Name: Stojąca ocena neurofizjologiczna mięśni kończyn dolnych po udarze mózgu (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-07-26T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 23 s
Description: Poznaj metodę oceny neurofizjologicznej mięśni kończyn dolnych po udarze mózgu w pozycji stojącej przy użyciu TMS. Technika zwiększa prawdopodobieństwo wywołania potencjału ruchowego u pacjentów bez odpoczynkowej odpowiedzi.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Autorzy chcieliby podziękować Panu Brianowi Cence i Pani Alyssie Chestnut za ich wkład w rekrutację uczestników i zbieranie danych.
Finansowanie tego projektu zostało częściowo zapewnione przez Nagrodę Rozwoju Technicznego od NIH National Center for Neuromodulation for Rehabilitation (NM4R) (HD086844) oraz przez Veteran's Affairs Rehabilitation Research and Development Career Development Award 1 (RX003126) i nagrodę Merit (RX002665).
Zawartość tego raportu nie reprezentuje poglądów Departamentu ds. Weteranów Stanów Zjednoczonych, Narodowych Instytutów Zdrowia Stanów Zjednoczonych ani Rządu Stanów Zjednoczonych.

<ol><li>Kesar, T. M., Stinear, J. W., Wolf, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+transcranial+magnetic+stimulation+to+evaluate+cortical+excitability+of+lower+limb+musculature%3A+Challenges+and+opportunities%5BTitle%5D)+AND+%22Restorative+Neurology+and+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">The use of transcranial magnetic stimulation to evaluate cortical excitability of lower limb musculature: Challenges and opportunities.</a> Restorative Neurology and Neuroscience. 36 (3), 333-348 (2018).</li>
<li>Sivaramakrishnan, A., Madhavan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Absence+of+a+transcranial+magnetic+stimulation-induced+lower+limb+corticomotor+response+does+not+affect+walking+speed+in+chronic+stroke+survivors%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Absence of a transcranial magnetic stimulation-induced lower limb corticomotor response does not affect walking speed in chronic stroke survivors.</a> Stroke. 49 (8), 2004-2007 (2018).</li>
<li>Kindred, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Individualized+responses+to+ipsilesional+high-frequency+and+contralesional+low-frequency+rTMS+in+chronic+stroke%3A+A+pilot+study+to+support+the+individualization+of+neuromodulation+for+rehabilitation%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Individualized responses to ipsilesional high-frequency and contralesional low-frequency rTMS in chronic stroke: A pilot study to support the individualization of neuromodulation for rehabilitation.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 14, 578127(2020).</li>
<li>Lu, M., Ueno, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+the+induced+fields+using+different+coil+configurations+during+deep+transcranial+magnetic+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Comparison of the induced fields using different coil configurations during deep transcranial magnetic stimulation.</a> PLoS One. 12 (6), 0178422(2017).</li>
<li>Hess, C. W., Mills, K. R., Murray, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Responses+in+small+hand+muscles+from+magnetic+stimulation+of+the+human+brain%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Responses in small hand muscles from magnetic stimulation of the human brain.</a> The Journal of Physiology. 388, 397-419 (1987).</li>
<li>Petersen, N., Christensen, L. O., Nielsen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+transcranial+magnetic+stimulation+on+the+soleus+H+reflex+during+human+walking%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">The effect of transcranial magnetic stimulation on the soleus H reflex during human walking.</a> The Journal of Physiology. 513, Pt 2 599-610 (1998).</li>
<li>Capaday, C., Lavoie, B. A., Barbeau, H., Schneider, C., Bonnard, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Studies+on+the+corticospinal+control+of+human+walking.+I.+Responses+to+focal+transcranial+magnetic+stimulation+of+the+motor+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Studies on the corticospinal control of human walking. I. Responses to focal transcranial magnetic stimulation of the motor cortex.</a> Journal of Neurophysiology. 81 (1), 129-139 (1999).</li>
<li>Schubert, M., Curt, A., Colombo, G., Berger, W., Dietz, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Voluntary+control+of+human+gait%3A+conditioning+of+magnetically+evoked+motor+responses+in+a+precision+stepping+task%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Voluntary control of human gait: conditioning of magnetically evoked motor responses in a precision stepping task.</a> Experimental Brain Research. 126 (4), 583-588 (1999).</li>
<li>Ackermann, H., Scholz, E., Koehler, W., Dichgans, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+posture+and+voluntary+background+contraction+upon+compound+muscle+action+potentials+from+anterior+tibial+and+soleus+muscle+following+transcranial+magnetic+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Electroencephalography+and+Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Influence of posture and voluntary background contraction upon compound muscle action potentials from anterior tibial and soleus muscle following transcranial magnetic stimulation.</a> Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 81 (1), 71-80 (1991).</li>
<li>Lavoie, B. A., Cody, F. W., Capaday, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cortical+control+of+human+soleus+muscle+during+volitional+and+postural+activities+studied+using+focal+magnetic+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Cortical control of human soleus muscle during volitional and postural activities studied using focal magnetic stimulation.</a> Experimental Brain Research. 103 (1), 97-107 (1995).</li>
<li>Soto, O., Valls-Solé, J., Shanahan, P., Rothwell, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reduction+of+intracortical+inhibition+in+soleus+muscle+during+postural+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Reduction of intracortical inhibition in soleus muscle during postural activity.</a> Journal of Neurophysiology. 96 (4), 1711-1717 (2006).</li>
<li>Kesar, T. M., Eicholtz, S., Lin, B. J., Wolf, S. L., Borich, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+posture+and+coactivation+on+corticomotor+excitability+of+ankle+muscles%5BTitle%5D)+AND+%22Restorative+Neurology+and+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Effects of posture and coactivation on corticomotor excitability of ankle muscles.</a> Restorative Neurology and Neuroscience. 36 (1), 131-146 (2018).</li>
