Name: cmap scan mune (mscan) - a novel motor unit number estimation (mune) method
Uploaded: 2018-06-07T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about CMAP Scan MUNE MScan - A Novel Motor Unit Number Estimation MUNE Method at JoVE.com

Denne studien ble økonomisk støttet hovedsakelig av Lundbeck Foundation.
I tillegg Knud og Edith Eriksens Mindefond, Søster og Verner Lipperts glad, Fonden til Lægevidenskabens Fremme og Aage og Johanne Louis Hansens Fond støtte denne studien.

Alle fag må gi sine skriftlig samtykke fra undersøkelse og opptak protokollen må godkjennes av passende lokale etisk sikkerhet board(s). Alle metodene som er beskrevet her ble godkjent av Regional etiske vitenskapskomiteen og dansk Data Protection Agency.
Merk: Opptakene er gjort med "TRONDNF" innspillingen protokollen, som er en del av programvaren (se tabell for materiale). Annet utstyr som brukes er en bipolar stimulator, en 50 Hz støy eliminator, en fo...

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

Avgjørende skritt i protokollen: MScan er en automatisert prosedyre, men som med alle EMG metoder, bekymre burde være tatt å oppnå konsistente resultater. I forberedelsen scene er det viktig å oppnå avslapning, siden spontan aktivitet eller bevegelse gjenstander under CMAP skanningen innføre falske variansen i CMAP og forvirre generering av foreløpige modellen.
Endringer og feilsøking: Vi fant at taping av fingrene, og bruk av auditiv EMG tilbakemeldi...

Systemet bevegelse er avhengig av motor enheten, som refererer til en enkelt motor nerve fiber med muskelfibre aktiverer, motor enhet er antall fremre horn celler eller axons innervating en enkelt muskel1. Under denervation og reinnervation prosesser overta sunn axons rollen axons som går tapt ved utilsiktet spirende. Sammensatte muskel handling potensial (CMAP) amplituden gir derfor ikke nødvendig informasjon om graden av motor enhet tap. CMAP amplituden kan bare starte når mer enn 50% av motoriserte enheter er tapt. Tilsvarende samsvarer omfanget av unormal spontan aktivitet eller motor enhet potensial (MUP) endringer ikke med graden av denervation.
Total, det er ingen elektrofysiologiske teknikk som gir enkel og direkte målinger av motor enhet. I stedet brukes et estimat av motor enhet (MUNE) å vurdere lavere motor neuron tap2. Flere MUNE metoder har blitt utviklet siden implementeringen av den første metoden, trinnvis stimulering MUNE, som ble introdusert i 1971 ved McComas3. De fleste metodene har vært basert på måling flere overflaten-innspilte motor enhet potensialer (sMUP) og dele den maksimal CMAP av gjennomsnittlig sMUP amplituden. Slike metoder omfatter trinnvis stimulering4, flere punkt stimulering (MPS)5og spike-utløst snitt6. Andre MUNE metoder har brukt statistiske teknikker basert på probabilistisk til avfyring av en motor enhet som svar på en stimulans7,8,9,10. Denne variasjonen betyr at skyte kombinasjoner av motoriserte enheter fører til variasjon i størrelsen på CMAP svarene. Motorisk enhet nummer indeks (Munix) er en mer nylig introdusert metoden, som bruker overflate forstyrrelser mønstrene under frivillig sammentrekninger for å beregne den gjennomsnittlige størrelsen på sMUP11,12.
Metodene MUNE alle lider en eller flere begrensninger, som tilstedeværelse av subjektivitet, avhengighet av absolutt CMAP amplituden, skjevhet i valg av enheter, lange tiden det tar å prøve nok enheter eller lange tiden det tar å analysere resultatene. En ny MUNE metode har nylig blitt utviklet, "CMAP skanne MUNE" (MScan), å overvinne disse begrensningene13. Denne metoden unngår problemene enheten ved å ta hensyn til bidrag fra alle enheter til CMAP, målt i detaljert stimulus-respons kurve eller CMAP skanning14,15. Det unngår også utvidet analyse da en lignende, modell-passende metode9,10, ved hjelp av nye algoritmer16. I en fersk studie var reproduserbarhet av MScan i estimering av antallet motoriserte enheter bedre enn to mer tradisjonelle metoder, MPS MUNE og Munix13. I tillegg kan MScan vise motor enhet tap i tidligere stadier av amyotrofisk Lateral sklerose (ALS) enn MPS MUNE og Munix. MScan var raskere enn MPS MUNE og så fort som Munix13.
Dette dokumentet beskriver metodene for MScan i detalj. Det oppsummerer også den tidligere rapportert intra - og inter - rater reproduserbarhet av MScan hos pasienter med ALS og sunn kontroll fag13, som kan gjøre det mulig for leseren å bedømme om metoden ville være passende for en planlagt studie.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>QtracW software</td>
			<td>Digitimer Ltd (copyright Institute of Neurology, University College, London)&#160;&#160;</td>
			<td>QtracW</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MScanFit</td>
			<td>Digitimer Ltd (copyright Institute of Neurology, University College, London)&#160;&#160;</td>
			<td>QtracW</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DS5 bipolar stimulator</td>
			<td>Digitimer Ltd&#160;</td>
			<td>DS5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D440 amplifier&#160;</td>
			<td>Digitimer Ltd&#160;</td>
			<td>D440-2 (2 channel) or D440-4 (4 channel)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HumBug Noise Eliminator</td>
			<td>Digitimer Ltd&#160;</td>
			<td>Humbug</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Analogue-to-digital (A/D) board&#160;&#160;</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>NI-6221&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

