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Neuroscience

द्विपक्षीय Transcranial चुंबकीय उत्तेजना का उपयोग कर टखने की मांसपेशियों के Corticospinal रास्ते का आकलन

Published: February 19, 2019 doi: 10.3791/58944
Automatic Translation
1,2, 3,4, 2,5, 5,6, 2,5,7
1Department of Neurology, New York University School of Medicine, 2Department of Health Sciences and Research, Medical University of South Carolina, 3Department of Physical Therapy, University of Nevada Las Vegas, 4Department of Health Professions, Medical University of South Carolina, 5Ralph H. Johnson VA Medical Center, 6Department of Psychiatry, Medical University of South Carolina, 7Division of Physical Therapy, Medical University of South Carolina

Summary

वर्तमान प्रोटोकॉल एक साथ, tibialis पूर्वकाल और soleus के corticomotor प्रतिक्रिया के द्विपक्षीय आकलन के दौरान आराम और टॉनिक स्वैच्छिक सक्रियण का वर्णन एक एकल पल्स transcranial चुंबकीय उत्तेजना और neuronavigation प्रणाली.

Abstract

बाहर पैर की मांसपेशियों corticospinal पथ है, जो मुख्य मानव में मार्ग उतरते मोटर में से एक है और transcranial चुंबकीय उत्तेजना () के उपयोग का आकलन किया जा सकता है के माध्यम से cortical क्षेत्रों से तंत्रिका इनपुट प्राप्त करते हैं । ऐसे चलने के रूप में ईमानदार रुख और गतिशील कार्यों में बाहर पैर की मांसपेशियों की भूमिका को देखते हुए, आकलन और इन मांसपेशियों के समारोह के सापेक्ष corticospinal इलाकों के मॉडुलन में एक बढ़ती अनुसंधान रुचि पिछले दशक में उभरा है । हालांकि, पिछले काम में इस्तेमाल किया methodological मापदंडों के पार अनुभागीय और अनुदैर्ध्य अध्ययन कम मजबूत से परिणामों की व्याख्या करने के अध्ययन के पार अलग है । इसलिए, पैर की मांसपेशियों ' corticomotor प्रतिक्रिया (सीएमआर) के आकलन के लिए विशिष्ट एक मानकीकृत पज प्रोटोकॉल का उपयोग अध्ययन और साथियों के पार परिणामों की सीधी तुलना के लिए अनुमति देगा । इस पत्र का उद्देश्य एक प्रोटोकॉल है कि एक साथ दो मुख्य टखने विरोधी मांसपेशियों, tibialis पूर्वकाल और soleus के द्विपक्षीय सीएमआर का आकलन करने के लिए लचीलापन प्रदान करता है पेश करने के लिए है, एक neuronavigation प्रणाली के साथ एकल पल्स एक साथ उपयोग वर्तमान प्रोटोकॉल लागू है, जबकि जांच की मांसपेशी या तो पूरी तरह से आराम या isometrically अधिकतम isometric स्वैच्छिक संकुचन के एक परिभाषित प्रतिशत पर अनुबंधित है । neuronavigation प्रणाली के साथ प्रत्येक विषय संरचनात्मक एमआरआई का उपयोग कर आकलन के दौरान पैर cortical अभ्यावेदन पर तार की सटीक और सटीक स्थिति सुनिश्चित करता है । सीएमआर व्युत्पन्न उपायों में विसंगति को देखते हुए, इस प्रोटोकॉल भी स्वचालित एल्गोरिदम का उपयोग कर इन उपायों का एक मानकीकृत गणना का वर्णन. हालांकि इस प्रोटोकॉल ईमानदार रुख या गतिशील कार्यों के दौरान आयोजित नहीं है, यह द्विपक्षीय रूप से पैर की मांसपेशियों की किसी भी जोड़ी का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, या तो विरोधी या synergistic, दोनों स्नायविक रूप से बरकरार है और बिगड़े विषयों में ।

Introduction

Tibialis पूर्वकाल (टीए) और soleus (सोल) टखने विरोधी मांसपेशियों पूर्वकाल और निचले पैर के पीछे के डिब्बे में स्थित हैं, क्रमशः । दोनों मांसपेशियां uniarticular हैं, जबकि टीए और सोल का मुख्य कार्य talocrural संयुक्त रूप से क्रमशः1dorsiflex और plantarflex करना होता है । इसके अलावा, टा अधिक लंबी मांसपेशी यात्रा और बल उत्पादन के लिए कम महत्वपूर्ण के लिए कार्यात्मक है, जबकि सोल एक antigravity मांसपेशी2के छोटे से भ्रमण के साथ उच्च शक्ति उत्पंन करने के लिए डिज़ाइन किया गया मांसपेशी है । दोनों मांसपेशियों ईमानदार रुख और गतिशील कार्यों के दौरान विशेष रूप से प्रासंगिक है (जैसे, घूमना)3,4। तंत्रिका नियंत्रण के बारे में, दोनों की मांसपेशियों के motorneuron पूल मोटर उतरते रास्ते5,6, संवेदी ड्राइव की डिग्री बदलती के अलावा के माध्यम से मस्तिष्क से तंत्रिका ड्राइव प्राप्त करते हैं ।

मुख्य मोटर अवरोही मार्ग corticospinal पथ है, जो प्राथमिक, मोटर और अनुपूरक मोटर क्षेत्रों से उत्पन्न होता है और रीढ़ की हड्डी में motorneuron7,8ताल में समाप्त होता है । मनुष्यों में, इस पथ के कार्यात्मक राज्य (corticomotor प्रतिक्रिया-सीएमआर) feasibly transcranial चुंबकीय उत्तेजना (ए. ए.), एक गैर इनवेसिव मस्तिष्क उत्तेजना उपकरण9,10का उपयोग कर मूल्यांकन किया जा सकता है । के बाद से और अधिक ईमानदार रुख काम और चलने के दौरान अपने कार्यात्मक महत्व को देखते हुए, और सीएमआर के शुरू करने के लिए विभिंन साथियों और कार्य में,12,13,14 ,15,16,17,18,19,20,21,22,23 ,24,25,26,27,28,29,30,31,३२ .

ऊपरी-उग्रवाद की मांसपेशियों३३में सीएमआर के आकलन के विपरीत, कम-उग्रवाद की मांसपेशियों में सीएमआर के आकलन के लिए कोई यूनिवर्सल पज प्रोटोकॉल स्थापित नहीं किया गया है । पिछले अध्ययनों में एक स्थापित प्रोटोकॉल और बड़े methodological परिवर्तनशीलता की कमी के कारण (जैसे, कुंडल के प्रकार, neuronavigation का उपयोग, टॉनिक सक्रियण का स्तर, परीक्षण पक्ष और मांसपेशी, उपयोग और सीएमआर उपायों की गणना, आदि । ), अध्ययन और साथियों के पार परिणामों की व्याख्या बोझिल, जटिल, और गलत हो सकता है । के रूप में उपायों कार्यात्मक विभिंन मोटर कार्यों में प्रासंगिक हैं, एक स्थापित करने के लिए निचले अतिवाद सीएमआर आकलन के विशिष्ट प्रोटोकॉल मोटर neuroscientists और पुनर्वास वैज्ञानिकों को व्यवस्थित करने के लिए इन मांसपेशियों में सीएमआर का आकलन करने की अनुमति देगा पार सत्र और विभिंन साथियों ।

इसलिए इस प्रोटोकॉल का मकसद सिंगल पल्स सीएमआर और neuronavigation सिस्टम का इस्तेमाल करते हुए टीए और एसओएल के द्विपक्षीय आकलन का विवरण देना है । पिछले काम के विपरीत, इस प्रोटोकॉल के लिए प्रयोगात्मक प्रक्रियाओं की कठोरता को अधिकतम करने के लिए करना है, डेटा अधिग्रहण, और डेटा विश्लेषण methodological कारकों को रोजगार कि वैधता और प्रयोग की अवधि का अनुकूलन द्वारा, और सीएमआर मानकीकरण इन दो निचले अतिवादी मांसपेशियों का आकलन । यह देखते हुए कि एक मांसपेशी के सीएमआर कि मांसपेशी पूरी तरह से आराम है या आंशिक रूप से सक्रिय है पर निर्भर करता है, इस प्रोटोकॉल का वर्णन कैसे टा और सोल सीएमआर आराम और टॉनिक स्वैच्छिक सक्रियण (TVA) के दौरान मूल्यांकन किया जा सकता है । निंन अनुभाग अच्छी तरह से वर्तमान प्रोटोकॉल का वर्णन करेंगे । अंत में, प्रतिनिधि डेटा प्रस्तुत किया जाएगा और चर्चा की । प्रोटोकॉल यहां वर्णित है कि Charalambous एट अल. २०१८३२में से व्युत्पंन है ।

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Protocol

इस प्रोटोकॉल में प्रस्तुत सभी प्रायोगिक प्रक्रियाओं को स्थानीय संस्थागत समीक्षा बोर्ड द्वारा अनुमोदित किया गया है और वे हेलसिंकी की घोषणा के अनुसार हैं.