<li>Nandi, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+standing%2C+corticospinal+excitability+is+proportional+to+COP+velocity+whereas+M1+excitability+is+participant-specific%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">In standing, corticospinal excitability is proportional to COP velocity whereas M1 excitability is participant-specific.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 12, 303(2018).</li>
<li>Tokuno, C. D., Keller, M., Carpenter, M. G., Márquez, G., Taube, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alterations+in+the+cortical+control+of+standing+posture+during+varying+levels+of+postural+threat+and+task+difficulty%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Alterations in the cortical control of standing posture during varying levels of postural threat and task difficulty.</a> Journal of Neurophysiology. 120 (3), 1010-1016 (2018).</li>
<li>Mouthon, A., Taube, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracortical+inhibition+increases+during+postural+task+execution+in+response+to+balance+training%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Intracortical inhibition increases during postural task execution in response to balance training.</a> Neuroscience. 401, 35-42 (2019).</li>
<li>Charalambous, C. C., Liang, J. N., Kautz, S. A., George, M. S., Bowden, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bilateral+assessment+of+the+corticospinal+pathways+of+the+ankle+muscles+using+navigated+transcranial+magnetic+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Bilateral assessment of the corticospinal pathways of the ankle muscles using navigated transcranial magnetic stimulation.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (144), (2019).</li>
<li>Hermens, H. J., Freriks, B., Disselhorst-Klug, C., Rau, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+recommendations+for+SEMG+sensors+and+sensor+placement+procedures%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Electromyography+and+Kinesiology%22%5BJournal%5D)">Development of recommendations for SEMG sensors and sensor placement procedures.</a> Journal of Electromyography and Kinesiology. 10 (5), 361-374 (2000).</li>
<li>Tankisi, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Standards+of+instrumentation+of+EMG%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Standards of instrumentation of EMG.</a> Clinical Neurophysiology. 131 (1), 243-258 (2020).</li>
<li>Mishory, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+maximum-likelihood+strategy+for+determining+transcranial+magnetic+stimulation+motor+threshold%2C+using+parameter+estimation+by+sequential+testing+is+faster+than+conventional+methods+with+similar+precision%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+ECT%22%5BJournal%5D)">The maximum-likelihood strategy for determining transcranial magnetic stimulation motor threshold, using parameter estimation by sequential testing is faster than conventional methods with similar precision.</a> The Journal of ECT. 20 (3), 160-165 (2004).</li>
<li>Borckardt, J. J., Nahas, Z., Koola, J., George, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estimating+resting+motor+thresholds+in+transcranial+magnetic+stimulation+research+and+practice%3A+a+computer+simulation+evaluation+of+best+methods%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+ECT%22%5BJournal%5D)">Estimating resting motor thresholds in transcranial magnetic stimulation research and practice: a computer simulation evaluation of best methods.</a> The Journal of ECT. 22 (3), 169-175 (2006).</li>
<li>McNemar, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Note+on+the+sampling+error+of+the+difference+between+correlated+proportions+or+percentages%5BTitle%5D)+AND+%22Psychometrika%22%5BJournal%5D)">Note on the sampling error of the difference between correlated proportions or percentages.</a> Psychometrika. 12 (2), 153-157 (1947).</li>
<li>Rossi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Safety+and+recommendations+for+TMS+use+in+healthy+subjects+and+patient+populations%2C+with+updates+on+training%2C+ethical+and+regulatory+issues%3A+Expert+Guidelines%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Safety and recommendations for TMS use in healthy subjects and patient populations, with updates on training, ethical and regulatory issues: Expert Guidelines.</a> Clinical Neurophysiology. 132 (1), 269-306 (2021).</li>
<li>McDonnell, M. N., Stinear, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((TMS+measures+of+motor+cortex+function+after+stroke%3A+A+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimulation%22%5BJournal%5D)">TMS measures of motor cortex function after stroke: A meta-analysis.</a> Brain Stimulation. 10 (4), 721-734 (2017).</li>
<li>Reis, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contribution+of+transcranial+magnetic+stimulation+to+the+understanding+of+cortical+mechanisms+involved+in+motor+control%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Contribution of transcranial magnetic stimulation to the understanding of cortical mechanisms involved in motor control.</a> The Journal of Physiology. 586 (2), 325-351 (2008).</li>
<li>Chen, G., Patten, C., Kothari, D. H., Zajac, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gait+differences+between+individuals+with+post-stroke+hemiparesis+and+non-disabled+controls+at+matched+speeds%5BTitle%5D)+AND+%22Gait+%26+Posture%22%5BJournal%5D)">Gait differences between individuals with post-stroke hemiparesis and non-disabled controls at matched speeds.</a> Gait & Posture. 22 (1), 51-56 (2005).</li>
<li>Knarr, B. A., Reisman, D. S., Binder-Macleod, S. A., Higginson, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Understanding+compensatory+strategies+for+muscle+weakness+during+gait+by+simulating+activation+deficits+seen+post-stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Gait+%26+Posture%22%5BJournal%5D)">Understanding compensatory strategies for muscle weakness during gait by simulating activation deficits seen post-stroke.</a> Gait & Posture. 38 (2), 270-275 (2013).</li>
<li>Ammann, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+framework+to+assess+the+impact+of+number+of+trials+on+the+amplitude+of+motor+evoked+potentials%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">A framework to assess the impact of number of trials on the amplitude of motor evoked potentials.</a> Scientific Reports. 10 (1), 21422(2020).</li>
</ol>

