Ocena funkcji nerwowo-mięśniowej za pomocą przezskórnej elektrycznej stymulacji nerwów
13 września 2015
Przedstawiamy protokół oceny zmian w funkcjonowaniu nerwowo-mięśniowym. Przezskórna elektryczna stymulacja nerwów to nieinwazyjna metoda, która wywołuje reakcje mięśniowe. Właściwości elektrofizjologiczne i mechaniczne tych reakcji pozwalają na ocenę funkcji nerwowo-mięśniowej od mózgu do mięśni (poziom nardzeniowy, rdzeniowy i obwodowy).
Ogólnym celem tej procedury jest ocena funkcji nerwowo-mięśniowej za pomocą przezskórnej elektrycznej stymulacji nerwów. Osiąga się to poprzez najpierw połączenie elektrod powierzchniowych z pożądanym mięśniem. Drugim krokiem jest zainstalowanie obiektu na ergometrze.
Następnie nerw ruchowy jest stymulowany elektrycznie za pomocą ręcznej elektrody kulkowej lub elektrody samoprzylepnej. Ostatnim krokiem jest zarejestrowanie aktywności elektromiograficznej mięśnia. Ostatecznie przezskórna elektryczna stymulacja nerwów służy do oceny funkcji nerwowo-mięśniowej na poziomie rdzeniowym, rdzeniowym i obwodowym.
Główną zaletą tej techniki jest to, że ma dobrą niezawodność, a reakcja elektryczna i mechaniczna jest łatwa do uzyskania. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania z zakresu prawidłowej fizjologii mięśni, takie jak ocena prawidłowej muskulatury po treningu lub programie rehabilitacji. Aby rozpocząć, oczyść skórę, w której zostaną umieszczone elektrody, goląc włosy i szorując odsłoniętą skórę alkoholem.
Jest to wymagane w przypadku połączenia o niskiej impedancji. Następnie poproś uczestnika, aby stanął na palcach, aby wyraźnie zidentyfikować mięśnie zginaczy podeszwowych. Umieść dwie 10-milimetrowe elektrody powierzchniowe chlorku srebra w odległości około dwóch centymetrów od siebie na wydatnym wybrzuszeniu przyśrodkowego mięśnia żołądka łąkowego dla bocznego mięśnia brzuchatego brzuchatego.
Umieść dwie elektrody w jednej trzeciej odległości od głowy kości strzałkowej do pięty dla mięśnia płaszczkowatego. Umieść dwie elektrody w dwóch trzecich drogi między kłykciami przyśrodkowymi kości udowej a maus przyśrodkowym mięśnia piszczelowego przedniego. Poproś uczestnika, aby stanął na palcach i go zidentyfikował.
Następnie umieść dwie elektrody w jednej trzeciej odległości między końcówką kości strzałkowej a końcówką przyśrodkowej mazi. Następnie umieść elektrodę referencyjną w centralnej pozycji na tej samej nodze między miejscami stymulacji i rejestracji. Teraz wyreguluj krzesło uczestnika tak, aby kostka i kolano były zgięte pod kątem 90 stopni, tak aby płaszczkowaty i kolano brzuchate, moje mięśnie nie były rozciągnięte, a więc odruch H nie uległ zmianie.
Teraz mocno przymocuj kostkę do ergometru tak, aby anatomiczna oś stawu, która jest zewnętrznym mos, była wyrównana z osią obrotu ergometru. Następnie poproś uczestnika, aby wywarł nacisk na płytę stopy i zapisał moment obrotowy zginacza podeszwowego. Następnie podłącz elektrody do wzmacniacza i umieść anodę do stymulacji elektrycznej na ścięgnie rzepki.
Teraz spróbuj wyczuć tylny nerw piszczelowy przez skórę w dole podpieskim. Następnie określ najlepsze miejsce stymulacji tylnego nerwu piszczelowego. Użyj ręcznej elektrody kulkowej katodowej na dole podpalnym, aby znaleźć miejsce z największym odruchem wieku w tym miejscu.
Zamocuj samoprzylepną katodę z chlorku srebra. Żaden z tych parametrów nie powinien ulec zmianie w przypadku oceny różnych pomiarów elektrochirurgicznych. Tylko intensywność stymulacji i stan powinny się różnić.
Przed rozpoczęciem testu poinstruuj uczestnika, aby się zrelaksował i utrzymywał mięśnie w stanie spoczynku. Następnie ustaw intensywność stymulacji, aby uzyskać maksymalną amplitudę odruchu Soli Age, która zwykle waha się od 20 do 50 miliamperów. Za pomocą jednego impulsu milisekundowego zarejestruj co najmniej trzy odruchy sous H.
Zrób przerwę co najmniej trzy sekundy między stymulacjami, aby uniknąć depresji po aktywacji. Następnie zwiększ intensywność do zakresu od 40 do 100 miliamperów, aby uzyskać maksymalną amplitudę fali sous M. Po ustaleniu zwiększ intensywność o 20 do 50% i dostarcz trzy super maksymalne stymulacje.
Zapisz momenty drgań związane z tymi stymulacjami do testu dobrowolnego skurczu. Zacznij od rozgrzewki. Poproś uczestnika o wykonanie 10 krótkich, niemęczących, submaksymalnych skurczów mięśni zginaczy podeszwowych.
