Het Evoked Potential Operant Conditioning System (EPOCS): een onderzoeksinstrument en een opkomende therapie voor chronische neuromusculaire aandoeningen

Dit unieke protocol richt zich op gunstige verandering op belangrijke plaatsen in het zenuwstelsel. Dit leidt tot een veel bredere gunstige verandering. Het verbetert het gedrag zoals lopen dat is aangetast door ruggenmerg of hersenletsel aanzienlijk.

Het belangrijkste voordeel van de EPOCS-software is dat het de experimentator of therapeut door de complexe reeks procedurele analytische stappen leidt die het protocol vereist. H-reflex operante conditionering kan het herstel van voortbeweging en ander belangrijk gedrag verbeteren voor mensen met een dwarslaesie, beroerte, multiple sclerose en andere chronische neurologische aandoeningen. Het protocol kan worden uitgebreid naar H-reflexen van andere been- of armspieren naar andere reflexpaden, zoals die welke verantwoordelijk zijn voor huidreflexen en naar paden die de hersenen verbinden met het ruggenmerg.

Als u nog nooit eerder H-reflexmetingen hebt gedaan, neem dan contact op met het National Center of Neuromodulation for Rehabilitation voor basistrainingsmogelijkheden. Zelfstudiemateriaal is ook beschikbaar op hun website. Controleer om te beginnen of de deelnemer is ingesteld met stimulerende elektroden, bipolaire EMG-elektroden bij de soleusspier en tibialis anterior in een grondelektrode.

Start de EPOCS-applicatie, voer de onderwerp-ID in en start een sessie. Vraag de deelnemer om op een natuurlijke manier te gaan staan. Schakel de stimulator in en stel de stimulatie-intensiteit in op de minimale waarde en druk vervolgens op Start.

Waarschuw de deelnemer om stimulatie te verwachten en verhoog geleidelijk de intensiteit tot 10 milliampère of meer totdat een duidelijke H-reflex wordt gezien. Zoek de stimulerende locatie die de grootste H-reflex oproept door de kathode mediaal een volledige elektrodebreedte te bewegen, en dan lateraal, dan een halve elektrodebreedte mediaal en lateraal, en ten slotte een volledige elektrodebreedte omhoog en dan omlaag. Markeer, noteer en fotografeer de positie van de elektroden om te helpen bij het herpositioneren.

Ga naar het tabblad Wervingscurve. Ga naar Instellingen, vervolgens EMG en configureer de bereiken voor de achtergrondactiviteitsniveaus van het doel en de antagonist die stimulatie mogelijk maken. Stel de duur van de achtergrondblokkering in op 2 seconden om aan te geven hoe lang de deelnemer het EMG continu binnen bereik moet houden om elke stimulus te activeren, de stimulator in te schakelen en de intensiteit in te stellen op een minimumwaarde van bijvoorbeeld 5 milliamperes.

Terwijl de deelnemer staat, drukt u op Start. Demonstreer het real-time achtergrond EMG-niveau in de doelspier aan de deelnemer. De activiteit van beide spieren moet binnen hun vereiste bereik liggen om de balk van een felrode naar een donkerdere groene tint te veranderen en het moet daar 2 seconden blijven om stimulatie te activeren.

Druk op Stop aan het einde van de oefenrun. Terwijl de deelnemer staat, drukt u op Start om de wervingscurve te meten. Als de H-reflex al zichtbaar is bij de gekozen startintensiteit, verlaagt u geleidelijk de stroom totdat de H-reflex niet meer wordt gezien, klikt u vervolgens op Stoppen en opnieuw starten om de run te starten.

Controleer de teller Voltooide proefversies. Verhoog na elke 4 proeven handmatig de stimulatie-intensiteit met 2 milliamperes en noteer de intensiteit. Ga door totdat de M-golfgrootte een plateau bereikt.

Druk op Stop als je klaar bent en vraag de deelnemer om te gaan zitten om te rusten. Koppel alle geschreven records aan de uitvoeringsnummers die in de rechterbovenhoek van het venster worden weergegeven. Open aan het einde van de run het tabblad Logboek en voer alle relevante informatie handmatig in.

Druk op de knop Analyse om het venster Analyse te openen. Bekijk in het bovenste paneel van het analysevenster de stimulus-vergrendelde overlay van de doelspiersignalen van elke proef in de vorige run. Pas het begin en einde van het groene doelinterval en het bruine referentie-interval aan en klik vervolgens op de knop Gemarkeerde timings gebruiken om deze instellingen op te slaan.

Beoordeel in het deelvenster Volgorde in de onderste helft van het analysevenster de resulterende wervingscurve. Pas de instellingen aan om piek-tot-piek of gemiddelde gerectificeerde amplitude weer te geven en om resultaten van opeenvolgende onderzoeken te poolen. Specificeer proeven om te poolen op 4 en noteer de resulterende M-max en H-max.

Als dit de eerste sessie van de deelnemer is, zoek dan naar de optimale emg-opnamelocatie van de doelspier. Verplaats eerst de soleus-elektroden mediaal met een halve elektrodebreedte, verzamel vervolgens een volledige rekruteringscurve en noteer de resulterende M-max en H-max. Verplaats vervolgens de soleus-elektroden op dezelfde afstand zijdelings van hun oorspronkelijke positie en voer opnieuw een rekruteringscurvemeting uit.

Markeer, noteer en fotografeer de elektrodepositie die de H-max maximaliseert. Kies een stimulusintensiteit die een bijna maximale H-reflex oproept, maar met een zichtbare M-golf. Richt je idealiter op de stijgende kant van de curve.

Kies alleen een hogere stimulusintensiteit als dat nodig is om een onderscheidbare M-golf te garanderen, zoals in dit geval. Stel deze stimulusintensiteitswaarde in op de stimulator en noteer deze en de bijbehorende M-golfgrootte voor toekomstige sessies. Als u de verdeling van H-reflexgrootten wilt meten zonder reactiefeedback te geven, gaat u naar het tabblad Besturingsproeven.

Terwijl de deelnemer staat, drukt u op Start en instrueert u de deelnemer om het vereiste niveau van achtergrondspieractiviteit te behouden. Voer voor een baseline- of follow-upsessie 75 onderzoeken achter elkaar uit, terwijl u voor een conditioneringssessie 20 onderzoeken uitvoert. Druk na de proefversies op Stoppen om de run te beëindigen en druk vervolgens op Analysis.

Beoordeel de overlay van trial-by-trial responsgolfvormen in het bovenste paneel en, indien nodig, de volgorde van responsgroottes hieronder. Een nieuwe tabbladverdeling wordt standaard geactiveerd boven aan het tabblad Volgorde. Klik op Logboekresultaten om de overzichtsstatistieken aan het sessielogboek toe te voegen.

Herhaal voor een basislijnsessie deze stappen voor in totaal drie runs van elk 75 onderzoeken en ga naar de meting van de afsluitende wervingscurve. Voor een conditioneringssessie stelt u het doelpercentage in op 66. Selecteer het overeenkomstige criterium voor downconditionering door op de knop Down-Condition te drukken.

Deze actie wordt automatisch geregistreerd en het analysevenster wordt gesloten. Ga naar het tabblad Trainingsproeven en druk op Start met de deelnemer staand. Leg de deelnemer de nieuwe feedbackbalk in het midden van het scherm uit met de meest recente H-reflexgrootte ten opzichte van het gearceerde doelbereik.

Als de reactie binnen het doelbereik valt, is de balk donkergroen en wordt de proef als succesvol geteld. Als het buiten het bereik valt, wordt de balk helderder rood en wordt de proef als mislukt geteld. Motiveer de deelnemer om zoveel mogelijk succesvolle proeven uit te voeren.

Druk na 75 proeven op Stop om de run te beëindigen, druk vervolgens op de knop Analyse en gebruik het tabblad Volgorde om te controleren of de M-golven constant bleven op de gewenste grootte. Als het tabblad Distributie is geselecteerd, gebruikt u de knop Voorwaarde omlaag om het operante conditioneringscriterium voor de volgende uitvoering bij te werken. Herhaal deze procedure tweemaal voor elk 75 onderzoeken.

Voer aan het einde van de sessie nog een meting van de wervingscurve uit. De analyse werd uitgevoerd na een run in de Recruitment Curve-modus tijdens H-reflex operante conditionering. In het deelvenster Volgorde neemt de stimulusintensiteit toe van links naar rechts met het proefnummer.

De H-reflexgrootte stijgt dan als functie van de stimulusintensiteit, terwijl de M-golfgrootte stijgt en vervolgens verzadigt. De analyse werd uitgevoerd na een run uitgevoerd in Control Trials of Training Trials-modus tijdens H-reflex operante conditionering. Het distributiepaneel toonde een histogram van H-reflexgroottes die de selectie van een geschikt criteriumniveau voor latere op- of neergaande conditionering vergemakkelijkten.

H-reflexgrootte en neurologisch onaangetaste deelnemers die werden uitgezet als een functie van sessienummers vertoonden een contrasterende effecten van op- en neergaande conditionering. Het gunstige effect van soleus H-reflex down conditionering werd waargenomen bij deelnemers met chronische stoornissen in de onderste ledematen na onvolledige dwarslaesie. Succesvolle conditionering was geassocieerd met een verbetering van de loopsnelheid en loopsymmetrie ten opzichte van de uitgangswaarde.

De effectiviteit van dit protocol hangt af van de motivatie en hoeveel het onderwerp om de feedback geeft. Het is belangrijk om het onderwerp aan te moedigen om zo goed mogelijk te slagen in elke proef, gebruikmakend van de feedback die de software biedt. Absoluut, als therapeut zou je kunnen overwegen om een aantal geschikte functionele of motorische controle-oefeningen toe te voegen in combinatie met operante conditionering.

U kunt uw patiënt bijvoorbeeld een eenvoudige loopoefening laten doen onmiddellijk na soleus H-reflex down-conditioning voor de beste resultaten. De ontwikkeling van EPOCS heeft ons in staat gesteld om het scala aan operante conditioneringstoepassingen bij de behandeling van verschillende patiënttrillingen en sensorische motorische stoornissen te verbreden en onze inspanningen te versnellen om neuroplasticiteit maximaal te benutten om de mogelijkheden van neurorevalidatie uit te breiden.