Autorzy oświadczają, że nie mają rzeczywistych ani domniemanych konfliktów interesów związanych ze zgłoszoną pracą.

Protokół eksperymentalny był dobrze tolerowany przez większość uczestników. Jedna osoba nie była w stanie ukończyć oceny TMS w pozycji stojącej z powodu istniejących wcześniej odleżyn wtórnych do powikłań cukrzycowych i problemów ortopedycznych związanych z istniejącym wcześniej bólem kolana. Ilość załadunku/rozładunku ciężaru ciała z nóg była minimalna. Jednak podczas stosowania impulsów TMS mierzona była średnio nieco większa siła skierowana w dół. Jest to prawdopodobnie spowodowane ciężarem cewki i naciskiem skierowan...

Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (TMS) to instrument służący do pomiaru zachowania obwodów neuronowych. Większość badań TMS koncentrujących się na badaniu kontroli/wydajności motorycznej przeprowadzono w kończynach górnych. Brak równowagi między badaniami kończyn górnych i dolnych jest częściowo spowodowany dodatkowymi wyzwaniami w pomiarze odpowiedzi kortykomotorycznej kończyny dolnej (CMR). Niektóre z tych przeszkód metodologicznych obejmują mniejsze reprezentacje korowe mięśni kończyn dolnych w korze ruchowej oraz głębsze umiejscowienie reprezentacji względem skóry głowy1. W populacjach z uszkodzeniem neurologicznym występują również dodatkowe przeszkody. Na przykład około połowa osób po udarze nie wykazuje żadnej reakcji na TMS w spoczynku w mięśniach kończyn dolnych2,3. Brak odpowiedzi po udarze na TMS obserwuje się nawet wtedy, gdy pacjenci utrzymują pewną wolicjonalną kontrolę nad mięśniami, co wskazuje na przynajmniej częściowo nienaruszony przewód korowo-rdzeniowy.
Brak mierzalnych odpowiedzi TMS przy utrzymaniu funkcji motorycznych przyczynia się do naszego spadku zrozumienia postawy po udarze mózgu i kontroli motorycznej specyficznej dla chodzenia oraz neurofizjologicznych skutków neurorehabilitacji. Jednak niektóre z wyzwań związanych z oceną neurofizjologiczną kończyn dolnych po udarze zostały przezwyciężone. Na przykład, cewka z podwójnym stożkiem może być użyta do niezawodnej aktywacji motoneuronów kończyn dolnych znajdujących się głęboko w szczelinie międzypółkulowej1. Cewka z podwójnym stożkiem wytwarza większe i silniejsze pole magnetyczne, które wnika głębiej w mózg niż częściej używana cewka ósemkowa4. Kolejną zmianą metodologiczną, którą można wdrożyć, aby zwiększyć responsywność na TMS, jest pomiar CMR podczas lekkiego dobrowolnego skurczu5. Ogólnie rzecz biorąc, skurcz ten jest wykonywany na z góry określonym poziomie maksymalnego dobrowolnego momentu obrotowego stawu lub maksymalnej elektromiograficznej (EMG) aktywności mięśni. Stymulacja nerwów obwodowych może być również wykorzystana do wywołania maksymalnej odpowiedzi mięśni, a zarejestrowane EMG tej odpowiedzi można wykorzystać do ustawienia docelowej dobrowolnej aktywacji mięśnia.
