Name: assessment of neuromuscular function using percutaneous electrical nerve stimulation
Uploaded: 2015-09-13T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 53 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Assessment of Neuromuscular Function Using Percutaneous Electrical Nerve Stimulation at JoVE.com

The authors have no acknowledgements.

Deneysel işlemler Kurumsal etik onay aldı ve Helsinki Bildirgesi uygundur özetle. Veriler prosedürlerin farkında ve onun yazılı onam verdi temsilcisi katılımcı toplanmıştır. 1. Cihazın hazırlanması <ol><li> Tıraş elektrot yerde cildi temizleyin ve düşük empedans (&lt;5 kÊ) elde etmek için alkolle kiri çıkarmak. </li><li> Soleus kasının medial malleol femur medial condylis arasındaki hattın 2/3 iki AgCl yüzey elektrotları (10 mm çap kayıt) yerleştirin; medial gastroknemius için kas en önemli çıkıntı üzerinde; fibula ve lateral gastroknemius için topuk başkanı arasında bir hat boyunca mesafe 1/3; ve bir interelectro ile fibula ucu ve tibialis anterior kasının medial malleol ucu arasında bir hat boyunca mesafenin 1/3, atde mesafe (merkezden merkeze) 2 cm, SENIAM tavsiyelerine 30 göre yöntem. Not: soleus kas elektrotlar onlar gastrocnemii kasları (cross-talk) başkanları aktiviteyi kayıt emin olmak için gastrocnemii kasların uzak yerleştirilmesi altında konumlandırılmış olması gerekir. </li><li> (Stimülasyon ve kayıt siteler arasında) aynı bacakta merkezi bir konumda bir referans elektrot yerleştirin. </li><li> Soleus ve gastrocnemii kaslar gerilir değildir ve H-refleks 11,12 değişmez, böylece 90 ° (0 ° = tam plantar fleksiyon) bir ayak bileği açısı elde etmek için yükseklik ve sandalyenin derinliğini ayarlayın. <ol><li> Nedeniyle gastrocnemii kasların biarticular doğası (0 ° = tam diz uzatma) 90 ° diz açısı ayarlayın. Ancak, plantar fleksör bir maksimal istemli tork gerçekleştirmek için en uygun ayak bileği açısı 70-80 ° (0 ° = tam plantar fleksiyonu) 26 olduğunu. Böylece, ayak bileği açısı para bağlıdırÇevrede metre (mekanik kayıtları karşı elektrofizyolojik). Not: Deney nöromüsküler eksitabilite 11,12,27,28 standardize etmek boyunca ne olursa olsun seçilmiş ilk açısı, sabit kalmalıdır. </li><li> Motor havuzunun 29 eksitabilite üzerinde sürekli kortiko-vestibüler etkileri korumak için test sırasında deneklerin duruş izlerken özellikle dikkat edin. </li></ol></li><li> Sıkıca ergometrenin 25 dönme ekseni ile hizalanmış eklem (dış malleoller) anatomik ekseni ile bir bisiklet ergometresinde için ayak bileği kayış. <ol><li> Plantar fleksör torku kaydetmek için ergometre bağlı bir footplate üzerinde konu uygulamayın basıncına sahip. Tork küçük değişiklikler tespit edilebilir, böylece deney boyunca ayak hareketsiz tutun. </li></ol></li><li> Not: Belirli koşullar altında topuk kuvvet plaka kapalı hafifçe kaldırabilir ayak ve ayak bileği güvenli değilse, hangi olabilir leplaka karşı tork eksik iletim reklam. Şekil 3 deney düzeneği açıklamasını sunar. </li></ol><img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/52974/52974fig3.jpg" /> Şekil 3:. Deneysel kurulum Klasik deney düzeneği elektromiyografi (EMG) ve tork sinyalleri kaydetmek için. <ol start="6"><li> Kablolarla amplifikatöre elektrotlar bağlayın. </li><li> 2-5 kHz tork ve EMG ölçümleri için örnekleme hızını ayarlayın. Bir Analog-Dijital (AD) dönüşüm sistemini kullanarak EMG sinyali kaydedin. Sinyal (örn maksimal değer, tepeden tepeye genlik, süre) anında birkaç parametre değerlerini veren bir veri toplama sistemi ile monitörde görüntülenir. EMG sinyalinin spektrumu 5 Hz ile 2 kHz frekansları arasında değişebilir, ancak esas olarak 10 Hz ve 1 kHz 31 arasında yer alıyor. Bu nedenle, örnekleme frekansı sinyal şekli dur korumak için yeterince yüksek olmalıdırEMG kaydı ing. Yükseltmek ve kHz 8,21,32 Hz 10 ila 1 bant genişliği frekansı kullanarak EMG sinyallerini (kazanç = 500-100) filtre. </li><li> Patellar tendon üzerinde elektrik stimülasyonu için anot yerleştirin. </li><li> Popliteal fossada bir el katot top elektrot kullanarak, belirli bir yoğunluk için optimal soleus H refleksi elde etmek için posterior tibial sinirin en stimülasyon siteyi belirleyin. H refleksi maksimal değerine ulaşılana kadar katot top elektrot ile birkaç uyarım sitelerini