Method Article

Ocena ścieżek korowo-rdzeniowych za pomocą przezczaszkowej stymulacji magnetycznej

August 29th, 2025

In This Article

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Źródło: Charalambos, C. C., et al. Obustronna ocena ścieżek korowo-rdzeniowych mięśni stawu skokowego za pomocą nawigowanej przezczaszkowej stymulacji magnetycznej. J. Vis. Exp. (2019 rok)

Ten film przedstawia metodę oceny ścieżek korowo-rdzeniowych mięśni nóg za pomocą przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (TMS). Spoczynkowe i aktywne reakcje mięśni są rejestrowane z jednej półkuli mózgu w celu oceny przeciwległej funkcji kortykomotorycznej mięśni nóg.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wszystkie procedury z udziałem ludzi zostały przeprowadzone zgodnie z instytucjonalnymi, krajowymi i międzynarodowymi wytycznymi dotyczącymi dobrostanu ludzi i zostały zweryfikowane przez lokalną instytucjonalną komisję rewizyjną.

1. Testowanie dobrowolnej aktywacji tonicznej (TVA)

  1. Określ obustronnie maksymalny dobrowolny skurcz izometryczny (MVIC) każdego mięśnia. Dla każdego ruchu (tj. zgięcia grzbietowego i podeszwowego) poinstruuj badanych, aby maksymalnie napięli badany mięsień przeciwległy (np. prawy piszczel przedni, TA) 4 razy (skurcze ~5 s oddzielone 60 s spoczynku), podczas gdy badany siedzi w pozycji opisanej powyżej.
  2. Oblicz maksymalną wartość aktywności mięśni podczas każdego MVIC (tj. średnią w oknie 100 ms wyśrodkowaną wokół maksymalnej wyprostowanej i wygładzonej elektromiografii, EMG) z ostatnich trzech prób, średnią z trzech wartości i 15 ± 5% średniego MVIC każdego mięśnia.
    UWAGA: Można użyć większego % MVIC, Ale może to być niewykonalne w kohortach klinicznych (np. Osoby po udarze).

2. Rejestracja w systemie neuronawigacji

  1. Umieść tracker obiektu, opaskę na głowę lub okulary, z odblaskowymi znacznikami na głowie pacjenta po przeciwnej stronie niż stymulowana półkula, aby tracker nie przeszkadzał w ustawieniu cewki podczas stymulacji każdego punktu siatki.
    UWAGA: W przypadku, gdy używany jest pałąk, upewnij się, że dobrze przylega do głowy pacjenta, ale nie jest zbyt ciasny, ponieważ może powodować ból głowy po dłuższym czasie.
  2. Sprawdź prawidłowe położenie kamery do przechwytywania ruchu, umieszczając moduł śledzący obiekt, wskaźnik i śledzenie cewki w objętości przechwytywania. Dokonaj rejestracji obrazu obiektu, umieszczając końcówkę wskaźnika na 4 anatomicznych punktach orientacyjnych (patrz Rysunek 1A).
  3. Po pobraniu próbek wszystkich anatomicznych punktów orientacyjnych sprawdź, czy rejestracja nastąpiła prawidłowo, umieszczając końcówkę wskaźnika w kilku miejscach nad czaszką badanego (tj. etap walidacji). Jeśli odległość od czubka wskaźnika do zrekonstruowanej skóry jest mniejsza niż 3 mm, przystąp do eksperymentu przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (TMS); W przeciwnym razie powtarzaj rejestrację tematu-obrazu, aż do uzyskania żądanych wartości błędów. Podczas eksperymentu powtórz rejestrację, jeśli obiekt śledzący zostanie przypadkowo przeniesiony.

3. Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna

  1. Używaj tych samych parametrów metodologicznych podczas odpoczynku i dobrowolnej aktywacji tonicznej (TVA).
    1. Zastosuj bodźce pojedynczego impulsu w optymalnym miejscu (tj. gorącym punkcie; więcej szczegółów w następnym akapicie) badanego mięśnia. Stosuj każdy bodziec losowo co 5-10 sekund, aby uniknąć przewidywania bodźca i zminimalizować efekty przeniesienia poprzedniego impulsu na kolejny.
    2. Jeśli dwie jednostki TMS są używane jednocześnie, ustaw je w trybie standardowym lub równoczesnym. Tryb standardowy stosuje słabszy impuls niż pojedyncza jednostka, podczas gdy tryb jednoczesny stosuje silniejszy impuls niż pojedyncza jednostka. Użycie któregokolwiek z nich może być oparte na potrzebach protokołu i całkowitej liczbie bodźców.
    3. Użyj cewki z podwójnym stożkiem, aby indukować tylny przedni prąd wewnątrzczaszkowy. W razie potrzeby użyj systemu neuronawigacji do ręcznego sterowania cewką i skorygowania jej położenia w stosunku do pożądanego stymulowanego miejsca przed każdym bodźcem.
    4. Pomiędzy sesjami i tematami losowo dobieraj kolejność badanych mięśni i półkul. Zawsze podawaj stan TVA po stanie spoczynku, aby uniknąć jakichkolwiek zakłóceń w testowaniu w spoczynku (np. zmęczenie ścieżek zstępujących z powodu testowania TVA).
  2. Określ obustronnie gorący punkt obu mięśni.
    1. Znajdź intensywność ponadprogową, która będzie używana podczas polowania na gorące punkty, poprzez zastosowanie pojedynczego bodźca na wyśrodkowanym miejscu obok szczeliny międzypółkulowej (zobacz niebieskie i czerwone kwadraty na rysunku 1B). Użyj tego miejsca, ponieważ znajduje się ono w miejscu obszaru motorycznego nogi.
    2. Zacznij od niskiej intensywności (np. 30% maksymalnej mocy stymulatora; MSO) i stopniowo zwiększaj intensywność TMS o 5% przyrosty, aż do osiągnięcia intensywności, która wywołuje potencjał wywołany silnika (MEP) o amplitudzie międzyszczytowej większej niż 50 μV we wszystkich przeciwległych badanych mięśniach dla 3 kolejnych bodźców.
    3. Określ natychmiast po każdym bodźcu, czy MEP został wywołany zarówno na podstawie surowych przebiegów, jak i amplitud międzyszczytowych (okno wyszukiwania: 20-60 ms po wystąpieniu TMS) wszystkich badanych mięśni.
    4. Zastosuj jeden impuls TMS w każdym miejscu siatki (łącznie 36 bodźców). Po zakończeniu protokołu hot spot przenieś wartości amplitudy i opóźnienia każdego miejsca dla wszystkich mięśni przeciwległych w arkuszu kalkulacyjnym i posortuj amplitudę od wysokiej do niskiej, a opóźnienie od niskiej do wysokiej. Zidentyfikuj gorący punkt kontralateralnego TA i płaszczkowatego (SOL) jako miejsce w siatce o największej amplitudzie i najkrótszym opóźnieniu.
      UWAGA: Jeśli największa amplituda i najkrótsze opóźnienie nie znajdują się w tym samym miejscu, zdefiniuj gorący punkt przy użyciu największej amplitudy.
  3. Określ obustronnie spoczynkowy próg motoryczny (RMT) każdego mięśnia.
    1. Wybierz punkt siatki w systemie neuronawigacji, który odpowiada gorącemu punktowi badanego mięśnia.
    2. Do wyznaczenia RMT badanych mięśni należy zastosować adaptacyjną metodę polowania na próg. Ustaw początkową intensywność i rozmiar kroku odpowiednio na 45 i 6% MSO. Przeprowadź polowanie RMT dwa razy dla każdego mięśnia i użyj średniej do późniejszej oceny odpowiedzi kortykomotorycznej (CMR).
  4. Oceń obustronnie TA i SOL CMR podczas spoczynku.
    1. Wybierz punkt siatki w systemie neuronawigacji, który odpowiada gorącemu punktowi badanego mięśnia. Zastosuj 10 pojedynczych impulsów TMS przy 1,2 RMT badanego mięśnia.
    2. Przed każdym bodźcem poinstruuj badanego, aby pozostał nieruchomo i rozluźnił badane mięśnie obustronnie oraz monitorował aktywność wszystkich mięśni za pomocą wizualnej informacji zwrotnej w czasie rzeczywistym wyświetlanej na ekranie komputera. W przypadku, gdy jakikolwiek mięsień jest aktywny przed lub po TMS, odrzuć tę próbę i zastosuj dodatkowy pojedynczy impuls. Powtarzaj, aż zostanie zebranych 10 przebiegów dla każdego badanego mięśnia przeciwległego w spoczynku.
  5. Ocenić obustronnie TA i SOL CMR podczas TVA.
    1. Wybierz punkt siatki w systemie neuronawigacji, który odpowiada gorącemu punktowi badanego mięśnia.
    2. Poproś badanych o skurczenie badanego mięśnia przy 15 ± 5% MVIC i zastosowanie 10 pojedynczych impulsów TMS przy 1,2 RMT. Poinstruuj badanych, aby utrzymywali wygładzoną ruchomą linię (średnia kwadratowa amplituda 0,165 s) badanego mięśnia, TA lub SOL, w obrębie dwóch poziomych kursorów (zakres MVIC: 15 ± 5%) i utrzymywali ten skurcz na tym poziomie przez kilka sekund.
    3. Gdy TA jest badanym mięśniem, poproś badanych, aby lekko podciągnęli się do pasków butowych na swojej przeciwległej nodze (tj. nodze z badanym mięśniem przeciwległym do stymulowanej półkuli). Gdy SOL jest badanym mięśniem, poproś badanych, aby lekko docisnęli się do buta na przeciwległej nodze.
    4. Monitoruj aktywność mięśniową aktywnego badanego mięśnia i pozostałych mięśni spoczynkowych za pomocą wizualnego sprzężenia zwrotnego wyświetlanego w czasie rzeczywistym na ekranie komputera. Odrzuć ten bodziec i ponownie zastosuj dodatkowy pojedynczy impuls, jeśli aktywność badanego mięśnia jest poniżej lub powyżej ustalonego zakresu lub aktywowany jest jakikolwiek inny mięsień. Zbierz 10 prób, podczas gdy badany mięsień jest aktywowany w ustalonym wcześniej zakresie.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
figure-results-1

Rysunek 1: Zrekonstruowane modele skóry i krzywoliniowe modele mózgu. (A) Model skóry z czterema anatomicznymi punktami orientacyjnymi (czubek nosa, nasiona i wcięcie nadbramkowe prawego i lewego ucha) jest używany do obliczenia rejestracji o...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
2 stymulatory Magstim (moduł BiStim)The Magstim Company Limited; Whitland, Wielka Brytania Służy do wywoływania obustronnych motorycznych potencjałów wywołanych w mięśniach piszczelowych przednich i płaszczkowatych.
Adaptacyjna estymacja parametrów za pomocą testów sekwencyjnych (PEST) dla TMShttp://www.clinicalresearcher.org/software.htm Służy do określania progów motorycznych.
WzmacniaczMotion Lab System; Baton Rogue, LN, USAMA-300Służy do wzmacniania danych EMG.
Cewka z podwójnym stożkiemThe Magstim Company Limited; Whitland, Wielka BrytaniaPN: 9902APSłuży do wywoływania obustronnych motorycznych potencjałów wywołanych w mięśniach piszczelowych przednich i płaszczkowatych.
SygnałCambridge Electronics Design Limited; Cambridge, Wielka BrytaniaWersja 6Służy do zbierania potencjałów wywołanych silnikiem podczas spoczynku i TVA.
Elektrody EMG z pojedynczą podwójną powierzchnią różnicowąMotion Lab Systems; Baton Rogue, LN, USAMA-411Służy do nagrywania sygnałów EMG.
Bezramkowy system neuronawigacji stereotaktycznej TMSBrainsight 3, Rouge Research, Montreal, Kanada Służy do nawigacji pozycji cewki podczas oceny TMS.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Transcranial Magnetic StimulationCorticospinal PathwaysMotor Evoked PotentialResting Motor ThresholdNeuronavigation SystemTibialis Anterior MuscleSoleus MuscleBilateral AssessmentVoluntary Activation TestingMuscle Response Recording

Related Articles