1. सहमति प्रक्रिया और सुरक्षा प्रश्नावली

  1. किसी भी प्रयोग से पहले, प्रत्येक विषय के अध्ययन के उद्देश्य (ओं) को समझाने की, मुख्य प्रयोगात्मक प्रक्रियाओं, और किसी भी संभावित जोखिम कारकों के अध्ययन में भाग लेने के साथ जुड़े. विषय हो सकता है कि किसी भी प्रश्न या चिंताओं का जवाब देने के बाद, विषयों को सहमति प्रक्रिया स्वीकार करते हैं और सूचित सहमति फार्म पर हस्ताक्षर करने के लिए पूछना ।
  2. एमआरआई३४ और टीएम३५ सुरक्षा-स्क्रीनिंग प्रश्नावली प्रशासन दोनों एमआरआई और पज परीक्षण के लिए ' विषयों की सुरक्षा और योग्यता सुनिश्चित करने के लिए । सभी विषयों को शामिल न करें जो एमआरआई और पज दोनों आकलनों से सभी सुरक्षा मानदंडों को पूरा नहीं करते हैं ।

2. एमआरआई और Neuronavigation प्रणाली की तैयारी

  1. प्रशासन ने एमआरआई असेसमेंट से पूर्व ही पज भत३२। विषयों एक लापरवाह स्थिति में अपने घुटनों के नीचे रखा एक आरामदायक मुद्रा सुनिश्चित करने के लिए एक तकिया के साथ झूठ है । स्कैनर में अभी भी रखने के लिए विषयों को निर्देश दें ।
    1. स्कैनर की जोर शोर क्षीणन करने के लिए विषयों के लिए कान संरक्षण प्रदान करें । वरीयता neuronavigation प्रणाली में विषय-छवि पंजीकरण के लिए द्विपक्षीय supratragic पायदान के उपयोग के कारण कान muffs पर कान प्लग का उपयोग करें (५.२ देखें) ।
    2. या तो NFTI या DICOM फ़ाइलों के रूप में, उच्च संकल्प टी-1 भारित संरचनात्मक मस्तिष्क छवियों (न्यूनतम आवश्यकताओं: 1 मिमी टुकड़ा मोटाई और पूर्ण मस्तिष्क और अनुमस्तिष्क कवरेज) प्राप्त करें । सुनिश्चित करें कि नाक पूरी तरह से विषय के लिए नाक के विषय की नोक के उपयोग के कारण छवियों में शामिल है neuronavigation प्रणाली में छवि पंजीकरण (५.२ देखें) ।
  2. एमआरआई फाइल को एक neuronavigation सिस्टम में अपलोड करें । सीओ मैंयुअल रूप से पूर्वकाल और पीछे commissures के लिए प्रत्येक विषय एमआरआई रजिस्टर, तो इस विषय एमआरआई मॉंट्रियल स्नायविक संस्थान एटलस का उपयोग कर मैप किया जा सकता है ।
    1. क्रमशः खोपड़ी और मस्तिष्क के ऊतकों के आसपास बंधे बॉक्स का समायोजन करके त्वचा और पूर्ण वक्रीय मस्तिष्क मॉडल का पुनर्निर्माण । त्वचा मॉडल ( चित्र 1aदेखें) का उपयोग कर चार संरचनात्मक स्थलों (नाक की नोक, नाक के nasion-पुल, और दाएं और बाएं कान के supratragic पायदान) की पहचान करें ।
    2. प्रत्येक गोलार्द्ध में पैर मोटर cortical क्षेत्र पर एक आयताकार ग्रिड प्लेस खंगाला वक्रीय मस्तिष्क का उपयोग ( चित्र 1bदेखें) । केंद्र में ग्रिड के केन्द्रित पंक्ति स्थिति और पैर मोटर cortical क्षेत्र के गाइरस पर जहां corticospinal कि अंदर आना पैर मोटर पूल३६उद्भव है । समानांतर ग्रिड के औसत दर्जे का कॉलम और ipsilateral गोलार्द्ध के औसत दर्जे का दीवार के निकट स्थिति ।
    3. एक प्रांतस्था-आधारित दृष्टिकोण का प्रयोग करें अभिविंयास में जो त्रुटि उत्तेजना साइट पर एक नगण्य प्रभाव पड़ता है३७ बजाय एक खोपड़ी का उपयोग करने का लक्ष्य दृष्टिकोण है जो अभिविंयास में किसी भी त्रुटि उत्तेजना साइट को बदल सकते है आधारित है । इस ग्रिड का उपयोग करने के लिए गर्म स्थान मिल । मोटर मानचित्रण के लिए, या तो अधिक धब्बे और/या धब्बे (जैसे, 10 मिमी) के बीच की दूरी बढ़ाने के द्वारा बड़ा ग्रिड का उपयोग करें ।

3. विषय तैयारी और प्लेसमेंट

  1. 4 सतह ईएमजी इलेक्ट्रोड की कुल का उपयोग कर एकल पल्स एक तरह से electrophysiological प्रतिक्रियाओं को मापने. तैयारी और इलेक्ट्रोड के स्थान के लिए, प्रकाशित दिशा निर्देशों३८,३९ और पूरा प्लेसमेंट का उपयोग करें, जबकि विषय एक खड़ी स्थिति में है.
    1. जिस क्षेत्र पर प्रत्येक इलेक्ट्रोड हजामत बनाने का स्थान और हल्के से किसी भी मृत त्वचा कोशिकाओं और तेल शराब झाड़ू का उपयोग कर छूटना द्वारा रखा जाएगा तैयार करें ।
      सावधानी: रक्त thinners (जैसे, लोगों के बाद स्ट्रोक) पर विषयों के लिए, त्वचा की तैयारी के दौरान रक्तस्राव के संभावित जोखिम के कारण सावधानी का उपयोग करें ।
    2. टीए पर इलेक्ट्रोड को द्विपक्षीय रूप से अनुलग्न करें । जबकि खड़े स्थिति में, विषयों पूछने के लिए अपने पैर की उंगलियों ऊपर उठा और फिर बहिर्जंघिका और औसत दर्जे का malleolus के सिर के बीच की रेखा के ऊपरी तीसरे पर इलेक्ट्रोड जगह (यानी, मांसपेशी पेट तुरंत टिबियल शिखा को पार्श्व) ।
    3. SOL पर द्विपक्षीय रूप से इलेक्ट्रोड संलग्न करें । जबकि खड़े स्थिति में, इस विषय को पूछने के लिए एड़ी बढ़ाने प्रदर्शन और फिर पार्श्व ऊरु condyle और पार्श्व malleolus के बीच की रेखा के निचले तीसरे पर इलेक्ट्रोड जगह है ।
    4. वुटने या पार्श्व malleolus पर या तो जमीन संदर्भ निष्क्रिय इलेक्ट्रोड संलग्न करें । ईएमजी अधिग्रहण इकाई पर निर्भर करता है, जमीन इलेक्ट्रोड या तो द्विपक्षीय या एकतरफा जगह है ।
  2. इलेक्ट्रोड ' प्लेसमेंट और सिग्नल की गुणवत्ता का परीक्षण करें ।
    1. परीक्षण इलेक्ट्रोड ' प्लेसमेंट (उदाहरण के लिए, स्पष्ट नेत्रहीन पता लगाने ईएमजी फटने के लिए) या तो dorsiflex या एक ईमानदार मुद्रा में टखने plantarflex जबकि सभी मांसपेशियों एक कंप्यूटर स्क्रीन पर परीक्षण के कच्चे ईएमजी संकेत प्रदर्शित करने के लिए विषय पूछ रही द्वारा । एक replaceed इलेक्ट्रोड के मामले में, निकालें और इसे बदलने के लिए जब तक वहाँ स्पष्ट रूप से न्यूनतम पृष्ठभूमि शोर के साथ नेत्रहीन detectable ईएमजी फटने है । शोर अनुपात करने के लिए एक पर्याप्त संकेत एक मोटर प्रतिक्रिया का पता लगाने में महत्वपूर्ण है (> ५० µV).
    2. इस सिग्नल की गुणवत्ता का परीक्षणकरें (जैसे, आधारभूत शोर के लिए) कुछ समय के लिए एक बार के लिए-पज इकाइयों का निर्वहन करते हुए, जबकि नीचे बैठे विषय से और बाकी की मांसपेशियों के साथ । जांच करें कि प्रत्येक ईएमजी चैनल के लिए आधार रेखा संकेत शूंय के करीब है (यानी, चोटी से चोटी आयाम ५० µV से कम होना चाहिए और कोई आधारभूत शोर है, जैसे ५० या ६० हर्ट्ज विद्युत लाइन हम) । यदि आधारभूत शोर एक चैनल में मौजूद है, इसी इलेक्ट्रोड को हटाने और त्वचा तैयारी प्रक्रियाओं को दोहराने. शोर अभी भी मौजूद है (यानी, पीक करने के लिए चोटी आयाम > ५० µV), संदर्भ इलेक्ट्रोड की स्थिति को समायोजित करें और इलेक्ट्रोलाइट जेल की जगह ।
  3. सभी इलेक्ट्रोड प्रकाश फोम पूर्व लपेटो टेप का उपयोग कर सुरक्षित । प्रयोग के दौरान आवधिक रूप से यह सुनिश्चित करने के लिए जांचें कि इलेक्ट्रोड सुरक्षित रूप से अनुलग्न हैं और संकेत में अच्छी गुणवत्ता है ।
  4. एक कुर्सी में विषय सीट । विषयों भर में लगातार पैर स्थान सुनिश्चित करने के लिए, जूते चलने में दोनों पैर सुरक्षित (यानी, टखने पैर orthosis) कि टखने ROM एक विशिष्ट स्थिति को समायोजित करने की अनुमति और TVA परीक्षण के दौरान प्रतिरोध प्रदान करते हैं । दोनों कूल्हे और घुटने कोण विषय असुविधा से बचने के लिए समायोजित करें । विषय के प्रयोग के दौरान अभी भी रखने के निर्देश । एक माथे कुर्सी से जुड़ी आराम का उपयोग करने के लिए अब भी कर रहे हैं, अगर उपलब्ध है ।