Wykonywanie oceny TMS po udarze podczas aktywnego skurczu mięśni jest dość powszechne w kończynach górnych, gdzie zadania izometryczne mogą naśladować czynności funkcjonalne, na przykład chwytanie/trzymanie przedmiotów. W przeciwieństwie do tego, chodzenie odbywa się poprzez obustronną aktywację wielu grup mięśni za pośrednictwem struktur korowych, podkorowych i rdzenia kręgowego i wymaga aktywacji mięśni posturalnych, aby oprzeć się skutkom grawitacji. Ten stan aktywacji prawdopodobnie nie jest odzwierciedlony podczas pomiaru izolowanych mięśni wytwarzających skurcz izometryczny. Kilka wcześniejszych badań mających na celu zrozumienie kontroli motorycznej specyficznej dla postawy i chodzenia dostarczyło impulsów TMS podczas chodzenia uczestników6,7,8 i stojące9,10,11,12,13,14,15. Pomiar CMR w pozycji pionowej pozwala na aktywację mięśni posturalnych i podkorowych elementów sieci kontroli motorycznej postawy i chodu. Do tej pory nie było żadnych doniesień o przeprowadzaniu oceny TMS w pozycji stojącej u osób po udarze.
To badanie proponuje ustandaryzowaną metodologię, opartą na istniejącej literaturze dotyczącej istniejących metod TMS6,7,8,9,10,11,12,13,14,15, do oceny CMR po udarze mózgu za pomocą TMS. Metodologia ta może być wykorzystana przez grupy badawcze badające między innymi deficyty postawy i kontrolę motoryczną specyficzną dla chodzenia po udarze mózgu i ustalić większą spójność procedur TMS. Celem tego badania metodologicznego było ustalenie, czy ocena TMS w pozycji stojącej jest możliwa u osób po udarze mózgu z umiarkowanymi zaburzeniami chodu. Postawiliśmy hipotezę, że przeprowadzanie ocen w pozycji stojącej 1) zwiększy prawdopodobieństwo wywołania mierzalnej reakcji (potencjał wywołany motoryczny, MEP) oraz 2) że moc/intensywność stymulatora użyta do przeprowadzenia oceny TMS w pozycji stojącej będzie niższa niż w przypadku zwykle wykonywanych ocen siedzenia/spoczynku. Wierzymy, że pomyślne zakończenie i powszechne stosowanie tego protokołu może prowadzić do lepszego zrozumienia neurofizjologicznych aspektów posturalnej i specyficznej dla chodzenia kontroli motorycznej po udarze mózgu oraz efektów neurorehabilitacji.

<table><tbody><tr><td>Oprogramowanie do akwizycji danych</td><td>MathWorks</td><td>MatLab</td><td>Niestandardowy program do zbierania danych został napisany w Matlabie. Można jednak skorzystać z innych dostawców oprogramowania/sprzętu (np. National Instruments, AD Instruments, CED Spike2 lub Signal)</td></tr><tr><td>Cewka dwustożkowa</td><td>Magstim</td><td>D110</td><td>Cewka dwustożkowa do dostarczania impulsów TMS</td></tr><tr><td>Podwójna płyta siłowa</td><td>Advanced Mechanical Technology Inc (AMTI)</td><td>Podwójna</td><td>górna płytka Accusway Force służąca do niezależnego pomiaru rozkładu siły/masy pod każdą nogą.</td></tr><tr><td>Dwuimpulsowy TMS</td><td>Magstim</td><td>Bistim 200</td><td>Łączy ze sobą dwie jednostki Magstim 200 w zastosowaniach dwuimpulsowych</td></tr><tr><td>Przedwzmacniacze EMG</td><td>Motion Labs Inc</td><td>MA-422</td><td>Przedwzmacniacze do jednorazowych powierzchniowych elektrod</td></tr><tr><td>EMG System EMG</td><td>Motion Labs Inc</td><td>MA400</td><td>System EMG do zbierania danych</td></tr><tr><td>System neuronawigacji</td><td>Rogue Research</td><td>Brainsight</td><td>Oprogramowanie i sprzęt używany do zapewnienia spójnego umieszczania/dostarczania stymulacji magnetycznych. Oznaczenie miejsca stymulacji na głowie uczestnika lub na miejscu czepka może być również stosowane w przypadku braku oprogramowania neuronawigacyjnego.</td></tr><tr><td>Baza danych</td><td>rekrutacyjnych Nie</td><td></td> dotyczy <td>Elektroniczna baza danych zawierająca imiona i nazwiska osób, które kwalifikują się na Twoje studia.</td></tr><tr><td>Jednostka TMS (x2)</td><td>Magstim</td><td>Magstim 200</td><td>Dostarcza impulsy TMS</td></tr></tbody></table>