test. <ol><li> Tutanak tibialis anterior EMG aktivitesi peroneal sinir antagonisti la 12 ileticilerden etkisini önlemek için aktif olmadığından emin olmak için. Sinir lifleri, özellikle afferent liflerin 10 optimal aktivasyonunu sağlamak üzere 1 msn de darbe genişliğini ayarlayın. </li></ol></li><li> Sürekli uyaran koşulu sağlamak için stimülasyon sitenin yerde kendinden yapışkanlı AgCl katot yerleştirin (örneğin basınç, orienttirme). Not: Bu parametrelerin (konu pozisyonu, elektrot konumu ve stimülasyon sitesi) tüm farklı elektrofizyolojik ölçümlerde değerlendirilmesi için değişmez. Sadece uyarım yoğunluğu ve durumu (kasılma karşı dinlenme) değişir. </li></ol> Istirahat 2. Test Prosedürleri <ol start="1"><li> Konuyu rahat kalması ve istirahat onun / onun kaslarını korumak için söyleyin. </li><li> Maksimal soleus H-refleks genliği (;: 20-50 mA zamanki yelpazesi H max) elde etmek için stimülasyon yoğunluğunu ayarlayın. Soleus kasında bir M-dalga Hmax yoğunlukta görülmektedir. Not: tekrarlanan ölçümler için (örneğin önce ve yorucu bir protokol sonrası), optimum yoğunluk oturumu sırasında değişebilir bir H max yanıt elde etmek. H max genlik küçümsenmesi yol açabilir sabit bir yoğunluk tutarak olarak, deneyci düzenli H max reevaluates tavsiye ediliryoğunluk 33. </li><li> Etkinleştirme sonrası depresyonu 34 önlemek için 3 sn minimum aralığı ile bu yoğunlukta 3 soleus H-refleks tepkilerin en az kaydedin. Not: Birkaç yanıtları kayıt nedeniyle H-refleks özel hassasiyeti daha uygun olmasına rağmen (bir yorucu protokol sırasında örneğin) hızlı toparlanma etkilerini önlemek için çalışırken, tek bir stimülasyon, örneğin bazı durumlarda yeterli olabilir. </li><li> Maksimal soleus M-dalga genliği (;: 40-100 mA zamanki yelpazesi M max) elde etmek için stimülasyon yoğunluğunu artırın. Genelde iki uyarıcı 12,35 arasında 8-10 saniyelik bir aralık ile, 2-4 mA&#39;da stimülasyon yoğunluğundaki artış ayarlayın. Mmax elde edildiğinde, istenen yoğunluğu ulaşılır ve hiçbir lH-refleks yanıt gözlenebilir. </li><li> M-dalga maksimal değerinin bir plato kazanır sağlamak için M max uyaran yoğunluğu 120-150% nihai yoğunluğunu ayarlayın. Bu intensity Aşağıdaki talimatlarda supramaksimal yoğunluğu denir. </li><li> Oturumu boyunca soleus M-dalga kayıtları için sürekli stimülasyon yoğunluğu tutun. </li><li> Kayıt 3 soleus M-dalgalar ve bu yoğunlukta 3 ilişkili seğirme momentleri. </li></ol> Gönüllü daralma sırasında 3. Test Süreçleri <ol start="1"><li> Bir ısınma gibi, kasılmalar her biri arasında birkaç saniye geri kalanı ile, plantar fleksör kasların 10 kısa ve yorulmadan submaksimal kasılmalarını gerçekleştirmek için konuyu isteyin. Isınma sonunda herhangi yorucu etkisi 11 önlemek için en az 1 dakika dinlen. </li><li> Sürekli rekor triseps surae EMG aktivitesi. Kayıt soleus ve gastrocnemii kaslar tek bir stimülasyon sitesi 24 farklı kas tipolojileri davranışının analizi sağlar. </li><li> Plantar fleksör izometrik maksimal istemli kasılması (MVC) gerçekleştirmek için konuyu söyleyin. Konu Possi kadar sert itmek zorundaOnun plantar fleksör kaslarını kasarak ergometre karşı ble. Efor sırasında konuya görsel geribildirim ve standart sözel cesaret 19 ver. Plato gözlenmiştir MVC ulaşılır. </li><li> Kas kasılması (potansiyelli ikili) gönüllü aktivasyon düzeyini değerlendirmek için hemen sonra tamamen rahat olduğunda MVC (üst üste çiftli) ve başka bir eşleştirilmiş stimülasyon plato sırasında supramaksimal yoğunlukta bir eşleştirilmiş stimülasyon (100 Hz frekans) sunun. Belirli bir aygıt (örneğin Digitimer D185 MULTIPULSE Stimülatör) üzerinden veya tek bir darbe uyarıcısı ile ilişkili bir uyarım programı aracılığıyla bu eşleştirilmiş uyarımı sunun. </li><li> Her deneme 11 arasında en az 1 dakika geri kalanı ile plantar fleksör ikinci bir MVC gerçekleştirmek için konuyu söyleyin. İkinci deneme pik tork ilk% 5&#39;i içinde değilse, ek çalışmalar 36 yapılmalıdır. Elde büyük momentkonusu MVC tork olarak alınır. </li></ol> 4. Veri Analizi <ol start="1"><li> Istirahat at Veri Analizi <ol><li> Gerisi (H-dalga ya da M-dalga) de seğirme ile ilişkili EMG tepki de dahil olmak üzere bir zaman penceresi seçin. </li><li> Tepe-tepe genlik, tepeden-tepeye süresini ölçmek ve / veya dalga alanı (Şekil 4A). Genlik doğrudan yazılım tarafından sağlanan değilse, maksimum değerlere minimum çıkarın. <ol><li> Süresince, zaman çerçevesini maksimum pik başlayan ve en az zirveye biten ölçün. Alanı için EMG sinyalinin integralinin dalgasının başından başlayarak dalgasının sonuna kadar sona eren hesaplar. Not: Tepe-tepeye genlik yansıtabilir: 1) nöromüsküler iletim, 2) motor ünite aksiyon potansiyeli genlik ve / veya 37 potansiyel motor ünite aksiyon 3) zamansal dağılımı. M-dalga süreleri nöromüsküler yayılımı 37 yansıtır. </li></ol&gt; </li><li> Birden denemeler için dalgaların ortalama hesaplamak. Ortalama doğrudan yazılım, kullanım elektronik tablo yazılımı tarafından sağlanan edilemiyorsa (örneğin bir elektronik tablo programı formül fonksiyonu) birçok denemeler (en az 3) Bu değeri hesaplamak için. </li><li> Dinlenme seğirme seçin. </li><li> Istirahat seğirme (Şekil 4B) ile ilişkili azami tork ölçün. </li><li> Birden denemeler için dinlenme seyirmesi ortalama azami tork hesaplamak. Ortalama doğrudan yazılım, kullanım elektronik tablo yazılımı tarafından sağlanan edilemiyorsa (örneğin bir elektronik tablo programı formül fonksiyonu) birçok denemeler (en az 3) Bu değeri hesaplamak için. </li><li> Diğer istenen parametrelere (kasılma süresi veya yarı-gevşeme zamanı) için nokta 4.1.2 açıklanan bu işlemleri tekrarlayın. Seğirme parametrelerin analizi uyanlma-kasılma bağlanma verimliliği 17 için endikasyonlarını da ortaya koyar. Özellikle, sözleşmedeion süresi seçilen kas grubunda 38 güvenebilirler kasılma kinetik 8, bir dizin sağlar. </li><li> Elektromekanik verimliliği ölçmek için, zirve tork ve elektronik tablo yazılımı (örneğin Excel) kullanarak M-dalgaların toplamı arasındaki oranı hesaplayın (P t / M). Posterior tibial sinir uyarımı ile uyarılmış mekanik tepkiler triseps surae bir bütün olarak, soleus ve gastrocnemii M-dalgaların genlikleri özetlenebilir gereken 39 aktivasyonuna karşılık olarak. </li></ol></li></ol><img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/52974/52974fig4.jpg" /> Şekil 4: elektrofizyolojik ve mekanik tepkilerin açıklama tepe-tepe genlik (mV), tipik bir M-dalga, gecikme (ms) ve alan (mV.ms) (A) ölçülmesi.. Zirve seğirme tork (Nm) (B) Ölçme, kasılma süresi (ms) ve bir seğirme yarı-gevşeme zamanı (msn). <a= &quot;https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/52974/52974fig4highres.jpg&quot; target = &quot;_ blank&quot; href&gt; bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız. <ol start="2"><li> Daralma Veri analizi <ol><li> Tork dahil ancak stimülasyon parazit ve EMG sessiz dönem sonu arasındaki süre hariç MVC tork plato sırasında soleus EMG aktivitesinin 500 msn zaman penceresini seçin. Sessiz dönem stimülasyon aşağıdaki süregelen gönüllü EMG aktivitesinin baskılanmasına karşılık gelir. </li><li> Kök doğrudan yazılım tarafından sağlanan değil kare (RMS) demek, aşağıdaki formülü kullanarak 40 EMG aktivitesini ölçmek için RMS hesaplamak: EMG RMS <img alt="Denklem 1" src="/files/ftp_upload/52974/52974eq1.jpg" /></li><li> Tedbir veya dalga süresi boyunca istirahat M max RMS hesaplar. </li><li> Hesap tablosu yazılımı kullanarak RMS EMG / RMS Mmaks oranını hesaplayın.RMS EMG değer ve RMS Mmaks değeri aynı kas seçilmelidir. </li><li> Dublet uyarılması (Şekil 5) tarafından uyarılan bindirilmiş tork hariç MVC maksimum değerine geri kalan tork başlangıca MVC maksimal azami tork ölçün. </li><li> Uyarılmış tepkisinin zirvesine uyarımın başlatılması (Şekil 5) isteğe bağlı tork değerinden MVC sırasında ikili uyarımı ile uyarılan üst üste tork ölçün. </li><li> Güçlendirilmis¸tir dublet seçin. </li><li> Potansiyelize duble ile ilişkili azami tork ölçün. </li><li> Aşağıdaki formül kullanılarak 40 gönüllü aktivasyon düzeyini (VAL) hesaplayın: <img alt="Denklem 1" src="/files/ftp_upload/52974/52974eq2.jpg" /></li></ol></li></ol><img alt="Şekil 5," src="/files/ftp_upload/52974/52974fig5.jpg" /> Şekil 5: bindirilmiş ölçümü veMekanik sinyaline dublet potansiyalize. bindirilmiş azami tork (Puan) kaydetmek için, stimülasyon çiftli izometrik maksimal istemli kasılma (MVC) plato sırasında uyarılmış edilir. Potansiyelize azami tork (Pt P) kaydetmek için, stimülasyon çiftli MVC mahsup sonra istirahat uyarılmış edilir.

