Tek Elle Çalışma için Konvansiyonel ve Eşik İzleme Transkraniyal Manyetik Stimülasyon Testleri
16 Ağustos 2021
Geleneksel genlik ölçümleri ve eşik izleme seçenekleriyle standartlaştırılmış tek ve eşleştirilmiş darbeli transkraniyal manyetik stimülasyon (TMS) kayıt protokollerinden oluşan bir paket sunuyoruz. Bu program üç farklı manyetik uyarıcı türünü kontrol edebilir ve tüm testlerin tek bir operatör tarafından rahatça gerçekleştirilmesini sağlamak için tasarlanmıştır.
Protokollerimiz, eşik izleme TMS tekniklerinin daha geniş kullanımını kolaylaştıracak ve geleneksel genlik ölçümleriyle doğrudan karşılaştırmalara olanak sağlayacaktır. Bu protokoller, üç tür manyetik uyarıcıyı kontrol etmek ve tek bir operatör tarafından ortak tek ve eşleştirilmiş darbeli TMS protokollerinin kaydedilmasına izin vermek için tasarlanmıştır. Bu tek ve eşleştirilmiş darbeli TMS protokolleri hızlı ve öğrenmesi kolaydır.
Klinik ortamda yüksek kaliteli kayıtlara ve analizlere izin verirler. Burada açıklanan protokollerin avantajı, mevcut yöntemlerle karşılaştırıldığında hem kayıtlar hem de analizler için otomatikleştirilmiştir. Deneğin tıbbi geçmişini değerlendirerek ve deneğin epilepsi, kalp pili veya vücutta herhangi bir metalik implant olup olmadığını sorgulayarak başlayın.
Konuya manyetik stimülasyonun kafa derisine uygulanmasıyla ilgili ayrıntıları açıklayın, örneğin, stimülasyon eşzamanlı bir kas seğirmesi ile bir tıklama sesi olarak duyulacaktır. Her muayene yaklaşık 10 dakika sürer. Bazı uyaranlar biraz tatsız hissedebileceği için, stimülasyonu istediğiniz zaman kapatma sinyali verebilirsiniz.
Prosedürün özelliklerini anlattıktan sonra, konuyu yazılı onay vermeye davet edin, ardından deneğe bir yüzme başlığı takmasını isteyin. Konu hazır olduğunda, denek kontralaterasının elini çalışılacak yarımküreye temizleyin, ardından aktif kayıt elektrodunun ilk dorsal intraosseöz veya DDY, kas ve referans elektrotunun üzerine konunun ikinci metakarpal-falanksal eklemine yerleştirin. Elin dorsumunun üzerine bir yer elektrosu yerleştirin ve ardından kayıt ve yer elektrotlarını amplifikatöre bağlayın.
Muayene sırasında konunun rahat etmesini ve tetikte kalmasını isteyin. Transkraniyal manyetik stimülasyonu veya TMS cihazını açın ve TMS kayıtları için yarı otomatik yazılımı başlatmak için protokolü kullanın. Menüsünden kazanç ve geçiş seçeneklerini belirleyin ve devam O.K.to'i tıklatın.
Ardından, ana seçeneklerden CSP protokolünü seçin. Arka/ön akım indüksiyonu için, sekiz bobini, tepe noktasından binauriküler çizgide yaklaşık dört santimetre sola ve parazitik düzleme 45 dereceyi gösteren tutamağa yerleştirin. İşiniz bittiğinde, motor tarafından uyarılmış bir potansiyel veya MEP elde edilene kadar uyaran yoğunluğunu manuel olarak artırmak için Ekle tuşuna tıklayın.
