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

The authors have no acknowledgements.

실험 절차는 기관 윤리 승인을받은 헬싱키 선언에 따라 있습니다 설명했다. 데이터는 절차를 알고 있었다 그의 서면 동의서를 준 대표 참가자로부터 수집 하였다. 1. 장비 준비 <ol><li> 면도에 의한 전극의 위치에 피부를 청소하고, 낮은 임피던스 (&lt;5 kΩ의)를 얻기 위해 알코올로 먼지를 제거합니다. </li><li> 가자미 근육의 내측 복사뼈에 대퇴골의 내측 condylis 사이의 라인의 2/3에서 두 AgCl을 표면 전극 (10mm의 기록 직경) 장소; 내측 비복근의 근육의 가장 눈에 띄는 팽창에; 비골 및 횡 비복근 용 힐의 헤드 사이에 선을 따라 거리의 1/3; 및 interelectro와 비골의 팁과 경골근에 대한 내과의 선단 사이에 선을 따라 거리의 1/3에서드 거리 (중심 대 중심) 2cm의 SENIAM 권고에 따라 30. 주 : 가자미근 근육 전극들이 gastrocnemii 근육 (크로스 토크)의 헤드에서 활동 기록되지 않도록 gastrocnemii 근육 말초 삽입 아래에 위치해야한다. </li><li> (자극과 기록 사이트 간의) 같은 다리에 중심 위치에 기준 전극을 배치합니다. </li><li> 가자미근과 gastrocnemii 근육 연신되지 않고 H-리플렉스 11,12 변경되지 않도록, 90 ° (0 ° = 전체 족저 굴곡)의 발목 각도를 얻기 위해 높이 및 의자의 깊이를 조정한다. <ol><li> 때문에 gastrocnemii 근육의 biarticular 특성 (0 ° = 전체 무릎 확장) 90 °에서 무릎 각도를 설정합니다. 그러나, 족저 굴근의 최대 자발적 토크를 수행 할 수있는 최적의 발목 각도는 70 ~ 80 ° (0 ° = 전체 족저 굴곡) (26)입니다. 따라서, 발목 각도에 의존 할 것이다 파라관심 미터 (기계 녹음 대 전기 생리학). 참고 : 실험 신경 근육의 흥분 11,12,27,28을 표준화 전반에 걸쳐 관계없이 선택한 초기 각도, 그것은 일정하게 유지해야합니다. </li><li> 모터 풀 (29)의 흥분에 일정 cortico-전정의 영향을 유지하기 위해 시험 중 피험자의 자세를 모니터링 할 때 특히주의하십시오. </li></ol></li><li> 단단히 에르고 미터 (25)의 회전축과 정렬 관절 (외부 복사뼈)의 해부학 적 축과, 에르고 미터에 발목 스트랩. <ol><li> 족저 굴곡 토크를 기록 에르고 미터에 부착 된 발판에 피사체 발휘 압력을 갖는다. 토크의 작은 변화를 검출 할 수 있도록 실험을하는 동안 발을 유지 부동. </li></ol></li><li> 참고 : 특정 상황에서 발 뒤꿈치가 힘 판 떨어져 약간 들어 올려 수있는 발과 발목이 확보되지 않을 경우, 어떤 수도 제작판에 대한 토크의 불완전한 전송에 광고. 그림 3은 실험 장치에 대한 설명을 제공합니다. </li></ol><img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/52974/52974fig3.jpg" /> 그림 3 :. 실험 설정 클래식 실험 장치는 근전도 (EMG)와 토크 신호를 기록합니다. <ol start="6"><li> 케이블 앰프에 전극을 연결합니다. </li><li> 2-5 kHz로 토크 및 근전도 측정을위한 샘플링 속도를 설정합니다. 아날로그 - 디지털 (AD) 변환 방식을 이용한 EMG 신호를 기록한다. 신호 (예를 들어, 최대 값, 피크 - 투 - 피크 진폭, 지속 시간)를 순간적 여러 파라미터 값을 제공하는 데이터 획득 시스템과 모니터에 표시된다. EMG 신호의 스펙트럼은 5 Hz에서 2 kHz의 주파수 사이의 범위 일 수 있지만 주로 10 Hz에서 31 kHz에서 1 사이에 포함된다. 따라서, 샘플링 주파수 신호의 지속 형상을 보존하기 위해 충분히 높아야EMG 녹음을 보내고. 증폭 kHz의 8,21,32 Hz에서 10 ~ 1 대역폭의 주파수를 사용하여 근전도 신호 (이득 = 500-100)를 필터링 할 수 있습니다. </li><li> 슬개 건을 통해 전기 자극에 대한 양극을 놓습니다. </li><li> 오금에 휴대용 캐소드 볼 전극을 사용하여, 소정의 강도를위한 최적의 가자미 H 반사를 얻을 경골 신경의 자극 최상의 사이트를 결정한다. H 반사의 최대 값에 도달 할 때까지 캐소드 볼 전극 여러 자극 부위를 테스트한다. <ol><li> 녹음 전 경골근의 근전도 활동은 일반적인 비골 신경이 길항 IA 12 구 심성에서 영향을 방지하기 위해 활성화되지 않았는지 확인합니다. 신경 섬유, 특히 구 심성 섬유 (10)의 최적 활성화를 제공하기 위해 1 밀리 초에서 펄스 폭을 설정합니다. </li></ol></li><li> 일정한 자극의 상태를 위해, 자극 위치의 위치에서 자기 점착 AgCl을 캐소드를 배치 (예, 압력, 오리엔트ATION). 참고 :이 매개 변수 (대상 위치, 전극의 위치와 자극 사이트)을 모두 다른 전기 생리 측정의 평가를 변경하지 마십시오. 만 자극의 강도와 조건 (수축 대 나머지)에 따라 다릅니다. </li></ol> 나머지 2. 시험 절차 <ol start="1"><li> 주제 편안한 유지하고 나머지에 그 / 그녀의 근육을 유지하는 지시합니다. </li><li> 최대 가자미근 H 반사 진폭 (; 20~50밀리암페어 평소 범위 H max)를 얻기 위해 자극 강도를 조절합니다. 가자미근 근육 M-H 파는 최대 강도로 관찰 될 수있다. 주 : 반복 측정을 위해 (예 전과 후의 피로 프로토콜), 최적의 강도가 세션 동안 변할 수 H의 최대 응답을 얻었다. H 최대 진폭의 과소 평가로 이어질 수있는 일정한 강도를 유지로서,이 실험은 정기적으로 H 최대를 재평가하는 것이 좋습니다강도 (33). </li><li> 이후 활성화 우울증 (34)을 피하기 위해 3 초 최소 간격이 강도로 3 가자미근 H 반사 반응의 최소를 기록합니다. 주 : 여러 반응을 기록하는 인해 H 반사의 특정 감도 더 적합하지만 (피로 프로토콜 동안 예) 신속한 회복 효과를 방지하기 위해 시도 할 때, 하나의 자극은, 예를 들어, 일부 상황에서 충분할 수도있다. </li><li> 최대 가자미 M 파 진폭 (; 40~1백밀리암페어 평소 범위 M max)를 얻기 위해 자극의 강도를 높입니다. 일반적으로, 두 자극 12,35 사이 8 ~ 10 초 간격으로, 2~4밀리암페어에 자극 강도의 증가를 설정합니다. M 최대가 획득되는 경우, 원하는 강도에 도달하고 어떠한 H 반사 응답이 관찰 될 수 없다. </li><li> M 파가 최대 값의 고원에 도달하도록 M 최대 자극 강도의 120~150%에 최종 강도를 설정합니다. 이 intensi타이는 아래의 지침에 supramaximal 강도라고합니다. </li><li> 세션에 걸쳐 가자미근 M-웨이브 녹음을 위해 일정한 자극의 강도를 유지합니다. </li><li> 기록 3 가자미 M-파도와이 강도에서 3 관련된 트 토크. </li></ol> 자발적 수축하는 동안 3. 시험 절차 <ol start="1"><li> 워밍업으로, 수축의 각 사이에 몇 초 나머지, 족저 굴곡 근육의 10 간단한 비 괴롭혀 준 최대의 수축을 수행하기 위해 주제를 부탁드립니다. 난기의 끝에서, 임의의 11 피로 효과를 피하기 위해 최소 1 분 쉬어. </li><li> 연속 기록 삼두근 surae 근전도 활동. 기록 가자미근과 gastrocnemii 근육은 하나의 자극 사이트 (24)에 대해 서로 다른 근육 유형학의 동작을 분석 할 수 있습니다. </li><li> 족저 굴근의 등각 최대한의 자발적인 수축 (MVC)를 수행하기 위해 주제를 지시한다. 주제는 possi 힘껏 밀어있다그의 발바닥 굴곡 근육을 수축하여 에르고 미터에 BLE. 노력하는 동안 주제에 시각적 피드백, 표준화 된 언어 격려 (19)을 준다. 고원이 관찰 될 때 MVC 도달. </li><li> 근육이 수축 (potentiated 이중)가 자발적 활성화 수준을 평가하는 즉시 완전 이완 된 경우 MVC (겹쳐 이중), 또 다른 한 쌍의 자극의 고원 동안 supramaximal 강도에서 페어링 자극 (100 Hz의 주파수를) 제공합니다. 특정 디바이스 (예 Digitimer D185 적용 MultiPulse 자극)를 통해 또는 단일 펄스 자극기와 관련된 프로그램을 통해 자극이 쌍으로 자극을 전달한다. </li><li> 각각의 재판 (11) 사이에 적어도 1 분 나머지 발바닥 굴곡의 두 번째 MVC를 수행하기 위해 주제를 지시한다. 두 번째 시험에서 최대 토크가 최초의 5 % 이내가 아닌 경우, 추가적인 시험은 36 수행되어야한다. 달성 가장 큰 토크주제는 MVC 토크로한다. </li></ol> 4. 데이터 분석 <ol start="1"><li> 나머지에서 데이터 분석 <ol><li> 나머지 (H 파 또는 M 파)의 트와 관련된 EMG 응답을 포함하는 시간 창을 선택합니다. </li><li> 피크 - 투 - 피크 진폭, 피크 - 투 - 피크 시간을 측정 및 / 또는 파동의 영역 (도 4A). 진폭이 직접 소프트웨어가 제공되지 않는 경우, 최대 값과 최소값을 뺀다. <ol><li> 시간 동안, 시간 프레임의 최대 피크에서 시작하여 최소 피크를 측정 종료. 영역, EMG 신호의 적분 파형의 처음부터 시작하여 파의 끝에 종료를 계산. 주 : 피크 대 피크 진폭을 반영 할 수 : 1)로 송신 신경근, 2) 모터 유닛 활동 전위 진폭 및 / 또는 37 전위 모터 유닛의 동작 3) 시간적 분산액. M 파의 지속 시간은 신경 근육 전달 (37)을 반영한다. </li></OL&gt; </li><li> 다중 시험을 위해, 파도의 평균을 계산한다. 평균이 직접 소프트웨어를 사용 스프레드 시트 소프트웨어에 의해 제공 될 수없는 경우 (예를 들어 스프레드 시트 프로그램에서 화학식 함수) 여러 시험 (적어도 3)에서이 값을 계산한다. </li><li> 휴식 트를 선택합니다. </li><li> 휴식 트 (도 4b)와 연관된 피크 토크를 측정한다. </li><li> 다중 시험을 위해, 휴식 경련의 평균 피크 토크를 계산한다. 평균이 직접 소프트웨어를 사용 스프레드 시트 소프트웨어에 의해 제공 될 수없는 경우 (예를 들어 스프레드 시트 프로그램에서 화학식 함수) 여러 시험 (적어도 3)에서이 값을 계산한다. </li><li> 다른 원하는 매개 변수 (수축 시간 또는 반 휴식 시간)에 대한 포인트 4.1.2에 설명 된 절차를 반복합니다. 트 파라미터들의 분석은 여기 수축 결합 효율 (17)로 표시를 제공한다. 특히, 계약이온 시간은 선택된 근육 그룹 (38)에 의존 할 수있다 수축 속도론 8의 인덱스를 제공한다. </li><li> 전기 효율을 정량화하기 위해, 최대 토크 및 스프레드 시트 소프트웨어 (예를 들어, 엑셀)을 사용하여 M-파의 합 사이의 비율을 계산한다 (P ℓ / M). 경골 후방 신경 자극에 의해 유발 된 반응은 기계적 삼두근 surae 전체적으로 및 가자미근 gastrocnemii-M 파의 진폭이 합산되어야 (39)의 활성화에 대응있다. </li></ol></li></ol><img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/52974/52974fig4.jpg" /> 그림 4 : 전기 생리 및 기계적 응답의 설명 피크 - 투 - 피크 진폭 (MV) 전형적인 M 파의 지연 시간 (MS)와 지역 (mV.ms)의 (A) 측정.. 피크 트 토크 (NM)의 (B) 측정, 수축 시간 (MS)와 트의 반 휴식 시간 (밀리 초). <a= &quot;https://www.jove.com/files/ftp_upload/52974/52974fig4highres.jpg&quot;대상 = &quot;_ 빈&quot;HREF&gt;이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. <ol start="2"><li> 수축 데이터 분석 <ol><li> 피크 토크 포함하되 자극 인공물과 EMG의 침묵 기간의 종료 사이의 시간을 제외 MVC 토크 고원 동안 가자미 EMG 활성의 500 밀리 초 시간 윈도우를 선택한다. 침묵 기간은 자극 다음 진행 자발적 EMG 활동의 억제에 해당합니다. </li><li> 루트가 소프트웨어에 의해 직접 제공되지 않는 사각 (RMS)를 의미하는 경우, 다음 식 (40)을 사용하여 EMG 활성을 정량 계산 RMS : EMG를 RMS <img alt="식 (1)" src="/files/ftp_upload/52974/52974eq1.jpg" /></li><li> 측정 또는 파의 지속 시간 동안 휴식 M 최대의 RMS를 계산합니다. </li><li> 스프레드 시트 소프트웨어를 사용하는 RMS EMG / RMS Mmax 순 비율을 계산한다.EMG RMS 값 및 RMS 값 Mmax 순 같은 근육으로부터 선택되어야한다. </li><li> 이중 자극 (그림 5)에 의해 유도 된 중첩 토크 제외 MVC의 최대 값에 휴식 토크의베이스 라인에서 MVC의 최대 피크 토크를 측정한다. </li><li> 유발 된 응답의 피크 자극의 개시 (도 5)에서 자발적으로 토크 값에서 MVC 중에 이중 자극에 의해 유도 된 중첩 토크를 측정한다. </li><li> potentiated 이중를 선택합니다. </li><li> potentiated 이중와 관련된 최대 토크를 측정한다. </li><li> 수학 식 40을 이용하여 자발적으로 활성화 레벨 (VAL)을 계산한다 : <img alt="식 (1)" src="/files/ftp_upload/52974/52974eq2.jpg" /></li></ol></li></ol><img alt="그림 5" src="/files/ftp_upload/52974/52974fig5.jpg" /> 그림 5 : 중첩의 측정 및기계적인 신호에 이중를 potentiated. 중첩 피크 토크 (승점)를 기록하려면, 자극 이중은 아이소 메트릭 최대 자발적 수축 (MVC)의 고원 동안 유발된다. potentiated 최대 토크 (백금 P)를 기록하려면, 자극 이중은 MVC의 오프셋 (offset) 후 휴식을 유발한다.

The authors have nothing to disclose.

경피적 신경 자극은 신경 근육 시스템 건강한 인간 neuromotor 기능의 기본 컨트롤을 이해뿐만 아니라, 피로 (17) 훈련을 통해 급성 또는 만성 적응을 분석 할 수있을뿐만 아니라 수많은 특성의 정량화 할 수 있습니다. 특히 측정이 빠른 복구 (42)의 영향을 피하기 위해 연습 종료 후 가능한 빨리 수행되어야 피로 프로토콜에 매우 유익하다. 수많은 연구가 삼두근 s...

경피적 전기 신경 자극이 널리 신경근 1 기능을 평가하기 위해 사용된다. 기본 원리는 근육의 수축을 연상 말초 운동 신경에 전기 자극을 유도으로 구성되어 있습니다. 기계 (토크 측정) 및 전기 생리학 (근전도 활동) 응답을 동시에 기록됩니다. 고려 관절에 기록 토크는, 에르고 미터를 이용하여 평가된다. 표면 전극을 사용하여 기록 근전도 (EMG) 신호 (2)의 근육 활동을 나타내는 것으로 입증되었다. 이 비 침습적 방법은 고통보다 쉽게​​ 근육 녹음보다 구현되지 않습니다. 모두 모노 폴라 및 바이폴라 전극을 사용할 수있다. 모노 폴라 전극 구성은 작은 근육에 유용 할 수 근육 활동 (3)의 변화에보다 민감한 것으로 밝혀졌다. 그러나, 바이폴라 전극 신호대 R 개선에 더욱 효과적인 것으로 밝혀졌다페이지에 계속 4, 가장 일반적으로 기록 및 모터 유닛의 활성을 정량하는 방법으로 사용된다. 후술하는 방법은 바이폴라 녹화에 초점을 맞출 것이다. EMG 활성은 신경 근육 시스템의 효능 및 무결성의 지표이다. 경피 신경 자극의 사용은 신경 근육 기능에 더 통찰력, 근육 척추, 또는 문헌 - 척추 레벨 (그림 1)에서, 즉 변화를 제공합니다. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/52974/52974fig1.jpg" /> 그림 1 :. 신경 근육 측정의 개요 STIM : 신경 자극. EMG : 근전도. 발 : 자원 봉사 활성화 수준. RMS : 루트가 광장을 의미한다. M 최대 : 최대한 M 파 진폭. 휴지, 또한, M 파라고 복합 근 활동 전위는 자극 인공물 후에 관찰 짧은 지연 응답이며, 직접 액티브 의한 흥분성 근육량을 나타낸다<html> 근육 (그림 2, 3 번)에 이르는 모터 축삭의 ATION. M 파 진폭은 최대 값의 고원에 도달 할 때까지 강도가 증가한다. M 최대 호출이 응답은, 표면 EMG 전극 (5) 아래에 기록 된 모든 모터 유닛 및 / 또는 근육 섬유 활동 전위의 동기 합산을 나타낸다. 피크 - 투 - 피크 진폭 또는 파 영역의 진화 신경근 변속기 (6)의 변경을 식별하는 데 사용된다. M 파, 즉 피크 트 토크 / 힘과 관련된 기계적인 반응의 변화로 인해 근육의 흥분성 및 / 또는 근육 섬유 (7) 내에서의 변화 일 수 있습니다. M의 최대 피크 진폭과 트 토크 진폭 (백금 / M 비)의 관계, 즉 전기 모터에 주어진 명령에 대한 응답 기계적 근육 (8)의 전기 효율의 지표를 제공한다. 52974 / 52974fig2.jpg &quot;/&gt; 그림 2 :. 모터 및 신경 자극에 의해 활성화 재귀 경로 혼합 (모터 / 감각) 신경 (STIM)의 전기 자극은 모터 축삭 및 IA의 구 심성 발사 모두의 탈분극을 유도한다. 척수가 다시 H-반사 반응 (경로 1 + 2 + 3)을 불러 일으키는 알파 motoneuron를 활성화쪽으로 IA의 탈분극은 구 심성. M 파 (경로 3) : 자극의 강도에 따라, 모터 축삭 탈분극은 직접 근육 반응을 불러 일으킨다. 최대 M 파의 강도에, antidromic 현재도 (3 &#39;) 생성되고 반사 발리 (2)와 충돌. 이 충돌은 부분적으로 또는 완전히 H 반사 반응을 취소합니다. H 반사는 IA-α의 motoneuron 9 시냅스의 변화를 평가하기 위해 사용되는 전기 생리학적인 반응이다. 이 매개 변수는 정지 또는 자발적 수축하는 동안 평가 될 수있다. H 반사는 스트레치 반사의 변형을 나타냅니다 (그림 2, 뉴mber 1-3). H 반사는 monosynaptically IA의 구 심성 경로 (10, 11)에 의해 보충 모터 장치를 활성화하고 주변과 중앙의 영향 (12)를 실시 할 수있다. H 반사를 불러 일으키는 방법은 나머지 13, 14에서와 아이소 메트릭 수축 15시 척추 흥분을 평가하는 높은 내 주제 신뢰성을하는 것으로 알려져있다. 자발적인 수축 동안 자발적 신경 드라이브의 크기는 일반적으로 평균 제곱근을 이용하여 정량화, EMG 신호의 진폭을 이용하여 평가 될 수있다 (RMS). RMS EMG 자발적인 수축은 일반적으로 (도 1) 중 모터 시스템의 여기 레벨을 정량하는 방법을 사용한다. 때문에 인트라 간 주제 변동 (16), RMS EMG는 근육 별 최대 자발적 수축 (RMS EMGmax) 동안 기록 된 EMG를 사용하여 정규화해야합니다. 또한 때문에에게 EMG 신호의 변화가있다 ㄴ이러한 M 파 같은 파라미터를 이용하여 주변 둘레 레벨에 정규화 변경으로 인해 전자가 EMG 신호의 핵심 구성 요소를 평가할 필요가있다. 이는 최대 진폭 또는 M 파의 RMS Mmax 순으로 RMS EMG 분할함으로써 수행 될 수있다. RMS Mmax 순을 사용하여 정규화는 고려 M 파의 지속 시간 (17)의 가능한 변화를 가져 오기 때문에 선호하는 방법입니다 (즉 EMG / RMS Mmax 순는 RMS). 모터 커맨드는 자발적 활성 수준 (VAL)을 산출함으로써 평가할 수있다. 이 방법은 최대 자율 수축 중에 M의 최대 강도로 전기 자극을 중첩 트 보간 기법 (18)을 사용한다. 신경 자극에 의해 유도되는 여분 토크가 이완 된 근육 19 potentiated 동일 신경 자극에 의해 생성 된 제어 트와 비교된다. 최대 발, 원래 트 interpo을 평가하려면머튼 (18)에 의해 설명 LATION 기술은 자발적 수축을 통해 보간 하나의 자극을 포함한다. 유발 토크 증가가 단일 자극 반응 (20)에 비해 더 큰 용이하게 검출하고, 이하 가변 때문에 최근에는 한 쌍의 자극의 사용은 더욱 인기를 끌고있다. VAL은 작동 근육 (21)을 최대로 활성화하는 중추 신경계의 능력의 지표를 제공한다. 현재 VAL은 트 보간 기법을 사용하여 근육의 활성화 (22)의 레벨을 평가하는 가장 중요한 평가 방법이다. 또한, 작업 계를 사용하여 평가 피크 토크는 연구 및 임상에서의 사용 (23)의 적용을 가장 적절히 조사 강도 테스트 파라미터이다. 전기 신경 자극은 근육 그룹 (예를 들면 팔꿈치 굴근, 손목 굴근, 무릎 신전근, 족저 굴근)의 다양성에 사용될 수있다. 그러나, 신경 접근성하게일부 근육 그룹의 어려운 기술. 발바닥 굴곡 근육, 특히 삼두근 surae (가자미근과 gastrocnemii) 근육은 자주 문학 (24)에 조사된다. 사실,이 근육들은 특별한 관심을 정당화, 운동에 참여하고 있습니다. 자극 부위와, 기록 전극 간의 거리는 삼두근 surae 근육의 다른 유발 파도의 식별을 허용한다. 오금의 후방 경골 신경의 피상적 인 부분과 스핀들의 많은 수는 쉽게 다른 근육 (24)에 비해 반사 응답을 기록 할 수 있습니다. 이러한 이유로, 현재 제시된 반사 방법은 근육의 삼두근 surae 그룹 (가자미근과 비복근)에 초점을 맞추고있다. 이 프로토콜의 목적은 삼두근 surae 신경근의 기능을 조사하기 위해 경피 신경 자극 기법을 설명하는 것이다.

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

assessment of neuromuscular function using percutaneous electrical nerve stimulation

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

증가 자극 강도와 M-H- 파도 사이 응답 진폭 다른 진화 리드. M 파가 점진적으로 최대 강도의 고원에 도달 할 때까지 증가하면서 휴식, H 반사가, 근전도 신호로부터 완전히 결석되기 전에 최대 값에 도달 (진화를위한 그래픽 M-파의 묘사와 그림 6은 그림 4 참조 M-파도와 강도 H 반사)의. 가자미 근육의 경우, 자극 발병과 M 파 사이의 대기 시간은 약 10 밀리 초 (그림 4A)과 H 파?...

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

Assessment of Neuromuscular Function Using Percutaneous Electrical Nerve Stimulation

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

경피적 전기 신경 자극을 사용하여 신경 근육 기능의 평가

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

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

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

비디오: Assessment of Neuromuscular Function Using Percutaneous Electrical Nerve Stimulation

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

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

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

인간의 운동 기능의 변조를위한 비 침습 뇌 전기 자극 몽타주

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

연구

행동분석학

A Murine Model of Muscle Training by Neuromuscular Electrical Stimulation

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

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

신경근육학 전기적 자극에 의​​해 근육 트레이닝의 Murine 모델

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

의학

Nerve Excitability Assessment in Chemotherapy-induced Neurotoxicity

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

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

화학 요법 - 유도 Neurotoxicity의 신경 흥분 평가

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

신경과학

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

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

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

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

Neuropathic 고통과 Spasticity의 관리를위한 호흡 조절 전기 자극 (BreEStim)

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

Measuring Neuromuscular Junction Functionality

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

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

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

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

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

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

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

Vivo에서 모터 신경 퇴보의 마우스 모델에서 앞 발에서 복합 근육 활동 전위의 electrophysiological 측정

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

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

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

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

온전한 말초 신경 신호의 증폭을 위한 근육 커프 재생 말초 신경 인터페이스

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

생체공학

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

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

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

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

<meta charset="utf8"></head><body>설치류의 SFEMG : 건강 및 질병에서 NMJ 기능 평가

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

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

<meta charset="utf8"></head><body>저자 스포트라이트: 설치류 모델에서 자극된 SFEMG의 중개 응용 프로그램

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

설치류 모델에서 신경근 접합 전달을 평가하기 위한 자극 단일 섬유 근전도(SFEMG)

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

경피적 전기 신경 자극을 사용하여 신경 근육 기능의 평가

요약

더 많은 비디오 탐색

이 비디오의 챕터

인간의 운동 기능의 변조를위한 비 침습 뇌 전기 자극 몽타주

신경근육학 전기적 자극에 의해 근육 트레이닝의 Murine 모델

화학 요법 - 유도 Neurotoxicity의 신경 흥분 평가

Neuropathic 고통과 Spasticity의 관리를위한 호흡 조절 전기 자극 (BreEStim)

Measuring Neuromuscular Junction Functionality

Vivo에서 모터 신경 퇴보의 마우스 모델에서 앞 발에서 복합 근육 활동 전위의 electrophysiological 측정

온전한 말초 신경 신호의 증폭을 위한 근육 커프 재생 말초 신경 인터페이스

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

설치류 모델에서 신경근 접합 전달을 평가하기 위한 자극 단일 섬유 근전도(SFEMG)

설치류 모델에서 신경근 접합 전달을 평가하기 위한 자극 단일 섬유 근전도(SFEMG)

경피적 전기 신경 자극을 사용하여 신경 근육 기능의 평가

요약

더 많은 비디오 탐색

이 비디오의 챕터

인간의 운동 기능의 변조를위한 비 침습 뇌 전기 자극 몽타주

신경근육학 전기적 자극에 의​​해 근육 트레이닝의 Murine 모델

화학 요법 - 유도 Neurotoxicity의 신경 흥분 평가

Neuropathic 고통과 Spasticity의 관리를위한 호흡 조절 전기 자극 (BreEStim)

Measuring Neuromuscular Junction Functionality

Vivo에서 모터 신경 퇴보의 마우스 모델에서 앞 발에서 복합 근육 활동 전위의 electrophysiological 측정

온전한 말초 신경 신호의 증폭을 위한 근육 커프 재생 말초 신경 인터페이스

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

설치류 모델에서 신경근 접합 전달을 평가하기 위한 자극 단일 섬유 근전도(SFEMG)

설치류 모델에서 신경근 접합 전달을 평가하기 위한 자극 단일 섬유 근전도(SFEMG)

신경근육학 전기적 자극에 의해 근육 트레이닝의 Murine 모델