Poproś, aby odczekali kilka sekund między każdym skurczem podczas rozgrzewki i przez cały czas trwania testu rejestruj aktywność tricepsa Siri EMG. Następnie poinstruuj uczestnika, aby wykonał egzotermiczny maksymalny dobrowolny skurcz zginaczy podeszwowych. Uczestnik musi naciskać tak mocno, jak to możliwe, na ergometr, napinając mięśnie zginaczy podeszwowych.
Przekaż wizualną informację zwrotną podczas wysiłku ze standaryzowaną zachętą słowną, osiągany jest maksymalny dobrowolny skurcz. Gdy na płaskowyżu obserwuje się plateau, dostarcza sparowaną stymulację o częstotliwości 100 Hz przy super maksymalnej intensywności maksymalnego dobrowolnego skurczu. Natychmiast po skurczu wykonaj kolejną sparowaną stymulację, gdy mięsień jest w pełni rozluźniony.
Aby ocenić poziom dobrowolnej aktywacji za pomocą oprogramowania takiego jak potwierdzenie 4.1, wybierz okno czasowe, w tym odpowiedź EMG związaną z drganiem w spoczynku, wybierz falę H lub falę M, która zmierzy maksymalną amplitudę szczytu, czas trwania od szczytu do szczytu oraz obszar fal. Następnie wybierz drgnięcie spoczynkowe i zmierz jego szczytowy moment obrotowy. Następnie oblicz stosunek szczytowego momentu obrotowego do sumy amplitud fal płaszczkowatych i żołądkowych nemi M.
Aby określić ilościowo sprawność elektromechaniczną, stosunek ten odzwierciedla sprawność sprzężenia skurczowego wzbudzenia. Następnie zmierz maksymalny szczytowy moment obrotowy maksymalnego dobrowolnego skurczu od linii bazowej momentu obrotowego w spoczynku do maksymalnej wartości maksymalnego dobrowolnego skurczu, z wyłączeniem nałożonego momentu obrotowego wywołanego stymulacją dubletową. Następnie zmierz nałożony moment obrotowy wywołany stymulacją dubletu.
Mierz od dobrowolnej wartości momentu obrotowego na początku stymulacji do szczytu wywołanej reakcji. Na koniec zmierz szczytowy moment obrotowy związany z wzmocnionym dubletem. Użyj tych wartości, aby obliczyć poziom dobrowolnej aktywacji.
Za pomocą opisanych metod badano fale h i m w spoczynku. Odruch H osiąga maksymalną wartość, zanim zostanie całkowicie nieobecny w sygnale EMG, podczas gdy fale M stopniowo rosną, aż osiągną plateau o maksymalnej intensywności. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak ocenić funkcję nerwowo-mięśniową za pomocą przezskórnej elektrycznej stymulacji nerwów.
Po opanowaniu zlokalizowanie miejsca stymulacji i znalezienie optymalnej intensywności można wykonać w ciągu 10 minut, jeśli zostanie wykonane prawidłowo Postępując zgodnie z tą procedurą. Inne techniki, takie jak przezczaszkowa stymulacja magnetyczna, mogą być wykonywane w celu udzielenia odpowiedzi na dodatkowe pytania, takie jak zmiany w pobudliwości korowo-rdzeniowej po treningu lub programie rehabilitacji.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Ten protokół opisuje ocenę funkcji nerwowo-mięśniowych poprzez przeszyciową stymulację elektryczną nerwu. Poprzez podłączenie elektrod powierzchniowych i stymulację nerwu ruchowego, badacze mogą ocenić reakcje mięśni na różnych poziomach.
Kluczowe komponenty badania
Obszar nauki
- Neuronauka
- Elektrofizjologia
- Funkcja nerwowo-mięśniowa
Tło
- Przesziciowa stymulacja elektryczna nerwu jest techniką nieinwazyjną.
- Pozwola na ocenę funkcji nerwowo-mięśniowych od mózgu do mięśni.
- Metoda ocenia reakcje na poziomach nadrdzeniowym, rdzeniowym i obwodowym.
- Rejestrowana jest aktywność elektromiograficzna w celu analizy reakcji mięśni.
Cel badania
- Ocenić zmiany w funkcji nerwowo-mięśniowej.
- Wykorzystać stymulację elektryczną do oceny reakcji mięśni.
- Dostarczyć informacji na temat zdrowia i funkcji nerwowo-mięśniowych.
Zastosowane metody
- Podłączenie elektrod powierzchniowych do docelowego mięśnia.
- Umieszczenie badacza na ergometrze.
- Elektryczne stymulowanie nerwu ruchowego za pomocą elektrody ręcznej lub samoprzylepnej.
- Rejestrowanie aktywności elektromiograficznej mięśnia.
Główne wyniki
- Skuteczna stymulacja nerwu ruchowego prowadzi do mierzalnych reakcji mięśniowych.
- Rejestracji elektromiograficznych dostarczają danych na temat funkcji nerwowo-mięśniowych.
- Ocena obejmuje poziomy nadrdzeniowy, rdzeniowy i obwodowy.
- Wyniki mogą informować o zdrowiu nerwowo-mięśniowym i potencjalnych dysfunkcjach.
Wnioski
- Przesziciowa stymulacja elektryczna nerwu jest skuteczna w ocenie funkcji nerwowo-mięśniowych.
- Metoda jest nieinwazyjna i dostarcza kompleksowych danych.
- Wyniki mogą przyczynić się do zrozumienia warunków nerwowo-mięśniowych.
Często zadawane pytania
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.
