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요약

여기에 제시된 근육 속도 회복 주기(MVRC)의 기록을 위한 프로토콜은 근육 막 특성을 검사하는 새로운 방법이다. MVRCs는 병리학과 관련하여 근육 막 전위 및 근육 이온 채널 기능의 변형에 대한 생체 내 평가를 가능하게하며 신경 성 근육에서 근육 탈분극을 시연 할 수 있습니다.

초록

기존의 신경 전도 연구 (NCS) 및 근전도 (EMG)는 신경 근육 장애의 진단에 적합하지만, 그들은 근육 섬유 막 특성 및 기본 질병 메커니즘에 대한 제한된 정보를 제공합니다. 근육 속도 복구 주기 (MVRCs) 어떻게 근육 작업 잠재력의 속도 선행 작업 잠재력 후 시간에 따라 달라 집니다 설명. McVRCs는 작업 전위를 따르는 막 전위 변화와 밀접한 관련이 있으며, 이로 인해 근육 섬유 막 특성에 대한 정보를 제공합니다. MCVRC는 생체 내 다중 섬유 번들로부터 직접 자극 및 기록에 의해 빠르고 쉽게 기록될 수 있다. McVRCs는 몇몇 신경 근육 무질서에 있는 질병 기계장치를 이해하는 에서 도움이 되었습니다. 채널병증 을 가진 환자에 있는 연구 결과는 근육 흥분성에 특정 이온 채널 돌연변이의 다른 효력을 설명했습니다. McVRCs는 이전에 신경성 근육을 가진 환자에서 시험되었습니다. 이 이전 연구에서는, 근육 상대 굴절 기간 (MRRP) 연장되었다, 초기 초정상성 (ESN) 및 늦은 초정상성 (LSN) 건강한 대조군과 비교하여 환자에서 감소되었다. 이로 인해, MVRCs는 그들의 감소된 흥분성의 기초가 되는 그대로 인간 근육 섬유에서 막 탈분극의 생체 내 증거를 제공할 수 있다. 여기에 제시된 프로토콜은 MVRC를 기록하고 레코딩을 분석하는 방법을 설명합니다. McVRCs는 광범위한 신경 근육 장애에 걸쳐 질병 메커니즘을 밝히는 빠르고 간단하며 유용한 방법으로 사용할 수 있습니다.

서문

신경 전도 연구 (NCS) 및 근전도 (EMG)는 신경 근육 장애의 진단에 사용되는 기존의 전기 생리학적 방법입니다. NCS는 신경에서 축삭 손실 및 탈수초의 검출을 가능하게 합니다1,EMG는 신경 손상 때문에 근육에 있는 근병증 또는 신경성 변경이 존재하는지 구별할 수 있는 동안. 그러나, NCS 또는 EMG 는 근육 섬유 막 속성 및 근본적인 질병 기계장치에 관하여 한정된 정보를 제공합니다. 이 정보는 근육 생검2,3,4에서분리된 근육에 있는 세포내 전극을 사용하여 달성될 수 있다. 그러나, 환자에서 온전한 근육에서 기록을 사용 하 여 방법론을 사용 하 여 임상 중요성.

제 2 근육 섬유 작용의 속도는 처음5후 지연의 함수로 전위 변경, 이 속도 회복 기능 (또는 복구 주기) 영양 장애 또는 탈체 근육의 변화를 보였다. 단일 근육 섬유에서 이러한 기록의 수율은, 그러나, 임상 도구로 사용하기에는 너무낮았다 6. 그러나, Z'Graggen 및 Bostock은 나중에 근육 섬유의 동일한 번들로부터 직접 자극 및 기록에 의해 얻어진 다중 섬유 기록이 생체 내7에서그러한 기록을 얻는 빠르고 간단한 방법을 제공한다는 것을 발견했다. 다양한 인터시던스 간격 (ISI)을 가진 쌍이 된 펄스 전기 자극의 순서는 이 방법7,8,9,10,11에서사용된다.

평가된 MVRC 파라미터는 다음을 포함한다: 1) 근육 상대 불응성 기간(MRRP), 이는 다음 동작 전위가 유도될 수 있을 때까지 근육 작용 전위 후의 지속 기간; 2) 초기 초정상성 (ESN); 및 3) 늦은 초정상성 (LSN). ESN 및 LSN은 활동 전위가 정상보다 빨리 근육 막을 따라 수행되는 내화 기간 이후의 기간입니다. 탈분극 후잠재력, 그리고 근육의 t-tubules에 있는 칼륨 축적은, 초보성2기간의 주요 원인으로 가설된다.

근육 질환에 대한 MVRCs의 광범위한 적용성은 허혈7,10, 12 및 신부전13에서막 탈분극을 검출할 뿐만 아니라 중대 질환인 근병증14 및 포함 신체 근염15에서근육막 이상에 대한 정보를 제공하는 것으로 나타났다. 이후 주파수 램프와 간헐적인 15Hz 및 20Hz 시뮬레이션 프로토콜이 도입되었습니다. MCVR은 이러한 추가 프로토콜과 함께 상속된 근육 이온 채널에서 다양한 근육 이온 채널에서 기능 상실 또는 기능 저하와 관련된 근육 막 흥분성에 대한 상이한 효과를 입증하였다(즉, 나트륨 채널 근종, 파라근균증 선니타16,근위영양증17,안데르센-타윌 증후군 18, 및 근강성 18, 근위축증 18, 근위축증18,근관성 18, 근강 성 이영양증 18, 근위대 18, 근관 성 이형성증 18, 근관 성 18, 근강 이상증 18 및 근강 성 이형성증 18, 근강 성 이형성증18,및 근강 성18)

최근 연구에서는, 신경성 근육에 MVRCs의 적용성은 처음으로 보였습니다. 용어 "신경 성 근육" 전방 뿔 세포 또는 모터 축에 어떤 부상 후 변성 및 reinnervation으로 개발 하는 골격 근육에 이차 변화를 말합니다. Denervation은 자발적인 활동(즉, 세동 [fibs] 및 양성 날카로운 파 [psws])으로 EMG에서 특징지어지며, 연장된 지속 시간 및 증가된 진폭을 가진 큰 모터 유닛 전위는 현재 의 회음21. EMG 변화는 탈지 된 근육에서 분명하지만, 근육 섬유 막 전위에서 근본적인 세포 변화는 고립 된 근육 조직에 대한 실험 연구에서 만 입증되었습니다2,3,4. MVRCs는 탈동 과정에 관한 생체 내 인간 근육 막 특성에 대한 추가 통찰력을 제공합니다.

이 백서에서는 MVRC의 방법론을 자세히 설명합니다. 그것은 또한 이전에 보고된 연구 결과22 및 방법이 계획된 연구 결과에 적합한지의 결정을 가능하게 하는 건강한 통제 과목에서 환자의 소군에 있는 신경성 근육에 있는 변경을 요약합니다.

레코딩은 소프트웨어 프로그램의 일부인 레코딩 프로토콜을 사용하여 수행되고 있습니다. 사용되는 다른 장비는 절연 선형 양극성 전류 자극기, 50Hz 잡음 제거기, 절연 식전광 증폭기 및 아날로그 - 디지털 컨버터입니다.

프로토콜

모든 과목은 심사 전에 서면 동의를 제공해야 하며, 해당 지역 윤리 검토 위원회의 승인을 받아야 합니다. 여기에 설명된 모든 방법은 지역 과학 윤리 위원회와 덴마크 데이터 보호 기관의 승인을 받았습니다.

1. 피사체의 준비

  1. 대상자의 의료 기록을 평가하여 조사될 질병 그룹 이외의 이전 신경계 장애가 없는지 확인합니다.
  2. 시험에 대해 구체적으로 알리고 서면 동의를 구하십시오.
    1. 다리 근육에 두 개의 바늘을 삽입하고 근육 섬유가 약한 전류로 자극될 것임을 피험자에게 알립니다.
    2. 감각이 약간 불쾌하게 느껴질 수 있다고 설명한다.
    3. 불편함이 있을 경우 녹화 중 언제든지 자극을 즉시 끌 수 있음을 피험자에게 알립니다.
  3. 알코올로 피사체의 하반신을 청소하십시오.
  4. 자극단단극 바늘 전극(25 mm x 26 G)을 전방 경골 근육 및 접착면 전극 위에 단극성 바늘에 1cm 말단으로 삽입한다(도1).
  5. 접지 전극을 양극에 배치합니다.
  6. 기록 동심 바늘 전극(25 mm x 30 G)을 근육 섬유를 따라 자극하는 단극성 바늘 전극에 약 2cm 근위를 삽입한다(도1).
  7. 기록 동심 바늘과 접지 전극을 프리앰프에 연결합니다.
  8. 시험 중에 조용히 움직이지 않도록 피험자에게 물어보십시오.
  9. 자극기의 출력을 제로화하고 자극 전극을 자극기(그림1)에연결합니다.
  10. 온난화 램프를 사용하여 피부 온도를 32-36°C 사이로 유지합니다.

2. MVRC 녹음

  1. 근육 흥분성 기록 프로토콜을 사용하여 반자동 기록 소프트웨어를 시작하고 자극기 의 를 켭니다. 자극은 1Hz에서 2.5 mA에서 시작됩니다.
  2. 응답이 기록될 때까지 삽입 키를 누르고 수동으로 자극 강도를 높입니다(최대 = 10mA).
    1. 필요한 경우 자극 및 기록 바늘을 조정하고, 10 mA 미만의 자극 강도로 허용 가능한 반응을 기록할 때까지. 근육 작용 잠재력의 모양은 가능하면 삼중해적이어야하며 안정적이어야합니다. 전체 근육의 큰 경련을 피하십시오.
    2. 전위가 거꾸로 나타나는 경우 마이너스 키 (-)를 쳐서 근육 행동 잠재력을 반전.
      참고: 작업 전위 폭을 나타내는 자홍색 수평선이 화면에 나타납니다.
  3. 마우스로 선을 드래그하여 자홍색 선의 위치와 길이를 조정합니다. 녹색 수평선은 기준선을 나타냅니다.
  4. 확인을 클릭하여 MVRC 녹화를 시작합니다.
  5. 기본 옵션에서 자극 반응 관계를 선택합니다.
  6. 삽입 키를 최대 10mA 또는 내약성으로 치면 자극 강도를 높입니다.
  7. 확인을 클릭하여 자극 반응 곡선내림하를 시작합니다.
  8. 테스트 자극이 0에 도달하면 확인을 클릭합니다.
  9. 안정적인 대기 시간을 위해 자극 강도를 레벨로 설정합니다.
  10. 확인을 클릭하여 주 메뉴로 돌아갑니다.
  11. RC에 대한 옵션 1/2/5 컨디셔닝 스팀을 선택합니다.
  12. 기본값인 복구 주기 옵션(예: 빠른 복구 주기 시작[대체 지연 건너뛰기])에서 프로토콜을 선택합니다.
    참고: III(간 자극 간격)가 감소하면서 34단계 동안 레코딩이 자동으로 계속됩니다.
  13. 기록 중에 근육 작용 잠재력이 안정적이고 바늘이 움직이지 않았는지 확인하십시오. 34단계가 완료되면 화면이 기본 옵션으로 자동으로 변경됩니다.
  14. 녹화 완료를 클릭합니다 | 파일 닫기 | 확인, 램프 업 주파수 또는 20 Hz의 레코딩이 수행되지 않는 한.
  15. 파일 닫기 버튼을 클릭하여 기록을 완료하고 데이터를 저장합니다.

3. MVRC 분석

  1. 소프트웨어 프로그램을 분석하여 오프라인으로 분석을 수행합니다.
  2. 분석할 레코딩을 선택하고 확인 버튼을 클릭합니다.
  3. 파일 메뉴에서 매개 변수 로드를 클릭합니다.
  4. 해석에 대한 MANAL9 옵션을 선택합니다. 목록에 없는 경우 찾아보기를 클릭하여 이 파일을 찾습니다. 계속하려면 확인을 클릭합니다.
  5. MAnal9 근육 흥분성 분석에 대한 설명이 나타나면 확인을 클릭하여 계속합니다.
    1. 잠재력이 거꾸로 나타나는 경우 MM-1을 입력하여 근육 행동 잠재력을 반전.
    2. 마우스오른쪽 단추를 클릭하여 자홍색 선을 표시합니다. 창을 피크 응답의 기본으로 설정하고 해당 높이의 작업 전위 너비에 대략 해당하는 너비로 창을 설정합니다. 마우스로 드래그하여 창을 조정합니다. 창은 옅은 파란색 선으로 표시된 높이와 대기 시간이 측정되는 대기 시간을 결정하고 녹색 선은 기준선을 나타냅니다. 계속하려면 확인을 클릭합니다.
  6. 확인을 클릭하여 대기 시간 및 피크를 다시 측정합니다. 이 작업은 자동으로 수행됩니다.
    참고: 다시 측정된 대기 시간을 표시할 때 대기 시간이 원래 대기 시간보다 짧은 지연으로 측정됩니다. 이는 컨디셔닝 자극에 대한 반응만으로도 컨디셔닝에 대한 반응과 시험에 대한 반응에서 차감되었기 때문입니다. 이렇게 하면 컨디셔닝 자극이 대기 시간 측정을 방해하지 않습니다. 프롬프트 상자에 표시된 대로 커서(세로 빨간색 선)를 점 위에 배치하고 ~ 키를 누르면 단일 불량 지점을 제거할 수 있습니다. 불량점은 동일한 채널의 양쪽에서 평균 값으로 대체됩니다. 불량 점이 없는 경우 필요한 마지막 대기 시간 바로 직후에 DE(표시 끝)를 설정합니다.
  7. 확인을 클릭하여 RMC 파일을 만듭니다.
  8. "RCC 또는 RMC 만들기" 양식에 나타나는 대부분의 옵션을 무시하면 MVR이 아닌 C-섬유 측정과 관련이 있기 때문에 계속하려면 저장 및 종료를 클릭합니다. RMC 파일을 저장한 후 프롬프트 상자는 다양한 옵션을 제공합니다.
  9. 주파수 램프 및/또는 반복적인 자극 데이터가 기록된 경우 지침에 따라 이를 분석하십시오. 그렇지 않으면 MEM 파일 옵션을 만들려면 직선으로 이동을 선택하여 MEM 파일을 만듭니다. 계속하려면 확인을 클릭합니다.
  10. 저장 및 종료를 클릭하여 계속합니다.
  11. 확인을 클릭하여 MEM 파일에 RMC 데이터를 추가합니다.
  12. 입력 RMC 파일에서 추가를 클릭하여 이 데이터를 MEM 파일에 추가한 다음 디렉터리를 변경하여 복합 MEM 파일을 저장합니다. 그런 다음 저장 및 종료를 클릭하여 저장합니다.
  13. 확인을 클릭하여 다시 측정된 QZD 파일을 저장하여 # 기호를 사용하여 원래 QZD 파일과 차별화할 수 있습니다.

결과

다음 결과는 최근 연구22에서환자의 소그룹에서 얻어졌으며, 모든 부위에 fibs / psws가 있어 탈동 활동을 보여줍니다. 결과는 이 프로토콜에 기재된 MVRC 기술을 사용하여 생체 내에서 탈동 후 근육 섬유의 변화를 평가하였다. MVRCs는 신경성 근육 섬유에서 휴식 막 전위제의 탈분극과 일치하는 변화를 보였다.

14명의 환자는 29명의 건강한 과목과 비교되었습니다....

토론

기록 소프트웨어에 프로그래밍된 McVR은 고도로 자동화된 절차이지만 신뢰할 수 있는 결과를 얻기 위해서는 주의가 필요합니다. 기록 단계에서, 바늘을 조정하는 동안, 엔드 플레이트 영역 또는 신경을 자극하지 않도록하는 것이 중요하다. 이것은 일반적으로 전체 근육의 큰 경련으로 이끌어 냅니다, 이는 MVRCs를 기록하는 동안 자극 및 / 또는 기록 바늘의 변위의 위험을 증가시킵니다. 현재까지, ?...

공개

H.B.는 이 연구에 사용된 Qtrac 소프트웨어의 판매를 위해 UCL로부터 로열티를 받습니다. 다른 저자는 잠재적 인 이해 상충이 없습니다. 모든 저자는 최종 기사를 승인했습니다.

감사의 말

이 연구는 Lundbeck 재단 (교부금 번호 R191-2015-931 및 교부금 번호 R290-2018-751)에서 주로 두 보조금에 의해 재정적으로 지원되었다. 또한, 이 연구는 국제 당뇨병 신경병 컨소시엄의 일환으로 노보 노디스크 재단 챌린지 프로그램(그랜트 번호 NNF14OC0011633)에 의해 재정적으로 지원되었습니다.

자료

NameCompanyCatalog NumberComments
50 Hz Noise EliminatorDigitimer LtdHumbug
Analogue-to-Digital ConverterNational InstrumentsNI-6221
Analysing software programDigitimer Ltd (copyright Institute of Neurology, University College, London)QtracP, MANAL9
Disposable concentric needle electrode, 25 mm x 30GNatusDantec DCN
Disposable monopolar needle electrode, 25 mm x 26GNatusTECA elite
Isolated EMG amplifierDigitimer LtdD440
Isolated linear bipolar constant-current stimulatorDigitimer LtdDS5
Software and recording protocolDigitimer Ltd (copyright Institute of Neurology, University College, London)QtracW software, M3REC3 recording protocol written by Hugh Bostock, Istitute of Neurology, London, UK)

참고문헌

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