The authors have nothing to disclose.

Perkütan sinir stimülasyonu kas sistemi sağlıklı insanlarda nöromotor fonksiyon temel kontrolünü anlamak için değil, aynı zamanda yorgunluk ya da 17 eğitim yoluyla akut veya kronik adaptasyonları analiz edebilmek için sadece sayısız özelliklerinin ölçümü sağlar. Bu, özellikle ölçümler hızlı toparlanma 42. etkilerini önlemek için egzersiz bittikten sonra mümkün olduğunca çabuk yapılmalıdır yorucu protokoller için çok faydalıdır. ?...

Perkütan elektriksel sinir stimülasyonu yaygın kas fonksiyonu 1 değerlendirmek için kullanılır. Temel prensip, bir kas kasılmasını uyandırmak için bir periferik motor sinire elektrik uyarana oluşur. Mekanik (tork ölçümü) ve elektrofizyolojik (EMG aktivitesi) yanıtları aynı anda kaydedilir. Kabul eklemde kaydedilen Tork, bir ergometreyi kullanılarak değerlendirilir. Yüzey elektrotlar kullanılarak kaydedildi elektromyografik (EMG) sinyal kas 2 aktivitesini temsil etmek için ortaya konmuştur. Bu non-invaziv yöntem ağrılı ve daha kolay kas içi kayıtları daha hayata değildir. Hem monopolar veya bipolar elektrot kullanılabilir. Monopolar elektrot konfigürasyonu küçük kaslar için yararlı olabilir, kas aktivitesi 3 değişikliklere daha duyarlı olduğu gösterilmiştir. Bununla birlikte, iki kutuplu elektrotlar sinyal-gürültü r geliştirmede etkili olduğu gösterilmiştirATIO 4 ve en yaygın bir kayıt ve motor ünite aktivite miktannı bir yöntem olarak kullanılmaktadır. Aşağıda açıklanan metodoloji bipolar kayıtları üzerinde durulacak. EMG aktivitesi nöromüsküler sistemin etkinliği ve bütünlüğünün bir göstergesidir. Perkütan sinir stimülasyonu kullanımı nöromüsküler fonksiyon içine daha fazla anlayışlar, kas spinal veya üstü spinal seviyede (Şekil 1), yani değişiklikler sunuyor. <img alt="figür 1" src="/files/ftp_upload/52974/52974fig1.jpg" /> Şekil 1:. Nöromüsküler ölçümlerin Bakış STIM: sinir stimülasyonu. EMG: Elektromiyografi. VAL: Gönüllü Aktivasyon seviyesi. RMS: Kök Meydanı ortalama. M max: Maksimal M-dalga genliği. Geri kalanı da ayrıca, M-dalga olarak adlandırılan bileşik kas aksiyon potansiyeli, uyaran eserin sonrası gözlenen kısa gecikmeli tepki ve direkt activ ile telaşlı kas kütlesi temsil<html> kas (Şekil 2, sayı 3) için önde gelen motor akson tirme. M-dalga amplitüdü maksimal değerinin bir plato elde edilene kadar yoğunluğu artar. M max adlandırılan bu yanıt, yüzey EMG elektrotları altında 5 kaydedilen tüm motor üniteleri ve / veya kas lifi aksiyon potansiyellerinin senkron toplamını temsil eder. Tepe-tepe genlik veya dalga alanının evrimi nöromüsküler iletim 6 değişiklikleri tanımlamak için kullanılır. M-dalga örneğin, en yüksek torku seğirme / kuvvet ile ilişkili mekanik tepkiler değişiklikler nedeniyle kas uyarılabilirliği ve / veya kas liflerinin 7 olan değişikliklere bağlı olabilir. M max genlik ve zirve seğirme tork genliği (Pt / M oranı) birlikteliği, yani belirli bir elektrik motoru komutu için mekanik yanıtın kas 8 elektromekanik verimliliği, indeksini sağlar. 52974 / 52974fig2.jpg &quot;/&gt; Şekil 2:. Motor ve sinir uyarımı ile aktive dönüşlü yollar karışık (motor / duyusal) sinir (STIM) elektriksel stimülasyon, motor akson ve la afferent pişirim hem de bir depolarize neden olur. Spinal kord da bir H-refleks yanıt (yol 1 + 2 + 3) uyandıran bir alfa motonöron aktive doğru la depolarizasyonu afferentler koldan. M-dalga (yolu 3): uyaran şiddetine bağlı olarak, motorlu akson depolarizasyon doğrudan kas yanıtı çağrıştırıyor. Maksimal M-dalga yoğunluğunda, bir antidromik akım da (3 &#39;) oluşturulur ve refleks değmeden (2) ile çarpışır. Bu çarpışma kısmen veya tamamen H-refleks yanıtı iptal eder. H-refleks la-α motonöron sinaps 9 değişiklikleri değerlendirmek için kullanılan bir elektrofizyolojik bir yanıttır. Bu parametre istirahat veya istemli kasılmalar sırasında değerlendirilebilir. H-refleks germe refleksinin bir varyantını temsil (Şekil 2, number 1-3). H-refleks monosynaptically la afferent yolların 10,11 tarafından işe motorlu birimlerini harekete geçirir ve periferik ve santral etkilere 12 tabi tutulabilir. Bir H-refleksi çağrıştıran yöntemi kalan 13,14 at ve izometrik kasılmalar 15 sırasında spinal heyecanlanma değerlendirmek için yüksek intra-konu güvenilirlik sahip olduğu bilinmektedir. Bir istemli kasılma sırasında, gönüllü sinir sürücü büyüklüğü genellikle Root Mean Meydanı kullanılarak ölçülebilir, EMG sinyalinin genliği kullanılarak değerlendirilebilir (RMS). RMS EMG yaygın istemli kasılma (Şekil 1) sırasında motor sistemi uyarma düzeyini nicel bir araç kullanılır. Çünkü içi ve denekler arası değişkenlik 16 arasında RMS EMG bir kasa özgü istemli kasılma (RMS EMGmax) süresince kaydedilen EMG kullanılarak normalize edilmesi gerekir. İlave olarak, bu EMG sinyalindeki değişiklikler b olabilirM-dalga olarak çevresel bir parametre kullanarak periferal seviyede normalleşme değişikliklere bağlı e EMG sinyalinin sadece merkezi bileşen değerlendirmek için gereklidir. Bu maksimal genlik ya da M-dalga RMS Mmaks RMS EMG bölünmesi ile yapılabilir. RMS Mmax kullanarak Normalleştirme göz önüne M-dalga süresi 17 olası değişikliği alır gibi tercih edilen bir yöntemdir (yani EMG / RMS Mmaks RMS). Motorlu komutları da gönüllü aktivasyon düzeyini (VAL) hesaplanarak değerlendirilebilir. Bu yöntem, bir maksimal istemli kasılma sırasında M max yoğunlukta bir elektrik uyarımı atma seğirme enterpolasyon tekniği 18 kullanır. Sinir uyarımı ile uyarılan ilave tork rahat bir güçlendirilmiş kas 19 özdeş sinir uyarımı ile üretilen bir kontrol seğirme karşılaştırılır. Maksimal VAL, orijinal seğirme interpo değerlendirmekMerton 18 tarafından açıklanan lation tekniği istemli kasılma üzerinde interpolasyon tek bir uyarıcı içerir. Uyarılmış tork artışları tek uyarım yanıtları 20 oranla, daha büyük daha kolay algılanır ve daha az değişken olduğu için son eşleştirilen stimülasyonu kullanımı daha popüler hale gelmiştir. VAL çalışma kasları 21 maksimum etkinleştirmek için merkezi sinir sisteminin kapasitesinin bir dizin sağlar. Şu anda, VAL seğirme interpolasyon tekniği kullanılarak kas aktivasyonu 22 düzeyini değerlendirmek en değerli yöntemdir değerlendirdi. Ayrıca, bir ergometreyi kullanılarak değerlendirildi zirve tork araştırma ve klinik ortamlarda 23 kullanım uygulanabilir en doğru şekilde çalışılan gücü test parametresidir. Elektriksel sinir stimülasyonu kas gruplarında (örneğin dirsek fleksörlerinde, bilek fleksörlerinde, diz ekstansörlerinin, plantar fleksör) çeşitli kullanılabilir. Ancak, sinir erişilebilirlik yaparBazı kaslar gruplarında zor bir tekniktir. Plantar fleksör kaslar, özellikle triseps surae (soleus ve gastrocnemii) kaslar, literatürde sıklıkla 24 incelenmiştir. Nitekim, bu kaslar kendi özel ilgi haklı, lokomosyon katılmaktadırlar. Uyarı bölgesinden ve kayıt elektrotlar arasındaki mesafe triseps kaslarından hazırlanan farklı uyarılmış dalgaların belirlenmesini sağlar. Popliteal fossada tibial sinirin yüzeysel kısmı ve iğ çok sayıda daha kolay diğer kasların 24 oranla refleks yanıtları kaydetmek için yapmak. Bu nedenlerden dolayı, şu anda sunulan bir refleks yöntem kas Triseps Surae grubu (soleus ve gastrokinemius) odaklanmaktadır. Bu protokolün amacı, triseps surae nöromusküler fonksiyonu araştırmak için perkütan sinir stimülasyonu tekniği tanımlamak etmektir.

