Name: cmap scan mune (mscan) - a novel motor unit number estimation (mune) method
Uploaded: 2018-06-07T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 25 s
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この研究は、ルンドベック財団によって主に財政的に支えられました。
また、クヌート og エディス Eriksens Mindefond、Søster og ヴェルナー ・ Lipperts が好き、Fonden Lægevidenskabens Fremme とオーエラムスセン og ゴマ Johanne ルイ ハンセンが好きこの研究サポートします。

すべての科目は、試験の前に彼らの書面による同意を与える必要があります、記録プロトコルは適切なローカル倫理レビュー ボードによって承認されなければなりません。ここで説明するすべての方法は、地域の科学の倫理委員会およびデンマークのデータ保護局によって承認されました。
注意: 録音ソフトウェアの一部である"TRONDNF"記録プロトコルで作られて (材料の表を参照してください)。使用される他の装置が双極刺激、50 Hz ノイズ除去装置、アンプ、アナログ-ディジタル (A/D) ボード (筋電図 (EMG) 活動のフィードバックのためのオーディオ アンプもお勧めし、中に音を遮断するにはボックス、ミュート電気刺激)。モーター ユニット番号 MScan 法による推定は、3 つの段階を含む: 1) 準備 (神経興奮性検査)、主題の 2) CMAP スキャンを記録し、3) MScan ソフトウェアを使って結果を分析します。以下の記録手順はソフトウェアや使用楽器に固有 (材料の表を参照)。これらは、他のソフトウェアやハードウェアに合わせる必要があります。
1. 件名の準備
<ol><li>彼らが調査する疾患群以外 (特に神経障害、手根管症候群)、神経系疾患の任意の歴史を持っていないことを確認する対象を画面します。</li>
	<li>件名に検査および承諾要求について詳細に指示します。<ol>
<li>件名を知らせる、録音が開始されると、パワーは、段階的な減少が続く最大徐々 に増加が、検査は約 5-6 分になります。</li>
		<li>件名は、手と指でくすぐり感を経験することを説明します。</li>
		<li>記録中の任意の時点ですぐに電源が遮断されますの主題があまりにも多くの不快感を感じている場合に、その対象に通知します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>きれいに件名's 手および前腕の皮膚を準備するゲルとアルコール。</li>
	<li>外転筋短母指筋と参照電極 (図 1) 親指の中手指節関節の上、アクティブに記録電極を配置します。</li>
	<li>手背部に接地電極を配置します。</li>
	<li>これらの電極を前置増幅器 (図 1) に接続します。</li>
	<li>ノイズや随意運動 (図 1) による工芸品をなくすに一緒に指をテープします。</li>
	<li>地球温暖化ランプと 32 ° C と 36 ° C の間の皮膚温を維持します。</li>
</ol>2. 記録 CMAP スキャン
注:下記すべてのソフトウェア操作、ソフトウェアおよび使用楽器に固有 (材料の表を参照)。これらは、他のソフトウェアやハードウェアに合わせる必要があります。
<ol><li>半自動のコンピューター化されたシステムを起動します。</li>
	<li>'録画プロトコルを選択' フォームから'MScan R'記録プロトコルを選択します。</li>
	<li>前置増幅器および刺激のデフォルト設定を受け入れます。</li>
	<li>'記録パラメーターを選択' フォーム '出力ファイル' ボックスに 2 文字または 3 文字演算子プレフィックスを入力して"" [ok] ボタンをクリックします。</li>
	<li>プログラムには、生 EMG 入力が表示されたら、いずれかの'MScan パラメーター' (スキャン ステップ、刺激間隔と刺激幅) を手動で選択または既定パラメーターを受け入れる: 刺激幅 0.2 ms、0.2% と interstimulus のスキャン手順0.5 の間隔は s の"" [ok] をクリックしてまたは""のエスケープ キーを押します。 注: 既定のパラメーターは、この研究では受け入れられました。フィルターの設定が 3 Hz-3 kHz。</li>
	<li>最小のしきい値のサイトを見つけるための手首で正中神経に変え双極刺激電極を配置します。"刺激を開始する" [ok] をクリックします。</li>
	<li>次の表示は、刺激 (当初 15% 最大出力) と筋電図の応答;最小しきい値(最大応答)のサイトを見つけるための電極位置を調整します。CMAP の形ができればダイフェーズ単一ピークを持つことを確認する必要な場合は、記録電極の位置を調整します。必要に応じて、調整''挿入刺激強度と''削除キー。".を続行する" [ok] をクリックします。
</li>
	<li>マゼンタ水平線で示される、応答は測定される、'ウィンドウ' と '更新' の応答が表示されます。(ベースラインを示します) ウィンドウの前に短い緑の線は刺激アーチファクトと応答の平坦な線であることを確認します。必要に応じて、マウスの右ボタンを押すことによってウィンドウの開始を設定されている場合は、右にカーソルをドラッグし、ウィンドウの最後のボタンを離します。 注: CMAP ピーク高さは、ウィンドウ内で上昇のピークにベースラインから測定し、青色の縦線で示されます。 ""を続行する [ok] をクリックします。</li>
	<li>カソード電極を刺激非分極性接着剤を変え電極を交換し、アノード近位正中神経; に沿って 2 cm の場所ボトム トレースは今高利得筋を示しています。自発活動を最小限に抑えるために彼らの手の最もリラックスした位置を見つけるために対象をお勧めします。""を続行する [ok] をクリックします。</li>
	<li>現在の刺激は CMAP; の最大振幅のレベルの上まで""キーを押すことによって手動で刺激強度を増加しなさいまず、増加 3% ずつ刺激強度の微調整し 1% の使用手順。</li>
	<li>CMAP のスキャンを開始する"" [ok] ボタンをクリックする前にウィンドウとピークの測定をチェックします。</li>
	<li>20 激刺激 (事前スキャン) に対する応答が記録された後刺激強度 20 概念地図のさらに設定し、認識できるような運動反応がされなくなるまで激刺激から、小さなステップで自動的に減少したことに注意してください。(後スキャン) が記録されます。 注: データは' 'CMAP スキャンまたは x 軸の y 軸と刺激の強さの運動反応の振幅と詳細な刺激応答曲線としてプロットされます。、健常者にこれは ALS、ようにモーター単位の数が減少患者における曲線開発ステップの外観 (図 2) に対し、S 字カーブを作成します。</li>
	<li>ミュート ボックスから達成からのフィードバックだけでなく、それは主題はリラックスした場合は左側中央のパネルで確認することがわかります。(変更)、パネル左上と左下パネル、刺激強度 (しきい値) 増減 CMAP を見てください。右側の CMAP のスキャンに従ってください。</li>
	<li>繰り返しスキャンが必要でない限り、 "を右下隅で OK"ボタンをクリックして、データを保存、記録を終了します。 注: 完了するとき、'伝説とスケーリング' フォームすべての疑問符を置換する必要があります。</li>
</ol>3 MScan 解析
注:下記すべてのソフトウェア操作、ソフトウェアおよび使用楽器に固有 (材料の表を参照)。これらは、他のソフトウェアやハードウェアに合わせる必要があります。
<ol><li>
CMAP スキャン モデルを当てはめ
	<ol>
<li>記録、オフライン起動解析プログラムを分析し、 "" [ok] を選択するをクリックして、解析.の最後の録音
</li>
		<li>"をクリックしては、 'フィット MScan QZD ファイル" "MScanFit"メニューからを選択します。 注: 1 つは代わりに"MEM ファイル"に合う MScan を選択できます。Alo CMAP スキャン、ここで使われている異なる機器で記録された場合に、 "(mA mV) dat"に合う MScan を選択することです。DAT ファイルの作成方法は後述します。</li>
		<li>プログラム最初予備モデルを生成し、フィットを最適化になることを確認します。'最適化' ボックスでマルチカラーの進行状況バーが完了し、 ""ストップ ボタンが灰色になるまでには、ユーザーの介入は不要です。</li>
		<li>予備のモデルは、モデルに由来する斜面と分散スキャンの連続の部分上の最初の推測を提供します。(黒) の元のスキャンと (マゼンタ) モデルから生成されたスキャンを左右に並べてプロット可能性がありますに注意してください。テキスト表示とディスプレイの代替モデルとモデルの改善に従ってください。 注: ディスプレイの代替は、いつでも選択します。 'としてプロット振幅'、および '印刷タイプ' ボックス 'プロットするデータ」のオプションに従って時間。</li>
		<li>シリアル調整シミュレーション信号や記録の CMAP スキャン16の違いを最小限にすることによって記録された CMAP にフィットを向上するための最適化を実行します。 注: 詳細15で前述したように、予備のモデルから始まる連続でいくつかの最適化が実行されます。最適化は、単位数を増加する場合、スキャンをフィッティングの次の試みを開始より多くのユニットを使用してモデルを生成することによって最初の最適化は、単位の数を減少する場合 2 番目の試みから始まります少ない単位でモデルに対し。すべてがうまくいけば場合、最適化プロシージャのスキャンに合わせてユニットの最適な数のゼロします。</li>
		<li>最適化の手順を実行すると、最適化パネルもマルチカラー プログレス バーが表示に注意してください。</li>
		<li>"プロット タイプ"箱、すなわち等高線、エラー v N ユニット、モデルの単位、累積的な振幅で異なるプロット オプションを使用して、最適化プロセスに従ってください。 注: 最適化処理中にモデルの変更は継続的に最新のモデルによると更新し、異なるプロット オプションとテキスト表示のモデルで改善が続くことがあります。<ol>
<li>等高線図<ol>
<li>ぼかしポイントと15x と y の分布の違いに基づくエラー スコアを生成するモデルの精度を評価するために等高線図を利用します。記録とモデルとの違いを表示する Diff 選択""と""等高線表示 CMAP を等高線地図としてスキャンします。最適化プロセスは、最小限にしようとするこれらの違いです。 注: '等高線図' 与えられた刺激を与えられた応答を得ることの確率密度ができます。エラー スコア元とモデルのコンター マップの違いに依存してこれはプロット型パネルで'トップ'の差分オプション パネルと輪郭のプロット' 'を選択して視覚化できます。赤の線は、元のスキャンでポイントの高い密度があったし、緑の線を示すモデルのスキャンでより多くのポイントを示します。上部に差分プロットは、最大エラーが見つかりました、刺激強度を示します。</li>
			</ol>
</li>
			<li>エラー v N ユニット<ol>
<li>ログ'エラー v N ユニット'プロットを選択して最適化手順に従います。最適化の手順の各段階は、 ''の最適化パネル内のバーに対応する、別の色でプロットされます。</li>
			</ol>
</li>
			<li>モデルの単位<ol>
<li>これを使用して、モデルの異なる軸索の採用によって平均 CMAP 振幅がどのように構成は上の部分は、ピーク振幅と個々 の運動単位のしきい値分布を示しています。</li>
			</ol>
</li>
			<li>累積的な振幅<ol>
<li>単位はしきい値ではなく、サイズを増やすの順序でプロットされますに注意してください。黒い曲線は、赤色の曲線は、累積的な振幅を表示中に累積ユニット数がプロットされます。</li>
			</ol>
</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>最適化プロセスが完了したら、MScanFit テキスト ディスプレイの分析の結果を表示します。利用可能な MScan パラメーター、すなわち単位、平均振幅、最大単位数は、テキストの表示に表示されます。</li>
	<li>"をさらに解析の MEM ファイルにモデルを保存する 'フィットを MEM ファイルに保存' ボックスで OK"ボタンをクリックします。</li>
</ol>4. CMAP は胸を使用してスキャンします。DAT ファイル
注: ソフトウェアの代替、無料版 CMAP スキャン他の装置によって記録の分析が可能。 にします。
<ol><li>分析する CMAP スキャンを含む a.DAT ファイルを生成します。 注: これは mA で 1 つの列と別の列の mV で CMAP 振幅で刺激強度と標準的な 2 列の形式でテキスト ファイルをする必要があります。</li>
	<li>適切なを生成します。DAT ファイルをテキスト編集ソフトウェア、スプレッドシート ファイルから 2 つの列にコピーし、として、拡張子を指定します。DAT よりもむしろ。TXT。<ol>
<li>スタンドアロン プログラムを起動し、選択した後、前述したように MScan 分析の他のすべての手順を実行します。DAT ファイル。</li>
	</ol>
</li>
	<li>大学大学ロンドン FTP サイトでフリーウェア プログラム、マニュアル、および標本データを検索する (ホスト: 144.82.46.62、ユーザー名: QtracW、パスワード: Hg32wK5e)。</li>
</ol>

<ol>
	<li>Sherrington, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=REMARKS+ON+THE+FOREGOING+LETTER.">REMARKS ON THE FOREGOING LETTER.</a> Can. Med. Assoc. J. 20, 66-67 (1929).</li><li>Gooch, C. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+unit+number+estimation:+a+technology+and+literature+review.">Motor unit number estimation: a technology and literature review.</a> Muscle Nerve. 50, 884-893 (2014).</li><li>McComas, A. J., Fawcett, P. R., Campbell, M. J., Sica, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiological+estimation+of+the+number+of+motor+units+within+a+human+muscle.">Electrophysiological estimation of the number of motor units within a human muscle.</a> J Neurol Neurosur Ps. 34, 121-131 (1971).</li><li>Oge, A. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+unit+number+estimation+in+transected+peripheral+nerves.">Motor unit number estimation in transected peripheral nerves.</a> Neurol Res. 32, 1072-1076 (2010).</li><li>Doherty, T. J., Brown, W. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+estimated+numbers+and+relative+sizes+of+thenar+motor+units+as+selected+by+multiple+point+stimulation+in+young+and+older+adults.">The estimated numbers and relative sizes of thenar motor units as selected by multiple point stimulation in young and older adults.</a> Muscle Nerve. 16, 355-366 (1993).</li><li>Bromberg, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+unit+estimation:+reproducibility+of+the+spike-triggered+averaging+technique+in+normal+and+ALS+subjects.">Motor unit estimation: reproducibility of the spike-triggered averaging technique in normal and ALS subjects.</a> Muscle Nerve. 16, 466-471 (1993).</li><li>Lomen-Hoerth, C., Slawnych, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Statistical+motor+unit+number+estimation:+from+theory+to+practice.">Statistical motor unit number estimation: from theory to practice.</a> Muscle Nerve. 28, 263-272 (2003).</li><li>Unlusoy Acar, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decline+of+compound+muscle+action+potentials+and+statistical+MUNEs+during+Wallerian+degeneration.">Decline of compound muscle action potentials and statistical MUNEs during Wallerian degeneration.</a> Neurophysiol. Clin. 44, 257-265 (2014).</li><li>Henderson, R. D., Ridall, P. G., Hutchinson, N. M., Pettitt, A. N., McCombe, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bayesian+statistical+MUNE+method.">Bayesian statistical MUNE method.</a> Muscle Nerve. 36, 206-213 (2007).</li><li>Ridall, P. G., Pettitt, A. N., Henderson, R. D., McCombe, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+unit+number+estimation--a+Bayesian+approach.">Motor unit number estimation--a Bayesian approach.</a> Biometrics. 62, 1235-1250 (2006).</li><li>Nandedkar, S. D., Nandedkar, D. S., Barkhaus, P. E., Stalberg, E. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+unit+number+index+(MUNIX).">Motor unit number index (MUNIX).</a> IEEE Trans. Biomed. Eng. 51, 2209-2211 (2004).</li><li>Neuwirth, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+Unit+Number+Index+(MUNIX):+a+novel+neurophysiological+marker+for+neuromuscular+disorders;+test-retest+reliability+in+healthy+volunteers.">Motor Unit Number Index (MUNIX): a novel neurophysiological marker for neuromuscular disorders; test-retest reliability in healthy volunteers.</a> Clin. Neurophysiol. 122, 1867-1872 (2011).</li><li>Jacobsen, A. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reproducibility,+and+sensitivity+to+motor+unit+loss+in+amyotrophic+lateral+sclerosis,+of+a+novel+MUNE+method:+MScanFit+MUNE.">Reproducibility, and sensitivity to motor unit loss in amyotrophic lateral sclerosis, of a novel MUNE method: MScanFit MUNE.</a> Clin neurophysiol. 128, 1380-1388 (2017).</li><li>Maathuis, E. M., Drenthen, J., Visser, G. H., Blok, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reproducibility+of+the+CMAP+scan.">Reproducibility of the CMAP scan.</a> J. Electromyogr. Kinesiol. 21, 433-437 (2011).</li><li>Sleutjes, B. T. H. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CMAP+scan+discontinuities:+automated+detection+and+relation+to+motor+unit+loss.">CMAP scan discontinuities: automated detection and relation to motor unit loss.</a> Clin Neurophysiol. 125, 388-395 (2014).</li><li>Bostock, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimating+motor+unit+numbers+from+a+CMAP+scan.">Estimating motor unit numbers from a CMAP scan.</a> Muscle Nerve. 53, 889-896 (2016).</li><li>DeLong, E. R., DeLong, D. M., Clarke-Pearson, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparing+the+areas+under+two+or+more+correlated+receiver+operating+characteristic+curves:+a+nonparametric+approach.">Comparing the areas under two or more correlated receiver operating characteristic curves: a nonparametric approach.</a> Biometrics. 44, 837-845 (1988).</li><li>Hanley, J. A., McNeil, B. 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+method+of+comparing+the+areas+under+receiver+operating+characteristic+curves+derived+from+the+same+cases.">A method of comparing the areas under receiver operating characteristic curves derived from the same cases.</a> Radiology. 148, 839-843 (1983).</li><li>Farschtschi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscle+action+potential+scans+and+ultrasound+imaging+in+neurofibromatosis+type+2+:+CMAP+Scans+and+Nerve+Imaging+in+NF2.">Muscle action potential scans and ultrasound imaging in neurofibromatosis type 2 : CMAP Scans and Nerve Imaging in NF2.</a> Muscle Nerve. 55, 350-358 (2017).</li></ol>

利害の対立: HB は本研究で使用される彼の Qtrac ソフトウェアの売り上げ高は UCL からロイヤリティを受け取る。他の著者は利害対立の可能性があります。すべての著者は、最後の記事を承認しました。

プロトコルの中で重要なステップ:MScan は非常に自動化されたプロシージャが、一貫性のある結果を得るための注意 EMG のすべてのメソッドとする必要があります。準備段階では、CMAP のスキャン中に自発活動または動き工芸品、CMAP のスプリアスの差異を紹介し、予備モデルの生成以来、緩和を達成するために重要です。
変更とトラブルシューティング...

モーター システムの動きはそれをアクティブに筋線維とともに個別運動神経線維を参照しているモーターのユニットに依存して運動単位数は前角細胞または軸索11 つの筋を支配する数。除神経と神経再生過程における健全な軸索は担保発芽で失われる軸索の役割を引き継ぐ。したがって、複合筋活動電位 (CMAP) 振幅はモーター ユニットの損失の程度について必要な情報を与えない。CMAP 振幅運動単位の 50% 以上が失われたときに開始します。同様に、異常な自発的な活動や運動単位電位 (MUP) 変更の大きさは、神経性とは関連しません。
全体的にみて、運動単位数の単純な直接の測定は、電気生理学的手法はありません。運動単位数 (胸) の推定値は下位運動ニューロンの損失2を評価するために使用されます。胸のいくつかの方法は、増分刺激胸復刻3によって 1971 年に導入された最初の方法の実施以来、開発されています。ほとんどのメソッドは、いくつかの表面に記録された運動単位電位 (sMUP) を測定し、平均 sMUP 振幅最大 CMAP を分割に基づいてされています。このようなメソッドは、増分刺激4、複数ポイント刺激 (MPS)5、スパイク発生平均6 をなど。他の胸の方法は、刺激の7,8,9,10への応答の運動単位の発火の確率論的性質に基づく統計的手法を使用しています。この変動は、CMAP の応答のサイズの変動につながる運動単位のさまざまな組み合わせを発生させることを意味します。モーター ユニット番号インデックス (Munix) はより最近 sMUP11,12の平均サイズを予測する随意収縮中に記録された干渉パターンを使用してメソッドを紹介します。
これらの胸のメソッドは、すべては主観の存在など、1 つ以上の制限 CMAP 振幅絶対値の結果を分析するために必要な長い時間や十分なユニットをサンプルに必要な長い時間単位選択のバイアス依存性に苦しみます。新しい胸法は最近開発され、'CMAP スキャン胸'13これらの制限を克服するために (MScan)。このメソッドでは、詳細な刺激-反応曲線または CMAP スキャン14,15で測定されるように、CMAP にもすべてのユニットの貢献を考慮して単位の選択に固有の問題を回避できます。また、新しいアルゴリズム16を使用すると同様、モデル当てはめ法9,10の拡張分析時間を回避できます。最近の研究では、運動単位数推定で MScan の再現性は、MPS 胸と Munix13の 2 つのより伝統的な方法より優れていた。さらに、MScan は、MPS 胸や Munix よりも以前の段階の筋萎縮性側索硬化症 (ALS) のモーター ユニットの損失を示すことができます。MScan は、MPS 胸よりも速く、Munix13早くだった。
本稿では、MScan の方法を詳しくについて説明します。また、以前に報告されたイントラ間 rater の再現性 MScan ALS および健康な対照被験者13メソッドが計画研究のために適切であるかどうかを判断するリーダーを有効にする可能性があります患者をまとめたものです。

<table><tbody><tr><td>QtracW software</td><td>Digitimer Ltd (copyright Institute of Neurology, University College, London)</td><td>QtracW</td><td></td></tr><tr><td>MScanFit</td><td>Digitimer Ltd (copyright Institute of Neurology, University College, London)</td><td>QtracW</td><td></td></tr><tr><td>DS5 bipolar stimulator</td><td>Digitimer Ltd</td><td>DS5</td><td></td></tr><tr><td>D440 amplifier</td><td>Digitimer Ltd</td><td>D440-2 (2 channel) or D440-4 (4 channel)</td><td></td></tr><tr><td>HumBug Noise Eliminator</td><td>Digitimer Ltd</td><td>Humbug</td><td></td></tr><tr><td>Analogue-to-digital (A/D) board</td><td>National Instruments</td><td>NI-6221</td><td></td></tr></tbody></table>

cmap scan mune (mscan) - a novel motor unit number estimation (mune) method

運動単位数推定 (胸)、その他のメソッドが化合物のような筋活動電位 (CMAP) スキャン胸 (MScan) は筋肉の機能のモーター単位の数を推定する非侵襲的電気生理学的手法です。胸は、神経障害と neuronopathies の評価のための重要なツールです。使用中ほとんど胸メソッドとは異なり MScan 詳細な刺激-反応曲線モデル当てはめによる、筋肉のすべての運動単位を評価するまたは CMAP をスキャンします。単位の小さなサンプルから推定することに基づいてすべての胸メソッドに固有のバイアスを回避します。' ベイズ胸、「モデルのあてはめによる MScan の分析機能から成っている別々 の振幅しきい値、およびしきい値変動と運動単位がフィッティング法とは異なり、完成したいくつかの時間ではなく、5 分内。MScan オフライン解析が 2 段階で動作します: 最初に、斜面とスキャンのポイントの分散に基づく予備的モデルが生成され、このモデルは、元のスキャン間の適合を改善するためにすべてのパラメーターを調整することによって調整し、第二とモデルによって生成されるスキャン。
この新しいメソッドは、再現性がテストされているし、2 つの盲目の医師によって二度繰り返される筋萎縮性側索硬化症 (ALS) 患者の 22 と 20 の健康的なコントロールは、各テストの時間を記録します。MScan を示した優れた内間 rater 再現性の ICC 値 > 0.98 と平均 12.3 ± 1.6% 変動係数。2 つのオブザーバーのオペレーター内再現性の違いはありませんでした。平均記録時間があった 6.27 ± 0.27 分。
このプロトコルでは、CMAP スキャンを記録する方法と MScan ソフトウェアを使用して機能の運動単位のサイズと数の推定値を派生する方法について説明します。MScan は、診断と神経筋疾患で病気の進行を監視に役立つ可能性があります高速、便利で、再現性のある方法です。

最近の研究では、MScan メソッドが 2 つの確立された手法と比較した次の結果を得た: 複数のポイント刺激胸 (MPS) とモーター ユニット番号インデックス (Munix)13。結果はこのプロトコルで記述されている技術、優れた再現性と一貫性のある結果を達成することができます。メソッドは、CMAP より病気の早い段階で健常者から ALS 患者を区別できる、迅速?...

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CMAP Scan MUNE MScan - A Novel Motor Unit Number Estimation MUNE Method

このプロトコルでは、複合筋活動電位の詳細な刺激-反応曲線にモデル当てはめによる、筋運動単位の機能の数を推定する手法について説明します。それでは、迅速かつ簡単に分析を行い、優れた再現性。

CMAP スキャン胸 (MScan) - 小説の運動単位数推定 (胸) 法

Like other methods for motor unit number estimation (MUNE), compound muscle action potential (CMAP) scan MUNE (MScan) is a non-invasive electrophysiologic ...

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

CMAP Scan MUNE (MScan) - A Novel Motor Unit Number Estimation (MUNE) Method

12.2K ビュー.  Aarhus University Hospital. このプロトコルでは、複合筋活動電位の詳細な刺激-反応曲線にモデル当てはめによる、筋運動単位の機能の数を推定する手法について説明します。それでは、迅速かつ簡単に分析を行い、優れた再現性。

ビデオ: CMAP Scan MUNE MScan - A Novel Motor Unit Number Estimation MUNE Method

Electrophysiological Motor Unit Number Estimation (MUNE) Measuring Compound Muscle Action Potential (CMAP) in Mouse Hindlimb Muscles

Compound muscle action potential (CMAP) and motor unit number estimation (MUNE) are electrophysiological techniques that can be used to monitor the functional status of a motor unit pool in vivo. These measures can provide insight into the normal development and degeneration of the neuromuscular system. These measures have clear translational potential because they are routinely applied in diagnostic and clinical human studies. We present electrophysiological techniques similar to those employed in humans to allow recordings of mouse sciatic nerve function. The CMAP response represents the electrophysiological output from a muscle or group of muscles following supramaximal stimulation of a peripheral nerve. MUNE is an electrophysiological technique that is based on modifications of the CMAP response. MUNE is a calculated value that represents the estimated number of motor neurons or axons (motor control input) supplying the muscle or group of muscles being tested. We present methods for recording CMAP responses from the proximal leg muscles using surface recording electrodes following the stimulation of the sciatic nerve in mice. An incremental MUNE technique is described using submaximal stimuli to determine the average single motor unit potential (SMUP) size. MUNE is calculated by dividing the CMAP amplitude (peak-to-peak) by the SMUP amplitude (peak-to-peak). These electrophysiological techniques allow repeated measures in both neonatal and adult mice in such a manner that facilitates rapid analysis and data collection while reducing the number of animals required for experimental testing. Furthermore, these measures are similar to those recorded in human studies allowing more direct comparisons.

Electrophysiological Motor Unit Number Estimation MUNE Measuring Compound Muscle Action Potential CMAP in Mouse Hindlimb Muscles

We present refined protocols that allow in vivo monitoring of motor unit function in the mouse. Techniques to measure compound muscle action potential (CMAP) and motor unit number estimation (MUNE) in the mouse hind limb muscles innervated by the sciatic nerve are described.

電気生理学的運動単位数の推定（MUNE）マウス後肢の筋肉に複合筋活動電位（CMAP）の測定

Compound muscle action potential (CMAP) and motor unit number estimation (MUNE) are electrophysiological techniques that can be used to monitor the ...

行動学

Evaluation of Respiratory Muscle Activation Using Respiratory Motor Control Assessment (RMCA) in Individuals with Chronic Spinal Cord Injury

During breathing, activation of respiratory muscles is coordinated by integrated input from the brain, brainstem, and spinal cord. When this coordination is disrupted by spinal cord injury (SCI), control of respiratory muscles innervated below the injury level is compromised1,2 leading to respiratory muscle dysfunction and pulmonary complications. These conditions are among the leading causes of death in patients with SCI3. Standard pulmonary function tests that assess respiratory motor function include spirometrical and maximum airway pressure outcomes: Forced Vital Capacity (FVC), Forced Expiratory Volume in one second (FEV1), Maximal Inspiratory Pressure (PImax) and Maximal Expiratory Pressure (PEmax)4,5. These values provide indirect measurements of respiratory muscle performance6. In clinical practice and research, a surface electromyography (sEMG) recorded from respiratory muscles can be used to assess respiratory motor function and help to diagnose neuromuscular pathology. However, variability in the sEMG amplitude inhibits efforts to develop objective and direct measures of respiratory motor function6. Based on a multi-muscle sEMG approach to characterize motor control of limb muscles7, known as the voluntary response index (VRI)8, we developed an analytical tool to characterize respiratory motor control directly from sEMG data recorded from multiple respiratory muscles during the voluntary respiratory tasks. We have termed this the Respiratory Motor Control Assessment (RMCA)9. This vector analysis method quantifies the amount and distribution of activity across muscles and presents it in the form of an index that relates the degree to which sEMG output within a test-subject resembles that from a group of healthy (non-injured) controls. The resulting index value has been shown to have high face validity, sensitivity and specificity9-11. We showed previously9 that the RMCA outcomes significantly correlate with levels of SCI and pulmonary function measures. We are presenting here the method to quantitatively compare post-spinal cord injury respiratory multi-muscle activation patterns to those of healthy individuals.

Evaluation of Respiratory Muscle Activation Using Respiratory Motor Control Assessment RMCA in Individuals with Chronic Spinal Cord Injury

The purpose of this publication is to present our original work on a multi-muscle surface electromyographic approach to quantitatively characterize respiratory muscle activation patterns in individuals with chronic spinal cord injury using vector-based analysis.

慢性脊髄損傷患者で呼吸器モータ制御評価（RMCA）を使用して呼吸筋活動の評価

During breathing, activation of respiratory muscles is coordinated by integrated input from the brain, brainstem, and spinal cord. When this coordination ...

医学

Simultaneous Intracellular Recording of a Lumbar Motoneuron and the Force Produced by its Motor Unit in the Adult Mouse In vivo

The spinal motoneuron has long been a good model system for studying neural function because it is a neuron of the central nervous system with the unique properties of (1) having readily identifiable targets (the muscle fibers) and therefore having a very well-known function (to control muscle contraction); (2) being the convergent target of many spinal and descending networks, hence the name of "final common pathway"; and (3) having a large soma which makes it possible to penetrate them with sharp intracellular electrodes. Furthermore, when studied in vivo, it is possible to record simultaneously the electrical activity of the motoneurons and the force developed by their muscle targets. Performing intracellular recordings of motoneurons in vivo therefore put the experimentalist in the unique position of being able to study, at the same time, all the compartments of the "motor unit" (the name given to the motoneuron, its axon, and the muscle fibers it innervates1): the inputs impinging on the motoneuron, the electrophysiological properties of the motoneuron, and the impact of these properties on the physiological function of the motoneurons, i.e. the force produced by its motor unit. However, this approach is very challenging because the preparation cannot be paralyzed and thus the mechanical stability for the intracellular recording is reduced. Thus, this kind of experiments has only been achieved in cats and in rats. However, the study of spinal motor systems could make a formidable leap if it was possible to perform similar experiments in normal and genetically modified mice.
For technical reasons, the study of the spinal networks in mice has mostly been limited to neonatal in vitro preparations, where the motoneurons and the spinal networks are immature, the motoneurons are separated from their targets, and when studied in slices, the motoneurons are separated from most of their inputs. Until recently, only a few groups had managed to perform intracellular recordings of motoneurons in vivo2-4 , including our team who published a new preparation which allowed us to obtain very stable recordings of motoneurons in vivo in adult mice5,6. However, these recordings were obtained in paralyzed animals, i.e. without the possibility to record the force output of these motoneurons. Here we present an extension of this original preparation in which we were able to obtain simultaneous recordings of the electrophysiological properties of the motoneurons and of the force developed by their motor unit. This is an important achievement, as it allows us to identify the different types of motoneurons based on their force profile, and thereby revealing their function. Coupled with genetic models disturbing spinal segmental circuitry7-9, or reproducting human disease10,11, we expect this technique to be an essential tool for the study of spinal motor system.

Simultaneous Intracellular Recording of a Lumbar Motoneuron and the Force Produced by its Motor Unit in the Adult Mouse In vivo

This new method permits the simultaneous intracellular recording of a single adult mouse motoneuron and the measurement of the force produced by its muscle fibers. The combined investigation of the electrical and mechanical properties of motor units in normal and genetically modified animals is a breakthrough for the study of the neuromuscular system.

腰椎運動ニューロンおよび成体マウスでそのモーターユニットによる力の同時細胞内記録<emインビボ&gt;</em

The  spinal motoneuron has long been a good model system for studying neural  function because it is a neuron of the central nervous system with the ...

神経科学

In Vivo Electrophysiological Measurements on Mouse Sciatic Nerves

Electrophysiological studies allow a rational classification of various neuromuscular diseases and are of help, together with neuropathological techniques, in the understanding of the underlying pathophysiology1. Here we describe a method to perform electrophysiological studies on mouse sciatic nerves in vivo.
The animals are anesthetized with isoflurane in order to ensure analgesia for the tested mice and undisturbed working environment during the measurements that take about 30 min/animal. A constant body temperature of 37 &#176;C is maintained by a heating plate and continuously measured by a rectal thermo probe2. Additionally, an electrocardiogram (ECG) is routinely recorded during the measurements in order to continuously monitor the physiological state of the investigated animals.
Electrophysiological recordings are performed on the sciatic nerve, the largest nerve of the peripheral nervous system (PNS), supplying the mouse hind limb with both motoric and sensory fiber tracts. In our protocol, sciatic nerves remain in situ and therefore do not have to be extracted or exposed, allowing measurements without any adverse nerve irritations along with actual recordings. Using appropriate needle electrodes3 we perform both proximal and distal nerve stimulations, registering the transmitted potentials with sensing electrodes at gastrocnemius muscles. After data processing, reliable and highly consistent values for the nerve conduction velocity (NCV) and the compound motor action potential (CMAP), the key parameters for quantification of gross peripheral nerve functioning, can be achieved.

In Vivo Electrophysiological Measurements on Mouse Sciatic Nerves

Measurements of nerve conduction properties in vivo exemplify a powerful tool to characterize various animal models of neuromuscular diseases. Here, we present an easy and reliable protocol by which electrophysiological analysis on sciatic nerves of anesthetized mice can be performed.

マウス坐骨神経に生体内電気生理学的測定値の

Electrophysiological studies allow a rational classification of various neuromuscular diseases and are of help, together with neuropathological ...

Functional and Morphological Assessment of Diaphragm Innervation by Phrenic Motor Neurons

This protocol specifically focuses on tools for assessing phrenic motor neuron (PhMN) innervation of the diaphragm at both the electrophysiological and morphological levels. Compound muscle action potential (CMAP) recording following phrenic nerve stimulation can be used to quantitatively assess functional diaphragm innervation by PhMNs of the cervical spinal cord in vivo in anesthetized rats and mice. Because CMAPs represent simultaneous recording of all myofibers of the whole hemi-diaphragm, it is useful to also examine the phenotypes of individual motor axons and myofibers at the diaphragm NMJ in order to track disease- and therapy-relevant morphological changes such as partial and complete denervation, regenerative sprouting and reinnervation. This can be accomplished via whole-mount immunohistochemistry (IHC) of the diaphragm, followed by detailed morphological assessment of individual NMJs throughout the muscle. Combining CMAPs and NMJ analysis provides a powerful approach for quantitatively studying diaphragmatic innervation in rodent models of CNS and PNS disease.

Compound muscle action potential recording quantitatively assesses functional diaphragm innervation by phrenic motor neurons. Whole-mount diaphragm immunohistochemistry assesses morphological innervation at individual neuromuscular junctions. The goal of this protocol is to demonstrate how these two powerful methodologies can be used in various rodent models of spinal cord disease.

横隔運動ニューロンによってダイヤフラム神経支配の機能的および形態学的評価

This protocol specifically focuses on tools for assessing phrenic motor neuron (PhMN) innervation of the diaphragm at both the electrophysiological and ...

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.

生体内で運動ニューロンの変性症のマウスモデルの前肢からの複合筋活動電位の電気生理学的測定

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

Non-Invasive Modulation and Robotic Mapping of Motor Cortex in the Developing Brain

Mapping the motor cortex with transcranial magnetic stimulation (TMS) has potential to interrogate motor cortex physiology and plasticity but carries unique challenges in children. Similarly, transcranial direct current stimulation (tDCS) can improve motor learning in adults but has only recently been applied to children. The use of tDCS and emerging techniques like high&#8211;definition tDCS (HD-tDCS) require special methodological considerations in the developing brain. Robotic TMS motor mapping may confer unique advantages for mapping, particularly in the developing brain. Here, we aim to provide a practical, standardized approach for two integrated methods capable of simultaneously exploring motor cortex modulation and motor maps in children. First, we describe a protocol for robotic TMS motor mapping. Individualized, MRI-navigated 12x12 grids centered on the motor cortex guide a robot to administer single-pulse TMS. Mean motor evoked potential (MEP) amplitudes per grid point are used to generate 3D motor maps of individual hand muscles with outcomes including map area, volume, and center of gravity. Tools to measure safety and tolerability of both methods are also included. Second, we describe the application of both tDCS and HD-tDCS to modulate the motor cortex and motor learning. An experimental training paradigm and sample results are described. These methods will advance the application of non-invasive brain stimulation in children.

We demonstrate protocols for the modulation (tDCS, HD-tDCS) and mapping (robotic TMS) of the motor cortex in children.

発達中の脳における運動皮質の非侵襲的変調とロボットマッピング

Mapping the motor cortex with transcranial magnetic stimulation (TMS) has potential to interrogate motor cortex physiology and plasticity but carries ...

Functional Isolation of Single Motor Units of Rat Medial Gastrocnemius Muscle

This work outlines functional isolation of motor units (MUs), a standard electrophysiological method for determining characteristics of motor units in hindlimb muscles (such as the medial gastrocnemius, soleus, or plantaris muscle) in experimental rats. A crucial element of the method is the application of electrical stimuli delivered to a motor axon isolated from the ventral root. The stimuli may be delivered at constant or variable inter-pulse intervals. This method is suitable for experiments on animals at varying stages of maturity (young, adult or old). Moreover, this protocol can be used in experiments studying variability and plasticity of motor units evoked by a large spectrum of interventions. The results of these experiments may both augment basic knowledge in muscle physiology and be translated into practical applications. This procedure focuses on the surgical preparation for the recording and stimulation of MUs, with an emphasis on the necessary steps to achieve preparation stability and reproducibility of results.

This method allows the recording of the force of twitch and tetanic contractions and action potentials in three types of motor units in the rat medial gastrocnemius muscle. The functional isolation of a single motor unit is induced by electrical stimulation of the axon.

ラット内側胃腸筋単一運動ユニットの機能的分離

This work outlines functional isolation of motor units (MUs), a standard electrophysiological method for determining characteristics of motor units in ...

Measuring Contralateral Silent Period Induced by Single-Pulse Transcranial Magnetic Stimulation to Investigate M1 Corticospinal Inhibition

Contralateral silent period (cSP) is a period of suppression in the background electrical muscle activity captured by electromyography (EMG) after a motor evoked potential (MEP). To obtain this, an MEP is elicited by a suprathreshold transcranial magnetic stimulation (TMS) pulse delivered to the primary motor cortex (M1) of the target muscle selected, while the participant provides a standardized voluntary target muscle contraction. The cSP is a result of inhibitory mechanisms that occur after the MEP; it provides a broad temporal assessment of spinal inhibition in its initial ~50 ms, and cortical inhibition after. Researchers have tried to better understand the neurobiological mechanism behind the cSP to validate it as a potential diagnostic, surrogate, and predictive biomarker for different neuropsychiatric diseases. Therefore, this article describes a method to measure M1 cSP of lower and upper limbs, including a selection of target muscle, electrode placement, coil positioning, method of measuring voluntary contraction stimulation, intensity setup, and data analysis to obtain a representative result. It has the educational objective of giving a visual guideline in performing a feasible, reliable, and reproducible cSP protocol for lower and upper limbs and discussing practical challenges of this technique.

Contralateral silent period (cSP) assessment is a promising biomarker to index cortical excitability and treatment response. We demonstrate a protocol to assess cSP intended for studying M1 corticospinal inhibition of upper and lower limbs.

M1皮質脊髄抑制の検討のための単一パルス経頭蓋磁気刺激による対側沈黙期間の測定

Contralateral silent period (cSP) is a period of suppression in the background electrical muscle activity captured by electromyography (EMG) after a motor ...

<meta charset="utf8"></head><body>神経変性のげっ歯類モデルにおける横隔膜運動単位機能の定量化

Assessing Rat Diaphragm Motor Unit Connectivity Outcome Measures as Quantitative Biomarkers of Phrenic Motor Neuron Degeneration and Compensation

Loss of ventilatory muscle function is a consequence of motor neuron injury and neurodegeneration (e.g., cervical spinal cord injury and amyotrophic lateral sclerosis, respectively). Phrenic motor neurons are the final link between the central nervous system and muscle, and their respective motor units (groups of muscle fibers innervated by a single motor neuron) represent the smallest functional unit of the neuromuscular ventilatory system. Compound muscle action potential (CMAP), single motor unit potential (SMUP), and motor unit number estimation (MUNE) are established electrophysiological approaches that enable the longitudinal assessment of motor unit integrity in animal models over time but have mostly been applied to limb muscles. Therefore, the objectives of this study are to describe an approach in preclinical rodent studies that can be used longitudinally to quantify the phrenic MUNE, motor unit size (represented as SMUP), and CMAP, and then to demonstrate the utility of these approaches in a motor neuron loss model. Sensitive, objective, and translationally relevant biomarkers for neuronal injury, degeneration, and regeneration in motor neuron injury and diseases can significantly aid and accelerate experimental research discoveries to clinical testing.

<meta charset="utf8"></head><body>著者スポットライト:神経変性疾患における神経筋応答と運動ニューロン可塑性の研究

In this study, we present an in vivo method for estimating motor unit number and size to quantify rat diaphragm motor unit connectivity. A step-by-step approach to these techniques is described.

横隔膜運動ニューロンの変性と補償の定量的バイオマーカーとしてのラット横隔膜運動ユニット接続性結果測定の評価

Loss of ventilatory muscle function is a consequence of motor neuron injury and neurodegeneration (e.g., cervical spinal cord injury and amyotrophic ...