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

Som andre metoder for motor enhet nummer estimering (MUNE), sammensatte er muskel handling potensial (CMAP) skanningen MUNE (MScan) en ikke-invasiv electrophysiologic metode for å beregne hvor mange fungerende motoriserte enheter i en muskel. MUNE er et viktig verktøy for vurdering av neuropathies og neuronopathies. I motsetning til de fleste MUNE metoder i bruk, MScan vurderer alle motor enheter i en muskel, ved å plassere en modell til en detaljert stimulus-respons kurve eller CMAP skanner. Dermed unngår skjevhet i alle MUNE metoder basert på ekstrapolere fra et lite utvalg av enheter. Som "Bayesian MUNE,' MScan analyse virker ved å montere en modell består av motoriserte enheter med forskjellige amplituder, terskler og terskelen variabilities, men den passende metoden er ganske annerledes, og fullført innen fem minutter, i stedet for flere timer. MScan off-line analysen arbeider i to steg: først en foreløpig modell genereres basert på skråningen og variansen av punktene i skanningen, og andre, denne modellen er så raffinert ved å justere alle parameterne for å forbedre passer mellom opprinnelige søket og skanner generert av modellen.
Denne nye metoden er testet for reproduserbarhet og opptakstid på 22 amyotrofisk lateral sklerose (ALS) pasienter og 20 sunn kontroller, med hver test gjentatt to ganger av to blendet leger. MScan viste gode intra - og inter - rater reproduserbarhet ICC-verdiene til > 0,98 og en variasjonskoeffisienten snitt 12.3 ± 1,6%. Det var ingen forskjell i intra-rater reproduserbarhet mellom to observatører. Gjennomsnittlig opptak var 6.27 ± 0,27 min.
Denne protokollen beskriver hvordan registrere en CMAP skanning og bruke MScan programvaren for å utlede estimert antall og størrelser av fungerende motor. MScan er en rask, praktisk og reproduserbar metode, som kan være nyttige i diagnoser og overvåking sykdomsprogresjon i nevromuskulære lidelser.

Følgende resultater ble oppnådd i en fersk studie, der metoden MScan ble sammenlignet med to etablerte teknikker: flere punkt stimulering MUNE (MPS) og motor enhet indeks (Munix)13. Resultatene viser at med teknikken er beskrevet i denne protokollen, konsistente resultater med utmerket reproduserbarhet kan oppnås. Metoden kan skille ALS pasienter fra sunn kontroller i et tidligere stadium av sykdommen enn CMAP og det er rask og enkel å bruke13...