<table><tbody><tr><td>Biodex dynamometer</td><td>Biodex Medical System Inc., New York, USA</td><td></td><td>&lt;a href=&quot;http://www.biodex.com/&quot;&gt;www.biodex.com&lt;/a&gt;</td></tr><tr><td>MP150 Data Acquisition System</td><td>Biopac Systems Inc., Goleta, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Acknowledge 4.1.0 software</td><td>Biopac Systems Inc., Goleta, USA</td><td></td><td>&lt;a href=&quot;http://www.biopac.com/&quot;&gt;www.biopac.com&lt;/a&gt;</td></tr><tr><td>DS7A constant current high voltage stimulator</td><td>Digitimer, Hertfordshire, UK</td><td></td><td>&lt;a href=&quot;http://www.digitimer.com/&quot;&gt;www.digitimer.com&lt;/a&gt;</td></tr><tr><td>Silver chloride surface electrodes</td><td>Control Graphique Medical, Brie-Comte-Robert, France</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Computer</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1 Cable for connecting the Biodex to the MP150</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1 Cable for connecting the Digitimer to the MP150</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1 Cable for connecting the MP150 to the computer</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

assessment of neuromuscular function using percutaneous electrical nerve stimulation

Percutaneous electrical nerve stimulation is a non-invasive method commonly used to evaluate neuromuscular function from brain to muscle (supra-spinal, spinal and peripheral levels). The present protocol describes how this method can be used to stimulate the posterior tibial nerve that activates plantar flexor muscles. Percutaneous electrical nerve stimulation consists of inducing an electrical stimulus to a motor nerve to evoke a muscular response. Direct (M-wave) and/or indirect (H-reflex) electrophysiological responses can be recorded at rest using surface electromyography. Mechanical (twitch torque) responses can be quantified with a force/torque ergometer. M-wave and twitch torque reflect neuromuscular transmission and excitation-contraction coupling, whereas H-reflex provides an index of spinal excitability. EMG activity and mechanical (superimposed twitch) responses can also be recorded during maximal voluntary contractions to evaluate voluntary activation level. Percutaneous nerve stimulation provides an assessment of neuromuscular function in humans, and is highly beneficial especially for studies evaluating neuromuscular plasticity following acute (fatigue) or chronic (training/detraining) exercise.

Artan uyaran yoğunluğu H- ve M-dalgaları arasındaki tepki genlikleri farklı bir evrim yol açar. M dalgası kademeli maksimum yoğunlukta bir plato elde edilene kadar artarken geri kalanı da, H-refleksi, EMG sinyalinden tamamen yok olmadan önce bir maksimum değere ulaştığı (evrim için bir grafik M-dalga tasviri Şekil 6 Şekil 4&#39;e bakınız M-dalgaları ve yoğunluğu ile H-refleks) evi. Soleus kası için uyaran başlangıcı ve M-dalga arasındaki gecikme yaklaşık 10 milisaniye <str...

Watch this Scientific Journal Video about Assessment of Neuromuscular Function Using Percutaneous Electrical Nerve Stimulation at JoVE.com

Assessment of Neuromuscular Function Using Percutaneous Electrical Nerve Stimulation

We present a protocol to assess changes in neuromuscular function. Percutaneous electrical nerve stimulation is a non-invasive method that evokes muscular responses. Electrophysiological and mechanical properties of these responses permit the evaluation of neuromuscular function from brain to muscle (supra-spinal, spinal and peripheral levels).

Perkütan Elektriksel Sinir Stimülasyonu kullanma Nöromüsküler Fonksiyonu Değerlendirilmesi

Percutaneous electrical nerve stimulation is a non-invasive method commonly used to evaluate neuromuscular function from brain to muscle (supra-spinal, ...

assessment-neuromuscular-function-using-percutaneous-electrical-nerve

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Neuroscience

21.8K Görüntüleme.  Univ. Bourgogne Franche–Comté. We present a protocol to assess changes in neuromuscular function. Percutaneous electrical nerve stimulation is a non-invasive method that evokes muscular responses. Electrophysiological and mechanical properties of these responses permit the evaluation of neuromuscular function from brain to muscle (supra-spinal, spinal and peripheral levels). 

Video: Assessment of Neuromuscular Function Using Percutaneous Electrical Nerve Stimulation

Non-Invasive Electrical Brain Stimulation Montages for Modulation of Human Motor Function

Non-invasive electrical brain stimulation (NEBS) is used to modulate brain function and behavior, both for research and clinical purposes. In particular, NEBS can be applied transcranially either as direct current stimulation (tDCS) or alternating current stimulation (tACS). These stimulation types exert time-, dose- and in the case of tDCS polarity-specific effects on motor function and skill learning in healthy subjects. Lately, tDCS has been used to augment the therapy of motor disabilities in patients with stroke or movement disorders. This article provides a step-by-step protocol for targeting the primary motor cortex with tDCS and transcranial random noise stimulation (tRNS), a specific form of tACS using an electrical current applied randomly within a pre-defined frequency range. The setup of two different stimulation montages is explained. In both montages the emitting electrode (the anode for tDCS) is placed on the primary motor cortex of interest. For unilateral motor cortex stimulation the receiving electrode is placed on the contralateral forehead while for bilateral motor cortex stimulation the receiving electrode is placed on the opposite primary motor cortex. The advantages and disadvantages of each montage for the modulation of cortical excitability and motor function including learning are discussed, as well as safety, tolerability and blinding aspects.

Non-invasive electrical brain stimulation can modulate cortical function and behavior, both for research and clinical purposes. This protocol describes different brain stimulation approaches for modulation of the human motor system.

İnsan Motor Fonksiyon Modülasyon Non-İnvaziv Elektrik beyin stimülasyonu Montajları

Non-invasive electrical brain stimulation (NEBS) is used to modulate brain function and behavior, both for research and clinical purposes. In particular, ...

Davranış

A Murine Model of Muscle Training by Neuromuscular Electrical Stimulation

Neuromuscular electrical stimulation (NMES) is a common clinical modality that is widely used to restore1, maintain2 or enhance3-5 muscle functional capacity. Transcutaneous surface stimulation of skeletal muscle involves a current flow between a cathode and an anode, thereby inducing excitement of the motor unit and the surrounding muscle fibers. 
NMES is an attractive modality to evaluate skeletal muscle adaptive responses for several reasons. First, it provides a reproducible experimental model in which physiological adaptations, such as myofiber hypertophy and muscle strengthening6, angiogenesis7-9, growth factor secretion9-11, and muscle precursor cell activation12 are well documented. Such physiological responses may be carefully titrated using different parameters of stimulation (for Cochrane review, see 13). In addition, NMES recruits motor units non-selectively, and in a spatially fixed and temporally synchronous manner14, offering the advantage of exerting a treatment effect on all fibers, regardless of fiber type. Although there are specified contraindications to NMES in clinical populations, including peripheral venous disorders or malignancy, for example, NMES is safe and feasible, even for those who are ill and/or bedridden and for populations in which rigorous exercise may be challenging. 
Here, we demonstrate the protocol for adapting commercially available electrodes and performing a NMES protocol using a murine model. This animal model has the advantage of utilizing a clinically available device and providing instant feedback regarding positioning of the electrode to elicit the desired muscle contractile effect. For the purpose of this manuscript, we will describe the protocol for muscle stimulation of the anterior compartment muscles of a mouse hindlimb.

A murine model of neuromuscular electrical stimulation (NMES), a safe and inexpensive clinical modality, to the anterior compartment muscles is described. This model has the advantage of modifying a readily available clinical device for the purpose of eliciting targeted and specific muscle contractions in mice.

Nöromüsküler Elektriksel Stimülasyon tarafından Kas Eğitimi A Mürin Modeli

Neuromuscular electrical stimulation (NMES) is a common clinical modality that is widely used to restore1, maintain2 or enhance3-5 muscle functional ...

Tıp

Nerve Excitability Assessment in Chemotherapy-induced Neurotoxicity

Chemotherapy-induced neurotoxicity is a serious consequence of cancer treatment, which occurs with some of the most commonly used chemotherapies1,2. Chemotherapy-induced peripheral neuropathy produces symptoms of numbness and paraesthesia in the limbs and may progress to difficulties with fine motor skills and walking, leading to functional impairment. In addition to producing troubling symptoms, chemotherapy-induced neuropathy may limit treatment success leading to dose reduction or early cessation of treatment. Neuropathic symptoms may persist long-term, leaving permanent nerve damage in patients with an otherwise good prognosis3. As chemotherapy is utilised more often as a preventative measure, and survival rates increase, the importance of long-lasting and significant neurotoxicity will increase.
There are no established neuroprotective or treatment options and a lack of sensitive assessment methods. Appropriate assessment of neurotoxicity will be critical as a prognostic factor and as suitable endpoints for future trials of neuroprotective agents. Current methods to assess the severity of chemotherapy-induced neuropathy utilise clinician-based grading scales which have been demonstrated to lack sensitivity to change and inter-observer objectivity4. Conventional nerve conduction studies provide information about compound action potential amplitude and conduction velocity, which are relatively non-specific measures and do not provide insight into ion channel function or resting membrane potential. Accordingly, prior studies have demonstrated that conventional nerve conduction studies are not sensitive to early change in chemotherapy-induced neurotoxicity4-6. In comparison, nerve excitability studies utilize threshold tracking techniques which have been developed to enable assessment of ion channels, pumps and exchangers in vivo in large myelinated human axons7-9.
Nerve excitability techniques have been established as a tool to examine the development and severity of chemotherapy-induced neurotoxicity10-13. Comprising a number of excitability parameters, nerve excitability studies can be used to assess acute neurotoxicity arising immediately following infusion and the development of chronic, cumulative neurotoxicity. Nerve excitability techniques are feasible in the clinical setting, with each test requiring only 5 -10 minutes to complete. Nerve excitability equipment is readily commercially available, and a portable system has been devised so that patients can be tested in situ in the infusion centre setting. In addition, these techniques can be adapted for use in multiple chemotherapies.
In patients treated with the chemotherapy oxaliplatin, primarily utilised for colorectal cancer, nerve excitability techniques provide a method to identify patients at-risk for neurotoxicity prior to the onset of chronic neuropathy. Nerve excitability studies have revealed the development of an acute Na+ channelopathy in motor and sensory axons10-13. Importantly, patients who demonstrated changes in excitability in early treatment were subsequently more likely to develop moderate to severe neurotoxicity11. However, across treatment, striking longitudinal changes were identified only in sensory axons which were able to predict clinical neurological outcome in 80% of patients10. These changes demonstrated a different pattern to those seen acutely following oxaliplatin infusion, and most likely reflect the development of significant axonal damage and membrane potential change in sensory nerves which develops longitudinally during oxaliplatin treatment10. Significant abnormalities developed during early treatment, prior to any reduction in conventional measures of nerve function, suggesting that excitability parameters may provide a sensitive biomarker.

This abstract describes a novel method to assess the development of neurotoxicity in patients receiving chemotherapy treatment. While conventional assessment methods are limited in their ability to detect early changes in nerve function, nerve excitability techniques provide early identification of patients at risk of severe neurotoxicity and insight into pathophysiology.

Kemoterapiye bağlı Nörotoksisite Sinir Eksitabilite Değerlendirme

Chemotherapy-induced neurotoxicity is a serious consequence of cancer treatment, which occurs with some of the most commonly used chemotherapies1,2. ...

Nörobilim

Breathing-controlled Electrical Stimulation (BreEStim) for Management of Neuropathic Pain and Spasticity

Electrical stimulation (EStim) refers to the application of electrical current to muscles or nerves in order to achieve functional and therapeutic goals. It has been extensively used in various clinical settings. Based upon recent discoveries related to the systemic effects of voluntary breathing and intrinsic physiological interactions among systems during voluntary breathing, a new EStim protocol, Breathing-controlled Electrical Stimulation (BreEStim), has been developed to augment the effects of electrical stimulation. In BreEStim, a single-pulse electrical stimulus is triggered and delivered to the target area when the airflow rate of an isolated voluntary inspiration reaches the threshold. BreEStim integrates intrinsic physiological interactions that are activated during voluntary breathing and has demonstrated excellent clinical efficacy. Two representative applications of BreEStim are reported with detailed protocols: management of post-stroke finger flexor spasticity and neuropathic pain in spinal cord injury.

Breathing-controlled Electrical Stimulation BreEStim for Management of Neuropathic Pain and Spasticity

The purpose is to present a new method, breathing-control electrical stimulation (BreEStim) for management of neuropathic pain and spasticity.

Nöropatik Ağrı ve Spastisite Yönetiminde Solunum kontrollü Elektriksel Stimülasyon (BreEStim)

Electrical stimulation (EStim) refers to the application of electrical current to muscles or nerves in order to achieve functional and therapeutic goals. ...

Measuring Neuromuscular Junction Functionality

Neuromuscular junction (NMJ) functionality plays a pivotal role when studying diseases in which the communication between motor neuron and muscle is impaired, such as aging and amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Here we describe an experimental protocol that can be used to measure NMJ functionality by combining two types of electrical stimulation: direct muscle membrane stimulation and the stimulation through the nerve. The comparison of the muscle response to these two different stimulations can help to define, at the functional level, potential alterations in the NMJ that lead to functional decline in muscle.
Ex vivo preparations are suited to well-controlled studies. Here we describe an intensive protocol to measure several parameters of muscle and NMJ functionality for the soleus-sciatic nerve preparation and for the diaphragm-phrenic nerve preparation. The protocol lasts approximately 60 min and is conducted uninterruptedly by means of a custom-made software that measures the twitch kinetics properties, the force-frequency relationship for both muscle and nerve stimulations, and two parameters specific to NMJ functionality, i.e. neurotransmission failure and intratetanic fatigue. This methodology was used to detect damages in soleus and diaphragm muscle-nerve preparations by using SOD1G93A transgenic mouse, an experimental model of ALS that ubiquitously overexpresses the mutant antioxidant enzyme superoxide dismutase 1 (SOD1).

A functional assessment of the neuromuscular junction (NMJ) can provide essential information on the communication between muscle and nerve. Here we describe a protocol to comprehensively evaluate both the NMJ and muscle functionality using two different muscle-nerve preparations, i.e. soleus-sciatic and diaphragm-phrenic.

Nöromüsküler kavşak işlevleri ölçme

Neuromuscular junction (NMJ) functionality plays a pivotal role when studying diseases in which the communication between motor neuron and muscle is ...

In Vivo Electrophysiological Measurement of Compound Muscle Action Potential from the Forelimbs in Mouse Models of Motor Neuron Degeneration

Assessing the functionality of the nerve axon provides detailed information on the progression of neuromuscular disorders. Electrophysiological recordings provide a sensitive approach to measure nerve conduction in humans and rodent models. To broaden the technical possibilities for electromyography in mice, the measurement of compound muscle action potentials (CMAPs) from the brachial plexus nerve in the forelimb using needle electrodes is described here. CMAP recordings after stimulating the sciatic nerve in hindlimbs have been previously described. The newly introduced method here allows for the evaluation of the nerve conductivity at an additional site, and thus provides a more profound overview of the neuromuscular functionality. The technique provides information on both the relative number of functional axons and the myelination level. Thereby, this method can be applied to assess both axonal diseases as well as demyelinating conditions. This minimally invasive method does not require extraction of the nerve and therefore it is suitable for repeated measurements for longitudinal follow-up in the same animal. Similar recordings are performed in clinical setups to emphasize the translational relevance of the method.

In Vivo Electrophysiological Measurement of Compound Muscle Action Potential from the Forelimbs in Mouse Models of Motor Neuron Degeneration

The measurement of nerve conduction is a useful tool to assess mouse models of neurodegeneration but it is frequently only applied to stimulate the sciatic nerve in hindlimbs. Here, we describe a technique to measure compound muscle action potential (CMAP) in vivo in the mouse forelimb muscles innervated by the brachial plexus.

Vivo Bileşik kas aksiyon potansiyeli Motor nöron hastalığı, fare modellerinde ön ayakları üzerinden elektrofizyolojik ölçümü

Assessing the functionality of the nerve axon provides detailed information on the progression of neuromuscular disorders. Electrophysiological recordings ...

The Muscle Cuff Regenerative Peripheral Nerve Interface for the Amplification of Intact Peripheral Nerve Signals

Robotic exoskeletons have gained recent acclaim within the field of rehabilitative medicine as a promising modality for functional restoration for those individuals with extremity weakness. However, their use remains largely confined to research institutions, frequently operating as a means of static extremity support as motor detection methods remain unreliable. Peripheral nerve interfaces have arisen as a potential solution to this shortcoming; however, due to their inherently small amplitudes, these signals can be difficult to differentiate from background noise, lowering their overall motor detection accuracy. As current interfaces rely on abiotic materials, inherent material breakdown can occur alongside foreign body tissue reaction over time, further impacting their accuracy. The Muscle Cuff Regenerative Peripheral Nerve Interface (MC-RPNI) was designed to overcome these noted complications. Consisting of a segment of free muscle graft secured circumferentially to an intact peripheral nerve, the construct regenerates and becomes reinnervated by the contained nerve over time. In rats, this construct has demonstrated the ability to amplify a peripheral nerve's motor efferent action potentials up to 100 times the normal value through the generation of compound muscle action potentials (CMAPs). This signal amplification facilitates high accuracy detection of motor intent, potentially enabling reliable utilization of exoskeleton devices.

This manuscript provides an innovative method for developing a biologic peripheral nerve interface termed the Muscle Cuff Regenerative Peripheral Nerve Interface (MC-RPNI). This surgical construct can amplify its associated peripheral nerve's motor efferent signals to facilitate accurate detection of motor intent and the potential control of exoskeleton devices.

Sağlam Periferik Sinir Sinyallerinin Amplifikasyonu için Kas Manşeti Rejeneratif Periferik Sinir Arayüzü

Robotic exoskeletons have gained recent acclaim within the field of rehabilitative medicine as a promising modality for functional restoration for those ...

Biyomühendislik

Objective Nociceptive Assessment in Ventilated ICU Patients: A Feasibility Study Using Pupillometry and the Nociceptive Flexion Reflex

The concept of objective nociceptive assessment and optimal pain management have gained increasing attention. Despite the known negative short- and long-term consequences of unresolved pain or excessive analgosedation, adequate nociceptive monitoring remains challenging in non-communicative, critically ill adults. In the intensive care unit (ICU), routine nociceptive evaluation is carried out by the attending nurse using the Behavior Pain Scale (BPS) in mechanically ventilated patients. This assessment is limited by medication use (e.g., neuromuscular blocking agents) and the inherent subjective character of nociceptive evaluation by third parties.
Here, we describe the use of two nociceptive reflex testing devices as tools for objective pain evaluation: the pupillary dilation reflex (PDR) and nociception flexion reflex (NFR). These measurement tools are non-invasive and well tolerated, providing clinicians and researchers with objective information regarding two different nociceptive processing pathways: (1)&#160;the pain-related autonomic reactivity&#160;and (2) the ascending component of the somatosensory system. The use of PDR and NFR measurements are currently limited to specialized pain clinics and research institutions because of impressions that these are technically demanding or time-consuming procedures, or even because of a lack of knowledge regarding their existence.
By focusing on the two abovementioned nociceptive reflex assessments, this study evaluated their feasibility as a physiological pain measurement method in daily practice. Pursuing novel technologies for evaluating the analgesia level in unconscious patients may further improve individual pharmacological treatment and patient related outcome measures. Therefore, future research must include large well-designed clinical trials in a real-life environment.

Pain assessment in anesthetized patients who cannot communicate with the outside world in any way remains challenging despite the development of innovative objective pain evaluation tools. In this project, the pupillary dilation reflex and the nociception flexion reflex are assessed in critically ill, mechanically ventilated adult patients.

Havalandırılmış yoğun bakım hastalarında objektif nosiseptif değerlendirme: Pupillometry ve nosiseptif fleksiyon refleks kullanarak bir fizibilite çalışması

The concept of objective nociceptive assessment and optimal pain management have gained increasing attention. Despite the known negative short- and ...

<meta charset="utf8"></head><body>Kemirgenlerde SFEMG: Sağlık ve Hastalıkta NMJ Fonksiyonunun Değerlendirilmesi

Stimulated Single Fiber Electromyography (SFEMG) for Assessing Neuromuscular Junction Transmission in Rodent Models

As the final connection between the nervous system and muscle, transmission at the neuromuscular junction (NMJ) is crucial for normal motor function. Single fiber electromyography (SFEMG) is a clinically relevant and sensitive technique that measures single muscle fiber action potential responses during voluntary contractions or nerve stimulations to assess NMJ transmission. The assessment and quantification of NMJ transmission involves two parameters: jitter and blocking. Jitter refers to the variability in timing (latency) between consecutive single-fiber action potentials (SFAPs). Blocking signifies the failure of NMJ transmission to initiate an SFAP response. Although SFEMG is a well-established and sensitive test in clinical settings, its application in preclinical research has been relatively infrequent. This report outlines the steps and criteria employed in performing stimulated SFEMG to quantify jitter and blocking in rodent models. This technique can be used in preclinical and clinical studies to gain insights into NMJ function in the context of health, aging, and disease.

<meta charset="utf8"></head><body>Yazar Spotlight: Kemirgen Modellerinde Uyarılmış SFEMG'nin Translasyonel Uygulamaları

In this study, we demonstrate a refined single fiber electromyography (SFEMG) protocol to allow in vivo measurement of neuromuscular junction (NMJ) transmission in rodent models. A step-by-step approach to the SFEMG technique is described to allow quantification of NMJ transmission variability and failure in rat gastrocnemius muscle.

Kemirgen Modellerinde Nöromüsküler Kavşak İletimini Değerlendirmek için Uyarılmış Tek Fiber Elektromiyografisi (SFEMG)

As the final connection between the nervous system and muscle, transmission at the neuromuscular junction (NMJ) is crucial for normal motor function. ...

Perkütan Elektriksel Sinir Stimülasyonu kullanma Nöromüsküler Fonksiyonu Değerlendirilmesi

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

İnsan Motor Fonksiyon Modülasyon Non-İnvaziv Elektrik beyin stimülasyonu Montajları

Nöromüsküler Elektriksel Stimülasyon tarafından Kas Eğitimi A Mürin Modeli

Kemoterapiye bağlı Nörotoksisite Sinir Eksitabilite Değerlendirme

Nöropatik Ağrı ve Spastisite Yönetiminde Solunum kontrollü Elektriksel Stimülasyon (BreEStim)

Nöromüsküler kavşak işlevleri ölçme

Vivo Bileşik kas aksiyon potansiyeli Motor nöron hastalığı, fare modellerinde ön ayakları üzerinden elektrofizyolojik ölçümü

Sağlam Periferik Sinir Sinyallerinin Amplifikasyonu için Kas Manşeti Rejeneratif Periferik Sinir Arayüzü

Havalandırılmış yoğun bakım hastalarında objektif nosiseptif değerlendirme: Pupillometry ve nosiseptif fleksiyon refleks kullanarak bir fizibilite çalışması

Kemirgen Modellerinde Nöromüsküler Kavşak İletimini Değerlendirmek için Uyarılmış Tek Fiber Elektromiyografisi (SFEMG)

Kemirgen Modellerinde Nöromüsküler Kavşak İletimini Değerlendirmek için Uyarılmış Tek Fiber Elektromiyografisi (SFEMG)