JoVE Logo
Yazarlar
Bize Ulaşın

Oturum Aç

Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.

Bu Makalede

  • Özet
  • Özet
  • Giriş
  • Protokol
  • Sonuçlar
  • Tartışmalar
  • Açıklamalar
  • Teşekkürler
  • Malzemeler
  • Referanslar
  • Yeniden Basımlar ve İzinler

Özet

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).

Özet

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.

Giriş

Perkütan elektriksel sinir stimülasyonu yaygın kas fonksiyonu 1 değerlendirmek için kullanılır. Temel prensip, bir kas kasılmasını uyandırmak için bir periferik motor sinire elektrik uyarana oluşur. Mekanik (tork ölçümü) ve elektrofizyolojik (EMG aktivitesi) yanıtları aynı anda kaydedilir. Kabul eklemde kaydedilen Tork, bir ergometreyi kullanılarak değerlendirilir. Yüzey elektrotlar kullanılarak kaydedildi elektromyografik (EMG) sinyal kas 2 aktivitesini temsil etmek için ortaya konmuştur. Bu non-invaziv yöntem ağrılı ve daha kolay kas içi kayıtları daha hayata değildir. Hem monopolar veya bipolar elektrot kullanılabilir. Monopolar elektrot konfigürasyonu küçük kaslar için yararlı olabilir, kas aktivitesi 3 değişikliklere daha duyarlı olduğu gösterilmiştir. Bununla birlikte, iki kutuplu elektrotlar sinyal-gürültü r geliştirmede etkili olduğu gösterilmiştirATIO 4 ve en yaygın bir kayıt ve motor ünite aktivite miktannı bir yöntem olarak kullanılmaktadır. Aşağıda açıklanan metodoloji bipolar kayıtları üzerinde durulacak. EMG aktivitesi nöromüsküler sistemin etkinliği ve bütünlüğünün bir göstergesidir. Perkütan sinir stimülasyonu kullanımı nöromüsküler fonksiyon içine daha fazla anlayışlar, kas spinal veya üstü spinal seviyede (Şekil 1), yani değişiklikler sunuyor.

figure-introduction-1415
Şekil 1:. Nöromüsküler ölçümlerin Bakış STIM: sinir stimülasyonu. EMG: Elektromiyografi. VAL: Gönüllü Aktivasyon seviyesi. RMS: Kök Meydanı ortalama. M max: Maksimal M-dalga genliği.

Geri kalanı da ayrıca, M-dalga olarak adlandırılan bileşik kas aksiyon potansiyeli, uyaran eserin sonrası gözlenen kısa gecikmeli tepki ve direkt activ ile telaşlı kas kütlesi temsil kas (Şekil 2, sayı 3) için önde gelen motor akson tirme. M-dalga amplitüdü maksimal değerinin bir plato elde edilene kadar yoğunluğu artar. M max adlandırılan bu yanıt, yüzey EMG elektrotları altında 5 kaydedilen tüm motor üniteleri ve / veya kas lifi aksiyon potansiyellerinin senkron toplamını temsil eder. Tepe-tepe genlik veya dalga alanının evrimi nöromüsküler iletim 6 değişiklikleri tanımlamak için kullanılır. M-dalga örneğin, en yüksek torku seğirme / kuvvet ile ilişkili mekanik tepkiler değişiklikler nedeniyle kas uyarılabilirliği ve / veya kas liflerinin 7 olan değişikliklere bağlı olabilir. M max genlik ve zirve seğirme tork genliği (Pt / M oranı) birlikteliği, yani belirli bir elektrik motoru komutu için mekanik yanıtın kas 8 elektromekanik verimliliği, indeksini sağlar.

52974 / 52974fig2.jpg "/>
Şekil 2:. Motor ve sinir uyarımı ile aktive dönüşlü yollar karışık (motor / duyusal) sinir (STIM) elektriksel stimülasyon, motor akson ve la afferent pişirim hem de bir depolarize neden olur. Spinal kord da bir H-refleks yanıt (yol 1 + 2 + 3) uyandıran bir alfa motonöron aktive doğru la depolarizasyonu afferentler koldan. M-dalga (yolu 3): uyaran şiddetine bağlı olarak, motorlu akson depolarizasyon doğrudan kas yanıtı çağrıştırıyor. Maksimal M-dalga yoğunluğunda, bir antidromik akım da (3 ') oluşturulur ve refleks değmeden (2) ile çarpışır. Bu çarpışma kısmen veya tamamen H-refleks yanıtı iptal eder.

H-refleks la-α motonöron sinaps 9 değişiklikleri değerlendirmek için kullanılan bir elektrofizyolojik bir yanıttır. Bu parametre istirahat veya istemli kasılmalar sırasında değerlendirilebilir. H-refleks germe refleksinin bir varyantını temsil (Şekil 2, number 1-3). H-refleks monosynaptically la afferent yolların 10,11 tarafından işe motorlu birimlerini harekete geçirir ve periferik ve santral etkilere 12 tabi tutulabilir. Bir H-refleksi çağrıştıran yöntemi kalan 13,14 at ve izometrik kasılmalar 15 sırasında spinal heyecanlanma değerlendirmek için yüksek intra-konu güvenilirlik sahip olduğu bilinmektedir.