4. TVA परीक्षण

  1. प्रत्येक मांसपेशी के अधिकतम स्वैच्छिक isometric संकुचन (MVIC) को द्विपक्षीय रूप से निर्धारित करें । प्रत्येक प्रस्ताव के लिए (यानी, dorsiflexion और plantarflexion), विषयों को अधिक से अधिक contralateral मांसपेशियों की जांच अनुबंध के लिए निर्देश (जैसे, अधिकार टा) 4 बार (~ 5 एस आराम के ६० एस से अलग संकुचन) जबकि विषय आसन में बैठा है ऊपर वर्णित है ।
  2. प्रत्येक MVIC के दौरान अधिकतम मांसपेशी गतिविधि मूल्य की गणना (यानी, एक १०० एमएस खिड़की के भीतर औसत अधिकतम सुधारा और चिकनी ईएमजी के आसपास केंद्रित) पिछले तीन परीक्षणों के, तीन मूल्यों का औसत, और प्रत्येक मांसपेशी औसत के 15 ± 5% MVIC ।
    चेतावनी: एक बड़ा% MVIC इस्तेमाल किया जा सकता है, लेकिन यह नैदानिक साथियों में संभव नहीं हो सकता है (जैसे, लोगों के बाद स्ट्रोक) ।

5. Neuronavigation प्रणाली में पंजीकरण

  1. इस विषय पर नजर रखने के लिए, या तो एक सिर का बंधन या चश्मा, उत्तेजित गोलार्द्ध से विपरीत पक्ष में विषय के सिर पर चिंतनशील मार्करों के साथ तो ट्रैकर प्रत्येक ग्रिड स्थान की उत्तेजना के दौरान कुंडल की स्थिति बाधा नहीं है ।
    चेतावनी: इस मामले में है कि एक सिर का बंधन इस्तेमाल किया जाता है, यह सुनिश्चित करें कि यह विषय के सिर पर सुखद है, अभी तक नहीं पीढ़ी तंग क्योंकि यह समय की एक विस्तारित अवधि के बाद एक सिर दर्द हो सकता है ।
  2. विषय ट्रैकर, सूचक, और अपने कब्जा मात्रा अंतरिक्ष में कुंडल ट्रैकर रखकर गति कैद कैमरे की उचित स्थिति की जाँच करें । 4 संरचनात्मक landmaks पर सूचक की नोक रखकर विषय-छवि पंजीकरण निष्पादित करें ( चित्र 1aदेखें).
  3. एक बार सभी संरचनात्मक स्थलों नमूना हैं, सत्यापित करें कि पंजीकरण सही विषय की खोपड़ी पर कई स्थानों पर सूचक की नोक रखने के द्वारा हुई (यानी, मान्यता चरण). यदि सूचक की नोक से खंगाला त्वचा के लिए दूरी से कम 3 मिमी है, के लिए आगे बढ़ना प्रयोग; अंयथा, विषय-छवि पंजीकरण को तब तक दोहराएं जब तक इच्छित त्रुटि मान प्राप्त न हो जाएं । प्रयोग के दौरान, अगर विषय ट्रैकर आकस्मिक स्थानांतरित कर दिया है पंजीकरण दोहराएँ.

