CMAP 스캔 MUNE (MScan)-소설 모터 단위 번호 추정 (MUNE) 메서드

요약

이 프로토콜에는 피팅 모델 복합 근육 활동 전위의 상세한 자극-반응 곡선을 여는 근육에서 작동 모터 단위 수를 추정 하는 새로운 방법을 설명 합니다. 그것은 신속 하 고 쉽게 수행 하 고 분석 하 고 우수한 재현성을 있다.

초록

처럼 모터 단위 번호 추정 (MUNE)를 위한 다른 방법을 복합 근육 활동 전위 (CMAP) 스캔 MUNE (MScan) 근육에서 작동 모터 단위 수를 추정 하는 비-침략 적 electrophysiologic 방법입니다. MUNE는 neuropathies 및 neuronopathies의 평가 대 한 중요 한 도구입니다. 사용에서 MUNE 하는 대부분의 메서드와 달리 MScan 피팅 모델 상세한 자극-반응 곡선을 여는 근육의 모든 모터 유닛 평가 또는 CMAP 스캔. 그것은 그로 인하여 단위의 작은 샘플에서 추정에 따라 모든 MUNE 방법에 내재 된 편견을 방지 합니다. 처럼 ' 베이지안 MUNE,' 피팅 모델, MScan 분석 작품 다른 진폭, 임계값 및 임계값 variabilities, 모터 단위 구성 하지만 피팅 방법은 다르다, 그리고 완성 된 몇 시간 보다는 5 분 이내. MScan 오프 라인 분석 2 단계로 작동: 첫째, 기울기와 검색에 포인트의 차이에 따라 예비 모델을 생성 하 고 둘째,이 모델은 다음 원래 검색 사이 적합을 개선 하기 위해 모든 매개 변수를 조정 하 여 세련 된 및 모델에서 생성 하는 검사.

이 새로운 방법은 재현성에 대 한 테스트 되었습니다 고 두 눈을 멀게 의사에 의해 두 번 반복 녹화 22 루 경화 증 (ALS) 환자와 각 테스트 20 건강 한 컨트롤에 시간. MScan 보여 우수한 내 고 남북 rater 재현성의 ICC 값 > 0.98와 평균 12.3 ± 1.6% 변동 계수. 두 관측 사이 내부 평가자 재현성에 차이가 없었다. 평균 녹화 시간 이었다 6.27 ± 0.27 분.

이 프로토콜 CMAP 스캔을 기록 하는 방법 및 수의 견적 및 작동 모터 유닛 크기 파생 MScan 소프트웨어를 사용 하는 방법에 설명 합니다. MScan 이다 빠르고, 편리 하 고, 재현 방법, 진단 및 신경 근육 학 장애에서 질병의 진행을 모니터링 하는 데 도움이 될 수 있습니다.

서문

모터 시스템 운동 근육 섬유를 활성화 함께 개별 모터 신경 섬유를 말합니다, 모터 단위에 따라 달라 집니다 그리고 모터 유닛 번호 전방 경적 세포 또는 단일 근육¹innervating 축 삭의 수입니다. Denervation 및 reinnervation 프로세스 동안 건강 한 축 삭 부수적인 돋 아에 의해 손실 축 삭의 역할에 걸릴. 따라서, 복합 근육 활동 전위 (CMAP) 진폭은 모터 유닛 손실의 정도 대 한 필요한 정보를 제공 하지 않습니다. CMAP 진폭 모터 단위의 50% 이상 손실 됩니다 경우에 시작할 수 있습니다. 마찬가지로, 비정상적인 자발적인 활동 또는 모터 단위 잠재력 (MUP) 변경의 크기 denervation 정도 연결 되지 않습니다.

전반적으로, 모터 단위 번호의 간단 하 고, 직접 측정에 대 한 수 없습니다 electrophysiological 기술이입니다. 대신, 모터 유닛 번호 (MUNE)의 더 낮은 모터 신경 손실²를 평가 하기 위해 사용 됩니다. 여러 가지 MUNE 방법은 증분 자극 MUNE McComas³에 의해 1971 년에 도입 된 첫 번째 방법의 구현 이후 개발 되었습니다. 대부분의 방법은 여러 표면 기록 모터 단위 잠재력 (sMUP)를 측정 하 고 평균 sMUP 진폭에 의해 최대한 CMAP을 나누어를 기반으로 되어 있다. 이러한 방법 등 증분 자극⁴, 여러 포인트 자극 (MPS)⁵, 평균 스파이크 발생⁶. 다른 MUNE 방법 자극^7,8,,910응답에서 모터 단위의 발사의 확률적 특성에 기반 하는 통계적 기법을 사용 했습니다. 이 변화는 CMAP 응답의 크기에 변화를 이끌어 모터 단위의 다른 조합 발사 의미 합니다. 모터 단위 숫자 인덱스 (Munix) 더 최근 도입 자발적 수축 하는 동안 기록 표면 간섭 패턴을 사용 하 여 sMUP^11,12의 평균 크기를 예측 하는 방법 이다.

이 MUNE 방법 모두 절대 CMAP 진폭, 단위, 충분 한 단위를 샘플링 하는 데 필요한 긴 시간 또는 오랫동안 결과 분석 하는 데 필요한 선택 바이어스에 대 한 의존의 주관의 존재와 같은 하나 이상의 한계에서 고통. 새로운 MUNE 방법을 최근 개발 되어, 'CMAP MUNE 스캔' (MScan),¹³이러한 한계 극복 하기 위해. 이 메서드는 상세한 자극-응답 곡선, 또는 CMAP 스캔^14,15에서 측정 된 모든 단위의 기여의 계정은 CMAP에 취 함으로써 단위 선택에 내재 된 문제를 방지 합니다. 그것은 또한 새로운 알고리즘¹⁶을 사용 하 여 비슷한 모델 피팅 방법^9,10의 확장된 분석 시간을 피 한다. 최근 연구에서 모터 단위 수를 예측 MScan의 재현성 두 더 전통적인 방법, MPS MUNE 및 Munix¹³보다 더했다. 또한, MScan MPS MUNE Munix 보다 루 경화 증 (ALS)의 초기 단계에서 모터 단위 손실을 보여줄 수 있었다. MScan은 MPS MUNE 보다 빠르고 Munix¹³으로 빨리 했다.

이 종이 자세히 MScan의 방법론을 설명합니다. 그것은 또한 이전에 보고 된 내부 및 남북 rater 재현성 MScan의 ALS와 건강 한 컨트롤 과목¹³, 여부 방법 계획된 연구에 대 한 적절 한 될 것 이라고 판단 하는 독자 수는 환자에 요약 되어 있습니다.

프로토콜

모든 과목 시험, 전에 그들의 서 면된 동의 주어 야 하 고 녹음 프로토콜 적절 한 로컬 윤리 검토 보드에 의해 승인을 받아야 한다. 여기에 설명 된 모든 메서드는 지역 과학 윤리 위원회와 덴마크어 데이터 보호 기관에 의해 승인 되었다.

참고: 레코딩 소프트웨어의 일부인 "TRONDNF" 녹음 프로토콜 만들어집니다 (재료의 표 참조). 사용 된 다른 장비는 바이 폴라 자극, 50 Hz 노이즈 제거 기, 증폭기, 그리고는 아날로그-디지털 (A/D) 보드 (또한 권장 치십시오 (EMG) 활동의 피드백에 대 한 오디오 앰프 이며 동안 소리를 잘라 상자는 음소거 전기 자극)입니다. 모터 유닛 번호 MScan 메서드에서 추정 세 단계가 포함 됩니다: 1)의 준비 (신경 흥분 연구)에 관해서는 주제 2) 기록 CMAP 스캔 하 고 3) MScan 소프트웨어로 결과 분석. 아래 설명 된 녹음 절차는 소프트웨어와 우리가 사용 하는 악기 ( 테이블의 자료를 참조 하십시오); 이러한 다른 소프트웨어 및 하드웨어에 대 한 적응 해야 합니다.

1입니다. 피사체의 준비

1. 그들은 필요가 없습니다 (특히 신경 및 손목 터널 증후군), 신 경계 장애의 역사 것입니다 조사 질병 그룹 이외의 되도록 과목을 화면.
2. 시험 및 서 면 동의 요청에 대 한 세부 사항에 있는 주제를 지시 합니다.
   1. 그 녹음 시작할 때, 힘 점차적으로 증가 될 것 이다 최대 stepwise 감소, 다음 주제를 알려 고 시험 약 5-6 분 소요 됩니다.
   2. 주제에 손 및 손가락 tickling 느낌을 경험 것 이다 설명 한다.
   3. 알릴 주제는 녹음 하는 동안 어느 순간에 즉시 힘 전환 될 수 있다 주제 너무 많은 불편을 느끼는 경우.
3. 제목'청소 손을 팔 뚝 피부 준비 젤과 알코올.
4. 납치범 pollicis brevis 근육과 엄지 (그림 1)의 metacarpo 골 관절에 참조 전극 활성 기록 전극 배치.
5. 장소는 손 등에서 접지 전극.
6. 프리 앰프 (그림 1)를이 전극 연결 합니다.
7. 잡음과 유물 때문에 자발적인 운동 (그림 1)를 제거 하기 위해 함께 손가락을 테이프.
8. 지구 온난화 램프와 피부 온도 32 ° C와 36 ° C 사이 유지 합니다.

2. 녹음 CMAP 스캔

참고: 아래에서 설명 하는 모든 소프트웨어 작업은 소프트웨어와 우리가 사용 하는 악기 ( 테이블의 자료를 참조 하십시오); 이러한 다른 소프트웨어 및 하드웨어에 대 한 적응 해야 합니다.

1. 반자동된 전산화 시스템을 시작 합니다.
2. '녹음 프로토콜 선택' 폼에서 '' MScan-R 녹음 프로토콜을 선택 합니다.
3. 프리 앰프와는 자극에 대 한 기본 설정을 수락 합니다.
4. '녹음 매개 변수를 선택 하 는' 양식에서 2 또는 3 문자로 연산자 접두사 '출력 파일' 상자에 입력 한 다음 "" 확인 버튼을 클릭.
5. 프로그램에서 원시 EMG 입력을 표시할 때 수동으로, 어느 'MScan 매개 변수' (스캔 단계, interstimulus 간격 및 자극 너비)을 선택 하거나 기본 매개 변수: 자극 폭 갖고의 0.2%, 및 interstimulus의 검사 단계 0.5 간격 "" 확인에 클릭 s. 하거나 계속 "" Esc 키를 누릅니다.
   참고: 기본 매개 변수는이 연구에서 허용 했다. 필터 설정 했다 3 Hz-3 kHz.
6. 장소 손목에 메디아 신경에 repositionable 바이 폴라 자극 전극 최저 임계값의 사이트를 찾을 수 있습니다. "확인' 자극을 시작을 클릭 합니다.
7. 다음 표시 자극 (처음 15% 최대 출력) 및 EMG 응답; 낮은 임계값 (예: 최대 응답)의 사이트를 찾을 수 전극 위치를 조정 합니다. 경우는 CMAP의 모양을 가능 하면 단일 피크와 diphasic가 있는지 확인 하는 데 필요한 기록 전극의 위치를 조정 합니다. 필요한 경우 조정 '' 삽입 자극 강도 및 '' 삭제 키. 다음 '' . 을 계속 하려면 확인을 클릭 합니다
8. '수정된' 응답 '창'는 응답은 측정, 마젠타 수평선으로 표시와 함께 나타납니다. (기준선 나타냅니다) 창 전에 짧은 녹색 선 사이 자극 유물 및 응답 플랫 라인 인지 확인 합니다. 필요한, 마우스 오른쪽 버튼을 우울 하 여 창 시작을 설정 하는 경우 커서를 오른쪽으로 드래그 하 고 창 끝에 대 한 단추를 놓습니다.
   참고: CMAP 피크 높이 창에서 위쪽 피크 기준선에서 측정 되 고 파란색 세로선으로 표시 됩니다.
   '' 계속 하려면 확인을 클릭 합니다.
9. Repositionable 전극 음극 전극 자극 비 polarizable 접착제로 대체 하 고 장소는 양극 메디아 신경; 따라 proximally 2 cm 하단 추적 높은 이득 EMG 표시 됩니다. 자발적인 활동을 최소화 하기 위해 그들의 손에 대 한 가장 편안한 위치를 찾을 수 주제를 권장 합니다. '' 계속 하려면 확인을 클릭 합니다.
10. CMAP;의 최대 진폭에 대 한 수준 위에 현재 자극 될 때까지 "" Insert 키를 눌러 수동으로 자극 강도 증가 첫째, 증가 3%의 단계에 의해 자극 강도, 그리고 미세 조정에 대 한 1%의 사용 단계.
11. CMAP 스캔 시작 "" 확인 버튼을 클릭 하기 전에 창 고 피크 측정을 확인 하십시오.
12. 그 20 supramaximal 자극 (사전 검사)에 대 한 응답, 기록 후 자극 강도 자동으로 감소 supramaximal 자극 될 때까지 더 이상 인지할 모터 응답 다음 20 Cmap의 더 세트에서에서 작은 단계에서 note (사후 검사) 기록 됩니다.
    참고: 데이터 'CMAP 스캔', 또는 x 축에서 y 축과 자극 강도에 모터 응답의 진폭으로 상세한 자극 응답 곡선으로 그려집니다. 반면 모터 단위, ALS에서 감소 번호 가진 환자에 있는 곡선 개발 단계별된 모양 (그림 2) 건강 한 과목이 S 자 모양의 곡선을 만듭니다.
13. 알 수는 음소거 상자에서 달성 하는 피드백 뿐만 아니라 주제는 좌측 중간 패널에 확인 수 있습니다. (수정) 왼쪽된 상단 패널에 왼쪽된 하단 패널, 자극 강도 (임계값) 감소에 CMAP을 봐. 오른쪽에 CMAP 스캔을 따릅니다.
14. 클릭 하 여 "" 확인 버튼 오른쪽 아래 모서리에 반복 검사는 필요 하지 않는 및 데이터 녹음 완료.
    참고: 완료 하는 경우는 '전설과 스케일링' 그것은 모든 물음표를 교체 해야 하는 양식.

3. MScan 분석

참고: 아래에서 설명 하는 모든 소프트웨어 작업은 소프트웨어와 우리가 사용 하는 악기 ( 테이블의 자료를 참조 하십시오); 이러한 다른 소프트웨어 및 하드웨어에 대 한 적응 해야 합니다.

1. 피팅 모델 CMAP 스캔을
   1. 분석 기록, 오프 라인 시작 분석 프로그램을 "선택 확인" 클릭은 분석. 에 대 한 마지막 기록
   2. 클릭 ' '맞는 MScan QZD 파일" "MScanFit" 메뉴에서 선택 합니다.
      참고: 하나 대신 'MEM 파일'에 맞게 MScan을 선택할 수 있습니다. 그것은 무조건 여기에 사용 되는 다른 장비로 기록 했다 CMAP 스캔 하는 경우에 "dat (mA mV) 파일" 에 맞게 MScan을 선택할 수 있습니다. DAT 파일을 만드는 방법 아래 참조.
   3. 프로그램 처음 예비 모델을 생성 하 고 다음에 맞는 최적화가 관찰. '최적화' 상자에서 멀티 컬러 진행률 표시줄이 완료 하 고 "" 중지 단추가 회색으로 표시 될 때까지 사용자 개입 없음이 필요 합니다.
   4. 예비 모델 검사의 연속 부분에 기울기와 차이에서 파생 모델의 첫 번째 추측을 제공 합니다. 원래 스캔 (블랙)와 (마젠타)에 모델에서 생성 된 검사를 병행 하 여 그릴 수 있습니다. 모델 및 모델에서 개선 텍스트 표시 및 대체 디스플레이에 따릅니다.
      참고: 다른 디스플레이에서 선택할 수 있습니다 '로 작 진폭', 및 '플롯 유형' 상자 '를 '데이터에서 옵션에 따라 시간.
   5. 직렬 조정 시뮬레이션 및 기록 CMAP 검사¹⁶사이의 차이 최소화 하 여 기록된 CMAP에 맞추기를 개선 하기 위해 최적화를 수행 합니다.
      참고:이 연속, 세부¹⁵에 앞에서 설명한 예비 모델을 시작 몇 가지 최적화를 실행 합니다. 최적화 단위 수 증가, 다음 스캔 피팅 다음 시도 시작 됩니다 더 많은 단위를 사용 하 여 모델을 생성 하 여 첫 번째 최적화 단위의 수를 감소, 두 번째 시도 적은 단위를 사용 하 여 모델을 시작 하는 반면. 다 잘만 된다면, 최적화 절차 ' 0 ' 맞는 검사 단위 최고의 수에.
   6. 그 최적화 프로시저를 실행할 때 최적화 패널 또한 보여준다 다 색된 진행률 표시줄을 확인 합니다.
   7. 최적화 과정을 수행 하는 '플롯 유형" 상자, 즉, 등고선 플롯, 오류 v N 단위, 모델 단위, 누적 진폭에서 다른 표시 옵션을 사용 합니다.
      참고: 최적화 절차 동안 모델에 변화는 지속적으로 최신 모델 업데이트 및 모델에서 개선 다른 플로팅 옵션 및 텍스트 표시에 따라 있을 수 있습니다.
      1. 등고선 지도
         1. 등고선 지도 포인트를 흐리게 하 고 x-y 배포판¹⁵에 차이에 따라 오류 점수를 생성 하 여 모델의 정확도 평가 하기 위해 활용 합니다. 기록 및 모델 간의 차이점을 볼 수 비교 선택 "" 및 "등고선 지도" 디스플레이 CMAP 컨투어 맵으로 검색 합니다. 최적화 과정을 최소화 하려고 이러한 차이입니다.
            참고: ' 컨투어 지도 '는 주어진된 자극과 주어진된 응답을 얻는의 확률 밀도 수 있습니다. 그리고 오류 점수 원본과 모델 컨투어 지도 간의 차이에 따라이 '상단에 Diff' 옵션 패널 및 '' 컨투어 플롯 플롯 유형 패널에서 선택 하 여 구상 될 수 있다. 빨간 줄 포인트 원래 스캔에서의 더 큰 밀도 이었고 녹색 라인 모델된 검색에서 더 많은 포인트를 나타냅니다 나타냅니다. 맨 차이 줄거리는 큰 오류가 발견 되는 자극 강도 나타냅니다.
      2. 오류 v N 단위
         1. 로그-로그 '오류 v N 단위' 플롯을 선택 하 여 최적화 절차를 따릅니다. 최적화 절차의 각 단계는 해당 '' 최적화 패널에 바 하는 다른 색상으로 플롯 됩니다.
      3. 모델 단위
         1. 이것을 사용 하 여 어떻게 평균 CMAP 진폭, 모델에 다른 축 삭의 채용에 의해 구성 되어 볼 수 상단 부분에는 피크 진폭 및 개별 모터 유닛 임계값 배포판 보여 줍니다.
      4. 누적 진폭
         1. Note는 단위 임계값 보다 크기를 증가의 순서 대로 그려집니다. 블랙 곡선 빨간 곡선 표시 누적 진폭 누적 단위 번호를 플롯 합니다.
2. 최적화 프로세스가 완료 되 면, 'MScanFit 텍스트 디스플레이'에 분석의 결과 볼. 사용 가능한 MScan 매개 변수, 즉, 수 단위, 평균 진폭, 최대 단위 크기 텍스트 디스플레이에 표시 됩니다.
3. "에 추가 분석에 대 한 가상 메모리 파일에 모델을 저장 하려면 'MEM 파일에 맞는 저장' 상자에 확인" 단추를 클릭 합니다.

4. CMAP MUNE 사용 하 여 스캔. DAT 파일

참고: 소프트웨어의 대체 및 무료 버전 CMAP 다른 장비에 의해 기록 된 검사의 분석을 수 있습니다.

1. CMAP 검사 분석을 포함 하는 a.DAT 파일을 생성 합니다.
   참고:이 석사 한 열에 다른 열에 mV에 CMAP 진폭 자극 강도 표준 2 열 서식에서 텍스트 파일 이어야 합니다.
2. 적당 한 생성 합니다. 텍스트 편집 소프트웨어로 스프레드시트 파일에서 두 개의 열을 복사 하 고 다음으로 확장을 지정 하 여 DAT 파일. 그 거 보다는. TXT입니다.
   1. 모든 다른 단계, 독립 실행형 프로그램을 시작 하 고 선택 후 앞에서 설명한 MScan 분석을 수행 합니다. DAT 파일입니다.
3. 대학 대학 런던 FTP 사이트에서 프리웨어 프로그램, 설명서 및 샘플 데이터를 찾아 (호스트: 144.82.46.62, 사용자 이름: QtracW, 비밀 번호: Hg32wK5e).

결과

다음 결과 MScan 메서드 두 설립 기술로 비교 되었다 최근 연구에서 얻어 졌다: 여러 포인트 자극 MUNE (MPS)와 모터 유닛 번호 색인 (Munix)¹³. 결과이 프로토콜에서 설명 하는 기술, 우수한 재현성 일관 된 결과 얻을 수 보여줍니다. 메서드 CMAP 보다는 질병의 초기 단계에서 건강 한 컨트롤에서 ALS 환자를 분화 할 수 있다 그리고 그것은 빠르고 사용 하기 쉬운

토론

프로토콜 내에서 중요 한 단계: MScan 고도로 자동화 된 절차 이지만 모든 EMG 방법, 것과 같이 주의 해야 일관 된 결과를 얻을. 준비 단계에서는 CMAP 스캔 동안 자발적인 활동 또는 운동 유물은 CMAP의 스 퓨 리 어스 변화를 소개 하 고 예비 모델의 생성을 혼동 이후 휴식을 달성 하는 것이 중요입니다.

수정 및 문제 해결: 우리는 손가락, 그리고 최고의 다?...

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
QtracW software	Digitimer Ltd (copyright Institute of Neurology, University College, London)	QtracW
MScanFit	Digitimer Ltd (copyright Institute of Neurology, University College, London)	QtracW
DS5 bipolar stimulator	Digitimer Ltd	DS5
D440 amplifier	Digitimer Ltd	D440-2 (2 channel) or D440-4 (4 channel)
HumBug Noise Eliminator	Digitimer Ltd	Humbug
Analogue-to-digital (A/D) board	National Instruments	NI-6221