Watch this Scientific Journal Video about CMAP Scan MUNE MScan - A Novel Motor Unit Number Estimation MUNE Method at JoVE.com

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

Denne protokollen beskriver en ny metode for å beregne hvor mange fungerende motoriserte enheter i en muskel, ved å plassere en modell til en detaljert stimulus-respons kurve av sammensatte muskel handling potensialet. Det er enkelt å utføre og analysere og har utmerket reproduserbarhet.

CMAP skanne MUNE (MScan) - en roman Motor enhet estimering (MUNE) metode

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

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

Novel Apparatus and Method for Drug Reinforcement

Animal models of reinforcement have proven to be useful for understanding the neurobiological mechanisms underlying drug addiction.  Operant drug ...

Presynaptic Dopamine Dynamics in Striatal Brain Slices with Fast-scan Cyclic Voltammetry

Presynaptiske Dopamin Dynamics i striatale banene Brain Slices med Fast-scan Syklisk Voltammetry

Extensive research has focused on the neurotransmitter dopamine because of its importance in the mechanism of action of drugs of abuse (e.g. cocaine and ...

A Functional Motor Unit in the Culture Dish: Co-culture of Spinal Cord Explants and Muscle Cells

En funksjonell Motor Unit i Kultur Dish: Co-kulturen av ryggmarg explants og muskelceller

Human primary muscle cells cultured  aneurally in monolayer rarely contract spontaneously because, in the absence of  a nerve component, cell ...

Retrograde Fluorescent Labeling Allows for Targeted Extracellular Single-unit Recording from Identified Neurons In vivo

Retrograde Fluorescent Labeling Allows for Targeted Extracellular Single-unit Recording from Identified Neurons In vivo

Retrograde Fluorescent Merking Tillater målrettet Ekstracellulær Single-enhet Opptak fra Identifiserte Nerveceller<em&gt; In vivo</em

The overall goal of this method is to record single-unit responses from an identified population of neurons. In vivo electrophysiological recordings from ...

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

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

Samtidig Intracellulær Innspillingen av en Lumbar Motoneuron og Force Produsert av sin Motor Unit i Adult Mouse<em&gt; In vivo</em

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

Identification of Olfactory Volatiles using Gas Chromatography-Multi-unit Recordings (GCMR) in the Insect Antennal Lobe

Identification of Olfactory Volatiles using Gas Chromatography-Multi-unit Recordings GCMR in the Insect Antennal Lobe

Identifisering av Olfactory Flyktige ved hjelp av gasskromatografi-Multi-unit Recordings (GCMR) i Insekt antennal Lobe

All  organisms inhabit a world full of sensory stimuli that determine their  behavioral and physiological response to their environment. Olfaction is ...

Extracellularly Identifying Motor Neurons for a Muscle Motor Pool in Aplysia californica

Extracellularly Identifying Motor Neurons for a Muscle Motor Pool in Aplysia californica

Ekstracellulært Identifisere motor nevroner for en muskel Motor Pool i<em&gt; Aplysia californica</em

In animals with large  identified neurons (e.g. mollusks), analysis of motor pools is done using  intracellular techniques1,2,3,4. Recently,  we developed ...

A Novel Method of Drug Administration to Multiple Zebrafish (Danio rerio) and the Quantification of Withdrawal

A Novel Method of Drug Administration to Multiple Zebrafish Danio rerio and the Quantification of Withdrawal

A Novel Måte Drug Administration til Multiple Sebrafisk (<em&gt; Danio rerio</em&gt;) Og Kvantifisering av Tilbaketrekking

Anxiety testing in zebrafish is often studied in combination with the application of pharmacological substances. In these studies, fish are routinely ...

Recording EEG in Freely Moving Neonatal Rats Using a Novel Method

Registrering av EEG i fritt bevegelige neonatale rotter ved hjelp av en ny metode

EEG is a useful method to detect electrical activity in the brain. Moreover, it is a widely used diagnostic tool for various neurological conditions, such ...

A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila

A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila

En ny metode for å modellere kronisk traumatisk encefalopati i<em&gt; Drosophila</em

Chronic Traumatic Encephalopathy (CTE) is an established neurodegenerative disease that is closely associated with exposure to repetitive mild Traumatic ...