6. पज

  1. आराम और TVA के दौरान एक ही methodological पैरामीटर का प्रयोग करें ।
    1. इष्टतम साइट पर एकल पल्स उत्तेजनाओं लागू करें (यानी, गर्म स्थान; अधिक जानकारी के लिए अगले पैरा देखें) की जांच की मांसपेशी । प्रत्येक उत्तेजना बेतरतीब ढंग से हर 5-10 एस लागू करने के लिए उत्तेजना प्रत्याशा से बचने के लिए और बाद में एक४०करने के लिए पिछले नाड़ी के प्रभाव से अधिक ले-कम करने के लिए ।
    2. मामले में है कि दो पज इकाइयों एक साथ उपयोग किया जाता है, या तो मानक या एक साथ मोड४१पर इकाइयों सेट । मानक मोड एक एकल इकाई की तुलना में एक कमज़ोर नाड़ी लागू करता है, जबकि एक साथ मोड एक इकाई से एक मजबूत पल्स लागू करता है । या तो एक का उपयोग प्रोटोकॉल की जरूरतों और उत्तेजनाओं की कुल संख्या के आधार पर किया जा सकता है ।
    3. एक डबल शंकु कुंडल का उपयोग करने के लिए एक posteroanterior intracranial वर्तमान प्रेरित । यदि आवश्यक हो, neuronavigation प्रणाली का उपयोग करने के लिए तार मैंयुअल रूप से नियंत्रण और वांछित के संबंध में अपनी स्थिति को सही जगह प्रेरित प्रत्येक उत्तेजना से पहले ।
    4. सत्रों और विषयों के पार, जांच की मांसपेशी और गोलार्द्ध के आदेश यादृच्छिक । हमेशा आराम की हालत के बाद TVA हालत प्रशासन आराम में परीक्षण के साथ किसी भी हस्तक्षेप से बचने के लिए (जैसे, TVA परीक्षण के कारण उतरते रास्ते की थकान) ।
  2. दोनों मांसपेशियों के गर्म स्थान द्विपक्षीय रूप से निर्धारित करें ।
    1. suprathreshold तीव्रता का पता लगाएं, जो गर्म स्थान शिकार के दौरान इस्तेमाल किया जाएगा, interhemispheric विदर के बगल में केंद्रित स्थान पर एक ही उत्तेजना लागू करके ( चित्र 1bमें नीले और लाल चौकों देखें) । इस स्थान का उपयोग करें क्योंकि यह लेग मोटर क्षेत्र३६,४२के लोकस पर स्थित है ।
    2. कम तीव्रता पर शुरू (उदा., 30% अधिकतम उत्तेजक उत्पादन; MSO) और धीरे से 5% वेतन वृद्धि द्वारा, इस तीव्रता है कि एक मोटर नेतृत्व क्षमता (एमईपी) एक चोटी से शिखर के साथ अधिक से अधिक आयाम ५० µV सभी contralateral में 3 लगातार उत्तेजनाओं के लिए मांसपेशियों की जांच के साथ पहुंचता है ।
    3. प्रत्येक उत्तेजना के बाद तुरंत निर्धारित करें कि क्या एक एमईपी दोनों कच्चे waveforms और पीक-टू-पीक आयाम (खोज विंडो: 20-60 एमएस पोस्ट-सभी जांच की मांसपेशियों की शुरुआत) के आधार पर संप्रेषित किया गया है ।
    4. ग्रिड (कुल ३६ उत्तेजनाओं) के प्रत्येक स्थान पर एक टीएम पल्स लागू करें । गर्म स्थान प्रोटोकॉल के पूरा होने के बाद, एक स्प्रेडशीट में सभी contralateral की मांसपेशियों और क्रमबद्ध उच्च से कम और विलंबता से उच्च करने के लिए अधिक से आयाम के लिए प्रत्येक स्थान के आयाम और विलंबता मूल्यों हस्तांतरण । सबसे बड़ा आयाम और कम विलंबता४३के साथ ग्रिड में स्थान के रूप में contralateral टा और SOL के हॉट स्पॉट की पहचान करें ।
      चेतावनी: सबसे बड़ा आयाम और कम विलंबता एक ही स्थान पर नहीं हैं, सबसे बड़ा आयाम का उपयोग कर गर्म स्थान को परिभाषित करें ।
  3. द्विपक्षीय रूप से प्रत्येक मांसपेशी आराम मोटर दहलीज (RMT) निर्धारित करते हैं ।
    1. neuronavigation प्रणाली है कि जांच की मांसपेशी गर्म स्थान से मेल खाती है में ग्रिड स्थान का चयन करें ।
    2. एक अनुकूली दहलीज का प्रयोग करें-४४की जांच की मांसपेशियों के RMT निर्धारण के लिए शिकार विधि । ४५ और 6% MSO, क्रमशः३२पर प्रारंभिक तीव्रता और चरण आकार सेट करें । चलाएं RMT प्रत्येक मांसपेशी के लिए दो बार शिकार और बाद सीएमआर आकलन के लिए औसत का उपयोग करें ।
  4. आराम के दौरान द्विपक्षीय टा और सोल सीएमआर का आकलन करें ।
    1. neuronavigation प्रणाली है कि जांच की मांसपेशी गर्म स्थान से मेल खाती है में ग्रिड स्थान का चयन करें । १.२ पर 10 एकल पज दालों लागू करें जांच की मांसपेशी के RMT ।
    2. प्रत्येक उत्तेजना से पहले, विषय को अभी भी रहने के निर्देश और जांच की मांसपेशियों को द्विपक्षीय आराम और सभी एक वास्तविक समय दृश्य एक कंप्यूटर स्क्रीन पर प्रदर्शित प्रतिक्रिया का उपयोग कर मांसपेशियों की गतिविधि की निगरानी । मामले में किसी भी मांसपेशी से पहले या बाद के लिए सक्रिय है, कि परीक्षण त्यागें और एक अतिरिक्त एकल पल्स लागू होते हैं । प्रत्येक contralateral के लिए 10 waveforms तक दोहराएँ आराम से जांच की पेशी पर एकत्र किया गया है.
  5. TVA के दौरान टीए और सोल सीएमआर का द्विपक्षीय रूप से आकलन करें ।
    1. neuronavigation प्रणाली है कि जांच की मांसपेशी गर्म स्थान से मेल खाती है में ग्रिड स्थान का चयन करें ।
    2. विषयों से पूछें 15 ± 5% MVIC में जांच की मांसपेशी अनुबंध और १.२ RMT पर 10 एकल पज दालों लागू होते हैं । दो क्षैतिज कर्सर (MVIC रेंज: 15 ± 5%) के भीतर, या तो टा या सोल, जांच की मांसपेशी के ०.१६५ एस के वर्ग आयाम (रूट मतलब चिकनी चलती लाइन रखने के लिए विषयों की हिदायत) और कुछ सेकंड के लिए उस स्तर पर उस संकुचन को बनाए रखने ।
    3. जब टा जांच की मांसपेशी है, विषयों पूछने के लिए थोड़ा अपने contralateral पैर पर bootstraps के खिलाफ खींचने के लिए (यानी, की जांच की मांसपेशियों के साथ पैर उत्तेजित गोलार्द्ध contralateral के लिए) । जब सोल जांच की मांसपेशी है, विषयों पूछने के लिए थोड़ा contralateral पैर पर बूट के खिलाफ नीचे धक्का ।
    4. निगरानी सक्रिय की मांसपेशी गतिविधि की जांच की मांसपेशी और शेष आराम एक कंप्यूटर स्क्रीन पर एक वास्तविक समय दृश्य प्रतिक्रिया प्रदर्शन का उपयोग कर मांसपेशियों । कि उत्तेजना त्यागें और एक अतिरिक्त एकल पल्स फिर से लागू मामले में जांच की मांसपेशी गतिविधि या तो नीचे या पूर्व निर्धारित रेंज या किसी अंय मांसपेशी सक्रिय है ऊपर है । 10 परीक्षण लीजिए जबकि जांच की मांसपेशी पूर्व निर्धारित सीमा पर सक्रिय है ।

7. डेटा विश्लेषण

  1. RMT को छोड़कर सभी सीएमआर उपायों के लिए, प्रत्येक एमईपी झाडू से प्रत्येक माप के मूल्य की गणना (कुल अवधि होना चाहिए ंयूनतम १०० ms पूर्व उत्तेजना अवधि के साथ ५०० ms सभी मांसपेशियों के लिए) और फिर औसत इन 10 मूल्यों के लिए एक एकल मूल्य पाने के लिए (यानी , माध्य)३२. आयाम और cortical साइलेंट पीरियड (CSP) सीएमआर के प्रॉक्सी उत्तेजित करने के उपाय हैं, जबकि विलंबता सीएमआर के एक प्रॉक्सी कनेक्टिविटी उपाय है । दोनों आराम और TVA के लिए, प्रत्येक विषय की ऊंचाई के सापेक्ष विलंबता सामांय, के रूप में विलंबता की जांच की मांसपेशी४५के लिए दूरी से प्रभावित है ।
  2. बाकी के दौरान एमईपी आयाम और विलंबता की गणना.
    1. कच्चे ईएमजी से आयाम (µV) की गणना सकारात्मक और नकारात्मक चोटियों के बीच सबसे बड़ा अंतर के रूप में (यानी, पीक करने के लिए चोटी) एमईपी की. इन दो विशेष मांसपेशियों के लिए, चोटी के लिए खोज करने वाली चोटी के लिए 20-60 के एक समय खिड़की के भीतर पीक शुरुआत के बाद एमएस ।
      चेतावनी: हालांकि 20-60 ms के एमईपी खोज खिड़की स्नायविक बरकरार विषयों और लोगों के बाद स्ट्रोक के लिए काम कर सकते हैं, व्यापक एमईपी खोज खिड़कियां (जैसे, 20-75 ms) अंय स्नायविक आबादी के लिए आवश्यक हो सकता है (जैसे, एकाधिक स्केलेरोसिस) ।
    2. सुधारा ईएमजी से विलंबता (एमएस) की गणना के बीच समय के रूप में पज शुरुआत और एमईपी शुरुआत (यानी, समय है जब एक सुधारा ईएमजी ट्रेस पहले एक पूर्व निर्धारित सीमा पार-माध्य प्लस तीन १०० ms पूर्व के मानक विचलन-उत्तेजना ईएमजी)३२ , ४६.
  3. TVA के दौरान एमईपी आयाम, लेटेंसी और CSP की गणना करें.
    1. कच्चे ईएमजी से आयाम (µV) की गणना सकारात्मक और नकारात्मक चोटियों के बीच सबसे बड़ा अंतर के रूप में (यानी, पीक करने के लिए चोटी) एमईपी की. इन दो विशेष मांसपेशियों के लिए, चोटी के लिए खोज करने वाली चोटी के लिए 20-60 के एक समय खिड़की के भीतर पीक शुरुआत के बाद एमएस ।
    2. सुधारा ईएमजी से विलंबता शुरुआत और एमईपी शुरुआत के बीच के समय के रूप में लेटेंसी (ms) की गणना ।
      1. बाकी की तुलना में TVA में अलग एमईपी शुरुआत की गणना । गणना एमईपी शुरुआत और दो समय अंक है कि सुधारा ईएमजी ट्रेस १०० ms पूर्व-उत्तेजना मतलब ईएमजी के स्तर पर सेट पूर्वनिर्धारित सीमा पार खोजने के द्वारा ऑफसेट । फिर, चोटियों कि कम से अधिक पूर्व के मतलब उत्तेजना ईएमजी प्लस तीन मानक विचलन और उन दो समय अंक के बीच से अधिक कर रहे हैं लगता है. फिर, पहली चोटी से ५० डेटा अंक के लिए खोज (५००० हर्ट्ज की दर नमूना) है कि समय के लिए कि चोटी से पहले सुधारा ईएमजी ट्रेस पहले मतलब पूर्व उत्तेजना ईएमजी की दहलीज पार । एमईपी शुरुआत३२के रूप में उस समय को परिभाषित करें ।
    3. एमईपी ऑफ़सेट और ईएमजी के बीच के समय के रूप में सुधारा ईएमजी से CSP (ms) की गणना (जैसे, निरपेक्ष CSP: बहिष्करण की एमईपी अवधि)४७। पिछले चोटी से खोज करने के लिए २०० डेटा अंक (५००० हर्ट्ज की नमूना दर) उस चोटी के बाद समय के लिए कि सुधारा ईएमजी ट्रेस पिछले मतलब पूर्व उत्तेजना ईएमजी की दहलीज पार; एमईपी ऑफ़सेट के रूप में उस समय को परिभाषित करें । फिर, आधारभूत ईएमजी की बहाली की गणना, जो समय है कि सुधारा ईएमजी ट्रेस पिछले मतलब पूर्व उत्तेजना ईएमजी३२के 25% पार ।

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Representative Results

आंकड़े 2-4 एक प्रतिनिधि से वर्तमान डेटा तंत्रिका विज्ञान की ऊंचाई और वजन के साथ 31 वर्ष पुराने पुरुष बरकरार १७८ सेमी और ८३ किग्रा, क्रमशः ।

चित्रा 2 द्विपक्षीय गर्म स्थानों और प्रत्येक टखने की मांसपेशी के RMT प्रस्तुत करता है । प्रत्येक गोलार्द्ध में पैर क्षेत्र के केंद्र पर स्थित स्थान का उपयोग ( चित्र 1bमें चौकों देखें), ४५% MSO की तीव्रता द्विपक्षीय गर्म स्थान शिकार के लिए इस्तेमाल किया गया था । प्रत्येक मांसपेशी के लिए हॉट स्पॉट स्थान गोलार्द्धों के बीच मतभेद, अभी तक के रूप में प्रत्याशित सभी चार गर्म स्थानों लेग मोटर cortical क्षेत्रों में स्थित थे. इस खोज को इंगित करता है कि टा और सोल एक ही गर्म स्थान का हिस्सा नहीं हो सकता है; इसलिए, प्रत्येक मांसपेशी के सीएमआर प्रत्येक मांसपेशी गर्म स्थान का उपयोग कर के रूप में दोनों की मांसपेशियों के लिए एक ही गर्म स्थान का उपयोग करने का विरोध मूल्यांकन किया जाना चाहिए । द्विपक्षीय RMT प्रत्येक मांसपेशी के लिए निर्धारित किया गया था, एक अनुकूली दहलीज-शिकार विधि का उपयोग कर । RMT निर्धारण के लिए लागू उत्तेजनाओं की संख्या 6 से 22 उत्तेजनाओं से लेकर । दो प्रत्येक मांसपेशी के RMT मूल्यों के बीच अंतर 1% से 3% MSO से लेकर । इन परिणामों के संयोजन से पता चलता है कि एक अनुकूली सीमा का उपयोग कर-शिकार विधि एक कुशल दृष्टिकोण को कम परिवर्तनशीलता के साथ एक टखने की मांसपेशी के RMT निर्धारित किया जा सकता है । इसके अलावा, सभी आरएमटी गर्म जगह शिकार के लिए इस्तेमाल किया तीव्रता से कम थे ( चित्रा 2में लाइन धराशायी) । यह खोज इंगित करता है कि पैर मोटर क्षेत्र पर स्थित स्थान का उपयोग ( चित्र 1bमें चौकों देखें) एक "सच" suprathreshold तीव्रता निर्धारित करने के लिए संभव है ।

चित्रा 3 टा और SOL के द्विपक्षीय प्रतिक्रियाओं जब प्रत्येक मांसपेशी के गर्म स्थान आराम के दौरान उत्तेजित था प्रस्तुत करता है । सभी द्विपक्षीय उत्तेजित गर्म स्थानों के लिए, contralateral MEPs टा और सोल दोनों में थे । हालांकि, प्रतिक्रियाओं और विलंब हमेशा बड़े थे और SOL, क्रमशः, चाहे जो मांसपेशियों गर्म जगह उत्तेजित था की तुलना में टा में कम है । Ipsilateral प्रतिक्रियाएं मुख्य रूप से टा में मौजूद थे और जब उत्तेजित गर्म स्थान interhemispheric विदर के लिए समीपस्थ था ( चित्रा: 2a -टा गर्म स्थान, बी -दोनों की मांसपेशियों को गर्म स्थान देखें) । इसके विपरीत, ipsilateral प्रतिक्रियाओं दोनों की मांसपेशियों में अनुपस्थित थे जब उत्तेजित पक्ष आगे interhemispheric विदर से पार्श्व था (> 10 मिमी) ( चित्रा 2a -SOL गर्म स्थान देखें) ।

चित्रा 4 टा और SOL के द्विपक्षीय प्रतिक्रियाओं जब प्रत्येक मांसपेशी के गर्म स्थान TVA के दौरान उत्तेजित था प्रस्तुत करता है । आराम में के रूप में, contralateral MEPs दोनों टा और एक 15 ± 5% MVIC के दौरान सभी द्विपक्षीय उत्तेजित साइटों के लिए SOL में भाग लिया । केवल जांच की मांसपेशी सक्रिय किया गया था; इसलिए, शेष तीन मांसपेशियों में आराम कर रहे थे । CSP केवल जांच की गई सक्रिय मांसपेशी, टा और सोल दोनों में मौजूद था । आराम में के रूप में, सही टा और वाम SOL गर्म स्थानों पर भी ipsilateral प्रतिक्रियाएं बटोरा; उन प्रतिक्रियाओं ipsilateral टा में ही मौजूद थे ( चित्रा 4a,डीदेखें) । इसके विपरीत, सही सोल और वाम टा गर्म स्थानों पर contralateral केवल MEPs में लाना । दिलचस्प बात यह है कि contralateral सोल में देर से प्रतिक्रियाएं तभी मौजूद थीं जब टा सक्रिय हो गया था; उन प्रतिक्रियाओं को द्विपक्षीय मौजूद थे, 80-100 एमएस पोस्ट के बीच हुई------------- रेंज 70-100 एमएस पोस्ट-के साथ ये देर से प्रतिक्रियाएं पहले से सोल में प्रचलित होने की सूचना दी गई है केवल टा TVA (0-40% MVIC)४८,४९के साथ ।

दोनों आराम और TVA स्थितियों में समान थे कि ipsilateral प्रतिक्रियाओं जब कुछ गर्म स्थानों को उत्तेजित किया गया था । ipsilateral प्रतिक्रियाओं की उपस्थिति संभवतः एक oligosynaptic मार्ग की उत्तेजना का परिणाम हो सकताहै (जैसे, cortico-reticulo-रीढ़ की हड्डी का पथ) या नाड़ी वर्तमान के प्रसार. contralateral और ipsilateral प्रतिक्रियाओं के बीच विलंबता में अंतर की गणना करने के लिए दो संभावित कारणों के बीच अंतर करने के लिए एक दृष्टिकोण है । पिछले ipsilateral के अध्ययन ने अटकलें लगाई है कि contralateral प्रतिक्रिया के सापेक्ष > 3 ms विलंब का एक ipsilateral एमईपी (iMEP) है, और संभावित मार्ग cortico-reticulo-स्पाइनल पथ हो सकता है (यानी, oligosynaptic मार्ग )५०,५१,५२,५३,५४. इसके विपरीत, कम देरी के साथ किसी भी ipsilateral प्रतिक्रिया नाड़ी के वर्तमान का परिणाम हो सकता है; इसलिए, ऐसी प्रतिक्रिया एक iMEP नहीं हो सकता है । आराम के दौरान, ipsilateral प्रतिक्रियाओं contralateral प्रतिक्रियाओं के रूप में समान विलंब था ( चित्र 3ए, सी और डी देखें) । इस प्रकार, इन प्रतिक्रियाओं सबसे अधिक संभावना iMEPs नहीं थे, लेकिन संभावना है कि नाड़ी वर्तमान interhemispheric विदर से सटे लागू की प्रसार के कारण था । जब सही टा और वाम सोल TVA के दौरान सक्रिय हो गए थे, ipsilateral प्रतिक्रियाओं टा में ही थे और > 3 एमएस द्वारा contralateral प्रतिक्रिया की तुलना में देरी थे ( चित्रा 4a, डीदेखें) । इन प्रतिक्रियाओं iMEPs हो सकता है, जो cortico की उत्तेजना-reticulo-रीढ़ की हड्डी का संकेत हो सकता है । सारांश में, ipsilateral प्रतिक्रियाओं आम है जब पैर मोटर क्षेत्र५५उत्तेजित है; इसलिए, सावधानी जब इन प्रतिक्रियाओं iMEPs के रूप में व्याख्या कर रहे है लिया जाना चाहिए ।

Figure 1
चित्रा 1: त्वचा और वक्रीय मस्तिष्क मॉडल को खंगाला । (a) चार संरचनात्मक स्थलों के साथ एक त्वचा मॉडल (नाक, nasion की नोक, और दाएं और बाएं कान के supratragic पायदान) प्रत्येक मील का पत्थर पर एक सूचक की नोक रखकर मूल्यांकन के दौरान विषय-छवि पंजीकरण की गणना करने के लिए प्रयोग किया जाता है । (ख) लेग मोटर cortical क्षेत्र पर द्विपक्षीय रूप से रखा गया एक 4 x 9 आयताकार ग्रिड । चौकों suprathreshold गर्म स्थान शिकार के लिए इस्तेमाल किया तीव्रता निर्धारित करने के लिए इस्तेमाल किया धब्बे निरूपित । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्रा 2: द्विपक्षीय टा और SOL हॉट स्पॉट और RMT । दोनों गोलार्द्धों में, स्टार प्रतीक प्रत्येक मांसपेशी के गर्म स्थान का अर्थ है । बार भूखंडों प्रत्येक मांसपेशी के लिए दो आकलन (ओपन व्हाइट सर्कल) का मतलब RMT वर्तमान, जबकि प्रत्येक चक्र के नीचे मूल्यों को एक अनुकूली दहलीज-शिकार विधि का उपयोग RMT निर्धारित लागू उत्तेजनाओं की संख्या निरूपित । डैश्ड रेखा हॉट स्पॉट शिकार (४५% MSO) के लिए उपयोग की गई तीव्रता को इंगित करती है । (क) दाहिने/contralateral टा और सोल के गर्म धब्बे और आरएमटी जबकि पज बाएं गोलार्द्ध में लागू किया गया था । टा गर्म स्थान लेग मोटर क्षेत्र और interhemispheric विदर के लिए समीपस्थ पर था, जबकि SOL गर्म स्थान 10 टा गर्म स्थान के लिए पार्श्व था । के लिए टा और SOL RMT निर्धारित इस्तेमाल उत्तेजनाओं की संख्या 6-21 और 9-11, क्रमशः सीमा थी । (ख) बाएं/contralateral टा और सोल के हॉट स्पॉट और आरएमटी, जबकि पज दाहिने गोलार्द्ध पर लागू किया गया था । बाएँ गोलार्द्ध में के रूप में, टा गर्म स्थान लेग मोटर क्षेत्र और interhemispheric विदर के लिए समीपस्थ पर था । सोल गर्म स्थान था ७.१ mm पीछे-टा गर्म स्थान के लिए पार्श्व । टा और SOL RMT निर्धारित करने के लिए इस्तेमाल किया उत्तेजनाओं की संख्या पर्वतमाला 10-22 और 10-11, क्रमशः में थे । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्रा 3: द्विपक्षीय टा और सोल सीएमआर आकलन-आराम । प्रत्येक गर्म स्थान की उत्तेजना के लिए, द्विपक्षीय आराम टा और सोल के ईएमजी एकत्र किए गए थे, जबकि प्रत्येक मांसपेशी की औसत तरंग प्रस्तुत की गई है (कुल अवधि ५०० ms; १०० ms प्री-पज) । √ और X प्रतीकों निरूपित है कि एमईपी या तो वर्तमान (> 50 µV) या अनुपस्थित (≤ ५० µV), क्रमशः था । एमईपी की उपस्थिति के मामले में, पीक-से-चोटी आयाम (µV) और विलंबता (एमएस) के मूल्यों प्रस्तुत कर रहे हैं । (क) बाएं गोलार्द्ध पर सही/contralateral टा गर्म स्थान की उत्तेजना । MEPs दोनों सही/contralateral टखने की मांसपेशियों में, सही टा बड़ा आयाम है और सही सोल से छोटा विलंबता होने के साथ में थे । यह देखते हुए कि उत्तेजित गर्म स्थान interhemispheric विदर और बाएँ गोलार्द्ध पर लेग मोटर क्षेत्र के लिए समीपस्थ द्वारा स्थित है, बाईं/ipsilateral टखने की मांसपेशियों पर एमईपी भी (केवल टा) था । (ख) बाएं गोलार्द्ध पर सही/contralateral सोल गर्म स्थान की उत्तेजना । MEPs केवल सही/contralateral टखने की मांसपेशियों पर थे; हालांकि टा बड़ा एमईपी आयाम और सोल से कम विलंबता था । (ग) दाएं गोलार्द्ध पर बाएं/contralateral टा के गर्म स्थान की उत्तेजना । MEPs दोनों टा बड़ा एमईपी आयाम और दोनों सोल से छोटे विलंब होने के साथ दोनों छोड़ दिया/contralateral और सही/ipsilateral टखने की मांसपेशियों में थे । इस द्विपक्षीय एमईपी संस्थापन मुख्य रूप से उत्तेजित गर्म जगह और suprathreshold तीव्रता के स्थान के कारण है । (घ) दाएं गोलार्द्ध पर बाएं/contralateral सोल हॉट स्पॉट की उत्तेजना । MEPs बाएं/contralateral टखने की मांसपेशियों और दाएं/ipsilateral टा में थे । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 4
चित्रा 4: द्विपक्षीय टा और सोल सीएमआर मूल्यांकन-TVA । प्रत्येक गर्म स्थान की उत्तेजना के लिए, द्विपक्षीय टा और सोल के ईएमजी एकत्र किए गए थे जबकि जांच contralateral मांसपेशी 15 ± 5% MVIC पर सक्रिय किया गया था । प्रत्येक मांसपेशी की औसत तरंग प्रस्तुत किया जाता है (कुल अवधि ५०० ms; १०० ms प्री-पज). √ और X प्रतीकों निरूपित है कि एमईपी या तो वर्तमान (> 50 µV) या अनुपस्थित (≤ ५० µV), क्रमशः था । एमईपी की उपस्थिति के मामले में, पीक-से-पीक आयाम (µV), लेटेंसी (ms) और CSP (ms) के मान प्रस्तुत किए जाते हैं । (क) बाएं गोलार्द्ध पर सही/contralateral टा गर्म स्थान की उत्तेजना । राइट टा एमईपी CSP के बाद किया गया था । एमईपी contralateral/सही सोल में जो देर से प्रतिक्रिया (†) भी मिलाया गया था (आयाम: ५६३ µV; विलंबता: ८२.८ ms) में बटोरा गया था । एमईपी भी बाएं/ipsilateral टा, जिसका विलंबता ५.२ से देरी हो रही है में बटोरा गया था ठीक है/contralateral है टा विलंबता की तुलना में एमएस । (ख) बाएं गोलार्द्ध पर सही/contralateral सोल गर्म स्थान की उत्तेजना । right/contralateral SOL एमईपी CSP के बाद किया गया था, और एमईपी भी contralateral/ ipsilateral MEPs नहीं बची/ (ग) दाएं गोलार्द्ध पर बाएं/contralateral टा गर्म स्थान की उत्तेजना । लेफ्ट टा एमईपी CSP के बाद किया गया । एमईपी बाएँ/contralateral सोल में जो देर से प्रतिक्रिया (†) भी (आयाम: ४६५ µV; विलंबता: ९६.३ ms) को मिलाया गया था में बटोरा गया था । कोई MEPs सही/ipsilateral मांसपेशियों में नहीं थे । (घ) दाएं गोलार्द्ध पर बाएं/contralateral सोल हॉट स्पॉट की उत्तेजना । लेफ्ट सोल एमईपी CSP के बाद किया गया था । MEPs बाएं/contralateral सोल और दाएं/ipsilateral टा, जिसका विलंबता ४.७ एमएस द्वारा बाएं/contralateral टा की विलंबता की तुलना में देरी हो रही है में बटोरा गया । कोई एमईपी सही में नहीं मिला/ipsilateral सोल । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

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Discussion

कैसे मोटर प्रांतस्था विभिन्न साथियों में गतिशील कार्यों के दौरान पैर की मांसपेशियों के मोटर नियंत्रण के लिए योगदान में उभरती हुई रुचि को देखते हुए, एक मानकीकृत पज प्रोटोकॉल है कि इन मांसपेशियों के गहन आकलन का वर्णन की जरूरत है । इसलिए, पहली बार के लिए, वर्तमान प्रोटोकॉल दो मांसपेशियों राज्यों (आराम और TVA) neuronavigation के साथ एक एकल पल्स methodological का उपयोग करते हुए दो टखने विरोधी मांसपेशियों, सोल और टा के द्विपक्षीय आकलन पर मानकीकृत प्रक्रियाओं प्रदान करता है ।

प्रतिनिधि परिणाम अनुभाग में वर्णित निष्कर्षों कई महत्वपूर्ण कदम है जो विचार किया जाना चाहिए बताते हैं । सबसे पहले, इन मांसपेशियों के सीएमआर आकलन, साथ ही साथ अंय पैर की मांसपेशियों, एक neuronavigation प्रणाली है जिसमें प्रत्येक विषय एमआरआई और इस्तेमाल किया जाना चाहिए प्रत्येक मांसपेशी गर्म स्थान निर्धारित किया जाना चाहिए का उपयोग कर आयोजित किया जाना चाहिए । Neuronavigation लक्ष्य मोटर क्षेत्र में सटीक पज उत्तेजना गाइड कर सकते हैं, और जब इस विषय एमआरआई प्रयोग किया जाता है, लक्ष्य मोटर क्षेत्र सही५६,५७उत्तेजित किया जा सकता है । पिछले काम ऊपरी उग्रवाद की मांसपेशियों के एक neuronavigation का आकलन के दौरान का उपयोग कर के प्रभाव की जांच की५८,५९,६०; उन अध्ययनों से निष्कर्षों को मिलाया गया । फिर भी, कोई अध्ययन एक कम उग्रवाद की मांसपेशी के लिए इस आशय की जांच की । टा और सोल के मोटर cortical क्षेत्रों के स्थान को देखते हुए (यानी,खोपड़ी की सतह के नीचे लगभग 3-4 सेमी पर interhemispheric विदर से सटे)३६,४२,६१, "सच" गर्म के लिए शिकार प्रत्येक विषय की एनाटॉमी पर रखा एक ग्रिड का उपयोग कर प्रत्येक मांसपेशी के स्थान feasibly की संभावना बढ़ जाती है या तो मांसपेशियों में एक एमईपी, विशेष रूप से SOL में । यहां प्रस्तुत एक ही प्रोटोकॉल का उपयोग करते हुए, हम हाल ही में दिखाया है कि MEPs सफलतापूर्वक दोनों टा में कामयाब रहे थे और लगभग सभी विषयों (N = 21)३२में SOL । दूसरा महत्वपूर्ण कदम प्रत्येक पेशी का द्विपक्षीय आकलन है. ऊपरी अतिवादी मोटर क्षेत्रों के विपरीत, दो पैर मोटर क्षेत्रों में एक दूसरे से सटे हैं, और जब एक पल्स एक क्षेत्र पर लागू किया जाता है विपरीत क्षेत्र वर्तमान प्रसार के कारण उत्तेजित हो सकता है । इसलिए, या तो मांसपेशी में किसी भी ipsilateral प्रतिक्रिया या तो एक iMEP की उपस्थिति का संकेत हो सकता है (cortico-reticulo-रीढ़ की हड्डी मार्ग)५० या सिर्फ विपरीत पैर मोटर क्षेत्र के एक सीधे उत्तेजना की एक संभावित प्रॉक्सी । अतीत में, ipsilateral टा प्रतिक्रियाओं की सूचना दी, अभी तक उत्तेजित साइट संरचनात्मक मील का पत्थर पर आधारित था (10 और 15 मिमी पीछे और शिखर पर पार्श्व)६२। इस प्रोटोकॉल का उपयोग करना, प्रत्येक मांसपेशी के गर्म स्थान अलग से निर्धारित किया जा सकता है, और गर्म स्थान की जगह या तो contralateral या द्विपक्षीय प्रतिक्रियाओं पर निर्भर करता है ( चित्रा 3 और चित्रा 4देखें) किया जा सकता है । चाहे द्विपक्षीय प्रतिक्रिया कई उतरते रास्ते का परिणाम है या एक ही मार्ग की सिर्फ उत्तेजना आगे की जांच की आवश्यकता है ।

वर्तमान प्रोटोकॉल अनुसंधान डिजाइन के आधार पर संशोधित किया जा सकता है । जबकि सिंगल पल्स intracortical इस प्रोटोकॉल में प्रयोग किया जाता है, युग्मित पल्स (टेस्ट पल्स कंडीशनिंग पल्स से पहले है)६३,६४ भी इन दो टखने की मांसपेशियों के नेटवर्क का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । इसी तरह, गर्म स्थान और प्रत्येक मांसपेशी के RMT निर्धारण के बाद, द्विपक्षीय इनपुट-प्रत्येक मांसपेशी के उत्पादन घटता के लिए (इनपुट) और एमईपी आयाम (आउटपुट) के बीच संबंध का आकलन करने के लिए प्राप्त किया जा सकता है । प्रत्येक मांसपेशी के सीएमआर का आकलन करने के लिए, 10 उत्तेजनाओं आराम और TVA के दौरान प्रत्येक गर्म स्थान पर लागू कर रहे हैं, अभी हाल ही में रिपोर्ट का सुझाव दिया है कि 10 से अधिक उत्तेजनाओं मज़बूती से एक मांसपेशी६५,६६के सीएमआर का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया जाना चाहिए । इसी तरह, मौके प्रति एक से अधिक उत्तेजना गर्म स्थान शिकार के दौरान लागू किया जा सकता है (उदाहरण के लिए, 2-5 उत्तेजनाओं/स्थान) इस प्रोटोकॉल में इस्तेमाल किया प्रति एक एकल उत्तेजना की तुलना में । हाजिर प्रति एक से अधिक उत्तेजना लागू करके, प्रत्येक मांसपेशी के गर्म स्थान और अधिक मज़बूती से निर्धारित किया जा सकता है । हाल के अध्ययन का सुझाव दिया है कि के रूप में कुछ स्पॉट प्रति दो उत्तेजनाओं गर्म स्थान निर्धारण६७के लिए पर्याप्त हो सकता है । इसके अलावा, सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल दहलीज शिकार विधि की तुलना में, सापेक्षिक आवृत्ति विधि६८, जो Rossini-Rothwell कसौटी पर आधारित है६९,७०, अनुकूली सीमा-शिकार विधि में प्रयोग किया जाता है वर्तमान प्रोटोकॉल । हालांकि अनुकूली दहलीज-शिकार विधि और अधिक कुशल है (यानी, कम उत्तेजनाओं RMT निर्धारित करने के लिए आवश्यक हैं) सापेक्ष आवृत्ति विधि से, दोनों विधियों के समान शुद्धता७१साझा करें । यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि सभी aforementioned संशोधनों लागू उत्तेजनाओं की कुल गिनती बढ़ जाती है । अंत में, वर्तमान प्रोटोकॉल से कम की कसौटी इस्तेमाल किया ५० µV पीक-चोटी आयाम के लिए आधारभूत शोर का आकलन करने के लिए और "सच" आराम राज्य के लिए । 10 से अधिक µV (रूट माध्य वर्ग १०० ms पर परिकलित) किसी भी ईएमजी संकेत को छोड़ कर एक वैकल्पिक तरीका है ।

इस प्रोटोकॉल में कुछ methodological विचार हैं । सबसे पहले, इन दो मांसपेशियों का आकलन एक बैठने की स्थिति में है, या तो आराम या TVA के दौरान । के रूप में पहले उल्लेख किया है, दोनों टा और सोल ईमानदार रुख कार्यों और चलने के दौरान महत्वपूर्ण अहम हैं । हालांकि पिछले अध्ययनों की जांच टा और सोल सीएमआर के दौरान ईमानदार रुख कार्य14,७२,७३,७४,७५,७६ और20घूमना, 22 , ७७ , ७८ , ७९, यह आकलन केवल एकतरफा था, और neuronavigation द्वारा नहीं किया गया था । इसलिए, भले ही वर्तमान प्रोटोकॉल इन कार्यों के दौरान उपयोग नहीं किया जाता है, यह अभी भी इन दो टखने की मांसपेशियों के cortical ड्राइव के बारे में एक गैर इनवेसिव खिड़की प्रदान कर सकते हैं । दूसरा, सक्रिय मोटर दहलीज (AMT) निर्धारित नहीं किया गया था क्योंकि उस उपाय के लिए एक अच्छी तरह से स्थापित पद्धति नहीं है । यह देखते हुए कि AMT के साथ संबंधित है और rmt की तुलना में कम है (~ ८२%)८०, एमईपी TVA के दौरान भी जब RMT के एक suprathreshold तीव्रता का उपयोग कर सकता है । तीसरा, neuronavigation प्रणाली के साथ प्रत्येक विषय के संरचनात्मक एमआरआई का उपयोग एमआरआई और neuronavigation प्रणाली प्राप्त करने की उच्च लागत के कारण सभी सेटिंग्स में संभव नहीं हो सकता है । हालांकि, इस प्रोटोकॉल में इस्तेमाल एक सहित कुछ neuronavigation प्रणालियों, विषय एमआरआई के बिना इस्तेमाल किया जा सकता है; लेकिन एक औसत एमआरआई किया जाता है । इस मामले में, कुंडल अभी भी ठीक उत्तेजित साइट पर तैनात किया जा सकता है ।

जबकि पिछले काम विभिंन साथियों में विभिंन कार्यों के दौरान टा और SOL सीएमआर जांच की है, कोई अध्ययन एक मानकीकृत प्रोटोकॉल है कि इन दोनों की मांसपेशियों की जांच की द्विपक्षीय प्रत्येक विषय एमआरआई के साथ neuronavigation का उपयोग कर इस्तेमाल किया । एक neuronavigation प्रणाली के साथ संयुक्त प्रत्येक विषय के संरचनात्मक एमआरआई का उपयोग सटीकता और दोनों की मांसपेशियों के मोटर cortical अभ्यावेदन की उत्तेजना की परिशुद्धता को बढ़ावा देता है । यह पैर मोटर cortical क्षेत्रों के लिए महत्वपूर्ण है । इसके अलावा, यह देखते हुए कि एक मांसपेशी के सीएमआर कि मांसपेशी पूरी तरह से आराम है या आंशिक रूप से सक्रिय है पर निर्भर करता है, इस प्रोटोकॉल का वर्णन कैसे टा और सोल सीएमआर आराम और TVA के दौरान मूल्यांकन किया जा सकता है । इसके अतिरिक्त प्रत्येक गोलार्द्ध को उत्तेजित किया जाता है जबकि प्रत्येक मांसपेशी के द्विपक्षीय सीएमआर का एक साथ मूल्यांकन किया जाता है । इसके अलावा, बल्कि एक एकल मांसपेशी सीएमआर का आकलन करने के लिए एक ही गर्म स्थान का उपयोग करने से, प्रत्येक मांसपेशी गर्म स्थान एक मानकीकृत ग्रिड, जो पैर cortical प्रतिनिधित्व पर रखी थी का उपयोग कर निर्धारित है, और सबसे बड़ा आयाम के साथ मौके के रूप में परिभाषित किया गया है और सबसे छोटा विलंबता४३। हालांकि सापेक्ष आवृत्ति विधि व्यापक रूप से एक मांसपेशी६८की मोटर दहलीज को मापने के लिए प्रयोग किया जाता है, इस प्रोटोकॉल एक अनुकूली दहलीज-शिकार विधि प्रायोगिक अवधि को कम करने के लिए उपयोग करता है और प्रति सत्र४४लागू उत्तेजनाओं की कुल संख्या । अंत में, डेटा विश्लेषण की अवधि को कम करने के लिए और सीएमआर उपायों की गणना का मानकीकरण करने के लिए, एक स्वचालित डेटा विश्लेषण पद्धति का उपयोग किया जाता है.

भविष्य के अध्ययनों में इस प्रोटोकॉल का उपयोग कर सकते है और स्पष्ट cortical नियंत्रण टा और सोल दोनों में तंत्रिका विज्ञान बरकरार है और बिगड़ा समानताएं । वर्तमान प्रोटोकॉल के एक ऐसे आवेदन इन दोनों की मांसपेशियों की मानचित्रण है । हालांकि कुछ अध्ययन टा८१,८२,८३,८४के मोटर cortical क्षेत्र की जांच की, केवल एक अध्ययन फोकल cortical dysplasia८५के साथ एक मरीज से SOL के मोटर cortical क्षेत्र की सूचना दी । एक आम विशेषता है कि इन सभी अध्ययनों का हिस्सा एक ही neuronavigated के उपयोग की है, जो इस प्रोटोकॉल में इस्तेमाल प्रणाली से अलग है । हालांकि, इस प्रणाली बेहद महंगा है, और यह आमतौर पर क्लिनिकल सेटिंग्स, जैसे अस्पतालों में पाया जाता है । वर्तमान प्रोटोकॉल को संशोधित करके, भावी अध्ययन व्यवस्थित रूप से जांच कर सकते हैं और स्नायविक रूप से बरकरार वयस्कों में टीए और सोल के लिए cortical मानचित्रण उपायों के प्रामाणिक डेटा की स्थापना करते हैं । इस तरह के निष्कर्षों की स्थापना करेगा जो मोटर मानचित्रण उपायों विशेष रूप से प्रत्येक मांसपेशी के मोटर अभ्यावेदन यों तो इस्तेमाल किया जाना चाहिए । वर्तमान प्रोटोकॉल का एक अंय संभावित आवेदन पहले और एक सर्जरी या एक हस्तक्षेप के बाद इन दोनों की मांसपेशियों का आकलन है (जैसे, व्यवहार: व्यायाम; neurophysiological: दोहरावी पज, transcranial यक्ष वर्तमान उत्तेजन-TDCS) आणि पुष्ट या नैदानिक साथियों में वसूली अवधि के दौरान । इससे पुनर्वास वैज्ञानिकों को यह पता चल सकेगा कि एक सर्जरी या कोई हस्तक्षेप इन दोनों की मांसपेशियों के cortical ड्राइव को कैसे बदल सकता है ।

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Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

लेखकों methodological विकास के साथ मदद करने और पांडुलिपि के मसौदे पर प्रतिक्रिया प्रदान करने के लिए डॉ जेसी सी डीन धंयवाद । यह काम एक VA कैरियर विकास पुरस्कार-2 आरआर & डी N0787-डब्ल्यू (एमजीबी), अनुदान संख्या P20-GM109040 (SAK) और P2CHD086844 (SAK) के तहत NIH के राष्ट्रीय जनरल चिकित्सा विज्ञान संस्थान से एक संस्थागत विकास पुरस्कार द्वारा समर्थित किया गया था । सामग्री के दिग्गजों मामलों या संयुक्त राज्य अमेरिका सरकार के विभाग के विचारों का प्रतिनिधित्व नहीं करता है ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
2 Magstim stimulators (Bistim module) The Magstim Company Limited; Whitland, UK Used to elicit bilateral motor evoked potentials in tibialis anterior and soleus muscles.
Adaptive parameter estimation by sequential testing (PEST) for TMS http://www.clinicalresearcher.org/software.htm Used to determine motor thresholds.
Amplifier Motion Lab Systems; Baton Rouge, LN, USA MA-300 Used to amplify EMG data.
Data Aqcuisition Unit Motion Lab Systems; Baton Rouge, LN, USA Micro 1401 Used to aqcuire EMG data.
Double cone coil The Magstim Company Limited; Whitland, UK PN: 9902AP Used to elicit bilateral motor evoked potentials in tibialis anterior and soleus muscles.
Polaris Northen Digital Inc.; Waterloo, Ontario, Canada Used to track the reflectiive markers located on subject tracker and coil tracker.
Signal Cambridge Electronics Design Limited; Cambridge, UK version 6 Used to collect motor evoked potentials during rest and TVA.
Single double differential surface EMG electrodes Motion Lab Systems; Baton Rouge, LN, USA MA-411 Used to record EMG signals.
TMS Frameless Stereotaxy Neuronavigation Sytem Brainsight 3, Rouge Research,
Montreal, Canada		 Used to navigate coil position during TMS assessment.
Walker boot Mountainside Medical Equipment, Marcy, NY Used to stabilize ankle joint.

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References

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तंत्रिका विज्ञान अंक १४४ Transcranial चुंबकीय उत्तेजना corticospinal पथ tibialis पूर्वकाल soleus टॉनिक स्वैच्छिक सक्रियण neurophysiology corticomotor प्रतिक्रिया मस्तिष्क neuronavigation
द्विपक्षीय Transcranial चुंबकीय उत्तेजना का उपयोग कर टखने की मांसपेशियों के Corticospinal रास्ते का आकलन
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Charalambous, C. C., Liang, J. N.,… More

Charalambous, C. C., Liang, J. N., Kautz, S. A., George, M. S., Bowden, M. G. Bilateral Assessment of the Corticospinal Pathways of the Ankle Muscles Using Navigated Transcranial Magnetic Stimulation. J. Vis. Exp. (144), e58944, doi:10.3791/58944 (2019).

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