediende kathode-balelektrode op de popal fossa om de plaats met de grootste leeftijdsreflex op die locatie te vinden.
Bevestig de zelfklevende zilverchloride kathode. Geen van deze parameters mag veranderen voor de beoordeling van de verschillende elektrochirurgische metingen. Alleen de intensiteit van de stimulatie en de conditie mogen variëren.
Voordat u met de test begint, geeft u de deelnemer de instructie om te ontspannen en hun spieren in rust te houden. Stel vervolgens de stimulatie-intensiteit in om een maximale soli-leeftijdsreflexamplitude te verkrijgen, die gewoonlijk varieert van 20 tot 50 milliamps. Gebruik pulsjes van één milliseconde om ten minste drie sous H-reflexreacties te registreren.
Pauzeer minimaal drie seconden tussen stimulaties om postactivatiedepressie te voorkomen. Verhoog vervolgens de intensiteit tot tussen de 40 en 100 milliamps om de maximale sous M-golfamplitude te krijgen. Zodra bepaald, verhoog de intensiteit met 20 tot 50% en lever drie supermaximale stimulaties.
Registreer de twitch-koppels geassocieerd met deze stimulaties voor de vrijwillige contractietest. Begin met een opwarming. Vraag de deelnemer om 10 korte niet-vermoeiende submaximale contracties van de plantaire flexorspieren uit te voeren.
Vraag hen om enkele seconden te wachten tussen elke samentrekking tijdens de opwarming en registreer gedurende de test de tricep Siri EMG-activiteit. Instructie vervolgens de deelnemer om een exotherm maximale vrijwillige samentrekking van de plantaire flexoren uit te voeren. De deelnemer moet zo hard mogelijk tegen de ergometer drukken door zijn plantaire flexorspieren samen te trekken.
Geef visuele feedback tijdens de inspanning met gestandaardiseerde verbale aanmoediging, de maximale vrijwillige samentrekking is bereikt. Wanneer een plateau wordt waargenomen, lever een gepaarde stimulatie bij 100 hertz frequentie bij supermaximale intensiteit van de maximale vrijwillige samentrekking. Direct na de samentrekking, lever nog een gepaarde stimulatie wanneer de spier volledig ontspannen is.
Om het niveau van vrijwillige activering te evalueren met behulp van software zoals acknowledge 4.1, selecteer een tijdvenster, inclusief de EMG-respons geassocieerd met de twitch in rust, selecteer de H-golf of de M-golf, meet de piek-top-amplitude, de piek-naar-piek-duur en het gebied van de golven. Selecteer vervolgens de rustende twitch en meet de piektorque. Bereken vervolgens de verhouding tussen de piektorque en de som van de amplituden van de soleus en gastroc nemi M-golven.
Om de elektromechanische efficiëntie te kwantificeren, reflecteert deze verhouding de efficiëntie van de excitatie-contractiekoppeling. Meet vervolgens het maximale piektorque van de maximale vrijwillige samentrekking vanaf de baseline van het koppel in rust tot de maximale waarde van de maximale vrijwillige samentrekking, sluit het gesuperponeerde koppel dat wordt geïnduceerd door de dubbele stimulatie uit. Meet vervolgens het gesuperponeerde koppel dat wordt geïnduceerd door de dubbele stimulatie.
Meet vanaf de vrijwillige koppelwaarde bij het begin van de stimulatie tot de piek van de geëvokte respons. Meet ten slotte het piektorque geassocieerd met een gepotentieerde dubbele. Gebruik deze waarden om het niveau van vrijwillige activering te berekenen.
Met behulp van de beschreven methoden werden h en m-golven in rust onderzocht. De H-reflex bereikt een maximale waarde voordat deze volledig a
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Overzicht
Dit protocol beschrijft de beoordeling van de neuromusculaire functie door middel van percutane elektrische zenuwstimulatie. Door oppervlakte-elektroden aan te sluiten en de motorische zenuw te stimuleren, kunnen onderzoekers spierreacties op verschillende niveaus evalueren.
Belangrijkste onderdelen van het onderzoek
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschappen
- Elektrofysiologie
- Neuromusculaire functie
Achtergrond
- Percutane elektrische zenuwstimulatie is een niet-invasieve techniek.
- Het maakt de evaluatie van neuromusculaire functie mogelijk van hersenen tot spier.
- De methode beoordeelt reacties op supra-spinaal, spinaal en perifeer niveau.
- Elektromyografische activiteit wordt geregistreerd om spierreacties te analyseren.
Doel van het onderzoek
- Om veranderingen in neuromusculaire functie te beoordelen.
- Om elektrische stimulatie te gebruiken voor het evalueren van spierreacties.
- Om inzicht te geven in neuromusculaire gezondheid en functie.
Gebruikte methoden
- Aansluiten van oppervlakte-elektroden op de doelspier.
- Plaatsen van het proefpersoon op een ergometer.
- Elektrisch stimuleren van de motorische zenuw met een handbediende of zelfklevende elektrode.
- Registreren van elektromyografische activiteit van de spier.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle stimulatie van de motorische zenuw leidt tot meetbare spierreacties.
- Elektromyografische opnames leveren gegevens over neuromusculaire functie.
- De evaluatie omvat supra-spinaal, spinaal en perifeer niveau.
- Resultaten kunnen informatie geven over neuromusculaire gezondheid en mogelijke disfuncties.
Conclusies
- Percutane elektrische zenuwstimulatie is effectief voor het beoordelen van neuromusculaire functie.
- De methode is niet-invasief en levert uitgebreide gegevens op.
- Bevindingen kunnen bijdragen aan het begrijpen van neuromusculaire aandoeningen.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
Percutaneous electrical nerve stimulation enables quantitative assessment of neuromuscular function across supra-spinal, spinal, and peripheral levels, supporting early-stage target validation and mechanistic de-risking in neuromuscular research. The method's reproducibility and direct measurement of electrophysiological and mechanical outputs provide predictive confidence for translational studies and portfolio triage. Its non-invasive nature and rapid setup facilitate integration into discovery and preclinical workflows for evaluating neuromuscular plasticity and intervention effects.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of neuromuscular pathways and functional target validation through direct stimulation and response measurement.
- Supports biological de-risking by quantifying excitation-contraction coupling and spinal excitability.
- Provides predictive confidence for advancing neuromuscular targets in the discovery pipeline.
Screening & Assay Development
- Facilitates preparation of validated neuromuscular systems for downstream compound screening.
- Delivers standardized, reproducible electrophysiological and mechanical readouts for assay development.
- Enables reliable evaluation of intervention effects on neuromuscular function.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant endpoints by measuring voluntary activation and neuromuscular plasticity.
- Supports continuity from early discovery through preclinical validation of neuromuscular interventions.
- Provides risk-adjusted data for advancement decisions in neuromuscular portfolios.
Pipeline & Workflow Integration
This method integrates from early discovery through preclinical research, enabling hypothesis testing, pathway clarification, and quantitative assessment of neuromuscular function.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and mechanistic de-risking by isolating and quantifying neural and muscular responses.
- Screening: Provides reproducible, quantitative outputs (M-wave, H-reflex, twitch torque) for assay readiness.
- Analytics: Enables statistical comparison of neuromuscular responses across conditions and interventions.
- Translational Research: Connects functional readouts to disease-relevant and intervention-driven endpoints.
- Enterprise Reuse: Offers a standardized, scalable platform for repeated neuromuscular assessments across studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in neuromuscular target validation.
- Operational Value: Delivers standardized, reproducible, and scalable neuromuscular assessments.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions and capital efficiency by providing robust functional data.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization and advancement of neuromuscular programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in electrophysiology and neuromuscular assessment protocols.
- Needs access to surface EMG, force/torque ergometry, and electrical stimulation instrumentation.
- Demands cross-team standardization of electrode placement and stimulation parameters.
- Adaptable across different muscle groups and model systems with protocol adjustments.
- Dependent on participant compliance and precise anatomical localization for reproducibility.