Bir istemli kasılma sırasında, gönüllü sinir sürücü büyüklüğü genellikle Root Mean Meydanı kullanılarak ölçülebilir, EMG sinyalinin genliği kullanılarak değerlendirilebilir (RMS). RMS EMG yaygın istemli kasılma (Şekil 1) sırasında motor sistemi uyarma düzeyini nicel bir araç kullanılır. Çünkü içi ve denekler arası değişkenlik 16 arasında RMS EMG bir kasa özgü istemli kasılma (RMS EMGmax) süresince kaydedilen EMG kullanılarak normalize edilmesi gerekir. İlave olarak, bu EMG sinyalindeki değişiklikler b olabilirM-dalga olarak çevresel bir parametre kullanarak periferal seviyede normalleşme değişikliklere bağlı e EMG sinyalinin sadece merkezi bileşen değerlendirmek için gereklidir. Bu maksimal genlik ya da M-dalga RMS Mmaks RMS EMG bölünmesi ile yapılabilir. RMS Mmax kullanarak Normalleştirme göz önüne M-dalga süresi 17 olası değişikliği alır gibi tercih edilen bir yöntemdir (yani EMG / RMS Mmaks RMS).

Motorlu komutları da gönüllü aktivasyon düzeyini (VAL) hesaplanarak değerlendirilebilir. Bu yöntem, bir maksimal istemli kasılma sırasında M max yoğunlukta bir elektrik uyarımı atma seğirme enterpolasyon tekniği 18 kullanır. Sinir uyarımı ile uyarılan ilave tork rahat bir güçlendirilmiş kas 19 özdeş sinir uyarımı ile üretilen bir kontrol seğirme karşılaştırılır. Maksimal VAL, orijinal seğirme interpo değerlendirmekMerton 18 tarafından açıklanan lation tekniği istemli kasılma üzerinde interpolasyon tek bir uyarıcı içerir. Uyarılmış tork artışları tek uyarım yanıtları 20 oranla, daha büyük daha kolay algılanır ve daha az değişken olduğu için son eşleştirilen stimülasyonu kullanımı daha popüler hale gelmiştir. VAL çalışma kasları 21 maksimum etkinleştirmek için merkezi sinir sisteminin kapasitesinin bir dizin sağlar. Şu anda, VAL seğirme interpolasyon tekniği kullanılarak kas aktivasyonu 22 düzeyini değerlendirmek en değerli yöntemdir değerlendirdi. Ayrıca, bir ergometreyi kullanılarak değerlendirildi zirve tork araştırma ve klinik ortamlarda 23 kullanım uygulanabilir en doğru şekilde çalışılan gücü test parametresidir.

Elektriksel sinir stimülasyonu kas gruplarında (örneğin dirsek fleksörlerinde, bilek fleksörlerinde, diz ekstansörlerinin, plantar fleksör) çeşitli kullanılabilir. Ancak, sinir erişilebilirlik yaparBazı kaslar gruplarında zor bir tekniktir. Plantar fleksör kaslar, özellikle triseps surae (soleus ve gastrocnemii) kaslar, literatürde sıklıkla 24 incelenmiştir. Nitekim, bu kaslar kendi özel ilgi haklı, lokomosyon katılmaktadırlar. Uyarı bölgesinden ve kayıt elektrotlar arasındaki mesafe triseps kaslarından hazırlanan farklı uyarılmış dalgaların belirlenmesini sağlar. Popliteal fossada tibial sinirin yüzeysel kısmı ve iğ çok sayıda daha kolay diğer kasların 24 oranla refleks yanıtları kaydetmek için yapmak. Bu nedenlerden dolayı, şu anda sunulan bir refleks yöntem kas Triseps Surae grubu (soleus ve gastrokinemius) odaklanmaktadır. Bu protokolün amacı, triseps surae nöromusküler fonksiyonu araştırmak için perkütan sinir stimülasyonu tekniği tanımlamak etmektir.

Protokol

Deneysel işlemler Kurumsal etik onay aldı ve Helsinki Bildirgesi uygundur özetle. Veriler prosedürlerin farkında ve onun yazılı onam verdi temsilcisi katılımcı toplanmıştır.

1. Cihazın hazırlanması

  1. Tıraş elektrot yerde cildi temizleyin ve düşük empedans (<5 kÊ) elde etmek için alkolle kiri çıkarmak.
  2. Soleus kasının medial malleol femur medial condylis arasındaki hattın 2/3 iki AgCl yüzey elektrotları (10 mm çap kayıt) yerleştirin; medial gastroknemius için kas en önemli çıkıntı üzerinde; fibula ve lateral gastroknemius için topuk başkanı arasında bir hat boyunca mesafe 1/3; ve bir interelectro ile fibula ucu ve tibialis anterior kasının medial malleol ucu arasında bir hat boyunca mesafenin 1/3, atde mesafe (merkezden merkeze) 2 cm, SENIAM tavsiyelerine 30 göre yöntem.
    Not: soleus kas elektrotlar onlar gastrocnemii kasları (cross-talk) başkanları aktiviteyi kayıt emin olmak için gastrocnemii kasların uzak yerleştirilmesi altında konumlandırılmış olması gerekir.
  3. (Stimülasyon ve kayıt siteler arasında) aynı bacakta merkezi bir konumda bir referans elektrot yerleştirin.
  4. Soleus ve gastrocnemii kaslar gerilir değildir ve H-refleks 11,12 değişmez, böylece 90 ° (0 ° = tam plantar fleksiyon) bir ayak bileği açısı elde etmek için yükseklik ve sandalyenin derinliğini ayarlayın.
    1. Nedeniyle gastrocnemii kasların biarticular doğası (0 ° = tam diz uzatma) 90 ° diz açısı ayarlayın. Ancak, plantar fleksör bir maksimal istemli tork gerçekleştirmek için en uygun ayak bileği açısı 70-80 ° (0 ° = tam plantar fleksiyonu) 26 olduğunu. Böylece, ayak bileği açısı para bağlıdırÇevrede metre (mekanik kayıtları karşı elektrofizyolojik).
      Not: Deney nöromüsküler eksitabilite 11,12,27,28 standardize etmek boyunca ne olursa olsun seçilmiş ilk açısı, sabit kalmalıdır.
    2. Motor havuzunun 29 eksitabilite üzerinde sürekli kortiko-vestibüler etkileri korumak için test sırasında deneklerin duruş izlerken özellikle dikkat edin.
  5. Sıkıca ergometrenin 25 dönme ekseni ile hizalanmış eklem (dış malleoller) anatomik ekseni ile bir bisiklet ergometresinde için ayak bileği kayış.
    1. Plantar fleksör torku kaydetmek için ergometre bağlı bir footplate üzerinde konu uygulamayın basıncına sahip. Tork küçük değişiklikler tespit edilebilir, böylece deney boyunca ayak hareketsiz tutun.
  6. Not: Belirli koşullar altında topuk kuvvet plaka kapalı hafifçe kaldırabilir ayak ve ayak bileği güvenli değilse, hangi olabilir leplaka karşı tork eksik iletim reklam. Şekil 3 deney düzeneği açıklamasını sunar.