stojąca ocena neurofizjologiczna mięśni kończyn dolnych po udarze mózgu

Standing Neurophysiological Assessment of Lower Extremity Muscles Post-Stroke

Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (TMS) jest powszechnym narzędziem używanym do pomiaru zachowania obwodów motorycznych w populacjach zdrowych i neurologicznie upośledzonych. TMS jest szeroko stosowany do badania kontroli motorycznej i odpowiedzi na neurorehabilitację kończyn górnych. Jednak TMS jest rzadziej wykorzystywany w badaniach nad postawą kończyn dolnych i kontrolą motoryczną specyficzną dla chodzenia. Ograniczone zastosowanie i dodatkowe wyzwania metodologiczne związane z oceną TMS kończyn dolnych przyczyniły się do braku spójności w procedurach TMS kończyn dolnych w literaturze. Zainspirowany zmniejszoną zdolnością do rejestrowania potencjałów wywołanych motorycznych TMS kończyn dolnych (MEP), niniejszy raport metodologiczny szczegółowo opisuje kroki, które umożliwią ocenę TMS po udarze w pozycji stojącej. Postawa stojąca pozwala na aktywację układu nerwowo-mięśniowego, odzwierciedlając stan bardziej zbliżony do stanu systemu podczas zadań posturalnych i chodzenia. Używając dwugórnych płytek siłowych, poinstruowaliśmy uczestników, aby równomiernie rozkładali ciężar ciała między nogi z niedowładem i bez niedowładu. Zapewniono wizualną informację zwrotną na temat rozkładu masy ciała uczestników. Korzystając z oprogramowania do naprowadzania obrazu, dostarczyliśmy pojedyncze impulsy TMS za pośrednictwem cewki z podwójnym stożkiem do półkul uczestników z uszkodzeniami i bez zmian chorobowych i zmierzyliśmy odpowiedź kortykomotoryczną mięśni piszczelowych przednich i płaszczkowatych niedowładnych i nieparetycznych mięśni piszczelowych przednich i płaszczkowatych. Wykonywanie ocen w pozycji stojącej zwiększyło wskaźnik odpowiedzi TMS i pozwoliło na zastosowanie niższych intensywności stymulacji w porównaniu ze standardową pozycją siedzącą/spoczynkową. Wykorzystanie tego protokołu TMS może zapewnić powszechne podejście do oceny reakcji kortykomotorycznej kończyn dolnych po udarze, gdy interesuje nas neurorehabilitacja zaburzeń postawy i chodu.

Jednego uczestnika wykluczono z analizy z powodu niezdolności do zniesienia procedury TMS w pozycji stojącej, wynikającej z istniejącego wcześniej bólu kolana oraz rany cukrzycowej powstałej przed przybyciem do laboratorium badawczego, co pozostawiło końcową liczebność próby wynoszącą 15 osób. Rana cukrzycowa znajdowała się bezpośrednio nad mięśniem TA, co uniemożliwiło wykonanie jakichkolwiek pomiarów sEMG tego mięśnia. Podczas procedur TMS w pozycji siedzącej i stojącej nie zgłoszono badaczom żadnych poważnych zdarzeń ...

Ten protokół opisuje proces przeprowadzania neurofizjologicznej oceny mięśni kończyn dolnych, piszczelowej przedniej i płaszczkowatej, w pozycji stojącej za pomocą TMS u osób po udarze. Taka pozycja zapewnia większe prawdopodobieństwo wywołania odpowiedzi TMS po udarze i pozwala na wykorzystanie zmniejszonej mocy stymulatora podczas ocen neurofizjologicznych.

Stojąca ocena neurofizjologiczna mięśni kończyn dolnych po udarze mózgu

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a common tool used to measure the behavior of motor circuits in healthy and neurologically impaired ...