Ardından, manyetik stimülasyon için sıcak noktayı bulmak için ekrandaki MEP'leri ve DDY'deki kas seğirmelerini izlerken bobini hafifçe hareket ettirmeye devam edin. Etkin nokta bulunduktan sonra, sabit bobin konumlandırmasını etkinleştirmek için yüzme kapağındaki bobinin anahattını çizin, ardından Tamam'ı tıklatın ve otomatik stimülasyon protokolü için kayıtları başlatın. Kayıt, 200 mikrovoltta dinlenme motoru eşiğinin veya RMT'nin belirlenmesinden başlayarak otomatik olarak devam eder.
Sessiz dönemlerin duraklatılıp duraklatılmadan ölçülecek mi seçilip ölçülmeyeceğini seçin. Konuya DDY'nin rahat aktivasyonunu sürdürmesini söyleyin, ardından sessiz dönemleri ölçmek O.K.to tıklayın. Sessiz dönemleri ölçmek için 10 yukarı ve aşağı uyaran döngüsünden oluşan üç grup otomatik olarak verilir.
Son uyarandan sonra, konuya rahatlamasını söyleyin ve ana menüye geri dönmek O.K.to tıklayın. Ana seçeneklerden, protokol SICI'sını seçin, ardından SICI ISI seçeneklerini genişletin ve çalışılacak planlanan ISI'leri seçin. Varsayılan uyaran numaraları kullanılmazsa, ISI başına uyaran no sekmesinden istediğiniz numarayı seçin, ardından kayda devam etmek için menüden A-SICI'yı tercih edin.
RMT 200 ve RMT 1000'in belirlenmesinden sonra, A-SICI kaydı otomatik olarak başlar ve yaklaşık 10 dakika devam eder. Test uyaranı RMT 1000'de, şartlandırma uyaranları ise RMT 200'ün %70'inde sabitlenir. Test tek başına uyaranlar her üç eşli uyarandan sonra verilir.
Her eşleştirilmiş uyaran 10 kez teslim edilir ve toplam 120 uyaran yapılır. Protokol tamamlandığında, T-SICIp'i seçmeden önce ekranın otomatik olarak ana menüye dönmesini gözlemleyin. Kayıt, RMT'nin 200 mikrovolt'ta belirlenmesinden başlayarak ve ardından yaklaşık 10 dakika boyunca SICI kaydı ile otomatik olarak devam eder.
RMT 200, yanıt 250 mikrovolttan fazlaysa uyaranı%1 maksimal uyarıcı çıkışı azaltarak ve yanıt 160 mikrovolttan azsa %1 artırılarak sürekli izlenir. Test tek başına uyaranlar eşleştirilmiş uyaranlarla değişir ve eşleştirilmiş uyaranlar daha önce açıklandığı gibi sözde randomize ISI'lerle teslim edilir. Ekran otomatik olarak ana menüye döndükten sonra, kaydı durdurmak için Son sekmesine gidin.
Dosyayı kapat ve verileri kaydet düğmesine tıklayarak testi tamamlayın. TMS analizini çevrimdışı gerçekleştirmek için, analiz yazılımı programını başlatın ve TMS menüsünden O.K.'yi tıklatarak analiz edilecek kaydı seçin, TMS MEM Dosyası Oluştur seçeneğini belirleyin ve O.K.'yi tıklatarak açılır MEM dosyasını kaydedin.Ardından, tek tek konunun kaydını bir grup sağlıklı denetimle karşılaştırmak için TMS menüsünden TMS MEM/MEF seçeneklerini çiz'e tıklayın. MEM dosya adı menüsündeki ilk seçeneğe tıklayın, ardından MEM dosyaları listesinden karşılaştırmanın yapılacağı MEM dosyasına tıklayın.
%90 güven aralığı, standart sapma veya standart hata seçenekleri kullanarak MEM ve MEF dosyalarını üst sıraya alın. A-LICI protokolü için, koşullandırma artı test uyaranı 50 milisaniye aralıklarla teslim edildi ve ilgili MEP izlendi. T-LICI protokolünde, darbeler 50 ila 300 milisaniye arasında teslim edildi ve RMT 200 eşikleri izlendi.
SICF protokolü, daha kısa interstimulus aralıklarla benzer şekilde gerçekleştirildi. SAI protokolleri, sinir stimülasyonunun MEP üzerindeki etkilerinin yaklaşık 20 milisaniye sonra heyecanlandığını kaydetmeyi içeriyordu. MEP'leri ortaya çıkarmak için en uygun sıcak noktayı bulmak ve ardından bobini tüm kayıt boyunca aynı konumda tutmak çok önemlidir.
Burada açıklanan protokollerin otomatik doğası, kayıtların tek bir operatör tarafından gerçekleştirilmesine izin verir, böylece operatör bobini sabit bir konumda tutmaya tam olarak konsantre olabilir. Bu yazılım ayrıca farklı uyaran aralıklarının, her aralık için farklı sayıda uyaranın ve farklı kondisyon uyaran seviyelerinin seçilmesine izin verir. Önemli bir yeni özellik, konu gevşemediğinde izleri otomatik olarak kaldıran bir gating işlevidir.
Genel Bakış
Bu çalışma, tek bir operatör tarafından kullanım kolaylığı için tasarlanmış, tekil ve çift darbeli transkraniyal manyetik stimülasyon (TMS) kayıtları için standartlaştırılmış protokoller sunmaktadır. Bu protokoller, üç tip manyetik stimülasyon cihazının otomatik kontrolünü sağlayarak, geleneksel genlik ölçümleri ile eşik izleme teknikleri arasında güçlü bir karşılaştırma olanakları sunar.
Çalışmanın Temel Bileşenleri
Bilim Alanı
- Sinirbilim
- Elektrofizyoloji
- Klinik Nörofizyoloji
Arka Plan
- Transkraniyal manyetik stimülasyon (TMS), beyin fonksiyonunu değerlendirmek için yaygın olarak kullanılan bir tekniktir.
- Mevcut yöntemler karmaşık ve klinik kullanım için daha az erişilebilir olabilir.
- Kayıt sürecini otomatikleştirmek, klinik değerlendirmeleri kolaylaştırmak için kritik öneme sahiptir.
Çalışmanın Amacı
- TMS için kullanım kolaylığını ve standardizasyonu geliştiren otomatikleştirilmiş protokoller geliştirmek.
- Farklı ölçüm teknikleri arasında fizyolojik tepkilerin daha kolay karşılaştırılmasını sağlamak.
- Klinik ortamlarda yüksek kaliteli kayıtlar için bir araç sağlamak.
Kullanılan Yöntemler
- Çalışmada standartlaştırılmış TMS protokolleri kullanılmıştır.
- Protokoller, uygun elektrot yerleşimleri aracılığıyla kas tepkilerini kaydetmeye odaklanmaktadır.
- Veri kaydı ve analiz metodolojilerini yönetmek için otomatik sistemler uygulanmıştır.
- Adımlar, hasta geçmişini değerlendirmeyi ve kas aktivasyon seviyelerini belirlemeyi içerir.
- Çeşitli TMS stimülasyon teknikleri uygulanarak verimli veri toplanması ve analizi sağlanmıştır.
Ana Sonuçlar
- Çalışma, otomatikleştirilmiş TMS protokollerinin kas evrilen potansiyel tepkilerini kaydetme ve analiz etme konusundaki etkinliğini göstermiştir.
- Bu protokoller, dinlenme motor eşiklerini tutarlı bir şekilde belirlemeyi ve çift darbeli TMS etkilerinin sofistike analizini sağlamıştır.
- Bulgular, verimli ve güvenilir klinik değerlendirmelerin potansiyelini vurgulamıştır.
Sonuçlar
- Bu çalışma, klinik uygulamada kullanılabilirliği artıran TMS kayıt protokollerini otomatikleştirmek için bir çerçeve oluşturmaktadır.
- Eşik izleme ve geleneksel genlik ölçümlerini karşılaştırma yeteneği, nörofizyolojik değerlendirme araçlarındaki ilerlemeleri göstermektedir.
- Çıkarımlar, hem araştırma hem de klinik ortamlarda TMS'nin anlaşılması ve uygulanması üzerindeki iyileştirmeleri içerir.
Sıkça Sorulan Sorular
Executive Industry Relevance
Automated transcranial magnetic stimulation (TMS) protocols enable single-operator execution of standardized neurophysiological assessments, supporting biomarker discovery in neurodegenerative diseases. The integration of threshold-tracking and conventional amplitude measurements provides a comparative framework for de-risking target validation in CNS drug development. This approach enhances reproducibility and scalability for early discovery workflows focused on corticospinal excitability and intracortical network modulation.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Interrogates therapeutic hypotheses by quantifying corticospinal excitability and intracortical inhibitory/facilitatory networks via SICI, LICI, SICF, and SAI/LAI protocols.
- Operational Value: Enables direct comparison between threshold-tracking and conventional TMS measurements, reducing methodological variability in target engagement assays.
- Predictive Value: Supports biomarker identification for neurodegenerative diseases like ALS, aiding in patient stratification and mechanistic de-risking.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Provides quantitative, automated readouts of motor-evoked potential (MEP) amplitude and silent periods for consistent assay standardization.
- Operational Value: Facilitates high-throughput, single-operator recording across three stimulator types, improving assay reproducibility and reducing technical variability.
- Predictive Value: Enables reliable compound screening by stabilizing physiological readouts through automated gating and hotspot tracking.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Bridges discovery and preclinical validation by offering disease-relevant biomarkers (e.g., threshold-tracking SICI in ALS) for target confirmation.
- Operational Value: Supports longitudinal monitoring in preclinical models through automated, repeatable TMS protocols.
- Predictive Value: Enhances translational continuity by enabling cross-species comparison of corticospinal circuit function.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into early discovery workflows by providing standardized, automated assessment of corticospinal excitability and intracortical networks, supporting lead identification through mechanistic de-risking.
- Discovery Biology: Enables hypothesis testing of pathway modulation via quantitative TMS readouts (e.g., MEP size, silent periods) in target validation cascades.
- Screening: Delivers assay-ready, reproducible physiological outputs with automated stimulus intensity tracking and gating for motion artifact reduction.
- Analytics: Generates MEM and MEF files with 90% confidence interval comparisons, enabling statistical evaluation of physiological responses across conditions.
- Translational Research: Aligns with biomarker-driven advancement by providing threshold-tracking SICI data linked to neurodegenerative disease phenotypes.
- Enterprise Reuse: Establishes a scalable, semi-automated platform for cross-project neurophysiological assessment, reducing dependency on specialized operators.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in target validation by reducing biological noise through automated, standardized TMS recordings.
- Operational Value: Ensures reproducibility and scalability via single-operator control, automated analysis, and compatibility with multiple stimulator systems.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by delivering quantitative, threshold-tracking biomarkers that de-risk CNS target hypotheses early.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of compounds based on consistent neurophysiological profiling in healthy and disease models.
Implementation Considerations
- Requires expertise in clinical neurophysiology and TMS safety screening (e.g., epilepsy, implants).
- Depends on magnetic stimulator control infrastructure and EMG amplification systems for FDI muscle recording.
- Necessitates cross-team standardization of coil positioning, hotspot tracking, and interstimulus interval selection.
- Involves adaptation considerations for different subject populations (e.g., neurodegenerative patients) and muscle targets.
- Limited by subject discomfort during prolonged stimulation and the need for consistent relaxation to enable gating function efficacy.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:05
Introduction
0:57
Preparation of the Subject for the Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) Test
2:16
Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) Recording
5:56
Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) Analyses
6:49
Results: TMS Test Analysis of a Healthy Subject
7:30
Conclusion