figure-protocol-2770
Şekil 3:. Deneysel kurulum Klasik deney düzeneği elektromiyografi (EMG) ve tork sinyalleri kaydetmek için.

  1. Kablolarla amplifikatöre elektrotlar bağlayın.
  2. 2-5 kHz tork ve EMG ölçümleri için örnekleme hızını ayarlayın. Bir Analog-Dijital (AD) dönüşüm sistemini kullanarak EMG sinyali kaydedin. Sinyal (örn maksimal değer, tepeden tepeye genlik, süre) anında birkaç parametre değerlerini veren bir veri toplama sistemi ile monitörde görüntülenir. EMG sinyalinin spektrumu 5 Hz ile 2 kHz frekansları arasında değişebilir, ancak esas olarak 10 Hz ve 1 kHz 31 arasında yer alıyor. Bu nedenle, örnekleme frekansı sinyal şekli dur korumak için yeterince yüksek olmalıdırEMG kaydı ing. Yükseltmek ve kHz 8,21,32 Hz 10 ila 1 bant genişliği frekansı kullanarak EMG sinyallerini (kazanç = 500-100) filtre.
  3. Patellar tendon üzerinde elektrik stimülasyonu için anot yerleştirin.
  4. Popliteal fossada bir el katot top elektrot kullanarak, belirli bir yoğunluk için optimal soleus H refleksi elde etmek için posterior tibial sinirin en stimülasyon siteyi belirleyin. H refleksi maksimal değerine ulaşılana kadar katot top elektrot ile birkaç uyarım sitelerini test.
    1. Tutanak tibialis anterior EMG aktivitesi peroneal sinir antagonisti la 12 ileticilerden etkisini önlemek için aktif olmadığından emin olmak için. Sinir lifleri, özellikle afferent liflerin 10 optimal aktivasyonunu sağlamak üzere 1 msn de darbe genişliğini ayarlayın.
  5. Sürekli uyaran koşulu sağlamak için stimülasyon sitenin yerde kendinden yapışkanlı AgCl katot yerleştirin (örneğin basınç, orienttirme).
    Not: Bu parametrelerin (konu pozisyonu, elektrot konumu ve stimülasyon sitesi) tüm farklı elektrofizyolojik ölçümlerde değerlendirilmesi için değişmez. Sadece uyarım yoğunluğu ve durumu (kasılma karşı dinlenme) değişir.

Istirahat 2. Test Prosedürleri

  1. Konuyu rahat kalması ve istirahat onun / onun kaslarını korumak için söyleyin.
  2. Maksimal soleus H-refleks genliği (;: 20-50 mA zamanki yelpazesi H max) elde etmek için stimülasyon yoğunluğunu ayarlayın. Soleus kasında bir M-dalga Hmax yoğunlukta görülmektedir.
    Not: tekrarlanan ölçümler için (örneğin önce ve yorucu bir protokol sonrası), optimum yoğunluk oturumu sırasında değişebilir bir H max yanıt elde etmek. H max genlik küçümsenmesi yol açabilir sabit bir yoğunluk tutarak olarak, deneyci düzenli H max reevaluates tavsiye ediliryoğunluk 33.
  3. Etkinleştirme sonrası depresyonu 34 önlemek için 3 sn minimum aralığı ile bu yoğunlukta 3 soleus H-refleks tepkilerin en az kaydedin.
    Not: Birkaç yanıtları kayıt nedeniyle H-refleks özel hassasiyeti daha uygun olmasına rağmen (bir yorucu protokol sırasında örneğin) hızlı toparlanma etkilerini önlemek için çalışırken, tek bir stimülasyon, örneğin bazı durumlarda yeterli olabilir.
  4. Maksimal soleus M-dalga genliği (;: 40-100 mA zamanki yelpazesi M max) elde etmek için stimülasyon yoğunluğunu artırın. Genelde iki uyarıcı 12,35 arasında 8-10 saniyelik bir aralık ile, 2-4 mA'da stimülasyon yoğunluğundaki artış ayarlayın. Mmax elde edildiğinde, istenen yoğunluğu ulaşılır ve hiçbir lH-refleks yanıt gözlenebilir.
  5. M-dalga maksimal değerinin bir plato kazanır sağlamak için M max uyaran yoğunluğu 120-150% nihai yoğunluğunu ayarlayın. Bu intensity Aşağıdaki talimatlarda supramaksimal yoğunluğu denir.
  6. Oturumu boyunca soleus M-dalga kayıtları için sürekli stimülasyon yoğunluğu tutun.
  7. Kayıt 3 soleus M-dalgalar ve bu yoğunlukta 3 ilişkili seğirme momentleri.