Protokół ten pozwala na neurofizjologiczną ocenę drogi korowo-rdzeniowej kończyny dolnej po udarze, gdy chód i równowaga są najważniejsze. Główną zaletą tej techniki jest to, że pozwala ona na zwiększenie prawdopodobieństwa wywołania motorycznego potencjału wywołanego w populacji, w której wiele osobników nie wykazuje reakcji spoczynkowej. Metoda ta może być stosowana w każdej populacji neurologicznej, w której interesujące jest badanie neurofizjologii przewodu korowo-rdzeniowego, zwłaszcza w odniesieniu do chodu i równowagi.Zacznij od wizualnej kontroli jakości sygnału po zamocowaniu elektrod. Następnie owiń trzonki elastycznym bandażem, aby zminimalizować jakikolwiek ruch elektrod i powstałego artefaktu podczas testowania. Otwórz oprogramowanie do zbierania danych i rozpocznij nową próbę, aby skalibrować podwójną płytkę o górnej sile.Kliknij przycisk Start i rozpocznij okres próbny FP0. Zbierz dane przez trzy do pięciu sekund bez obciążenia płyty siłowej, a następnie kliknij przycisk stop. Po skalibrowaniu płytki siłowej uczestnik został zarejestrowany w systemie naprowadzania obrazu.Elektrody sEMG zostały umieszczone i przetestowane pod kątem jakości sygnału, a następnie wyposażone w uprząż bezpieczeństwa. Poinstruuj uczestnika, aby wszedł na płytę siłową i ujednolicił ułożenie stopy za pomocą taśmy maskującej wstępnie nałożonej na płytkę siłową, aby zaznaczyć najbardziej wysunięte do przodu położenie stopy i przyśrodkowe krawędzie stóp w równych odległościach od linii środkowej. Przymocuj szelki bezpieczeństwa uczestnika do wspornika sufitowego.Umieść rollator lub podobne urządzenie wokół płytki siłowej, aby zapewnić uczestnikom coś, na czym mogą się ustabilizować podczas testowania, jeśli zajdzie taka potrzeba. Zmierz i odbierz wagę uczestnika, gdy stoi na płycie siłowej, klikając start i wybierając próbę statyczną FP. Nagraj dane o długości od dwóch do pięciu sekund i kliknij przycisk Zatrzymaj, aby zakończyć okres próbny.Stojąc na płytach siłowych, upewnij się, że oprogramowanie do zbierania danych wyświetla dwa wykresy słupkowe, reprezentujące ciężar lub siłę pod stopami każdego z uczestników. Gdy uczestnik przesunie ciężar ciała na jedną stronę, wykresy słupkowe zmienią swoją wysokość. Jeśli uczestnik przeniesie ciężar na nogi na ramiona, upewnij się, że wyświetlany wykres słupkowy zmienia kolor.Po tym, jak uczestnik poczuje się komfortowo stojąc z równym ciężarem rozłożonym między nogami, można rozpocząć pomiar CMR. Rozpocznij ocenę neurofizjologiczną od zidentyfikowania intensywności stymulatora, który wytwarza stałe motoryczne potencjały wywołane lub MEP. Oznacza to amplitudę sygnału EMG większą niż 50 mikrowoltów w widocznym okresie ciszy korowej w aktywnych mięśniach docelowego mięśnia piszczelowego, przedniego i płaszczkowatego.Najpierw przetestuj kończynę okresową, stosując przezczaszkową stymulację magnetyczną lub impulsy TMS do półkuli zmiany. Zacznij od ustawienia poziomu mocy stymulatora TMS na 50% maksymalnej mocy wyjściowej stymulatora lub procentu MSO, obracając pokrętło sterowania wyjściem. Zastosuj pojedynczy impuls przy 50% MSO do środkowego punktu siatki znajdującego się tuż obok szczeliny podłużnej, naciskając przycisk spustowy na stymulatorze.Zastosowano dwa do trzech impulsów w odstępie między bodźcami od 5 do 10 sekund. Jeśli odpowiedzi nie są widoczne w kości piszczelowej przedniej i płaszczkowatej, zwiększ moc stymulatora o 10% MSO, obracając pokrętło sterowania wyjściem i dostarczaj dwa do trzech impulsów TMS. Jeśli po zwiększeniu stymulatora do 60% MSO nie widać żadnych odpowiedzi, ponownie zwiększ moc o 10% MSO.Jeśli przy 70% MSO nie zostaną wywołane żadne MEP, losowo wybierz kilka punktów siatki i zastosuj impulsy TMS, aby określić, czy istnieje odpowiedź przy bieżącym ustawieniu mocy. Jeśli w żadnym punkcie siatki na bieżącym 70% MSO nie zostaną zarejestrowane żadne odpowiedzi, wróć do początkowego docelowego punktu siatki. I kontynuuj zwiększanie mocy stymulatora o 10% MSO i zastosuj dwie do trzech stymulacji, jak opisano wcześniej.Po zidentyfikowaniu mocy stymulatora, która wywołuje spójną reakcję, zacznij identyfikować hotspot. Jest to lokalizacja skóry głowy, która wytwarza największą odpowiedź na zastosowane impulsy TMS. Rozpocznij nową wersję próbną hotspotu, klikając przycisk start i wybierając opcję hotspot.Zastosuj pojedynczą stymulację impulsową do każdego z 15 punktów siatki na super progowym poziomie mocy określonym w poprzednich krokach. Korzystając z systemu naprowadzania obrazu, przesuń cewkę do pierwszego punktu siatki. Gdy cewka znajdzie się we właściwej pozycji, zastosuj impuls TMS, naciskając przycisk spustowy na stymulatorze.Następnie przenieś cewkę do następnego miejsca siatki i zastosuj kolejny pojedynczy impuls TMS. Kontynuuj, aż pojedyncza stymulacja zostanie zastosowana do każdego punktu siatki i kliknij stop, aby zakończyć próbę. Zbadaj amplitudy sygnałów sEMG zarejestrowanych w każdym punkcie siatki.Wizualnie zidentyfikuj punkty siatki o największej amplitudzie MEP zarejestrowanej w sygnałach sEMG dla każdego docelowego mięśnia. Lokalizacje sieci o największych amplitudach MEP są punktami zapalnymi i będą wykorzystywane do pomiaru odpowiedzi silnika korowego. Następnie, aby określić próg motoryczny docelowego mięśnia, użyj prostego adaptacyjnego oszacowania parametrów za pomocą testów sekwencyjnych lub PEST.Otwórz program PEST i ustaw początkową intensywność stymulatora na wartość super progową używaną do identyfikacji hotspotu, wpisując wartość w polu. Rozpocznij nowe badanie PEST, klikając kartę Start w oprogramowaniu do zbierania danych i wybierz PEST. Korzystając z początkowej procentowej intensywności MSO wyświetlanej w programie PEST, zastosuj pojedynczy impuls TMS do zidentyfikowanego hotspotu mięśni docelowych.Wskaż w programie PEST, że zaobserwowano odpowiedź w sygnale sEMG mięśni, wpisując Y lub N. Program PEST automatycznie obliczy intensywność następnej stymulacji. Dostosuj poziom mocy stymulatorów, aby dopasować go do programu PEST i zastosuj kolejny pojedynczy impuls TMS. Kontynuuj ten proces, aż program PEST określi próg motoryczny, sygnalizowany zmianą koloru intensywności stymulacji.I zakończ próbę zbierania danych, klikając zakładkę zatrzymania. Po zidentyfikowaniu docelowego punktu zapalnego mięśni i progu motorycznego należy rozpocząć ocenę CMR. Ustaw intensywność stymulatora na 120% ustalonego progu motorycznego.Zainicjuj nową próbę i oprogramowanie do zbierania danych, klikając zakładkę Start i wybierając próbę MEP. Odczekaj od 5 do 10 sekund między każdą stymulacją. Nagraj wywołane odpowiedzi sEMG do analizy offline.Pozwól uczestnikowi odpocząć ad libitum i przez wystarczająco dużo czasu między procedurami testowymi, aby zmniejszyć prawdopodobieństwo wystąpienia zmęczenia uczestnika, co wpływa na wyniki. Kliknij zakładkę zatrzymania po nagraniu posłów do Parlamentu Europejskiego, aby zakończyć proces. Progi motoryczne mierzono w czterech oddzielnych mięśniach, głównie niedowładnych i nieniedowładnych mięśniach piszczelowych przednich i płaszczkowatych.Gdy osobom przedstawiono mierzalne progi motoryczne w pozycji siedzącej i stojącej, stwierdzono, że zmierzone progi w pozycji stojącej były niższe. Stosując impulsy TMS, upewnij się, że uczestnik równomiernie rozkłada ciężar ciała na nogach. I że ich ciężar nie jest przenoszony z nóg na ramiona.Oprócz pomiarów TMS z pojedynczym impulsem, sparowany impuls TMS może być wykonywany w pozycji stojącej w celu oceny wewnątrzkorowego hamowania i ułatwienia drogi korowo-rdzeniowej.

standing-neurophysiological-assessment-lower-extremity-muscles-post

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

W niniejszym filmie przedstawiono modulację aktywności odruchowej, siły wolicjonalnej oraz zdolności do poruszania się, ocenianych za pomocą pomiarów klinicznych i ilościowych u osób z niepełnym uszkodzeniem rdzenia kręgowego (SCI) w obrębie funkcji motorycznych, po ostrym podaniu doustnym inhibitora wychwytu zwrotnego serotoniny (SSRI).

Metody ilościowego pomiaru farmakologicznie indukowanych zmian w funkcji motorycznej u ludzi z niepełnym uszkodzeniem rdzenia kręgowego

W tym artykule przedstawiono nowatorski, tani interfejs człowiek-maszyna do interaktywnego systemu rehabilitacji równowagi po udarze. System integruje gotowe, niedrogie czujniki w kierunku wolicjonalnie sterowanego paradygmatu elektroterapii. Interfejs oprogramowania typu proof-of-concept jest demonstrowany na zdrowych ochotnikach.

Interfejs człowiek-maszyna integrujący niedrogie czujniki z systemem stymulacji elektrycznej nerwowo-mięśniowej do rehabilitacji równowagi po udarze

Tutaj prezentujemy protokół do precyzyjnego określania stopnia wchodzenia gryzoni. Sygnały generatora wzorca korowego i rdzenia centralnego są niezbędne do precyzyjnego ułożenia stopy podczas utrudnionej lokomocji. Przedstawiamy tutaj nowatorskie zadanie chodzenia z ograniczeniami, które bezpośrednio bada precyzyjne zachowanie podczas chodzenia.

Chodnik asymetryczny: nowatorski test behawioralny do badania asymetrycznej lokomocji

Niniejszy protokół opisuje jednoczesną, obustronną ocenę reakcji kortykomotorycznej kości piszczelowej przedniej i płaszczkowatej podczas spoczynku oraz dobrowolnej aktywacji tonicznej za pomocą jednopulsowej przezczaszkowej stymulacji magnetycznej i systemu neuronawigacji.

Obustronna ocena ścieżek korowo-rdzeniowych mięśni stawu skokowego za pomocą nawigowanej przezczaszkowej stymulacji magnetycznej

Ten protokół służy do oceny funkcji przewodu korowo-rdzeniowego w ciągu 1 tygodnia od udaru. Może być stosowany do selekcji i stratyfikacji pacjentów w badaniach interwencji mających na celu poprawę regeneracji motorycznej kończyn górnych i wyników oraz w praktyce klinicznej do przewidywania wyników funkcjonalnych kończyn górnych 3 miesiące po udarze.

Określanie stanu funkcjonalnego drogi korowo-rdzeniowej w ciągu tygodnia od udaru

Protokół eksperymentalny demonstruje paradygmat pozyskiwania i analizowania sygnałów elektroencefalografii (EEG) podczas ruchu kończyn górnych u osób po udarze. Zmianę funkcjonalnej sieci pasm częstotliwości EEG o niskiej wartości beta obserwowano podczas ruchu upośledzonej kończyny górnej i wiązało się to ze stopniem upośledzenia ruchowego.

Wskaźniki sieci elektroencefalograficznej jako biomarkery upośledzenia kończyny górnej w przewlekłym udarze mózgu

Ten eksperymentalny protokół przedstawia zastosowanie systemu robotycznego z podwójnym zadaniem kończyny górnej dla pacjentów po udarze mózgu z dysfunkcją kończyn górnych. Wyniki wskazują, że system ten może znacznie poprawić funkcjonowanie kończyny górnej i codzienne czynności pacjentów po udarze.

Zastosowanie dwuzadaniowego systemu robotycznego zorientowanego na kończynę górną do funkcjonalnej regeneracji kończyny górnej u pacjentów po udarze mózgu

Protokół ten ma na celu ocenę skuteczności klinicznej i komfortu pacjenta z wykorzystaniem robotów rehabilitacyjnych kończyn dolnych przy łóżku pacjenta w rehabilitacji hemiplegii po udarze, porównując wyniki z tradycyjną terapią manualną za pomocą randomizowanych badań kontrolowanych.

Zastosowanie robotów rehabilitacyjnych kończyn dolnych przy łóżku pacjenta w rehabilitacji po udarze: randomizowane badanie kontrolowane

Ten artykuł ma na celu opisanie technik związanych z gromadzeniem i synchronizacją wielu wymiarów (behawioralnego, afektywnego i poznawczego) zaangażowania uczniów podczas zadania.

Ocena wielu wymiarów zaangażowania w celu scharakteryzowania uczenia się: perspektywa neurofizjologiczna

Kontrola uwagi polega na wzmacnianiu sygnałów docelowych i tłumieniu sygnałów dystraktora. Opisujemy podejście do pomiaru oddzielnie, ale równocześnie, neurofizjologii uczestniczenia i ignorowania w długotrwałej uwadze intermodalnej, wykorzystując stan pasywnej kontroli, podczas którego żaden z procesów nie jest stale zaangażowany.

Pomiar neurofizjologicznych sygnałów procesów ignorowania i uczestniczenia w kontroli uwagi

Poznaj metodę oceny neurofizjologicznej mięśni kończyn dolnych po udarze mózgu w pozycji stojącej przy użyciu TMS. Technika zwiększa prawdopodobieństwo wywołania potencjału ruchowego u pacjentów bez odpoczynkowej odpowiedzi.

Stojąca ocena neurofizjologiczna mięśni kończyn dolnych po udarze mózgu

Przeglądaj więcej filmów