Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Neuroscience
Click here for the English version

Neuroscience

Vurdering af neuromuskulære funktion Brug Perkutan elektrisk nervestimulation

Published: September 13, 2015 doi: 10.3791/52974
Automatic Translation
1, 1, 2, 1
1INSERM U1093, Faculty of Sport Sciences, Univ. Bourgogne Franche–Comté, 2Neural Control of Movement Laboratory, School of Medicine, Faculty of Science, Medicine and Health, University of Wollongong

Introduction

Perkutan elektrisk nervestimulation er almindeligt anvendt til at vurdere neuromuskulære funktion 1. Det grundlæggende princip består i at fremkalde en elektrisk stimulus til en perifer motorisk nerve til at fremkalde en muskelsammentrækning. Mekanisk (måling moment) og elektrofysiologiske (elektromyografisk aktivitet) responser samtidigt registreres. Drejningsmoment, indspillet i den betragtede fælles, vurderes ved hjælp af et ergometer. Den elektromyografisk (EMG) signal registreres ved hjælp overfladeelektroder har vist sig at repræsentere aktiviteten af musklen 2. Denne ikke-invasiv metode er ikke smertefuld og mere let implementeres end intramuskulære optagelser. Både monopolære og bipolære elektroder kan anvendes. Den monopolære elektrode konfiguration har vist sig at være mere følsomme over for ændringer i muskelaktivitet 3, der kan være nyttige for små muskler. Bipolære elektroder har imidlertid vist sig at være mere effektiv til at forbedre signal-til-støj ringe 4 og er mest almindeligt anvendt som en metode til registrering og kvantificere motorenhed aktivitet. Den nedenfor beskrevne metode vil fokusere på bipolære optagelser. EMG-aktivitet er en indikator af effektiviteten og integriteten af ​​neuromuskulære system. Anvendelsen af perkutan nervestimulation tilbyder yderligere indsigt i neuromuskulære funktion, dvs. ændringer på muskulære, spinal eller supra-spinale niveau (figur 1).

Figur 1
Figur 1:. Oversigt over neuromuskulære målinger STIM: nervestimulation. EMG: Elektromyografi. VAL: Frivillig Aktivering Level. RMS: Root Mean Square. M max: Maksimal M-bølge amplitude.

I hvile, forbindelsen muskel aktionspotentiale, også kaldet M-bølge, er den korte latenstid respons observeret efter stimulus artefakt, og repræsenterer exciteres muskelmasse ved direkte aktivi ation af motordrevne axoner fører til musklen (figur 2, nummer 3). M-bølge amplitude øges med intensitet, indtil den når et plateau af dens maksimale værdi. Denne reaktion, kaldet M max, repræsenterer den synkrone sammenlægning af alle motoriske enheder og / eller muskel fiber aktionspotentialer registreres under overfladen EMG elektroder 5. Udviklingen i spids-til-spids-amplitude eller bølger område anvendes til at identificere ændringer af neuromuskulær transmission 6. Ændringer i de mekaniske reaktioner forbundet med M-bølge, dvs peak spjæt drejningsmoment / kraft, kan skyldes ændringer i muskel uro og / eller inden for de muskelfibre 7. Sammenslutningen af M max amplitude og peak spjæt drejningsmoment amplitude (Pt / M-forhold) giver et indeks for elektromekanisk effektivitet af musklen 8, dvs. mekanisk respons for en given elektrisk motor kommando.

52.974 / 52974fig2.jpg "/>
Figur 2:. Motor og refleksive veje aktiveres af nervestimulation Elektrisk stimulering af en blandet (motor / sensorisk) nerve (STIM) inducerer en depolarisering af både motor axon og Ia afferente fyring. Depolarisering af la afferenter mod rygmarven aktiverer en alfa motoneuron, hvilket igen fremkalder en H-refleks (pathway 1 + 2 + 3). Afhængig af stimulus intensitet, motor axon depolarisering fremkalder en direkte muskuløs reaktion: M-bølge (pathway 3). Ved maksimal M-bølge intensitet, er en antidrom strøm også genereres (3 ') og kolliderer med refleks flugtning (2). Denne kollision helt eller delvist annullerer H-refleks.

H-refleksen er en elektrofysiologisk reaktion anvendes til at vurdere ændringer i Ia-α motoneuron synapse 9. Denne parameter kan vurderes i hvile eller under frivillige sammentrækninger. H-refleks viser en variant af stræk refleks (figur 2, number 1-3). H-refleks aktiverer motoriske enheder monosynaptically rekrutteres af Ia afferente veje 10,11, og kan blive udsat for perifere og centrale påvirkninger 12. Fremgangsmåden til at fremkalde en H-refleks vides at have en høj intraindividuelle pålidelighed at vurdere spinal ophidselse i hvile 13,14 og under isometriske kontraktioner 15.

Under en frivillig kontraktion, kan størrelsen af ​​den frivillige neurale drev vurderes på grundlag af amplituden af ​​signalet EMG, generelt kvantificeret under anvendelse kvadratrodsafvigelsen (RMS). RMS EMG er almindeligt anvendt et middel til at kvantificere niveauet for excitation af det motoriske system under frivillig kontraktion (figur 1). På grund af den intra- og interindividuel variation 16, RMS EMG skal normaliseres ved hjælp af EMG konstateret i en muskel-specifik maksimal frivillig kontraktion (RMS EMGmax). Hertil kommer, fordi ændringer i EMG-signalet kan be grund af ændringer på perifert niveau, normalisering ved hjælp af en perifer parameter såsom M-bølge er nødvendig for at vurdere kun den centrale del af EMG-signalet. Dette kan gøres ved at dividere RMS EMG med den maksimale amplitude eller RMS Mmax af M-bølgen. Normalisering hjælp RMS Mmax (dvs. RMS EMG / RMS Mmax) er den foretrukne metode, da det tager hensyn til den mulige ændring af M-bølge varighed 17.