Gönüllü daralma sırasında 3. Test Süreçleri

  1. Bir ısınma gibi, kasılmalar her biri arasında birkaç saniye geri kalanı ile, plantar fleksör kasların 10 kısa ve yorulmadan submaksimal kasılmalarını gerçekleştirmek için konuyu isteyin. Isınma sonunda herhangi yorucu etkisi 11 önlemek için en az 1 dakika dinlen.
  2. Sürekli rekor triseps surae EMG aktivitesi. Kayıt soleus ve gastrocnemii kaslar tek bir stimülasyon sitesi 24 farklı kas tipolojileri davranışının analizi sağlar.
  3. Plantar fleksör izometrik maksimal istemli kasılması (MVC) gerçekleştirmek için konuyu söyleyin. Konu Possi kadar sert itmek zorundaOnun plantar fleksör kaslarını kasarak ergometre karşı ble. Efor sırasında konuya görsel geribildirim ve standart sözel cesaret 19 ver. Plato gözlenmiştir MVC ulaşılır.
  4. Kas kasılması (potansiyelli ikili) gönüllü aktivasyon düzeyini değerlendirmek için hemen sonra tamamen rahat olduğunda MVC (üst üste çiftli) ve başka bir eşleştirilmiş stimülasyon plato sırasında supramaksimal yoğunlukta bir eşleştirilmiş stimülasyon (100 Hz frekans) sunun. Belirli bir aygıt (örneğin Digitimer D185 MULTIPULSE Stimülatör) üzerinden veya tek bir darbe uyarıcısı ile ilişkili bir uyarım programı aracılığıyla bu eşleştirilmiş uyarımı sunun.
  5. Her deneme 11 arasında en az 1 dakika geri kalanı ile plantar fleksör ikinci bir MVC gerçekleştirmek için konuyu söyleyin. İkinci deneme pik tork ilk% 5'i içinde değilse, ek çalışmalar 36 yapılmalıdır. Elde büyük momentkonusu MVC tork olarak alınır.

4. Veri Analizi

  1. Istirahat at Veri Analizi
    1. Gerisi (H-dalga ya da M-dalga) de seğirme ile ilişkili EMG tepki de dahil olmak üzere bir zaman penceresi seçin.
    2. Tepe-tepe genlik, tepeden-tepeye süresini ölçmek ve / veya dalga alanı (Şekil 4A). Genlik doğrudan yazılım tarafından sağlanan değilse, maksimum değerlere minimum çıkarın.
      1. Süresince, zaman çerçevesini maksimum pik başlayan ve en az zirveye biten ölçün. Alanı için EMG sinyalinin integralinin dalgasının başından başlayarak dalgasının sonuna kadar sona eren hesaplar.
        Not: Tepe-tepeye genlik yansıtabilir: 1) nöromüsküler iletim, 2) motor ünite aksiyon potansiyeli genlik ve / veya 37 potansiyel motor ünite aksiyon 3) zamansal dağılımı. M-dalga süreleri nöromüsküler yayılımı 37 yansıtır.
    3. Birden denemeler için dalgaların ortalama hesaplamak. Ortalama doğrudan yazılım, kullanım elektronik tablo yazılımı tarafından sağlanan edilemiyorsa (örneğin bir elektronik tablo programı formül fonksiyonu) birçok denemeler (en az 3) Bu değeri hesaplamak için.
    4. Dinlenme seğirme seçin.
    5. Istirahat seğirme (Şekil 4B) ile ilişkili azami tork ölçün.
    6. Birden denemeler için dinlenme seyirmesi ortalama azami tork hesaplamak. Ortalama doğrudan yazılım, kullanım elektronik tablo yazılımı tarafından sağlanan edilemiyorsa (örneğin bir elektronik tablo programı formül fonksiyonu) birçok denemeler (en az 3) Bu değeri hesaplamak için.
    7. Diğer istenen parametrelere (kasılma süresi veya yarı-gevşeme zamanı) için nokta 4.1.2 açıklanan bu işlemleri tekrarlayın. Seğirme parametrelerin analizi uyanlma-kasılma bağlanma verimliliği 17 için endikasyonlarını da ortaya koyar. Özellikle, sözleşmedeion süresi seçilen kas grubunda 38 güvenebilirler kasılma kinetik 8, bir dizin sağlar.
    8. Elektromekanik verimliliği ölçmek için, zirve tork ve elektronik tablo yazılımı (örneğin Excel) kullanarak M-dalgaların toplamı arasındaki oranı hesaplayın (P t / M). Posterior tibial sinir uyarımı ile uyarılmış mekanik tepkiler triseps surae bir bütün olarak, soleus ve gastrocnemii M-dalgaların genlikleri özetlenebilir gereken 39 aktivasyonuna karşılık olarak.

figure-protocol-10759
Şekil 4: elektrofizyolojik ve mekanik tepkilerin açıklama tepe-tepe genlik (mV), tipik bir M-dalga, gecikme (ms) ve alan (mV.ms) (A) ölçülmesi.. Zirve seğirme tork (Nm) (B) Ölçme, kasılma süresi (ms) ve bir seğirme yarı-gevşeme zamanı (msn). bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

  1. Daralma Veri analizi
    1. Tork dahil ancak stimülasyon parazit ve EMG sessiz dönem sonu arasındaki süre hariç MVC tork plato sırasında soleus EMG aktivitesinin 500 msn zaman penceresini seçin. Sessiz dönem stimülasyon aşağıdaki süregelen gönüllü EMG aktivitesinin baskılanmasına karşılık gelir.
    2. Kök doğrudan yazılım tarafından sağlanan değil kare (RMS) demek, aşağıdaki formülü kullanarak 40 EMG aktivitesini ölçmek için RMS hesaplamak: EMG RMS
      figure-protocol-11802
    3. Tedbir veya dalga süresi boyunca istirahat M max RMS hesaplar.
    4. Hesap tablosu yazılımı kullanarak RMS EMG / RMS Mmaks oranını hesaplayın.RMS EMG değer ve RMS Mmaks değeri aynı kas seçilmelidir.
    5. Dublet uyarılması (Şekil 5) tarafından uyarılan bindirilmiş tork hariç MVC maksimum değerine geri kalan tork başlangıca MVC maksimal azami tork ölçün.
    6. Uyarılmış tepkisinin zirvesine uyarımın başlatılması (Şekil 5) isteğe bağlı tork değerinden MVC sırasında ikili uyarımı ile uyarılan üst üste tork ölçün.
    7. Güçlendirilmis¸tir dublet seçin.
    8. Potansiyelize duble ile ilişkili azami tork ölçün.
    9. Aşağıdaki formül kullanılarak 40 gönüllü aktivasyon düzeyini (VAL) hesaplayın:
      figure-protocol-12705

figure-protocol-12815
Şekil 5: bindirilmiş ölçümü veMekanik sinyaline dublet potansiyalize. bindirilmiş azami tork (Puan) kaydetmek için, stimülasyon çiftli izometrik maksimal istemli kasılma (MVC) plato sırasında uyarılmış edilir. Potansiyelize azami tork (Pt P) kaydetmek için, stimülasyon çiftli MVC mahsup sonra istirahat uyarılmış edilir.

Sonuçlar

Artan uyaran yoğunluğu H- ve M-dalgaları arasındaki tepki genlikleri farklı bir evrim yol açar. M dalgası kademeli maksimum yoğunlukta bir plato elde edilene kadar artarken geri kalanı da, H-refleksi, EMG sinyalinden tamamen yok olmadan önce bir maksimum değere ulaştığı (evrim için bir grafik M-dalga tasviri Şekil 6 Şekil 4'e bakınız M-dalgaları ve yoğunluğu ile H-refleks) evi. Soleus kası için uyaran başlangıcı ve M-dalga arasındaki gecikme yaklaşık 10 milisaniye

Tartışmalar

Perkütan sinir stimülasyonu kas sistemi sağlıklı insanlarda nöromotor fonksiyon temel kontrolünü anlamak için değil, aynı zamanda yorgunluk ya da 17 eğitim yoluyla akut veya kronik adaptasyonları analiz edebilmek için sadece sayısız özelliklerinin ölçümü sağlar. Bu, özellikle ölçümler hızlı toparlanma 42. etkilerini önlemek için egzersiz bittikten sonra mümkün olduğunca çabuk yapılmalıdır yorucu protokoller için çok faydalıdır.

?...

Açıklamalar

The authors have nothing to disclose.

Teşekkürler

The authors have no acknowledgements.

Malzemeler

NameCompanyCatalog NumberComments
Biodex dynamometerBiodex Medical System Inc., New York, USAwww.biodex.com
MP150 Data Acquisition SystemBiopac Systems Inc., Goleta, USA
Acknowledge 4.1.0 softwareBiopac Systems Inc., Goleta, USAwww.biopac.com
DS7A constant current high voltage stimulatorDigitimer, Hertfordshire, UKwww.digitimer.com
Silver chloride surface electrodesControl Graphique Medical, Brie-Comte-Robert, France
Computer
1 Cable for connecting the Biodex to the MP150
1 Cable for connecting the Digitimer to the MP150
1 Cable for connecting the MP150 to the computer

Referanslar

  1. Desmedt, J. E., Hainaut, K. Kinetics of myofilament activation in potentiated contraction staircase phenomenon in human skeletal muscle. Nature. 217 (5128), 529-532 (1968).
  2. Bouisset, S., Maton, B. Quantitative relationship between surface EMG and intramuscular electromyographic activity in voluntary movement. American Journal of Physical Medicine. 51 (6), 285-295 (1972).
  3. Gabriel, D. A. Effects of monopolar and bipolar electrode configurations on surface EMG spike analysis. Medical Engineering and Physics. 33 (9), 1079-1085 (2011).
  4. Merletti, R., Rainoldi, A., Farina, D. Surface electromyography for noninvasive characterization of muscle. Exercise and Sport Sciences Reviews. 29 (1), 20-25 (2001).
  5. Lepers, R. Aetiology and time course of neuromuscular fatigue during prolonged cycling exercises. Science, & Motricité. 52, 83-107 (2004).
  6. Baudry, S., Klass, M., Pasquet, B., Duchateau, J. Age related fatigability of the ankle dorsiflexor muscles during concentric and eccentric contractions. European Journal of Applied Physiology. 100 (5), 515-525 (2007).
  7. Place, N., Yamada, T., Bruton, J. D., Westerblad, H. Muscle fatigue From observations in humans to underlying mechanisms studied in intact single muscle fibres. European Journal of Applied Physiology. 110 (1), 1-15 (2010).
  8. Scaglioni, G., Narici, M. V., Maffiuletti, N. A., Pensini, M., Martin, A. Effect of ageing on the electrical and mechanical properties of human soleus motor units activated by the H reflex and M wave. The Journal of Physiology. 548 (Pt. 2), 649-661 (2003).
  9. Schieppati, M. The Hoffmann reflex a means of assessing spinal reflex excitability and its descending control in man. Progress in Neurobiology. 28 (4), 345-376 (1987).
  10. Pierrot Deseilligny, E., Burke, D. . The circuitry of the human spinal cord: its role in motor control and movement disorders. , (2005).
  11. Duclay, J., Pasquet, B., Martin, A., Duchateau, J. Specific modulation of corticospinal and spinal excitabilities during maximal voluntary isometric shortening and lengthening contractions in synergist muscles. The Journal of Physiology. 589 (Pt. 11), 2901-2916 (2011).
  12. Grosprêtre, S., Papaxanthis, C., Martin, A. Modulation of spinal excitability by a sub threshold stimulation of M1 area during muscle lengthening. Neuroscience. 263, 60-71 (2014).
  13. Mynark, R. G. Reliability of the soleus H reflex from supine to standing in young and elderly. Clinical Neurophysiology. 116 (6), 1400-1404 (2005).
  14. Palmieri, R. M., Hoffman, M. A., Ingersoll, C. D. Intersession reliability for H reflex measurements arising from the soleus peroneal and tibialis anterior musculature. The International Journal of Neuroscience. 112 (7), 841-850 (2002).
  15. Chen, Y. S., Zhou, S., Cartwright, C., Crowley, Z., Baglin, R., Wang, F. Test retest reliability of the soleus H reflex is affected by joint positions and muscle force levels. Journal of Electromyography and Kinesiology. 20 (5), 987-987 (2010).
  16. Lehman, G. J., McGill, S. M. The importance of normalization in the interpretation of surface electromyography A proof of principle. Journal of Manipulative and Physiological Therapeutics. 22 (7), 444-446 (1999).
  17. Lepers, R. Interest and limits of percutaneous nerve electrical stimulation in the evaluation of muscle fatigue. Science, & Motricité. 70 (70), 31-37 (2010).
  18. Merton, P. A. Voluntary strength and fatigue. The Journal of Physiology. 123, 553-564 (1954).
  19. Gandevia, S. C. Spinal and supraspinal factors in human muscle fatigue. Physiological Reviews. 81 (4), 1725-1789 (2001).
  20. Shield, A., Zhou, S. Assessing voluntary muscle activation with the twitch interpolation technique. Sports Medicine. 34 (4), 253-267 (2004).
  21. Rozand, V., Pageaux, B., Marcora, S. M., Papaxanthis, C., Lepers, R. Does mental exertion alter maximal muscle activation. Frontiers in Human Neuroscience. 8, 755 (2014).
  22. Place, N., Maffiuletti, N. A., Martin, A., Lepers, R. Assessment of the reliability of central and peripheral fatigue after sustained maximal voluntary contraction of the quadriceps muscle. Muscle and Nerve. 35 (4), 486-495 (2007).
  23. Kannus, P. Isokinetic evaluation of muscular performance: implications for muscle testing and rehabilitation. International Journal of Sports Medicine. 15, S11-S18 (1994).
  24. Tucker, K. J., Tuncer, M., Türker, K. S. A review of the H reflex and M wave in the human triceps surae. Human Movement Science. 24 (5-6), 667-688 (2005).
  25. Taylor, N. A., Sanders, R. H., Howick, E. I., Stanley, S. N. Static and dynamic assessment of the Biodex dynamometer. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology. 62 (3), 180-188 (1991).
  26. Sale, D., Quinlan, J., Marsh, E., McComas, A. J., Belanger, A. Y. Influence of joint position on ankle plantarflexion in humans. Journal of Applied Physiology. 52 (6), 1636-1642 (1982).
  27. Cattagni, T., Martin, A., Scaglioni, G. Is spinal excitability of the triceps surae mainly affected by muscle activity or body position. Journal of Neurophysiology. 111 (12), 2525-2532 (2014).
  28. Gerilovsky, L., Tsvetinov, P., Trenkova, G. Peripheral effects on the amplitude of monopolar and bipolar H-reflex potentials from the soleus muscle. Experimental Brain Research. 76 (1), 173-181 (1989).
  29. Schieppati, M. The Hoffmann reflex a means of assessing spinal reflex excitability and its descending control in man. Progress in Neurobiology. 28 (4), 345-376 (1987).
  30. Hermens, H. J., Freriks, B., Disselhorst Klug, C., Rau, G. Development of recommendations for SEMG sensors and sensor placement procedures. Journal of Electromyography and Kinesiology. 10 (5), 361-374 (2000).
  31. Kamen, G., Sison, S. V., Du, C. C., Patten, C. Motor unit discharge behavior in older adults during maximal effort contractions. Journal of Applied Physiology. 79 (6), 1908-1913 (1995).
  32. Neyroud, D., Rüttimann, J., et al. Comparison of neuromuscular adjustments associated with sustained isometric contractions of four different muscle groups. Journal of Applied Physiology. 114, 1426-1434 (2013).
  33. Rupp, T., Girard, O., Perrey, S. Redetermination of the optimal stimulation intensity modifies resting H-reflex recovery after a sustained moderate-intensity muscle contraction. Muscle and Nerve. 41 (May), 642-650 (2010).
  34. Zehr, E. P. Considerations for use of the Hoffmann reflex in exercise studies. European Journal of Applied Physiology. 86 (6), 455-468 (2002).
  35. Gondin, J., Duclay, J., Martin, A. Soleus and gastrocnemii evoked V wave responses increase after neuromuscular electrical stimulation training. Journal of Neurophysiology. 95 (6), 3328-3335 (2006).
  36. Rochette, L., Hunter, S. K., Place, N., Lepers, R. Activation varies among the knee extensor muscles during a submaximal fatiguing contraction in the seated and supine postures. Journal of Applied Physiology. 95 (4), 1515-1522 (2003).
  37. Fuglevand, A. J., Zackowski, K. M., Huey, K. A., Enoka, R. M. Impairment of neuromuscular propagation during human fatiguing contractions at submaximal forces. The Journal of Physiology. 460, 549-572 (1993).
  38. Vandervoort, A. A., McComas, A. J. Contractile changes in opposing muscles of the human ankle joint with aging. Journal of Applied Physiology. 61 (1), 361-367 (1986).
  39. Grosprêtre, S., Martin, A. Conditioning effect of transcranial magnetic stimulation evoking motor evoked potential on V wave response. Physiological Reports. 2 (11), e12191 (2014).
  40. Allen, G. M., Gandevia, S. C., McKenzie, D. K. Reliability of measurements of muscle strength and voluntary activation using twitch interpolation. Muscle and Nerve. 18 (6), 593-600 (1995).
  41. Cooper, M. A., Herda, T. J., Walter Herda, A. A., Costa, P. B., Ryan, E. D., Cramer, J. T. The reliability of the interpolated twitch technique during submaximal and maximal isometric muscle actions. Journal of Strength and Conditioning Research. 27 (10), 2909-2913 (2013).
  42. Froyd, C., Millet, G. Y., Noakes, T. D. The development of peripheral fatigue and short term recovery during self paced high intensity exercise. The Journal of Physiology. 591 (Pt 5), 1339-1346 (2013).
  43. Pierrot Deseilligny, E., Morin, C., Bergego, C., Tankov, N. Pattern of group I fibre projections from ankle flexor and extensor muscles in man. Experimental Brain Research. 42 (3-4), 337-350 (1981).
  44. Brooke, J. D., McIlroy, W. E., et al. Modulation of H reflexes in human tibialis anterior muscle with passive movement. Brain Research. 766 (1-2), 236-239 (1997).
  45. Hultborn, H., Meunier, S., Morin, C., Pierrot Deseilligny, E. Assessing changes in presynaptic inhibition of I a fibres a study in man and the cat. The Journal of Physiology. 389, 729-756 (1987).
  46. Meunier, S., Pierrot Deseilligny, E. Cortical control of presynaptic inhibition of Ia afferents in humans. Experimental Brain Research. 119 (4), 415-426 (1998).
  47. Aymard, C., Baret, M., Katz, R., Lafitte, C., Pénicaud, A., Raoul, S. Modulation of presynaptic inhibition of la afferents during voluntary wrist flexion and extension in man. Experimental Brain Research. 137 (1), 127-131 (2001).
  48. Abbruzzese, G., Trompetto, C., Schieppati, M. The excitability of the human motor cortex increases during execution and mental imagination of sequential but not repetitive finger movements. Experimental Brain Research. 111 (3), 465-472 (1996).
  49. Garland, S. J., Klass, M., Duchateau, J. Cortical and spinal modulation of antagonist coactivation during a submaximal fatiguing contraction in humans. Journal of Neurophysiology. 99, 554-563 (2008).
  50. Rodriguez Falces, J., Place, N. Recruitment order of quadriceps motor units Femoral nerve vs direct quadriceps stimulation. European Journal of Applied Physiology. 113, 3069-3077 (2013).
  51. Rodriguez Falces, J., Maffiuletti, N. A., Place, N. Spatial distribution of motor units recruited during electrical stimulation of the quadriceps muscle versus the femoral nerve. Muscle and Nerve. 48 (November), 752-761 (2013).
  52. Bathien, N., Morin, C. Comparing variations of spinal reflexes during intensive and selective attention (author’s transl). Physiology, & Behavior. 9 (4), 533-538 (1972).
  53. Earles, D. R., Koceja, D. M., Shively, C. W. Environmental changes in soleus H reflex excitability in young and elderly subjects. The International Journal of Neuroscience. 105 (1-4), 1-13 (2000).
  54. Paquet, N., Hui Chan, C. W. Human soleus H reflex excitability is decreased by dynamic head and body tilts. Journal of Vestibular Research Equilibrium, & Orientation. 9 (5), 379-383 (1999).
  55. Miyahara, T., Hagiya, N., Ohyama, T., Nakamura, Y. Modulation of human soleus H reflex in association with voluntary clenching of the teeth. Journal of Neurophysiology. 76 (3), 2033-2041 (1996).
  56. Pinniger, G. J., Nordlund, M. M., Steele, J. R., Cresswell, a. GH reflex modulation during passive lengthening and shortening of the human triceps surae. Journal of Physiology. 534 (Pt 3), 913-923 (2001).
  57. Tallent, J., Goodall, S., Hortobágyi, T., St Clair Gibson, A., French, D. N., Howatson, G. Repeatability of corticospinal and spinal measures during lengthening and shortening contractions in the human tibialis anterior muscle). PLoS ONE. 7 (4), e35930 (2012).
  58. Grospretre, S., Martin, A. H. reflex and spinal excitability methodological considerations. Journal of Neurophysiology. 107 (6), 1649-1654 (2012).
  59. Hugon, M. Methodology of the Hoffmann reflex in man. New Developments in Electromyography and Chemical Neurophysiology. 3m, 277-293 (1973).
  60. Bigland Ritchie, B., Zijdewind, I., Thomas, C. K. Muscle fatigue induced by stimulation with and without doublets. Muscle and Nerve. 23 (9), 1348-1355 (2000).
  61. Kent Braun, J. A., Le Blanc, R. Quantitation of central activation failure during maximal voluntary contractions in humans. Muscle and Nerve. 19 (7), 861-869 (1996).
  62. Herbert, R. D., Gandevia, S. C. Twitch interpolation in human muscles mechanisms and implications for measurement of voluntary activation. Journal of Neurophysiology. 82, 2271-2283 (1999).
  63. Miller, M., Downham, D., Lexell, J. Superimposed single impulse and pulse train electrical stimulation A quantitative assessment during submaximal isometric knee extension in young healthy men. Muscle and Nerve. 22 (8), 1038-1046 (1999).
  64. Button, D. C., Behm, D. G. The effect of stimulus anticipation on the interpolated twitch technique. Journal of Sports Science and Medicine. 7 (4), 520-524 (2008).
  65. Goss, D. a., Hoffman, R. L., Clark, B. C. Utilizing Transcranial Magnetic Stimulation to Study the Human Neuromuscular System. Journal of Visualized Experiments. (59), e3387 (2012).
  66. Sartori, L., Betti, S., Castiello, U. Corticospinal excitability modulation during action observation. Journal Of Visualized Experiments: Jove. (82), 51001 (2013).
  67. Rozand, V., Lebon, F., Papaxanthis, C., Lepers, R. Does a mental training session induce neuromuscular fatigue. Medicine and Science in Sports and Exercise. 46 (10), 1981-1989 (2014).
  68. Rozand, V., Cattagni, T., Theurel, J., Martin, A., Lepers, R. Neuromuscular fatigue following isometric contractions with similar torque time integral. International Journal of Sports Medicine. 36, 35-40 (2015).
  69. Belanger, A. Y., McComas, A. J. Extent of motor unit activation during effort. Journal of Applied Physiology. 51 (5), 1131-1135 (1981).
  70. Morse, C. I., Thom, J. M., Davis, M. G., Fox, K. R., Birch, K. M., Narici, M. V. Reduced plantarflexor specific torque in the elderly is associated with a lower activation capacity. European Journal of Applied Physiology. 92 (1-2), 219-226 (2004).
  71. Dalton, B. H., McNeil, C. J., Doherty, T. J., Rice, C. L. Age related reductions in the estimated numbers of motor units are minimal in the human soleus. Muscle and Nerve. 38 (3), 1108-1115 (2008).
  72. Hunter, S. K., Todd, G., Butler, J. E., Gandevia, S. C., Taylor, J. L. Recovery from supraspinal fatigue is slowed in old adults after fatiguing maximal isometric contractions. Journal of Applied Physiology. 105 (4), 1199-1209 (2008).
  73. Jakobi, J. M., Rice, C. L. Voluntary muscle activation varies with age and muscle group. Journal of Applied Physiology. 93 (2), 457-462 (2002).
  74. Lepers, R., Millet, G. Y., Maffiuletti, N. a Effect of cycling cadence on contractile and neural properties of knee extensors. Medicine and Science in Sports and Exercise. 33 (11), 1882-1888 (2001).
  75. Duchateau, J., Hainaut, K. Isometric or dynamic training differential effects on mechanical properties of a human muscle. Journal of Applied Physiology. 56 (2), 296-301 (1984).
  76. Millet, G. Y., Martin, V., Martin, A., Vergès, S. Electrical stimulation for testing neuromuscular function From sport to pathology. European Journal of Applied Physiology. 111, 2489-2500 (2011).
  77. Cattagni, T., Scaglioni, G., Laroche, D., Van Hoecke, J., Gremeaux, V., Martin, A. Ankle muscle strength discriminates fallers from non fallers. Frontiers in Aging Neuroscience. 6, 336 (2014).
  78. Horstman, A. M., Beltman, M. J., et al. Intrinsic muscle strength and voluntary activation of both lower limbs and functional performance after stroke. Clinical Physiology and Functional Imaging. 28 (4), 251-261 (2008).
  79. Sica, R. E., Herskovits, E., Aguilera, N., Poch, G. An electrophysiological investigation of skeletal muscle in Parkinson’s disease. Journal of the Neurological Sciences. 18 (4), 411-420 (1973).
  80. Knikou, M., Mummidisetty, C. K. Locomotor Training Improves Premotoneuronal Control after Chronic Spinal Cord Injury. Journal of Neurophysiology. 111 (11), 2264-2275 (2014).

Yeniden Basımlar ve İzinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi

Izin talebi

Daha Fazla Makale Keşfet

N robilimSay 103Elektrik stim lasyonElektromiyografiM dalgasH refleksitriseps kaslar ndan haz rlananMaksimal kas aktivasyonuG n ll aktivasyon seviyesimotor komutu

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Bize Ulaşın

KÜTÜPHANEYE TAVSİYE ET

JoVE HABER BÜLTENLERİ

Araştırma

Eğitim

Yazarlar

Kütüphaneciler

JoVE Hakkında

Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır