Ce travail a été soutenu par l&#39;Institut national de la santé, Institut national sur la surdité et autres troubles de communication, Grant R01DCO09890-02, la Fondation canadienne pour l&#39;innovation (FCI LOF # 15704), et Connaught Fondation de l&#39;Université de Toronto. Les auteurs tiennent à remercier Cynthia Didion, Mili Kuruvilla, Krista Rudy, et Lori Synhorst de l&#39;aide pour la collecte de données et d&#39;analyse, et Cara Ullman pour créer des clips vidéo. Des animations ont été faites par les Editions Blue Tree ( <a href="http://www.bluetreepublishing.com/">http://www.bluetreepublishing.com/</a> ) La SPA et le logiciel Matlab SMASH est basé et peut être obtenu en contactant la Jordanie verte à jgreen4@unl.edu. Visitez nos laboratoires: <ul><li> Fonction bulbaire Laboratoire (Sunnybrook Health Sciences Centre à Toronto, Canada): <ul><li> <a href="http://www.sunnybrook.ca/research/?page=sri_groups_bulb_home">http://www.sunnybrook.ca/research/?page=sri_groups_bulb_home</a> </li></ul></li><li> Production de la parole de laboratoire (Université du Nebraska Lincoln): <ul><li> <a href="http://spl.unl.edu">http://spl.unl.edu</a> </li></ul></li></ul>

I. Analyses Subsystem 1. Sous-système respiratoire / respiration pour la parole Le sous-système respiratoire est évaluée en utilisant le système phonatoire aérodynamique (PAS). Le système permet des enregistrements simultanés de pression orale, d&#39;air et l&#39;acoustique de la parole (voir le tableau 1 pour la liste des équipements et des fabricants). Un masque jetable et un dispositif jetable de détection de pression du tube sont nécessaires pour les enregistrements. Avant l&#39;enregistrement, les canaux d&#39;écoulement et la pression sont calibrés selon les spécifications du fabricant. <ol><li> Capacité Vitale (CV) est le volume maximal d&#39;air qui est exhalé après inhalation maximale. VC est évaluée en utilisant un masque jetable qui est attaché à la pneumotachographe. <ol class="lalpha"><li> Le PAS &quot;Capacité Vitale&quot; protocole est sélectionné pour l&#39;enregistrement. </li><li> Le participant est invité à inhaler comme maximum possible et expirer au maximum dans le masque, la tâche est répétée trois fois. </li><li> Volume expiratoire maximal est dérivé en utilisant le logiciel SAP. </li></ol></li><li> Pression sous-glottique (Ps) est la pression atmosphérique sont disponibles dans les poumons pour la production de la &quot;pression&quot; des consonnes. Ps est évaluée indirectement en mesurant la pression de pointe dans la bouche pendant la production d&#39;un train de syllabes 2,3. <ol class="lalpha"><li> Le PAS &quot;Efficacité Voicing&quot; protocole est sélectionné pour l&#39;enregistrement. </li><li> Pour enregistrer la pression orale pendant / pa /, la détection de pression tube est positionné à l&#39;intérieur de la bouche sur la surface de la langue. </li><li> Voies nasales sont obstruées avec un pince-nez pour éliminer le potentiel échapper nasales débit d&#39;air. </li><li> Le participant est invité à inhaler environ deux fois leur valeur normale et dire / pa / dans le masque. La syllabe / pa / est répétée sept fois sur une expiration, tout en conservant pas compatibles et l&#39;intensité. Le taux est maintenu à 1,5 syllabes par seconde. </li><li> Pic de pression est mesurée par voie orale pendant cinq (au milieu) des répétitions de / pa /. Une moyenne de ces cinq productions est obtenue pour représenter Ps pendant le discours. </li><li> Parce covarie PS avec le niveau de pression acoustique (SPL) 4,5, le NPA est également recueillis pour chaque syllabe. Il est utilisé par la suite comme une covariable lors des analyses. </li></ol></li><li> Discours de respiration est évaluée pendant le discours connecté pendant que les participants ont lu une norme de 60 mots du paragraphe (Annexe 1) développé spécifiquement pour exacts, automatiques de détection de pause-frontière 6. <ol class="lalpha"><li> Le PAS &quot;phonation maximale&quot; protocole est sélectionné pour l&#39;enregistrement. </li><li> Le signal de débit d&#39;air est recueilli à l&#39;aide d&#39;un masque jetable qui est apte autour du visage. </li><li> Le participant est invité à lire le paragraphe à leur taux normal de parler à l&#39;aise et l&#39;intensité. </li><li> Des traces d&#39;écoulement d&#39;air sont exportés dans un discours sur-mesure-Pause Analysis (SPA) 7 logiciel Matlab. Dans ce programme, les pauses dans le discours de connectés sont identifiés. Le logiciel calcule, entre autres mesures, temps de pause pour cent, qui est une mesure du temps passé pause pendant la lecture d&#39;un passage. </li></ol></li></ol> 2. Sous-système phonatoire Le sous-système phonatoire est évaluée à travers des enregistrements vocaux de haute qualité en utilisant l&#39;équipement d&#39;enregistrement acoustique (tableau 1). <ol class="lalpha"><li> Le microphone est placé à environ 15 cm de la bouche. </li><li> Un clip nasal est utilisé pour éliminer l&#39;effet potentiel de l&#39;insuffisance vélopharyngée sur la qualité de la phonation. </li><li> Le participant est invité à produire &quot;phonation maximale&quot;. Il ou elle est chargé d&#39;inhaler le montant maximum de l&#39;air et ensuite à phonate / a / à une hauteur normale et le volume pour aussi longtemps que possible. Cette tâche est pratiqué au moins une fois avant l&#39;enregistrement. L&#39;importance de mettre le maximum d&#39;efforts est soulignée. </li><li> La durée maximale de phonation est mesuré en secondes en utilisant la forme d&#39;onde acoustique. </li><li> La forme d&#39;onde acoustiques numérisées est chargé dans le profil vocal (Multidimensional entamés) de logiciels pour l&#39;analyse. Mesures de tendance centrale et la variabilité de la fréquence fondamentale (F0), le bruit-à-harmoniques ratio (NHR) et la gigue pour cent, entre autres, sont obtenus pour les cinq secondes milieu de l&#39;intervalle de la phonation. </li></ol> 3. Sous-système de Resonatory Le sous-système resonatory est évaluée en utilisant Nasometer. Ce dispositif se compose d&#39;un casque avec un déflecteur, qui est placé sous le nez et sépare les cavités buccale et nasale. Deux microphones qui permettent de détecter les signaux acoustiques orale et nasale sont attachés à des côtés opposés de la plaque. <ol class="lalpha"><li> L&#39;appareil est calibré avant chaque enregistrement. </li><li> Le casque est placé sur la tête avec le déflecteur de repos au-dessus de la lèvre supérieure et positionné parallèlement à la Ground. </li><li> Le participant est invité à répéter un &quot;nez&quot; (par exemple, Mama a fait de la confiture de citron) et un «non-nasaux&quot; (par exemple, acheter un chiot Bobby) phrase trois fois à un débit de parole habituelle et l&#39;intensité. </li><li> Les intensités mesurées de la partie a exprimé des signaux acoustiques orale et nasale sont convertis en un score nasalance, qui est défini comme le ratio des nasales / nasale + énergie acoustique par voie orale, et est exprimé en pourcentage. Le score reflète nasalance la proportion relative de l&#39;énergie acoustique nasales-à-orale dans un flux 8 de la parole. </li><li> Le logiciel calcule Nasometer nombreuses statistiques descriptives de l&#39;onde nasalance. </li><li> La distance Nasalance, qui est obtenu en soustrayant le nasalance moyenne calculée dans des phrases orales (BBP) de la moyenne pour les nasalance phrases nasales (MMJ) 9, peut aussi être utilisé comme un indice de dépréciation vélopharyngée. </li></ol> 4. Sous-système articulatoire: Visage Visage (lèvres et mâchoire) les mouvements sont enregistrés en 3D avec une haute résolution, système optique de capture de mouvements 10. Les caméras infrarouges vidéo numérique capturer les positions des 15 marqueurs réfléchissants qui sont attachés à la tête de chaque participant et le visage à des repères anatomiques spécifiques. Un signal de parole acoustique est enregistré simultanément avec une cinématique de la parole. <ol class="lalpha"><li> Le système est calibré avant les enregistrements selon les spécifications du fabricant. </li><li> Quatre marqueurs sont attachés sur le front du participant en utilisant un serre-tête. Les marqueurs sont également attachés à l&#39;arcade sourcilière gauche et à droite, le pont et la pointe du nez, du vermillon de la lèvre supérieure et inférieure, les coins gauche et droit de la bouche, et à trois endroits différents sur le menton. C&#39;est le tableau marqueur typique utilisé dans ce protocole, mais un nombre illimité de marqueurs peuvent être utilisés avec ce système. </li><li> Le participant est invité à lire des phrases et des phrases (voir Tableau 2) à leur vitesse d&#39;élocution habituelle et l&#39;intensité. </li><li> Un enregistrement de &quot;repos&quot; fichier est obtenu et utilisé en post-traitement pour normaliser les différences de positionnement marqueur entre les sessions et pour ré-expression de l&#39;importance relative des données au système de coordonnées cohérent anatomiquement basé au besoin. </li><li> Pendant le post-traitement, les mouvements des marqueurs faciaux sont vérifiées pour les erreurs de suivi et de la tête-corrigées en fonction de la soustraction des deux composantes de translation et de rotation du mouvement de la tête. </li><li> Les données sont chargées dans SMASH, un programme Matlab logiciel basé développés dans notre laboratoire. Dans SMASH, les données sont filtrées et analysées. La vitesse de déplacement de crête est dérivé de chaque trace et utilisé comme le principal indicateur de la fonction articulatoire pour la mâchoire et les lèvres. La vitesse 3D est calculé comme la dérivée de premier ordre de euclidienne chaque articulateur de l&#39;histoire du temps à distance dans Smash. </li></ol> 5. Sous-système articulatoire: Tongue Langue de suivi est effectué en utilisant un dispositif de surveillance électromagnétique (WAVE), qui enregistre la position et la rotation des capteurs qui sont attachés à la langue. Contrairement au suivi de mouvement optique qui est utilisé pour enregistrer externes, des structures faciales, la technologie électromagnétique fournit un moyen de suivre avec précision les mouvements de la langue pendant le discours 11. Le système utilise une combinaison de 5 et 6 degrés de liberté (et 5DOF 6DOF) capteurs pour enregistrer mouvements articulatoires dans un volume calibré (30 x 30 x 30 cm). Données de mouvements et les données acoustiques sont acquises simultanément. <ol class="lalpha"><li> Deux capteurs sont attachés à la articulateurs dentaires avec de la colle (colle PeriAcryl parodontale). Une référence est fixé à l&#39;arête du nez pour enregistrer les mouvements de tête. Un petit capteur 5DOF (localisation 3D et 2D des mesures angulaires) est attaché à la langue à la ligne médiane, d&#39;environ 2 cm en arrière de la pointe de la langue. </li><li> Pour obtenir mouvements de la langue qui sont indépendants de la mâchoire sous-jacente, chaque participant est équipé d&#39;un pré-faites 5 mm bloc de morsure. Le bloc de morsure est faite de mastic de condensation non toxique (Henry Schein). </li><li> Le bloc de morsure est placé entre les molaires du côté de la bouche. Une chaîne attachée au bloc de morsure est garanti pour faire face à des participants d&#39;éviter d&#39;avaler du bloc de morsure. </li><li> Le participant est invité à lire des phrases et des phrases (voir tableau 2). </li><li> Mouvements de la langue sont enregistrées par rapport à la position tête. </li><li> Post-acquisition, les données sont transférées dans SMASH, où elle est filtrée passe-bas, analysée sur la base des traces mouvement vertical, et utilisé pour calculer la vitesse 3D. La vitesse moyenne et maximum de mouvement lors de chaque énoncé est signalé comme un indice de maladie liés à changement de cette articulateur. </li></ol> II. Au niveau du système d&#39;évaluation En plus des variables sous-système de niveau, l&#39;intelligibilité du discours et de débit de parole sont mesurés. Ces MEASures sont essentiels parce qu&#39;ils sont en cours cliniques &quot;normes but» caractérisant la performance discours bulbaire. Ils fournissent une indication de l&#39;état fonctionnel du système de production de la parole comme un tout et de quantifier la sévérité des troubles de la parole. Ces mesures sont obtenues à l&#39;aide du test d&#39;intelligibilité phrase (SIT) 12. <ol class="lalpha"><li> Avant l&#39;enregistrement, une liste aléatoire de 10 phrases de longueur croissante (de 5 à 15 mots) est généré par le logiciel SIT. </li><li> Un microphone est placé sur la tête, à environ 15 cm de la bouche. </li><li> Le participant est invité à lire la liste à leur vitesse d&#39;élocution habituelle et l&#39;intensité. Les phrases sont enregistrées numériquement à l&#39;aide d&#39;une résolution de 44,1 sur 16 bits. </li><li> Plusieurs juges formés qui sont peu familiers au participant de transcrire orthographiquement les phrases et de mesurer des durées phrase. </li><li> Le logiciel calcule automatiquement le SIT intelligibilité de la parole, ce qui est signalé comme pour cent de mots correctement transcrits sur le nombre total de mots produits. Débit de parole est également signalé que le nombre de mots lus par minute. </li></ol><table border="1"><tbody><tr><td> Sous-système </td><td> Matériel / Logiciel </td><td> Signal </td><td> Paramètres d&#39;acquisition </td></tr><tr><td> Respiratoire </td><td> Phonatoire système aérodynamique (PAS), KayPENTAX, Lincoln Park, NJ, USA </td><td> Acoustique, la pression et de débit </td><td> Taux d&#39;échantillonnage = 200 Hz, filtre passe-bas = 30Hz </td></tr><tr><td> Phonatoire </td><td> Compact flash Recorder (par ex, PMD660), Microphone de qualité professionnelle, SPL mètre, Extech Instruments Logiciel: entamés, KAYPentax </td><td> Acoustique </td><td> Echantillonnage = 44,01 kHz, 16 bits PCM linéaire </td></tr><tr><td> Resonatory </td><td> Nasometer, modèle 6400, KAYPentax </td><td> Acoustique </td><td> Echantillonnage = 11025 Hz </td></tr><tr><td> Articulatoires: Visage </td><td> Aigle système numérique, Motion Analysis Corp </td><td> Cinématique et acoustique </td><td> Echantillonnage = 120Hz, filtre passe-bas = 10Hz </td></tr><tr><td> Articulatoires: Tongue </td><td> WAVE, Northern Digital Inc, Canada </td><td> Cinématique et acoustique </td><td> Taux d&#39;échantillonnage = 100 Hz, filtre passe-bas = 20Hz </td></tr></tbody></table> Tableau 1: paramètres de l&#39;instrumentation et d&#39;acquisition de sous-système de collecte des données <table border="1"><tbody><tr><td> Niveau </td><td> Tâche </td><td> Mesures </td><td> Références et Normes </td></tr><tr><td> Respiratoire </td><td> VC </td><td> Maximum volume pulmonaire expiratoire </td><td> 13 </td></tr><tr><td> / Pa / x 7 </td><td> Pression sous-glottique </td><td> 2, 3 </td></tr><tr><td> Passage de bambou </td><td> Temps de pause% </td><td> 6, 7, 14 </td></tr><tr><td> Phonatoire </td><td> Phonation maximale / a / </td><td> La durée de phonation maximale, la moyenne de F0, la gigue, SNR </td><td> 15, 16, 17, 3 </td></tr><tr><td> Resonatory </td><td> Maman a fait de la confiture de citron; Acheter un chiot Bobby </td><td> Nasalance </td><td> 18, 19 </td></tr><tr><td> Articulatoires: Visage </td><td> Acheter un chiot Bobby; Dites _ nouveau (chauve-souris, la marée, de conserver, d&#39;outils) </td><td> Vitesse de déplacement </td><td> 20, 21 </td></tr><tr><td> Articulatoires: Tongue </td><td> / TA / x 5, Say napperon nouveau </td></tr><tr><td> Au niveau du système </td><td> SIT, Sentences </td><td> Intelligibilité de la parole et le taux de parler </td><td> 12 </td></tr></tbody></table> Tableau 2: Les mesures obtenues pour chaque sous-système et la tâche Annexe 1: passage de bambou Murs en bambou sont en train de devenir très populaire. Ils sont forts, facile à utiliser, et beau. Ils fournissent une bonne base et de créer l&#39;ambiance dans les jardins japonais. Le bambou est une herbe, et est l&#39;une des herbes les plus en croissance rapide dans le monde. De nombreuses variétés de bambous sont cultivés en Asie, mais il est aussi cultivé en Amérique. L&#39;année dernière, nous avons acheté une nouvelle maison et ont travaillé sur les jardins fleuris. En quelques jours de plus, nous allons faire avec le mur de bambou dans l&#39;un de nos jardins. Nous avons vraiment apprécié le projet.

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	<li>Ball, L. J., Willis, A., Beukelman, D. R., Pattee, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+protocol+for+identification+of+early+bulbar+signs+in+amyotrophic+lateral+sclerosis.">A protocol for identification of early bulbar signs in amyotrophic lateral sclerosis.</a> J. Neurol. Sci. 191, 43-53 (2001).</li><li>Smitheran, J. R., Hixon, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+clinical+method+for+estimating+laryngeal+airway+resistance+during+vowel+production.">A clinical method for estimating laryngeal airway resistance during vowel production.</a> J. Speech Hear. Disord. 46, 138-146 (1981).</li><li>Baken, R. J., Orlikoff, R. 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Ici, nous avons démontré un protocole complet pour l&#39;évaluation des bulbaire (discours) un dysfonctionnement dans la SLA. Les données obtenues à partir de ce protocole sont utilisés pour acquérir une meilleure compréhension de la façon dont la SLA affecte la production de la parole. Ces données sont également utilisées pour identifier les mesures les plus sensibles de la progression de la maladie. Bien que ce protocole est actuellement utilisée pour la recherche, les résultats de cette recherche seront utilisés pour développer des approches plus rentable et cliniquement possible de quantifier l&#39;implication bulbaire.

<ul><li> Matériel / Logiciel </li><li> Phonatoire système aérodynamique (PAS), KayPENTAX, Lincoln Park, NJ, USA </li><li> Compact flash Recorder (par ex, PMD660), </li><li> Microphone de qualité professionnelle, </li><li> SPL mètre, Extech Instruments </li><li> Entamés, KAYPentax </li><li> Nasometer, modèle 6400, KAYPentax </li><li> Aigle système numérique, Motion Analysis Corp </li><li> WAVE, Northern Digital Inc, Canada </li></ul>

a protocol for comprehensive assessment of bulbar dysfunction in amyotrophic lateral sclerosis (als)

Amélioration des méthodes pour évaluer les troubles bulbaires sont nécessaires pour accélérer le diagnostic de la dysfonction bulbaire de la SLA, pour prédire la progression de la maladie à travers les sous-systèmes discours, et pour répondre au besoin critique pour les mesures des résultats sensibles pour les essais en cours de traitement expérimental. Pour répondre à ce besoin, nous obtenons des profils longitudinaux de la déficience bulbaire de 100 personnes basée sur une instrumentation complète basée sur l&#39;évaluation que les mesures objectives du rendement. En utilisant des approches instrumentales pour quantifier les comportements liés à la parole est très importante dans un domaine qui a surtout compté sur subjectives, auditives de perception des formes de l&#39;évaluation une parole. Notre protocole d&#39;évaluation des mesures du rendement dans l&#39;ensemble des sous-systèmes discours, qui incluent des voies respiratoires, phonatoires (larynx), resonatory (vélopharyngée) et articulatoire. Le sous-système articulatoire est divisé en composantes faciales (mâchoire et les lèvres), et la langue. Des recherches antérieures ont suggéré que chaque sous-système réagit différemment à la parole de maladies neurologiques comme la SLA. Le protocole actuel est conçu pour tester les performances de chaque sous-système indépendamment du discours comme des sous-systèmes autres que possible. Les sous-systèmes de la parole sont évalués dans le contexte des changements plus globaux de la performance vocale. Ces variables comprennent la parole au niveau du système de taux de parler et d&#39;intelligibilité de la parole. Le protocole nécessite une instrumentation spécialisée, et les logiciels commerciaux et personnalisés. Les sous-systèmes respiratoire, phonatoire, et resonatory sont évaluées en utilisant la pression d&#39;écoulement (aérodynamique) et de méthodes acoustiques. Le sous-système articulatoire est évaluée en utilisant des techniques de suivi de mouvement 3D. Les mesures objectives qui sont utilisées pour quantifier les troubles bulbaires ont été bien établies dans la littérature de la parole et se montrer sensible aux changements dans la fonction bulbaire avec la progression de la maladie. Le résultat de l&#39;évaluation est une approche globale, transversale sous-système de profil de performance pour chaque participant. Le profil, par rapport aux mêmes mesures obtenues à partir des témoins sains, est utilisé à des fins diagnostiques. Actuellement, nous testons la sensibilité et la spécificité de ces mesures pour le diagnostic de la SLA et pour prédire le taux de progression de la maladie. À long terme, le plus raffiné endophénotype de la SLA bulbaire issus de ce travail devrait renforcer les efforts futurs pour identifier les loci génétiques de la SLA et d&#39;améliorer la spécificité du diagnostic et du traitement de la maladie dans son ensemble. L&#39;évaluation objective qui est montré dans cette vidéo peut être utilisée pour évaluer un large éventail de déficiences moteur de la parole, y compris ceux liés aux accidents vasculaires cérébraux, les traumatismes cérébraux, sclérose en plaques et la maladie de Parkinson.

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A Protocol for Comprehensive Assessment of Bulbar Dysfunction in Amyotrophic Lateral Sclerosis ALS

Des évaluations objectives des mécanismes physiologiques qui favorisent la parole sont nécessaires pour surveiller l&#39;apparition des maladies et la progression des personnes atteintes de SLA et de quantifier les effets du traitement dans les essais cliniques. Dans cette vidéo, nous présentons une approche globale, basée sur le protocole d&#39;instrumentation pour quantifier les performances moteur de la parole dans les populations cliniques.

Un protocole pour l&#39;évaluation globale de la dysfonction bulbaire de la sclérose latérale amyotrophique (SLA)

Improved methods for assessing bulbar impairment are necessary for expediting diagnosis of bulbar dysfunction in ALS, for predicting disease progression ...

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Medicine

A Protocol for Comprehensive Assessment of Bulbar Dysfunction in Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS)

33.9K vues.  University of Toronto. Des évaluations objectives des mécanismes physiologiques qui favorisent la parole sont nécessaires pour surveiller l'apparition des maladies et la progression des personnes atteintes de SLA et de quantifier les effets du traitement dans les essais cliniques. Dans cette vidéo, nous présentons une approche globale, basée sur le protocole d'instrumentation pour quantifier les performances moteur de la parole dans les populations cliniques.

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Intraspinal Cell Transplantation for Targeting Cervical Ventral Horn in Amyotrophic Lateral Sclerosis and Traumatic Spinal Cord Injury

Respiratory compromise due to phrenic motor neuron loss is a debilitating consequence of a large proportion of human traumatic spinal cord injury (SCI) cases 1 and is the ultimate cause of death in patients with the motor neuron disorder, amyotrophic laterals sclerosis (ALS) 2.
ALS is a devastating neurological disorder that is characterized by relatively rapid degeneration of upper and lower motor neurons. Patients ultimately succumb to the disease on average 2-5 years following diagnosis because of respiratory paralysis due to loss of phrenic motor neuron innnervation of the diaphragm 3. The vast majority of cases are sporadic, while 10% are of the familial form. Approximately twenty percent of familial cases are linked to various point mutations in the Cu/Zn superoxide dismutase 1 (SOD1) gene on chromosome 21 4. Transgenic mice 4,5 and rats 6 carrying mutant human SOD1 genes (G93A, G37R, G86R, G85R) have been generated, and, despite the existence of other animal models of motor neuron loss, are currently the most highly used models of the disease.
Spinal cord injury (SCI) is a heterogeneous set of conditions resulting from physical trauma to the spinal cord, with functional outcome varying according to the type, location and severity of the injury 7. Nevertheless, approximately half of human SCI cases affect cervical regions, resulting in debilitating respiratory dysfunction due to phrenic motor neuron loss and injury to descending bulbospinal respiratory axons 1. A number of animal models of SCI have been developed, with the most commonly used and clinically-relevant being the contusion 8.
Transplantation of various classes of neural precursor cells (NPCs) is a promising therapeutic strategy for treatment of traumatic CNS injuries and neurodegeneration, including ALS and SCI, because of the ability to replace lost or dysfunctional CNS cell types, provide neuroprotection, and deliver gene factors of interest 9.
Animal models of both ALS and SCI can model many clinically-relevant aspects of these diseases, including phrenic motor neuron loss and consequent respiratory compromise 10,11. In order to evaluate the efficacy of NPC-based strategies on respiratory function in these animal models of ALS and SCI, cellular interventions must be specifically directed to regions containing therapeutically relevant targets such as phrenic motor neurons. We provide a detailed protocol for multi-segmental, intraspinal transplantation of NPCs into the cervical spinal cord ventral gray matter of neurodegenerative models such as SOD1G93A mice and rats, as well as spinal cord injured rats and mice 11.

Neural precursor transplantation is a promising strategy for protecting and/or replacing lost/dysfunctional cervical phrenic motor neurons in spinal cord injury (SCI) and the motor neuron disorder, amyotrophic laterals sclerosis (ALS). We provide a protocol for cell delivery to cervical spinal cord ventral horn in rodent models of ALS and SCI.

Cell Transplantation intraspinale pour le ciblage du col corne ventrale de la sclérose latérale amyotrophique et les lésions de la moelle épinière

Respiratory compromise due to phrenic motor neuron loss is a debilitating consequence of a large proportion of human traumatic spinal cord injury (SCI) ...

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Médecine

Clinical Testing and Spinal Cord Removal in a Mouse Model for Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS)

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal neurodegenerative disorder resulting in progressive degeneration of motoneurons. Peak of onset is around 60 years for the sporadic disease and around 50 years for the familial disease. Due to its progressive course, 50% of the patients die within 30 months of symptom onset. In order to evaluate novel treatment options for this disease, genetic mouse models of ALS have been generated based on human familial mutations in the SOD gene, such as the SOD1 (G93A) mutation. Most important aspects that have to be evaluated in the model are overall survival, clinical course and motor function. Here, we demonstrate the clinical evaluation, show the conduction of two behavioural motor tests and provide quantitative scoring systems for all parameters. Because an in depth analysis of the ALS mouse model usually requires an immunohistochemical examination of the spinal cord, we demonstrate its preparation in detail applying the dorsal laminectomy method. Exemplary histological findings are demonstrated. The comprehensive application of the depicted examination methods in studies on the mouse model of ALS will enable the researcher to reliably test future therapeutic options which can provide a basis for later human clinical trials.

Clinical Testing and Spinal Cord Removal in a Mouse Model for Amyotrophic Lateral Sclerosis ALS

A mouse model for amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is examined clinically and behaviorally. As a prerequisite for an accompanying immunohistological analysis the preparation of the spinal cord is depicted in detail.

Tests cliniques et retrait de la moelle épinière dans un modèle de souris pour la sclérose latérale amyotrophique (SLA)

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal neurodegenerative disorder resulting in progressive degeneration of motoneurons. Peak of onset is around 60 ...

Utility of Dissociated Intrinsic Hand Muscle Atrophy in the Diagnosis of Amyotrophic Lateral Sclerosis

The split hand phenomenon refers to predominant wasting of thenar muscles and is an early and specific feature of amyotrophic lateral sclerosis (ALS). A novel split hand index (SI) was developed to quantify the split hand phenomenon, and its diagnostic utility was assessed in ALS patients. The split hand index was derived by dividing the product of the compound muscle action potential (CMAP) amplitude recorded over the abductor pollicis brevis and first dorsal interosseous muscles by the CMAP amplitude recorded over the abductor digiti minimi muscle. In order to assess the diagnostic utility of the split hand index, ALS patients were prospectively assessed and their results were compared to neuromuscular disorder patients. The split hand index was significantly reduced in ALS when compared to neuromuscular disorder patients (P&#60;0.0001). Limb-onset ALS patients exhibited the greatest reduction in the split&#160;hand index, and a value of 5.2 or less reliably differentiated ALS from other neuromuscular disorders. Consequently, the split&#160;hand index appears to be a novel diagnostic biomarker for ALS, perhaps facilitating an earlier diagnosis.

Dissociated atrophy of intrinsic hand muscles, termed the split hand, appears to be a specific feature of amyotrophic lateral sclerosis (ALS).&#160;Consequently, a novel neurodiagnostic test, termed the split hand&#160;index, was developed to quantify the clinical phenomenon of the split hand, which differentiated ALS from mimic disorders.

Utilitaire de dissocié intrinsèque main atrophie musculaire dans le diagnostic de la sclérose latérale amyotrophique

The split hand phenomenon refers to predominant wasting of thenar muscles and is an early and specific feature of amyotrophic lateral sclerosis (ALS). A ...

The Multiple Sclerosis Performance Test (MSPT): An iPad-Based Disability Assessment Tool

Precise measurement of neurological and neuropsychological impairment and disability in multiple sclerosis is challenging. We report a new test, the Multiple Sclerosis Performance Test (MSPT), which represents a new approach to quantifying MS related disability. The MSPT takes advantage of advances in computer technology, information technology, biomechanics, and clinical measurement science. The resulting MSPT represents a computer-based platform for precise, valid measurement of MS severity. Based on, but extending the Multiple Sclerosis Functional Composite (MSFC), the MSPT provides precise, quantitative data on walking speed, balance, manual dexterity, visual function, and cognitive processing speed. The MSPT was tested by 51 MS patients and 49 healthy controls (HC). MSPT scores were highly reproducible, correlated strongly with technician-administered test scores, discriminated MS from HC and severe from mild MS, and correlated with patient reported outcomes. Measures of reliability, sensitivity, and clinical meaning for MSPT scores were favorable compared with technician-based testing. The MSPT is a potentially transformative approach for collecting MS disability outcome data for patient care and research. Because the testing is computer-based, test performance can be analyzed in traditional or novel ways and data can be directly entered into research or clinical databases. The MSPT could be widely disseminated to clinicians in practice settings who are not connected to clinical trial performance sites or who are practicing in rural settings, drastically improving access to clinical trials for clinicians and patients. The MSPT could be adapted to out of clinic settings, like the patient&#8217;s home, thereby providing more meaningful real world data. The MSPT represents a new paradigm for neuroperformance testing. This method could have the same transformative effect on clinical care and research in MS as standardized computer-adapted testing has had in the education field, with clear potential to accelerate progress in clinical care and research.

The Multiple Sclerosis Performance Test MSPT: An iPad-Based Disability Assessment Tool

Precise measurement of neurological and neuropsychological impairment and disability in multiple sclerosis is challenging. We report methodologic details on a new test, the Multiple Sclerosis Performance Test (MSPT). This new approach to the objective of quantification of MS related disability provides a computer-based platform for precise, valid measurement of MS severity.

Le test de la sclérose en plaques Performance (MSPT): Un outil basé sur iPad évaluation de l&#39;invalidité

Precise measurement of neurological and neuropsychological impairment and disability in multiple sclerosis is challenging. We report a new test, the ...

A Method of Trigonometric Modelling of Seasonal Variation Demonstrated with Multiple Sclerosis Relapse Data

This report describes a novel Stata-based application of trigonometric regression modelling to 55 years of multiple sclerosis relapse data from 46 clinical centers across 20 countries located in both hemispheres. Central to the success of this method was the strategic use of plot analysis to guide and corroborate the statistical regression modelling. Initial plot analysis was necessary for establishing realistic hypotheses regarding the presence and structural form of seasonal and latitudinal influences on relapse probability and then testing the performance of the resultant models. Trigonometric regression was then necessary to quantify these relationships, adjust for important confounders and provide a measure of certainty as to how plausible these associations were. Synchronization of graphing techniques with regression modelling permitted a systematic refinement of models until best-fit convergence was achieved, enabling novel inferences to be made regarding the independent influence of both season and latitude in predicting relapse onset timing in MS. These methods have the potential for application across other complex disease and epidemiological phenomena suspected or known to vary systematically with season and/or geographic location.

Combining plot analysis with trigonometric regression is a robust method for exploring complex, cyclical phenomena such as relapse onset timing in multiple sclerosis (MS). This method enabled unbiased characterisation of seasonal trends in relapse onset permitting novel inferences around the influence of seasonal variation, ultraviolet radiation (UVR) and latitude.

Une méthode de modélisation trigonométrique de variation saisonnière démontrée avec la sclérose en plaques Relapse données

This report describes a novel Stata-based application of trigonometric regression modelling to  55 years of multiple sclerosis relapse data from 46 ...

A Quick Phenotypic Neurological Scoring System for Evaluating Disease Progression in the SOD1-G93A Mouse Model of ALS

The SOD1-G93A transgenic mouse is the most widely used animal model of amyotrophic lateral sclerosis (ALS). At ALS TDI we developed a phenotypic screening protocol, demonstrated in video herein, which reliably assesses the neuromuscular function of SOD1-G93A mice in a quick manner. This protocol encompasses a simple neurological scoring system (NeuroScore) designed to assess hindlimb function. NeuroScore is focused on hindlimb function because hindlimb deficits are the earliest reported neurological sign of disease in SOD1-G93A mice. The protocol developed by ALS TDI provides an unbiased assessment of onset of paresis (slight or partial paralysis), progression and severity of paralysis and it is sensitive enough to identify drug-induced changes in disease progression. In this report, the combination of a detailed manuscript with video minimizes scoring ambiguities and inter-experimenter variability thus allowing for the protocol to be adopted by other laboratories and enabling comparisons between studies taking place at different settings. We believe that this video protocol can serve as an excellent training tool for present and future ALS researchers.

This video protocol describes a sensitive, reliable, and quick method for evaluating the neuromuscular deficits in a transgenic mouse model of amyotrophic lateral sclerosis.

Un système de notation rapide phénotypique pour l&#39;évaluation neurologique de progression de la maladie dans la SOD1 G93A modèle de souris de la SLA

The SOD1-G93A transgenic mouse is the most widely used animal model of amyotrophic lateral sclerosis (ALS). At ALS TDI we developed a phenotypic screening ...

A Protocol for the Use of Remotely-Supervised Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) in Multiple Sclerosis (MS)

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique that uses low amplitude direct currents to alter cortical excitability. With well-established safety and tolerability, tDCS has been found to have the potential to ameliorate symptoms such as depression and pain in a range of conditions as well as to enhance outcomes of cognitive and physical training. However, effects are cumulative, requiring treatments that can span weeks or months and frequent, repeated visits to the clinic. The cost in terms of time and travel is often prohibitive for many participants, and ultimately limits real-world access. 
Following guidelines for remote tDCS application, we propose a protocol that would allow remote (in-home) participation that uses specially-designed devices for supervised use with materials modified for patient use, and real-time monitoring through a telemedicine video conferencing platform. We have developed structured training procedures and clear, detailed instructional materials to allow for self- or proxy-administration while supervised remotely in real-time. The protocol is designed to have a series of checkpoints, addressing attendance and tolerability of the session, to be met in order to continue to the next step. The feasibility of this protocol was then piloted for clinical use in an open label study of remotely-supervised tDCS in multiple sclerosis (MS). This protocol can be widely used for clinical study of tDCS.

A Protocol for the Use of Remotely-Supervised Transcranial Direct Current Stimulation tDCS in Multiple Sclerosis MS

The goal of this pilot study is to describe a protocol for the remotely-supervised delivery of transcranial direct current stimulation (tDCS) so that the procedure maintains standards of in-clinic practice, including safety, reproducibility, and tolerability. The feasibility of this protocol was tested in participants with multiple sclerosis (MS).

Un protocole pour l&#39;utilisation de la distance-Supervisé transcrânienne à courant de stimulation (STCC) dans la sclérose en plaques (MS)

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique that uses low amplitude direct currents to alter cortical ...

Robotic Lateral Pancreaticojejunostomy for Chronic Pancreatitis

Lateral pancreaticojejunostomy (LPJ) has shown good postoperative outcomes in patients with painful, morphine dependent, chronic pancreatitis (CP). The recent rise of robotic and laparoscopic pancreatic surgery has found benefits such as reduced time to functional recovery. Few studies have reported on the feasibility, technique and outcome of robotic LPJ, especially including transection of the gastroduodenal artery. The present study describes the main steps for robotic LPJ in a patient with painful chronic pancreatitis with a dilated main pancreatic duct. The patient underwent robotic LPJ. The LPJ anastomosis is performed using a running suture technique in a longitudinal side-to-side manner. Routinely, the gastroduodenal artery is transected to drain the entire length of the main pancreatic duct. The patient is in French position; 7 trocars are placed (4 robotic, 2 laparoscopic assistants, 1 liver-retractor). After docking of the robot system, the omental bursa is opened, and the right gastroepiploic artery and vein are ligated at their base at the lower border of the pancreas. Intraoperative ultrasonography is performed in order to determine trajectory of the dilated main pancreatic duct which is opened for its entire length after the gastroduodenal artery has been suture ligated both cranially and caudally from the main pancreatic duct. A Roux limb is created, and a latero-lateral PJ is fashioned using several 3-0 barbed sutures. A stapled jejuno-jejunostomy is created at sufficient distance from the pancreatic anastomosis, aided by a 50 cm suture. The described technique for robotic LPJ is a complex but feasible operation for patients with treatment refractory CP and a dilated main pancreatic duct. Due to its complexity, implementation in high volume centers with extensive experience with CP surgery may improve outcomes.

Robotic lateral pancreaticojejunostomy (RLPJ) may be used in patients with painful, morphine dependent, chronic pancreatitis and a dilated main pancreatic duct. We describe a standardized and reproducible technique for RLPJ, which includes transection of the gastroduodenal artery.

Pancreaticojejunostomy latéral robotique pour la pancréatite chronique

Lateral pancreaticojejunostomy (LPJ) has shown good postoperative outcomes in patients with painful, morphine dependent, chronic pancreatitis (CP). The ...

Using a Chemical Biopsy for Graft Quality Assessment

Kidney transplantation is a life-saving treatment for a large number of people with end-stage renal dysfunction worldwide. The procedure is associated with an increased survival rate and greater quality of patient&#8217;s life when compared to conventional dialysis. Regrettably, transplantology suffers from a lack of reliable methods for organ quality assessment. Standard diagnostic techniques are limited to macroscopic appearance inspection or invasive tissue biopsy, which do not provide comprehensive information about the graft. The proposed protocol aims to introduce solid phase microextraction (SPME) as an ideal analytical method for comprehensive metabolomics and lipidomic analysis of all low molecular compounds present in kidneys allocated for transplantation. The small size of the SPME probe enables performance of a chemical biopsy, which enables extraction of metabolites directly from the organ without any tissue collection. The minimum invasiveness of the method permits execution of multiple analyses over time: directly after organ harvesting, during its preservation, and immediately after revascularization at the recipient&#8217;s body. It is hypothesized that the combination of this novel sampling method with a high-resolution mass spectrometer will allow for discrimination of a set of characteristic compounds that could serve as biological markers of graft quality and indicators of possible development of organ dysfunction.

The protocol presents utilization of the chemical biopsy approach followed by comprehensive metabolomic and lipidomic analysis for quality assessment of kidney grafts allocated for transplantation.

Utilisation d’une biopsie chimique pour l’évaluation de la qualité de la greffe

Kidney transplantation is a life-saving treatment for a large number of people with end-stage renal dysfunction worldwide. The procedure is associated ...

Magnetic Resonance Imaging of Multiple Sclerosis at 7.0 Tesla

The overall goal of this article is to demonstrate a state-of-the-art ultrahigh field (UHF) magnetic resonance (MR) protocol of the brain at 7.0 Tesla in multiple sclerosis (MS) patients. MS is a chronic inflammatory, demyelinating, neurodegenerative disease that is characterized by white and gray matter lesions. Detection of spatially and temporally disseminated T2-hyperintense lesions by the use of MRI at 1.5 T and 3 T represents a crucial diagnostic tool in clinical practice to establish accurate diagnosis of MS based on the current version of the 2017 McDonald criteria. However, the differentiation of MS lesions from brain white matter lesions of other origins can sometimes be challenging due to their resembling morphology at lower magnetic field strengths (typically 3 T). Ultrahigh field MR (UHF-MR) benefits from increased signal-to-noise ratio and enhanced spatial resolution, both key to superior imaging for more accurate and definitive diagnoses of subtle lesions. Hence, MRI at 7.0 T has shown encouraging results to overcome the challenges of MS differential diagnosis by providing MS-specific neuroimaging markers (e.g., central vein sign, hypointense rim structures and differentiation of MS grey matter lesions). These markers and others can be identified by other MR contrasts other than T1 and T2 (T2*, phase, diffusion) and substantially improve the differentiation of MS lesions from those occurring in other neuroinflammatory conditions such as neuromyelitis optica and Susac syndrome. In this article, we describe our current technical approach to study cerebral white and grey matter lesions in MS patients at 7.0 T using different MR acquisition methods. The up-to-date protocol includes the preparation of the MR setup including the radio-frequency coils customized for UHF-MR, standardized screening, safety and interview procedures with MS patients, patient positioning in the MR scanner and acquisition of dedicated brain scans tailored for examining MS.

Here, we present a protocol to acquire magnetic resonance (MR) images of multiple sclerosis (MS) patient brains at 7.0 Tesla. The protocol includes preparation of the setup including the radio-frequency coils, standardized interview procedures with MS patients, subject positioning in the MR scanner and MR data acquisition.

Imagerie par résonance magnétique de la sclérose en plaques à 7,0 Tesla

The overall goal of this article is to demonstrate a state-of-the-art ultrahigh field (UHF) magnetic resonance (MR) protocol of the brain at 7.0 Tesla in ...