Motor-kommandoer kan også vurderes ved at beregne den frivillige aktivering niveau (VAL). Denne metode bruger twitch interpolation teknik 18 ved at overlejre en elektrisk stimulation på M max intensitet under en maksimal frivillig sammentrækning. Den ekstra drejningsmoment induceret ved at stimulere nerven er sammenlignet med en kontrol spjæt produceret af identiske nervestimulation i en afslappet potenseret muscle 19. For at vurdere maksimal VAL, den oprindelige twitch interponing teknikken beskrevet af Merton 18 involverer en enkelt stimulus interpoleret over en frivillig kontraktion. For nylig er anvendelsen af parrede stimulation blevet mere populære, fordi de intervaller fremkaldte drejningsmoment er større, lettere at bestemme, og mindre variabel i forhold til enkelte stimulation svar 20. VAL giver et indeks af kapaciteten af det centrale nervesystem til maksimalt aktivere de arbejdende muskler 21. I øjeblikket VAL evalueret ved brug af twitch interpolation teknik er den mest værdifulde metode til vurdering af niveauet af muskel aktivering 22. Desuden maksimale drejningsmoment vurderet ved hjælp af en ergometer er den mest korrekt studerede styrke test parameter gælder for brug i forskning og kliniske indstillinger 23.

Elektrisk nervestimulation kan anvendes i en række forskellige muskelgrupper (f.eks albue flexors, håndled, knæ flexors extensors, plantar flexors). Men nerve tilgængelighed gørteknik vanskelig i nogle muskler grupper. Plantar flexor muskler, især triceps surae (soleus og gastrocnemii) muskler, ofte undersøgt i litteraturen 24. Faktisk er disse muskler involveret i bevægelse, begrunder deres særlige interesse. Afstanden mellem stimulering websted og optagelse elektroder gør det muligt at identificere de forskellige fremkaldte bølger af triceps surae muskler. Den overfladiske del af den bageste tibial nerve i knæhasen og det store antal spindler gør det nemmere at optage refleks respons sammenlignet med andre muskler 24. Af disse grunde den aktuelt præsenteret refleks metode fokuserer på de triceps surae gruppe af muskler (soleus og gastrocnemius). Formålet med denne protokol er derfor at beskrive perkutan nervestimulering teknik til at undersøge neuromuskulære funktion i triceps surae.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

De eksperimentelle procedurerne modtaget Institutionel etisk godkendelse og er i overensstemmelse med Helsinki-erklæringen. Data blev indsamlet fra et repræsentativt deltager, der var klar over de procedurer og gav sit skriftligt informeret samtykke.

1. Instrument Forberedelse

  1. Rens huden ved elektroden placering ved barbering, og fjerne snavs med alkohol for at opnå lav impedans (<5 kohm).
  2. Placer to AgCI overfladeelektroder (indspilning diameter på 10 mm) på 2/3 af linjen mellem de mediale condylis af lårbenet til den mediale malleolus for soleus muskel; på den mest fremtrædende bule af musklen for den mediale gastrocnemius; på 1/3 af afstanden langs en linje mellem lederen af ​​fibula og hælen for den laterale gastrocnemius; og 1/3 af afstanden langs en linie mellem spidsen af ​​fibula og spidsen af ​​den mediale malleolus for tibialis anterior muskel, med en interelectrode afstand (center-til-center) på 2 cm, i overensstemmelse med de SENIAM anbefalinger 30.
    Bemærk: soleus muskel Elektroderne skal placeres under den distale indsættelse af gastrocnemii muskler til at sikre, at de ikke optager aktivitet fra lederne af gastrocnemii muskler (cross-talk).
  3. Placer en referenceelektrode i en central position på samme ben (mellem stimulering og optagelse sites).
  4. Justere højden og dybden af stolen for at opnå en ankel vinkel på 90 ° (0 ° = fuld plantarfleksion), således at soleus og gastrocnemii musklerne ikke er strakt og H-refleksen er ikke ændret 11,12.
    1. Indstil knævinkel ved 90 ° (0 ° = fuld ekstension) på grund af den biarticular karakter gastrocnemii muskler. Men den optimale anklen vinkel til at udføre en maksimal frivillig drejningsmoment på plantar flexors er 70-80 ° (0 ° = fuld plantarfleksion) 26. Således vil anklen vinkel afhænger af parameter af interesse (elektrofysiologiske versus mekaniske optagelser).
      Bemærk: Uanset den valgte indledende vinkel, skal den forblive konstant gennem hele forsøget at standardisere neuromuskulær irritabilitet 11,12,27,28.
    2. Vær især opmærksom, når overvågning af forsøgspersonernes kropsholdning under testen for at opretholde konstant cortico-vestibulære påvirkninger på ophidselse af motorens pulje 29.
  5. Fast rem anklen til et ergometer, med den anatomiske akse joint (eksterne malleolus) på linie med rotationsaksen for ergometeret 25.
    1. Har emnet lægge pres på en fodplade knyttet til ergometer for at optage plantar flexor drejningsmoment. Holde foden immobile hele forsøget, således at små ændringer i drejningsmoment kan påvises.
  6. Bemærk: Under visse omstændigheder kan hælen løftes lidt væk fra den kraft plade, hvis fod og ankel ikke er sikret, hvilket kan leannonce til en ufuldstændig overførsel af momentet mod pladen. Figur 3 præsenterer en beskrivelse af forsøgsopstillingen.

Figur 3
Figur 3:. Eksperimentel opsætning Klassisk forsøgsopstilling for at optage elektromyografiske (EMG) og drejningsmoment signaler.

  1. Elektroderne tilsluttes forstærkeren med kabler.
  2. Indstil samplingfrekvens for målinger drejningsmoment og EMG til 2-5 kHz. Optag EMG-signalet ved hjælp af en analog-til-digital (AD) konvertering system. Signalet vises på en skærm med et dataindsamlingssystem, der øjeblikkeligt giver værdier af flere parametre (f.eks maksimale værdi, peak-to-peak amplitude, varighed). Spektret af EMG-signalet kan variere mellem 5 Hz og 2 kHz frekvenser, men hovedsageligt indeholdt mellem 10 Hz og 1 kHz 31. Således må samplingfrekvensen være høj nok til at bevare signal form during EMG optagelse. Forstærke og filtrere EMG signaler (gain = 500-100) ved hjælp af en båndbredde frekvens mellem 10 Hz og 1 kHz 8,21,32.
  3. Placer anoden for den elektriske stimulation over patellarsenen.
  4. Bestemme den bedste stimulering stedet for posterior tibial nerve at opnå en optimal soleus H refleks for en given intensitet, under anvendelse af en håndholdt katode kugleelektroden i knæhasen. Test flere stimulation sites med katoden kugleelektroden indtil en maksimal værdi af H refleks er nået.
    1. Optag tibialis anterior EMG-aktivitet til at sikre, at den fælles peronealnerve ikke aktiveres for at undgå påvirkning fra antagonist Ia afferente 12. Indstil impulsbredde på 1 ms at tilvejebringe en optimal aktivering af nervefibre, især afferente fibre 10.
  5. Placer en selvklæbende AgCl katode på placeringen af stimulation websted for at sikre en konstant stimulus tilstand (f.eks tryk, orienttion).
    Bemærk: Alle disse parametre (emne position, elektrode placering og stimulering site) ændrer ikke ved vurderingen af ​​de forskellige elektrofysiologiske målinger. Kun intensiteten af ​​stimulering og tilstanden (resten versus kontraktion) varierer.

2. prøvningsprocedurer på Rest

  1. Instruer motivet til at forblive afslappet og at holde hans / hendes muskler i hvile.
  2. Juster stimulering intensitet for at opnå maksimal soleus H-refleks amplitude (H max, sædvanlige vifte: 20-50 mA). En M-bølge af soleus muskel kan iagttages på H max intensitet.
    Bemærk: Ved gentagne målinger (f.eks før og efter en anstrengende protokol), at den optimale intensitet få et H max respons kan variere under sessionen. Som at holde en konstant intensitet kan føre til en undervurdering af H max amplitude, anbefales det, at forsøgslederen reevaluerer jævnligt H maxintensitet 33.
  3. Optage et minimum af 3 soleus H-refleks reaktioner på denne intensitet med et minimum interval på 3 sek for at undgå post-aktivering depression 34.
    Bemærk: Selvom du optager flere svar er mere egnet på grund af den særlige følsomhed af H-refleks, kan en enkelt stimulering være nok under visse omstændigheder, f.eks når de forsøger at undgå virkningerne af hurtig genopretning (f.eks under en trættende protokol).
  4. Øg stimulering intensitet for at opnå maksimal soleus M-bølge amplitude (M max, sædvanlige vifte: 40-100 mA). Normalt sætte tilvæksten i stimulering intensitet ved 2-4 mA, med et interval på 8-10 sek mellem to stimuli 12,35. Den ønskede intensitet er nået, når M max opnås, og kan iagttages nogen H-refleks.
  5. Sæt den endelige intensitet til 120-150% af M max stimulus intensitet for at sikre, at M-bølge opnår et plateau af dens maksimale værdi. Denne intensiveretty kaldes supramaksimal intensitet i instruktionerne nedenfor.
  6. Hold konstant stimulering intensitet for soleus M-bølge optagelser i hele sessionen.
  7. Optag 3 soleus M-bølger og 3 associerede twitch momenter på denne intensitet.

3. Test Procedurer Under Frivillig Sammentrækning

  1. Som warm-up, bede emnet at udføre 10 korte og ikke-udmattende submaksimale sammentrækninger af plantar flexor muskler, med få sekunder hvile mellem hver af de sammentrækninger. Ved afslutningen af den varme-up, tage mindst 1 min hvile for at undgå trættende effekt 11.
  2. Løbende registrere triceps surae EMG aktivitet. Optagelse soleus og gastrocnemii muskler giver analysen af adfærden hos forskellige muskelgrupper typologier for et enkelt stimulation websted 24.
  3. Instruer motivet til at udføre en isometrisk maksimal frivillig kontraktion (MVC) i plantar flexors. • Individet har at presse så hårdt som muble mod Ergometer af ordregivende hans plantar flexor muskler. Giv visuel feedback til emnet under indsatsen, og standardiseret verbal opmuntring 19. MVC er nået, når et plateau iagttages.
  4. Levere en parret stimulation (100 Hz frekvens) ved supramaksimal intensitet under plateauet af MVC (overlejret dublet), og en anden parret stimulation når musklen er fuldt afslappet umiddelbart efter kontraktion (forstærket dublet) for at evaluere den frivillige plan aktivering. Levere dette parret stimulation gennem en bestemt enhed (f.eks Digitimer D185 multipuls Stimulator) eller gennem en stimulation program i forbindelse med en enkelt puls stimulator.
  5. Instruere underlagt udføre en anden MVC i plantar flexor med mindst 1 min hvile mellem hvert forsøg 11. Hvis maksimale drejningsmoment fra det andet forsøg ikke er inden for 5% af den første, må yderligere forsøg udføres 36. Den største drejningsmoment opnås vedemnet tages som MVC drejningsmoment.

4. Data Analysis

  1. Dataanalyse på Rest
    1. Vælg et tidsvindue herunder EMG respons i forbindelse med trækning i hvile (H-bølge eller M-bølge).
    2. Måle peak-to-peak amplitude, peak-to-peak varighed og / eller området for bølgerne (figur 4A). Hvis amplituden ikke direkte af softwaren, trække den mindste til de maksimale værdier.
      1. For varigheden, måle tidsrammen starter fra den maksimale peak og slutter den minimale top. For området, beregner integralet af EMG-signalet fra starten af ​​den bølge og slutter til slutningen af ​​bølgen.
        Bemærk: Peak-to-peak amplitude kan afspejle: 1) neuromuskulær transmission, 2) motorenhed aktionspotentiale amplitude og / eller 3) tidsmæssige dispersion af motorenheden aktionspotentiale 37. M-wave varighed afspejler neuromuskulære formering 37.
      2. For flere forsøg, beregnes gennemsnittet af bølgerne. Hvis gennemsnittet ikke direkte kan leveres af softwaren, bruge regneark software (f.eks formlen funktion i et regnearksprogram) til at beregne denne værdi fra flere forsøg (mindst 3).
      3. Vælg hvilende spjæt.
      4. Mål tophastigheden forbundet med hvilende spjæt (figur 4B).
      5. For flere forsøg, beregne den gennemsnitlige maksimale drejningsmoment på de hvilende ryk. Hvis gennemsnittet ikke direkte kan leveres af softwaren, bruge regneark software (f.eks formlen funktion i et regnearksprogram) til at beregne denne værdi fra flere forsøg (mindst 3).
      6. Gentag disse procedurerne i punkt 4.1.2 for de andre ønskede parametre (sammentrækning tid eller halv-afslapning tid). Analysen af twitch parametre giver indikationer om, excitation-kontraktion koblingseffektivitet 17. Især kontraktion gang giver et indeks for sammentrækning kinetik 8, som kan afhænge af den valgte muskel gruppe 38.
      7. Beregn forholdet mellem maksimalt drejningsmoment og summen af M-bølger ved hjælp af regneark software (f.eks Excel), at kvantificere elektromekaniske effektivitet (P t / M). Da den mekaniske reaktioner fremkaldt af posterior tibial nerve stimulation svarer til aktivering af triceps surae som helhed skal amplituderne af soleus og gastrocnemii M-bølger summeres 39.

    Figur 4
    Figur 4: Forklaring af elektrofysiologiske og mekaniske reaktioner (A) Måling af spids-til-spids-amplitude (mV), latency (ms) og areal (mV.ms) for en typisk M-bølge.. (B) Måling af top twitch drejningsmoment (Nm), kontraktionstid (MS) og halv-relaksationstiden (ms) i en trækning.

    1. Dataanalyse sammentrækning
      1. Vælg et 500 ms tidsvindue for soleus EMG aktivitet i plateau af MVC drejningsmoment herunder maksimale drejningsmoment, men ikke tiden mellem stimulering artefakt og enden af ​​den tavse periode EMG. Den tavse periode svarer til undertrykkelsen af ​​den igangværende frivillige EMG-aktivitet efter stimulering.
      2. Hvis geometriske middelværdi (RMS) er ikke direkte leveres af softwaren, beregne RMS at kvantificere EMG-aktivitet ved hjælp af følgende formel 40: RMS EMG
        Ligning 1
      3. Mål eller beregne RMS af M max i hvile over varigheden af den bølge.
      4. Beregn RMS EMG / RMS Mmax forholdet hjælp regneark.RMS EMG værdi og RMS Mmax værdi skal udvælges fra den samme muskel.
      5. Mål den maksimale maksimale drejningsmoment på MVC fra basislinjen drejningsmoment ved hvile til den maksimale værdi MVC eksklusive den overlejrede drejningsmoment induceret af dubletten stimulation (figur 5).
      6. Mål overlejret drejningsmoment induceret af dubletten stimulering under MVC, fra værdien frivillig drejningsmoment ved starten af stimulation til toppen af fremkaldt reaktion (figur 5).
      7. Vælg den potenseret dublet.
      8. Mål maksimale drejningsmoment er forbundet med forstærket dublet.
      9. Beregn frivillige aktivering niveau (VAL) ved hjælp af følgende formel 40:
        Ligning 1

    Figur 5
    Figur 5: Måling af overlejret ogpotenseret dublet på mekanisk signal. For at optage den overlejrede maksimale drejningsmoment (PTS), er stimulering dublet fremkaldt under plateau af isometrisk maksimal frivillig kontraktion (MVC). For at optage potenseret maksimale drejningsmoment (Pt P), er stimulering dublet fremkaldt ved hvile efter modregning af MVC.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Stigende stimulus intensitet fører til en anden udvikling i respons amplituder mellem H- og M-bølger. I hvile, H-refleksen når en maksimal værdi, inden de helt fraværende fra EMG-signalet, mens M bølge progressivt, indtil den når et plateau ved maksimal intensitet (se figur 4 for en grafisk afbildning af M-bølgen og figur 6 for udviklingen af M-bølger og H-refleks med intensitet). For soleus muskel, latenstiden mellem stimulus debut og M-bølge er ca. 10 millisekunder (figur 4A) og generelt mellem 25 og 40 ms for H-bølge. Dog vil latenstiden variere mellem muskelgrupper og individets lemmer længde eller totalhøjde på grund af afstanden mellem stimuleringen stedet og musklen. Når stimulerende på M-max intensitet, vil en maksimal peak spjæt drejningsmoment også observeret (figur 4B). M-bølger, H-reflekser og peak twitch momenter vil variere afhængigt af tilstand. For eksempel, disse parametre har tendens til at stige i frivillige kontraktion, og fald i nærvær af træthed 17.

Figur 6
Figur 6: Typisk rekruttering kurver i hvile amplituder af refleks reaktioner (H-refleks, hvide runde) og direkte muskel reaktioner (M-bølge, sorte runde) med stigende stimulus intensitet.. Bundpaneler præsentere typiske spor på fire progressivt øgede intensiteter (fra A til B). (A) svag intensitet, der minder kun en H-refleks. (B) Intensitet giver den maksimale H-bølge amplitude (H max). (C) Ved intensitet ud over H max, sammenstødet mellem antidrom og refleks flugtninger fremkalder et fald i H respons amplitude. (D) På M max intensitet, er H-refleks fuldstændig annulleret og M-bølge når et plateau.Iles / ftp_upload / 52974 / 52974fig6highres.jpg "target =" _ blank "> Klik her for at se en større version af dette tal.

Maksimal VAL evalueres under en MVC. Figur 5 viser et overlejret drejningsmoment induceret ved elektrisk stimulering under MVC. Den virkning, der fremkaldes ved stimulering afspejler en ufuldstændig rekruttering af motordrevne enheder og / eller en submaksimal udledning frekvens motorenhederne, og dermed et underskud i frivilligt aktivering (se effekten af stimulation i midten af figur 5). Som tidligere parametre, varierer maksimal VAL afhængigt af tilstanden (f.eks niveau af kontraktion, træthed) 21.

Disse forskellige teknikker er tidligere blevet valideret. Faktisk seneste undersøgelser viste en god pålidelighed for M bølge og den tilhørende maksimale spjæt drejningsmoment 22, H-refleks 14 og maksimal VAL 41.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Perkutan nervestimulation muliggør kvantificering af adskillige egenskaber ved den neuromuskulære system, ikke kun for at forstå den grundlæggende kontrol med neuromotorisk funktion i raske mennesker, men også for at kunne analysere akutte eller kroniske tilpasninger ved træthed eller uddannelse 17. Dette er meget gavnligt, især for opslidende protokoller, hvor målingerne skal udføres så hurtigt som muligt efter træning ende for at undgå virkningerne af hurtig genopretning 42.

Selvom talrige undersøgelser har fokuseret på de triceps surae muskler 24, kan perkutan nerve stimulation skal anvendes i andre lavere lemmer (f.eks tibialis anterior 43,44, quadriceps muskler 45,46) og øvre lemmer muskler (f.eks biceps brachii 32, flexor carpi radialis 47 , fingermusklerne 48). Men nervestimulation præsenterer potentielle metodiske begrænsninger for nogle muscles. For eksempel kan opnåelse af en H-refleks fra biceps brachii musklen være vanskeligt at opnå i hvile 49. Endvidere stimulere musculocutaneous nerve over plexus brachialis fører til sammentrækning af både agonist- og antagonistmuskler 32, inducere den fejlagtige vurdering af den frivillige plan aktivering. Optagelse i nærheden muskelaktivitet tillader forsøgslederen for at sikre, at kun målmusklen aktiveres, eller i det mindste at begrænse aktivering af disse nærliggende muskler. For at overvinde disse begrænsninger, har nogle forfattere foreslået, at stimulation over muskelbugen med større elektroder kan være en pålidelig metode til at fremkalde M-bølge og ryk 32,50. Den rumlige organisering af axonale terminal filialer på musklen, kan dog variere mellem muskler. Således motoriske enheder aktivering ville variere mellem nerve og muskel stimulation 51. Nerve stimulation aktiverer motoriske enheder i forhold til størrelsen princippet, mens rekrutteringen orden during direkte muskelstimulation er mere afhængige af den rumlige organisering af muskelfibre under de stimulerende elektroder 50.

Monosynaptisk aspekter af H-refleksen tillader pålidelig evaluering af spinal ophidselse med nervestimulation. Dog skal det bemærkes, at Ia-alfa motoneuroner synapse kan være genstand for en lang række kortikale påvirkninger, såsom emne opmærksomhed 52, visuelle miljø 53, hovedbevægelser 54 eller endda kæbe clenching 55. Perifere faktorer kan også påvirke respons amplitude, såsom afferent feedback fra muskel stræk 56. Kropsholdning af emnet har også nøje kontrolleret for under forsøgene og gennem eksperimentelle sessioner for at minimere cortico-spinal påvirkninger 29. Desuden kan rutineopbygningsflyvninger sessioner reducere intersession variabilitet, især for nybegyndere fag 57.

Ud over disse physiologiCal bekymringer, stimulering egenskaber (f.eks intensitet, placering) kan i vid udstrækning påvirke resultatet. Selvom M max reaktioner nå et plateau nær maksimal intensitet, er H max opnås for en bestemt intensitet. Således intensitet stimulation opnå H max er mere modtagelige for variation betingelser. For at sikre en god pålidelighed under forskellige betingelser (f.eks friske eller trætte muskler), bør stimulus intensitet indstilles til H max intensitet eller derunder, når refleks respons ligger i opstigende del af rekrutteringen kurven 58. Faktisk kan H-refleks amplitude ændres for intensiteter over H max intensitet på grund af kollision mellem refleks og antidrom salver (figur 2, nummer 3 'og nummer 2). Det anbefales også, at H-refleks amplitude normaliseres med en M max respons (H / M max forhold). Det er blevet vist, at denne fremgangsmåde tillader pålidelig intER- og intra-individuelle sammenligninger 59.

Med hensyn til udledning af arten af kommandoen motor, selv om VAL teknik har vist sig at være en pålidelig teknik til at vurdere faldende kommandoer 40 og udmattelse 19,60, denne metode viser nogle begrænsninger. Faktisk nogle forfattere foreslået, at VAL overvurderer maksimal muskel aktivering 61-63. Det kan ikke være følsomme nok til at detektere variationer i aktivering niveauer under veerne over 90% MVC 62. Desuden skal anvendelsen af parrede stimulation evaluere VAL kan øge ubehag for emner 64. På trods af den evaluering af maksimal frivillig aktivering, er denne metode ikke give oplysninger om cortico-spinal uro. Transkraniel magnetisk stimulation kunne anvendes til at vurdere ændringer på dette niveau 65 - 67.

Anvendelsen af RMS EMG / RMS EMG / M max forholdet forbliver konstant, hvorimod twitch interpolationsteknik fremhæver et signifikant fald i muskel aktivering 68. , RMS EMG / RMS Mmax forhold tillader imidlertid forsøgslederen til at evaluere aktiveringen af de forskellige individuelle muskler i samme muskel gruppe (f.eks soleus, mediale gastrocnemius og lateral gastrocnemius for triceps surae) 17.

Særlig opmærksomhed bør tages med perkutan nervestimulation vedrørende stimulation protokol og dataanalyse for at undgå fejlfortolkninger og for at muliggøre en sammenligning mellem forskellige studier. Talrige forfattere har tidligere etableret metodologiske anbefalinger til at registrere og analysere data fra perkutan elektrisk stimulation 20,29,34,59.Især plantar flexor muskler synes at være en vanskelig muskel gruppe til kontrakt maksimalt 69-71. Praksis er nødvendig for at sikre, at deltagerne, især i populationer med nedsat neuromuskulær funktion, er i stand til høje niveauer af frivillige aktivering forud for eksperimentel testning 72,73. Således vil MVC-afhængige foranstaltninger såsom frivillig aktivering repræsenterer fejlagtige værdier, som sandsynligvis afspejler en mangel på praksis eller et utilstrækkeligt antal isometriske MVC forsøg snarere end en forringelse eller begrænsning af neuromuskulær funktion. En fortrolighed session skal udføres før alle undersøgelser med perkutan nervestimulation og / eller maksimal indsats.

Perkutan elektrisk nervestimulation kan bruges til at evaluere neuromuskulær plasticitet efter akut (træthed) eller kroniske (uddannelse / detraining) øvelser. For eksempel, Lepers et al. 74 observeret et fald i centrale aktivering (frivillig plan aktivering) og muskulære parametre (peak spjæt, M-bølge) i quadriceps-musklen efter en længere cykling motion. Efter kronisk motion, Duchateau og Hainaut 75 observeret forskellige effekter af isometriske og dynamiske træninger på ejendomme peak spjæt drejningsmoment, hvilket tyder på, at skeletmuskulaturen tilpasser forskelligt på den slags uddannelsesprogrammer. Elektrisk nervestimulation er også nyttigt at evaluere online tilpasninger af neuromuskulære system under forskellige betingelser, såsom arbejdsstillinger 27 eller en sideløbende mental opgave 21. Denne fremgangsmåde kan ikke blot anvendes i grundforskning, men også i kliniske domæne 76. Faktisk har elektrisk nervestimulation blevet anvendt til at undersøge centrale drev i de ældre 77 og forskellige sygdomme, såsom slagtilfælde 78 eller Parkinsons sygdom 79. Neuromuskulær plasticitet kan også vurderes i patologiske befolkninger under behandlingen / retralingen programmet 80.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Biodex dynamometer Biodex Medical System Inc., New York, USA www.biodex.com
MP150 Data Acquisition System Biopac Systems Inc., Goleta, USA
Acknowledge 4.1.0 software Biopac Systems Inc., Goleta, USA www.biopac.com
DS7A constant current high voltage stimulator Digitimer, Hertfordshire, UK www.digitimer.com
Silver chloride surface electrodes Control Graphique Medical, Brie-Comte-Robert, France
Computer
1 Cable for connecting the Biodex to the MP150
1 Cable for connecting the Digitimer to the MP150
1 Cable for connecting the MP150 to the computer

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Desmedt, J. E., Hainaut, K. Kinetics of myofilament activation in potentiated contraction staircase phenomenon in human skeletal muscle. Nature. 217 (5128), 529-532 (1968).
  2. Bouisset, S., Maton, B. Quantitative relationship between surface EMG and intramuscular electromyographic activity in voluntary movement. American Journal of Physical Medicine. 51 (6), 285-295 (1972).
  3. Gabriel, D. A. Effects of monopolar and bipolar electrode configurations on surface EMG spike analysis. Medical Engineering and Physics. 33 (9), 1079-1085 (2011).
  4. Merletti, R., Rainoldi, A., Farina, D. Surface electromyography for noninvasive characterization of muscle. Exercise and Sport Sciences Reviews. 29 (1), 20-25 (2001).
  5. Lepers, R. Aetiology and time course of neuromuscular fatigue during prolonged cycling exercises. Science, & Motricité. 52, 83-107 (2004).
  6. Baudry, S., Klass, M., Pasquet, B., Duchateau, J. Age related fatigability of the ankle dorsiflexor muscles during concentric and eccentric contractions. European Journal of Applied Physiology. 100 (5), 515-525 (2007).
  7. Place, N., Yamada, T., Bruton, J. D., Westerblad, H. Muscle fatigue From observations in humans to underlying mechanisms studied in intact single muscle fibres. European Journal of Applied Physiology. 110 (1), 1-15 (2010).
  8. Scaglioni, G., Narici, M. V., Maffiuletti, N. A., Pensini, M., Martin, A. Effect of ageing on the electrical and mechanical properties of human soleus motor units activated by the H reflex and M wave. The Journal of Physiology. 548 (Pt. 2), 649-661 (2003).
  9. Schieppati, M. The Hoffmann reflex a means of assessing spinal reflex excitability and its descending control in man. Progress in Neurobiology. 28 (4), 345-376 (1987).
  10. Pierrot Deseilligny, E., Burke, D. The circuitry of the human spinal cord: its role in motor control and movement disorders. , Cambridge University Press. (2005).
  11. Duclay, J., Pasquet, B., Martin, A., Duchateau, J. Specific modulation of corticospinal and spinal excitabilities during maximal voluntary isometric shortening and lengthening contractions in synergist muscles. The Journal of Physiology. 589 (Pt. 11), 2901-2916 (2011).
  12. Grosprêtre, S., Papaxanthis, C., Martin, A. Modulation of spinal excitability by a sub threshold stimulation of M1 area during muscle lengthening. Neuroscience. 263, 60-71 (2014).
  13. Mynark, R. G. Reliability of the soleus H reflex from supine to standing in young and elderly. Clinical Neurophysiology. 116 (6), 1400-1404 (2005).
  14. Palmieri, R. M., Hoffman, M. A., Ingersoll, C. D. Intersession reliability for H reflex measurements arising from the soleus peroneal and tibialis anterior musculature. The International Journal of Neuroscience. 112 (7), 841-850 (2002).
  15. Chen, Y. S., Zhou, S., Cartwright, C., Crowley, Z., Baglin, R., Wang, F. Test retest reliability of the soleus H reflex is affected by joint positions and muscle force levels. Journal of Electromyography and Kinesiology. 20 (5), 987-987 (2010).
  16. Lehman, G. J., McGill, S. M. The importance of normalization in the interpretation of surface electromyography A proof of principle. Journal of Manipulative and Physiological Therapeutics. 22 (7), 444-446 (1999).
  17. Lepers, R. Interest and limits of percutaneous nerve electrical stimulation in the evaluation of muscle fatigue. Science, & Motricité. 70 (70), 31-37 (2010).
  18. Merton, P. A. Voluntary strength and fatigue. The Journal of Physiology. 123, 553-564 (1954).
  19. Gandevia, S. C. Spinal and supraspinal factors in human muscle fatigue. Physiological Reviews. 81 (4), 1725-1789 (2001).
  20. Shield, A., Zhou, S. Assessing voluntary muscle activation with the twitch interpolation technique. Sports Medicine. 34 (4), 253-267 (2004).
  21. Rozand, V., Pageaux, B., Marcora, S. M., Papaxanthis, C., Lepers, R. Does mental exertion alter maximal muscle activation. Frontiers in Human Neuroscience. 8, 755 (2014).
  22. Place, N., Maffiuletti, N. A., Martin, A., Lepers, R. Assessment of the reliability of central and peripheral fatigue after sustained maximal voluntary contraction of the quadriceps muscle. Muscle and Nerve. 35 (4), 486-495 (2007).
  23. Kannus, P. Isokinetic evaluation of muscular performance: implications for muscle testing and rehabilitation. International Journal of Sports Medicine. 15, Suppl 1. S11-S18 (1994).
  24. Tucker, K. J., Tuncer, M., Türker, K. S. A review of the H reflex and M wave in the human triceps surae. Human Movement Science. 24 (5-6), 667-688 (2005).
  25. Taylor, N. A., Sanders, R. H., Howick, E. I., Stanley, S. N. Static and dynamic assessment of the Biodex dynamometer. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology. 62 (3), 180-188 (1991).
  26. Sale, D., Quinlan, J., Marsh, E., McComas, A. J., Belanger, A. Y. Influence of joint position on ankle plantarflexion in humans. Journal of Applied Physiology. 52 (6), 1636-1642 (1982).
  27. Cattagni, T., Martin, A., Scaglioni, G. Is spinal excitability of the triceps surae mainly affected by muscle activity or body position. Journal of Neurophysiology. 111 (12), 2525-2532 (2014).
  28. Gerilovsky, L., Tsvetinov, P., Trenkova, G. Peripheral effects on the amplitude of monopolar and bipolar H-reflex potentials from the soleus muscle. Experimental Brain Research. 76 (1), 173-181 (1989).
  29. Schieppati, M. The Hoffmann reflex a means of assessing spinal reflex excitability and its descending control in man. Progress in Neurobiology. 28 (4), 345-376 (1987).
  30. Hermens, H. J., Freriks, B., Disselhorst Klug, C., Rau, G. Development of recommendations for SEMG sensors and sensor placement procedures. Journal of Electromyography and Kinesiology. 10 (5), 361-374 (2000).
  31. Kamen, G., Sison, S. V., Du, C. C., Patten, C. Motor unit discharge behavior in older adults during maximal effort contractions. Journal of Applied Physiology. 79 (6), 1908-1913 (1995).
  32. Neyroud, D., Rüttimann, J., et al. Comparison of neuromuscular adjustments associated with sustained isometric contractions of four different muscle groups. Journal of Applied Physiology. 114, 1426-1434 (2013).
  33. Rupp, T., Girard, O., Perrey, S. Redetermination of the optimal stimulation intensity modifies resting H-reflex recovery after a sustained moderate-intensity muscle contraction. Muscle and Nerve. 41 (May), 642-650 (2010).
  34. Zehr, E. P. Considerations for use of the Hoffmann reflex in exercise studies. European Journal of Applied Physiology. 86 (6), 455-468 (2002).
  35. Gondin, J., Duclay, J., Martin, A. Soleus and gastrocnemii evoked V wave responses increase after neuromuscular electrical stimulation training. Journal of Neurophysiology. 95 (6), 3328-3335 (2006).
  36. Rochette, L., Hunter, S. K., Place, N., Lepers, R. Activation varies among the knee extensor muscles during a submaximal fatiguing contraction in the seated and supine postures. Journal of Applied Physiology. 95 (4), 1515-1522 (2003).
  37. Fuglevand, A. J., Zackowski, K. M., Huey, K. A., Enoka, R. M. Impairment of neuromuscular propagation during human fatiguing contractions at submaximal forces. The Journal of Physiology. 460, 549-572 (1993).
  38. Vandervoort, A. A., McComas, A. J. Contractile changes in opposing muscles of the human ankle joint with aging. Journal of Applied Physiology. 61 (1), 361-367 (1986).
  39. Grosprêtre, S., Martin, A. Conditioning effect of transcranial magnetic stimulation evoking motor evoked potential on V wave response. Physiological Reports. 2 (11), e12191 (2014).
  40. Allen, G. M., Gandevia, S. C., McKenzie, D. K. Reliability of measurements of muscle strength and voluntary activation using twitch interpolation. Muscle and Nerve. 18 (6), 593-600 (1995).
  41. Cooper, M. A., Herda, T. J., Walter Herda, A. A., Costa, P. B., Ryan, E. D., Cramer, J. T. The reliability of the interpolated twitch technique during submaximal and maximal isometric muscle actions. Journal of Strength and Conditioning Research. 27 (10), 2909-2913 (2013).
  42. Froyd, C., Millet, G. Y., Noakes, T. D. The development of peripheral fatigue and short term recovery during self paced high intensity exercise. The Journal of Physiology. 591 (Pt 5), 1339-1346 (2013).
  43. Pierrot Deseilligny, E., Morin, C., Bergego, C., Tankov, N. Pattern of group I fibre projections from ankle flexor and extensor muscles in man. Experimental Brain Research. 42 (3-4), 337-350 (1981).
  44. Brooke, J. D., McIlroy, W. E., et al. Modulation of H reflexes in human tibialis anterior muscle with passive movement. Brain Research. 766 (1-2), 236-239 (1997).
  45. Hultborn, H., Meunier, S., Morin, C., Pierrot Deseilligny, E. Assessing changes in presynaptic inhibition of I a fibres a study in man and the cat. The Journal of Physiology. 389, 729-756 (1987).
  46. Meunier, S., Pierrot Deseilligny, E. Cortical control of presynaptic inhibition of Ia afferents in humans. Experimental Brain Research. 119 (4), 415-426 (1998).
  47. Aymard, C., Baret, M., Katz, R., Lafitte, C., Pénicaud, A., Raoul, S. Modulation of presynaptic inhibition of la afferents during voluntary wrist flexion and extension in man. Experimental Brain Research. 137 (1), 127-131 (2001).
  48. Abbruzzese, G., Trompetto, C., Schieppati, M. The excitability of the human motor cortex increases during execution and mental imagination of sequential but not repetitive finger movements. Experimental Brain Research. 111 (3), 465-472 (1996).
  49. Garland, S. J., Klass, M., Duchateau, J. Cortical and spinal modulation of antagonist coactivation during a submaximal fatiguing contraction in humans. Journal of Neurophysiology. 99, 554-563 (2008).
  50. Rodriguez Falces, J., Place, N. Recruitment order of quadriceps motor units Femoral nerve vs direct quadriceps stimulation. European Journal of Applied Physiology. 113, 3069-3077 (2013).
  51. Rodriguez Falces, J., Maffiuletti, N. A., Place, N. Spatial distribution of motor units recruited during electrical stimulation of the quadriceps muscle versus the femoral nerve. Muscle and Nerve. 48 (November), 752-761 (2013).
  52. Bathien, N., Morin, C. Comparing variations of spinal reflexes during intensive and selective attention (author’s transl). Physiology, & Behavior. 9 (4), 533-538 (1972).
  53. Earles, D. R., Koceja, D. M., Shively, C. W. Environmental changes in soleus H reflex excitability in young and elderly subjects. The International Journal of Neuroscience. 105 (1-4), 1-13 (2000).
  54. Paquet, N., Hui Chan, C. W. Human soleus H reflex excitability is decreased by dynamic head and body tilts. Journal of Vestibular Research Equilibrium, & Orientation. 9 (5), 379-383 (1999).
  55. Miyahara, T., Hagiya, N., Ohyama, T., Nakamura, Y. Modulation of human soleus H reflex in association with voluntary clenching of the teeth. Journal of Neurophysiology. 76 (3), 2033-2041 (1996).
  56. Pinniger, G. J., Nordlund, M. M., Steele, J. R., Cresswell, a GH reflex modulation during passive lengthening and shortening of the human triceps surae. Journal of Physiology. 534 (Pt 3), 913-923 (2001).
  57. Tallent, J., Goodall, S., Hortobágyi, T., St Clair Gibson, A., French, D. N., Howatson, G. Repeatability of corticospinal and spinal measures during lengthening and shortening contractions in the human tibialis anterior muscle). PLoS ONE. 7 (4), e35930 (2012).
  58. Grospretre, S., Martin, A. H. reflex and spinal excitability methodological considerations. Journal of Neurophysiology. 107 (6), 1649-1654 (2012).
  59. Hugon, M. Methodology of the Hoffmann reflex in man. New Developments in Electromyography and Chemical Neurophysiology. 3m, 277-293 (1973).
  60. Bigland Ritchie, B., Zijdewind, I., Thomas, C. K. Muscle fatigue induced by stimulation with and without doublets. Muscle and Nerve. 23 (9), 1348-1355 (2000).
  61. Kent Braun, J. A., Le Blanc, R. Quantitation of central activation failure during maximal voluntary contractions in humans. Muscle and Nerve. 19 (7), 861-869 (1996).
  62. Herbert, R. D., Gandevia, S. C. Twitch interpolation in human muscles mechanisms and implications for measurement of voluntary activation. Journal of Neurophysiology. 82, 2271-2283 (1999).
  63. Miller, M., Downham, D., Lexell, J. Superimposed single impulse and pulse train electrical stimulation A quantitative assessment during submaximal isometric knee extension in young healthy men. Muscle and Nerve. 22 (8), 1038-1046 (1999).
  64. Button, D. C., Behm, D. G. The effect of stimulus anticipation on the interpolated twitch technique. Journal of Sports Science and Medicine. 7 (4), 520-524 (2008).
  65. Goss, D. a, Hoffman, R. L., Clark, B. C. Utilizing Transcranial Magnetic Stimulation to Study the Human Neuromuscular System. Journal of Visualized Experiments. (59), e3387 (2012).
  66. Sartori, L., Betti, S., Castiello, U. Corticospinal excitability modulation during action observation. Journal Of Visualized Experiments: Jove. (82), 51001 (2013).
  67. Rozand, V., Lebon, F., Papaxanthis, C., Lepers, R. Does a mental training session induce neuromuscular fatigue. Medicine and Science in Sports and Exercise. 46 (10), 1981-1989 (2014).
  68. Rozand, V., Cattagni, T., Theurel, J., Martin, A., Lepers, R. Neuromuscular fatigue following isometric contractions with similar torque time integral. International Journal of Sports Medicine. 36, 35-40 (2015).
  69. Belanger, A. Y., McComas, A. J. Extent of motor unit activation during effort. Journal of Applied Physiology. 51 (5), 1131-1135 (1981).
  70. Morse, C. I., Thom, J. M., Davis, M. G., Fox, K. R., Birch, K. M., Narici, M. V. Reduced plantarflexor specific torque in the elderly is associated with a lower activation capacity. European Journal of Applied Physiology. 92 (1-2), 219-226 (2004).
  71. Dalton, B. H., McNeil, C. J., Doherty, T. J., Rice, C. L. Age related reductions in the estimated numbers of motor units are minimal in the human soleus. Muscle and Nerve. 38 (3), 1108-1115 (2008).
  72. Hunter, S. K., Todd, G., Butler, J. E., Gandevia, S. C., Taylor, J. L. Recovery from supraspinal fatigue is slowed in old adults after fatiguing maximal isometric contractions. Journal of Applied Physiology. 105 (4), 1199-1209 (2008).
  73. Jakobi, J. M., Rice, C. L. Voluntary muscle activation varies with age and muscle group. Journal of Applied Physiology. 93 (2), 457-462 (2002).
  74. Lepers, R., Millet, G. Y., Maffiuletti, N. a Effect of cycling cadence on contractile and neural properties of knee extensors. Medicine and Science in Sports and Exercise. 33 (11), 1882-1888 (2001).
  75. Duchateau, J., Hainaut, K. Isometric or dynamic training differential effects on mechanical properties of a human muscle. Journal of Applied Physiology. 56 (2), 296-301 (1984).
  76. Millet, G. Y., Martin, V., Martin, A., Vergès, S. Electrical stimulation for testing neuromuscular function From sport to pathology. European Journal of Applied Physiology. 111, 2489-2500 (2011).
  77. Cattagni, T., Scaglioni, G., Laroche, D., Van Hoecke, J., Gremeaux, V., Martin, A. Ankle muscle strength discriminates fallers from non fallers. Frontiers in Aging Neuroscience. 6, 336 (2014).
  78. Horstman, A. M., Beltman, M. J., et al. Intrinsic muscle strength and voluntary activation of both lower limbs and functional performance after stroke. Clinical Physiology and Functional Imaging. 28 (4), 251-261 (2008).
  79. Sica, R. E., Herskovits, E., Aguilera, N., Poch, G. An electrophysiological investigation of skeletal muscle in Parkinson’s disease. Journal of the Neurological Sciences. 18 (4), 411-420 (1973).
  80. Knikou, M., Mummidisetty, C. K. Locomotor Training Improves Premotoneuronal Control after Chronic Spinal Cord Injury. Journal of Neurophysiology. 111 (11), 2264-2275 (2014).

Tags

Neurovidenskab Elektrisk stimulation elektromyografi M bølge H refleks triceps surae muskler Maximal muskel aktivering Frivillig aktivering niveau Motor kommando
Vurdering af neuromuskulære funktion Brug Perkutan elektrisk nervestimulation
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Rozand, V., Grosprêtre, S.,… More

Rozand, V., Grosprêtre, S., Stapley, P. J., Lepers, R. Assessment of Neuromuscular Function Using Percutaneous Electrical Nerve Stimulation. J. Vis. Exp. (103), e52974, doi:10.3791/52974 (2015).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter