Name: standing neurophysiological assessment of lower extremity muscles post-stroke
Uploaded: 2021-07-26T14:00:00
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Gli autori desiderano ringraziare Brian Cence e Alyssa Chestnut per i loro contributi al reclutamento dei partecipanti e alla raccolta dei dati.
Il finanziamento per questo progetto è stato fornito in parte da un Technical Development Award del NIH National Center for Neuromodulation for Rehabilitation (NM4R) (HD086844) e dal Veteran's Affairs Rehabilitation Research and Development Career Development Award 1 (RX003126) e dal Merit Award (RX002665).
Il contenuto di questo rapporto non rappresenta le opinioni del Dipartimento degli affari dei veterani degli Stati Uniti, del National Institutes of Health degli Stati Uniti o del governo degli Stati Uniti.

Tutte le procedure sono state approvate dall'Institutional Review Board presso la Medical University of South Carolina e conformi alla Dichiarazione di Helsinki.
1. Reclutamento dei partecipanti
<ol><li>Recluta individui post-ictus dal database locale. Per questo esperimento, 16 persone sono state reclutate da un database di reclutamento elettronico locale. In alcuni casi, i partecipanti sono stati reclutati specificamente perché non avevano risposto alla TMS a riposo in studi precedenti co...

<ol>
	<li>Kesar, T. M., Stinear, J. W., Wolf, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+transcranial+magnetic+stimulation+to+evaluate+cortical+excitability+of+lower+limb+musculature:+Challenges+and+opportunities.">The use of transcranial magnetic stimulation to evaluate cortical excitability of lower limb musculature: Challenges and opportunities.</a> Restorative Neurology and Neuroscience. 36 (3), 333-348 (2018).</li><li>Sivaramakrishnan, A., Madhavan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Absence+of+a+transcranial+magnetic+stimulation-induced+lower+limb+corticomotor+response+does+not+affect+walking+speed+in+chronic+stroke+survivors.">Absence of a transcranial magnetic stimulation-induced lower limb corticomotor response does not affect walking speed in chronic stroke survivors.</a> Stroke. 49 (8), 2004-2007 (2018).</li><li>Kindred, J. H., 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=Individualized+responses+to+ipsilesional+high-frequency+and+contralesional+low-frequency+rTMS+in+chronic+stroke:+A+pilot+study+to+support+the+individualization+of+neuromodulation+for+rehabilitation.">Individualized responses to ipsilesional high-frequency and contralesional low-frequency rTMS in chronic stroke: A pilot study to support the individualization of neuromodulation for rehabilitation.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 14, 578127 (2020).</li><li>Lu, M., Ueno, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+the+induced+fields+using+different+coil+configurations+during+deep+transcranial+magnetic+stimulation.">Comparison of the induced fields using different coil configurations during deep transcranial magnetic stimulation.</a> PLoS One. 12 (6), 0178422 (2017).</li><li>Hess, C. W., Mills, K. R., Murray, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Responses+in+small+hand+muscles+from+magnetic+stimulation+of+the+human+brain.">Responses in small hand muscles from magnetic stimulation of the human brain.</a> The Journal of Physiology. 388, 397-419 (1987).</li><li>Petersen, N., Christensen, L. O., Nielsen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+transcranial+magnetic+stimulation+on+the+soleus+H+reflex+during+human+walking.">The effect of transcranial magnetic stimulation on the soleus H reflex during human walking.</a> The Journal of Physiology. 513, 599-610 (1998).</li><li>Capaday, C., Lavoie, B. A., Barbeau, H., Schneider, C., Bonnard, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+on+the+corticospinal+control+of+human+walking.+I.+Responses+to+focal+transcranial+magnetic+stimulation+of+the+motor+cortex.">Studies on the corticospinal control of human walking. I. Responses to focal transcranial magnetic stimulation of the motor cortex.</a> Journal of Neurophysiology. 81 (1), 129-139 (1999).</li><li>Schubert, M., Curt, A., Colombo, G., Berger, W., Dietz, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Voluntary+control+of+human+gait:+conditioning+of+magnetically+evoked+motor+responses+in+a+precision+stepping+task.">Voluntary control of human gait: conditioning of magnetically evoked motor responses in a precision stepping task.</a> Experimental Brain Research. 126 (4), 583-588 (1999).</li><li>Ackermann, H., Scholz, E., Koehler, W., Dichgans, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+posture+and+voluntary+background+contraction+upon+compound+muscle+action+potentials+from+anterior+tibial+and+soleus+muscle+following+transcranial+magnetic+stimulation.">Influence of posture and voluntary background contraction upon compound muscle action potentials from anterior tibial and soleus muscle following transcranial magnetic stimulation.</a> Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 81 (1), 71-80 (1991).</li><li>Lavoie, B. A., Cody, F. W., Capaday, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+control+of+human+soleus+muscle+during+volitional+and+postural+activities+studied+using+focal+magnetic+stimulation.">Cortical control of human soleus muscle during volitional and postural activities studied using focal magnetic stimulation.</a> Experimental Brain Research. 103 (1), 97-107 (1995).</li><li>Soto, O., Valls-Sol&#233;, J., Shanahan, P., Rothwell, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduction+of+intracortical+inhibition+in+soleus+muscle+during+postural+activity.">Reduction of intracortical inhibition in soleus muscle during postural activity.</a> Journal of Neurophysiology. 96 (4), 1711-1717 (2006).</li><li>Kesar, T. M., Eicholtz, S., Lin, B. J., Wolf, S. L., Borich, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+posture+and+coactivation+on+corticomotor+excitability+of+ankle+muscles.">Effects of posture and coactivation on corticomotor excitability of ankle muscles.</a> Restorative Neurology and Neuroscience. 36 (1), 131-146 (2018).</li><li>Nandi, T., 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=In+standing,+corticospinal+excitability+is+proportional+to+COP+velocity+whereas+M1+excitability+is+participant-specific.">In standing, corticospinal excitability is proportional to COP velocity whereas M1 excitability is participant-specific.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 12, 303 (2018).</li><li>Tokuno, C. D., Keller, M., Carpenter, M. G., M&#225;rquez, G., Taube, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alterations+in+the+cortical+control+of+standing+posture+during+varying+levels+of+postural+threat+and+task+difficulty.">Alterations in the cortical control of standing posture during varying levels of postural threat and task difficulty.</a> Journal of Neurophysiology. 120 (3), 1010-1016 (2018).</li><li>Mouthon, A., Taube, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracortical+inhibition+increases+during+postural+task+execution+in+response+to+balance+training.">Intracortical inhibition increases during postural task execution in response to balance training.</a> Neuroscience. 401, 35-42 (2019).</li><li>Charalambous, C. C., Liang, J. N., Kautz, S. A., George, M. S., Bowden, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bilateral+assessment+of+the+corticospinal+pathways+of+the+ankle+muscles+using+navigated+transcranial+magnetic+stimulation.">Bilateral assessment of the corticospinal pathways of the ankle muscles using navigated transcranial magnetic stimulation.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (144), (2019).</li><li>Hermens, H. J., Freriks, B., Disselhorst-Klug, C., Rau, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+recommendations+for+SEMG+sensors+and+sensor+placement+procedures.">Development of recommendations for SEMG sensors and sensor placement procedures.</a> Journal of Electromyography and Kinesiology. 10 (5), 361-374 (2000).</li><li>Tankisi, H., 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=Standards+of+instrumentation+of+EMG.">Standards of instrumentation of EMG.</a> Clinical Neurophysiology. 131 (1), 243-258 (2020).</li><li>Mishory, A., 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=The+maximum-likelihood+strategy+for+determining+transcranial+magnetic+stimulation+motor+threshold,+using+parameter+estimation+by+sequential+testing+is+faster+than+conventional+methods+with+similar+precision.">The maximum-likelihood strategy for determining transcranial magnetic stimulation motor threshold, using parameter estimation by sequential testing is faster than conventional methods with similar precision.</a> The Journal of ECT. 20 (3), 160-165 (2004).</li><li>Borckardt, J. J., Nahas, Z., Koola, J., George, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimating+resting+motor+thresholds+in+transcranial+magnetic+stimulation+research+and+practice:+a+computer+simulation+evaluation+of+best+methods.">Estimating resting motor thresholds in transcranial magnetic stimulation research and practice: a computer simulation evaluation of best methods.</a> The Journal of ECT. 22 (3), 169-175 (2006).</li><li>McNemar, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Note+on+the+sampling+error+of+the+difference+between+correlated+proportions+or+percentages.">Note on the sampling error of the difference between correlated proportions or percentages.</a> Psychometrika. 12 (2), 153-157 (1947).</li><li>Rossi, 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=Safety+and+recommendations+for+TMS+use+in+healthy+subjects+and+patient+populations,+with+updates+on+training,+ethical+and+regulatory+issues:+Expert+Guidelines.">Safety and recommendations for TMS use in healthy subjects and patient populations, with updates on training, ethical and regulatory issues: Expert Guidelines.</a> Clinical Neurophysiology. 132 (1), 269-306 (2021).</li><li>McDonnell, M. N., Stinear, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TMS+measures+of+motor+cortex+function+after+stroke:+A+meta-analysis.">TMS measures of motor cortex function after stroke: A meta-analysis.</a> Brain Stimulation. 10 (4), 721-734 (2017).</li><li>Reis, J., 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=Contribution+of+transcranial+magnetic+stimulation+to+the+understanding+of+cortical+mechanisms+involved+in+motor+control.">Contribution of transcranial magnetic stimulation to the understanding of cortical mechanisms involved in motor control.</a> The Journal of Physiology. 586 (2), 325-351 (2008).</li><li>Chen, G., Patten, C., Kothari, D. H., Zajac, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gait+differences+between+individuals+with+post-stroke+hemiparesis+and+non-disabled+controls+at+matched+speeds.">Gait differences between individuals with post-stroke hemiparesis and non-disabled controls at matched speeds.</a> Gait &amp; Posture. 22 (1), 51-56 (2005).</li><li>Knarr, B. A., Reisman, D. S., Binder-Macleod, S. A., Higginson, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+compensatory+strategies+for+muscle+weakness+during+gait+by+simulating+activation+deficits+seen+post-stroke.">Understanding compensatory strategies for muscle weakness during gait by simulating activation deficits seen post-stroke.</a> Gait &amp; Posture. 38 (2), 270-275 (2013).</li><li>Ammann, 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=A+framework+to+assess+the+impact+of+number+of+trials+on+the+amplitude+of+motor+evoked+potentials.">A framework to assess the impact of number of trials on the amplitude of motor evoked potentials.</a> Scientific Reports. 10 (1), 21422 (2020).</li></ol>

Il protocollo sperimentale è stato ben tollerato dalla maggior parte dei partecipanti. Un individuo non è stato in grado di completare la valutazione TMS in piedi a causa di ulcere da decubito preesistenti secondarie a complicanze diabetiche e problemi ortopedici che coinvolgono dolore al ginocchio preesistente. La quantità di carico/scarico del peso corporeo dalle gambe era minima. Tuttavia, c'era, in media, una forza verso il basso leggermente maggiore misurata durante l'applicazione degli impulsi TMS. Ciò è proba...

La stimolazione magnetica transcranica (TMS) è uno strumento utilizzato per misurare il comportamento dei circuiti neurali. La maggior parte delle indagini TMS incentrate sullo studio del controllo/prestazioni motorie sono state condotte negli arti superiori. Lo squilibrio tra gli studi sugli arti superiori e inferiori è in parte dovuto alle ulteriori sfide nella misurazione della risposta corticomotoria degli arti inferiori (CMR). Alcuni di questi ostacoli metodologici includono le rappresentazioni corticali più piccole dei muscoli degli arti inferiori all'interno della corteccia motoria e la posizione più profonda delle rappresentazioni rispetto al cuoio capelluto1. Nelle popolazioni con lesioni neurologiche, sono presenti anche ulteriori ostacoli. Ad esempio, circa la metà degli individui post-ictus non mostra alcuna risposta alla TMS a riposo nei muscoli degli arti inferiori2,3. La mancanza di risposta post-ictus alla TMS si osserva anche quando i pazienti mantengono un certo controllo volitivo dei muscoli, indicando almeno un tratto corticospinale parzialmente intatto.
La mancanza di risposte TMS misurabili con funzione motoria mantenuta contribuisce alla nostra ridotta comprensione del controllo motorio posturale e della deambulazione post-ictus e degli effetti neurofisiologici della neuroriabilitazione. Tuttavia, alcune delle sfide delle valutazioni neurofisiologiche post-ictus degli arti inferiori sono state superate. Ad esempio, una bobina a doppio cono può essere utilizzata per attivare in modo affidabile i motoneuroni degli arti inferiori situati in profondità nella fessura interemisferica1. La bobina a doppio cono produce un campo magnetico più grande e più forte che penetra più in profondità nel cervello rispetto alla più comunemente usata figura di otto bobina4. Un altro cambiamento metodologico che può essere implementato per aumentare la reattività alla TMS è la misurazione della CMR durante una leggera contrazione volontaria5. Generalmente, questa contrazione viene eseguita a un livello predeterminato di coppia articolare volontaria massima o di attività muscolare elettromiografica massima (EMG). La stimolazione del nervo periferico può anche essere utilizzata per suscitare una risposta muscolare massima e l'EMG registrato di questa risposta può essere utilizzato per impostare l'attivazione volontaria mirata del muscolo.
L'esecuzione della valutazione TMS post-ictus durante la contrazione muscolare attiva è abbastanza comune negli arti superiori in cui i compiti isometrici possono imitare le attività funzionali, ad esempio afferrare / tenere oggetti. Al contrario, la camminata si realizza attraverso l'attivazione bilaterale di più gruppi muscolari attraverso strutture corticali, sottocorticali e del midollo spinale e richiede l'attivazione muscolare posturale per resistere agli effetti della gravità. Questo stato di attivazione probabilmente non si riflette quando si misurano muscoli isolati che producono una contrazione isometrica. Diversi studi precedenti diretti alla comprensione del controllo motorio posturale e specifico per la deambulazione hanno erogato impulsi TMS mentre i partecipanti camminavano6,7,8 e stavano in piedi9,10,11, 12,13,14,15 . La misurazione della CMR in posizione eretta consente l'attivazione dei muscoli posturali e delle componenti sottocorticali delle reti di controllo motorio posturale e dell'andatura. Ad oggi, non ci sono state segnalazioni di esecuzione di valutazioni TMS in piedi in individui post-ictus.
Questo studio propone una metodologia standardizzata, costruita sul corpo esistente di letteratura dei metodi TMS in piedi6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,per la valutazione TMS in piedi della CMR post-ictus. Questa metodologia può essere utilizzata da gruppi di ricerca che studiano, ma non solo, deficit posturali e controllo motorio specifico per la deambulazione post-ictus e stabiliscono una maggiore coerenza delle procedure TMS. Lo scopo di questa indagine metodologica era determinare se le valutazioni TMS in piedi sono fattibili in individui post-ictus con compromissione dell'andatura moderata. Abbiamo ipotizzato che l'esecuzione di valutazioni in posizione eretta 1) aumenterebbe la probabilità di suscitare una risposta misurabile (potenziale evocato motorio, MEP) e 2) che la potenza / intensità dello stimolatore utilizzata per eseguire valutazioni TMS in piedi sarebbe inferiore a quella delle valutazioni di seduta / riposo solitamente eseguite. Riteniamo che il completamento con successo e l'uso diffuso di questo protocollo possano portare a una maggiore comprensione degli aspetti neurofisiologici del controllo motorio posturale e della deambulazione post-ictus e degli effetti della neuroriabilitazione.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Data Acquisition Software</td>
			<td>MathWorks</td>
			<td>MatLab</td>
			<td>The custom data collection program was written in Matlab. However, other software/hardware providers can be used (e.g. National Instruments, AD Instruments, CED Spike2 or Signal)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Double-cone coil</td>
			<td>Magstim</td>
			<td>D110</td>
			<td>Double-cone coil for TMS pulse delivery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dual force plate</td>
			<td>Advanced Mechanical Technology Inc (AMTI)</td>
			<td>Dual-top Accusway</td>
			<td>Force plate used to measure force/weight distrobution under each leg independently.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dual-pulse TMS</td>
			<td>Magstim</td>
			<td>Bistim 200</td>
			<td>Connects two Magstim 200 units together for dual-pulse applications</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EMG pre-amplifiers</td>
			<td>Motion Labs Inc</td>
			<td>MA-422</td>
			<td>Preamplifiers for disposable surface EMG electrodes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EMG system</td>
			<td>Motion Labs Inc</td>
			<td>MA400</td>
			<td>EMG system for data collection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neuronavigation System</td>
			<td>Rogue Research</td>
			<td>Brainsight</td>
			<td>Software and hardware used to ensure consistent placement/delivery of magnetic stimulations. Marking the stimulation location on a participant&#39;s head or on a place showercap can also be used in the absence of neuronavigational software.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recruitment Database</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Electronic database including names of possible individuals who are eligble for your studies.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TMS unit (x2)</td>
			<td>Magstim</td>
			<td>Magstim 200</td>
			<td>Delivers TMS pulses</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

standing neurophysiological assessment of lower extremity muscles post-stroke

La stimolazione magnetica transcranica (TMS) è uno strumento comune utilizzato per misurare il comportamento dei circuiti motori in popolazioni sane e neurologicamente compromesse. La TMS è ampiamente utilizzata per studiare il controllo motorio e la risposta alla neuroriabilitazione degli arti superiori. Tuttavia, la TMS è stata meno utilizzata nello studio del controllo motorio posturale e specifico per la deambulazione degli arti inferiori. L'uso limitato e le ulteriori sfide metodologiche delle valutazioni TMS degli arti inferiori hanno contribuito alla mancanza di coerenza nelle procedure TMS degli arti inferiori all'interno della letteratura. Ispirato dalla ridotta capacità di registrare i potenziali evocati motori TMS degli arti inferiori (MEP), questo rapporto metodologico descrive i passaggi per consentire valutazioni TMS post-ictus in una postura eretta. La postura eretta consente l'attivazione del sistema neuromuscolare, riflettendo uno stato più simile allo stato del sistema durante le attività posturali e di deambulazione. Utilizzando piastre di forza a doppia punta, abbiamo istruito i partecipanti a distribuire equamente il loro peso tra le loro gambe paretiche e non paretiche. È stato fornito un feedback visivo sulla distribuzione del peso dei partecipanti. Utilizzando il software di guida delle immagini, abbiamo consegnato singoli impulsi TMS tramite una bobina a doppio cono agli emisferi lesionati e non lesionati dei partecipanti e misurato la risposta corticomotoria dei muscoli tibiali anteriori e soleiali paretici e non paretici. L'esecuzione di valutazioni in posizione eretta ha aumentato il tasso di risposta TMS e ha consentito l'uso delle intensità di stimolazione inferiori rispetto alla posizione di seduta / riposo standard. L'utilizzo di questo protocollo TMS può fornire un approccio comune per valutare la risposta corticomotoria degli arti inferiori post-ictus quando la neuroriabilitazione delle menomazioni posturali e dell'andatura sono di interesse.

Un partecipante è stato rimosso dall'analisi a causa dell'incapacità di tollerare la procedura TMS in piedi a causa del dolore al ginocchio preesistente e di una ferita diabetica ricevuta prima del loro arrivo al laboratorio di ricerca, lasciando una dimensione finale del campione di 15. La ferita diabetica era direttamente sopra il TA e precludeva qualsiasi misura sEMG di questo muscolo. Non ci sono stati eventi avversi importanti segnalati agli investigatori durante le procedure TMS sedute o in piedi. Sono stati segn...

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Standing Neurophysiological Assessment of Lower Extremity Muscles Post-Stroke

Questo protocollo descrive il processo per l'esecuzione di una valutazione neurofisiologica dei muscoli degli arti inferiori, tibiale anteriore e soleo, in posizione eretta utilizzando TMS nelle persone post-ictus. Questa posizione fornisce una maggiore probabilità di suscitare una risposta TMS post-ictus e consente l'uso di una ridotta potenza dello stimolatore durante le valutazioni neurofisiologiche.

Valutazione neurofisiologica in piedi dei muscoli degli arti inferiori post-ictus

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a common tool used to measure the behavior of motor circuits in healthy and neurologically impaired ...

Questo protocollo consente la valutazione neurofisiologica del tratto corticospinale degli arti inferiori post-ictus quando l'andatura e l'equilibrio sono di interesse primario. Il vantaggio principale di questa tecnica è che consente una maggiore probabilità di suscitare un potenziale evocato dal motore in una popolazione in cui molti individui non mostrano una risposta a riposo. Questo metodo può essere utilizzato in qualsiasi popolazione neurologica in cui è interessante studiare la neurofisiologia del tratto corticospinale, soprattutto per quanto riguarda l'andatura e l'equilibrio.Inizia ispezionando visivamente la qualità del segnale una volta che gli elettrodi sono collegati. Quindi avvolgere i gambi con una benda elastica per ridurre al minimo qualsiasi movimento degli elettrodi e l'artefatto risultante durante il test. Aprire il software di raccolta dati e iniziare una nuova prova per calibrare la doppia piastra di forza superiore.Fare clic su Avvia e iniziare una prova FP0. Raccogli da tre a cinque secondi di dati senza carico sulla piastra di forza, quindi fai clic su Stop. Una volta calibrata la piastra di forza, il partecipante è stato registrato al sistema di guida dell'immagine.E gli elettrodi sEMG sono stati posizionati e testati per la qualità del segnale, quindi montati con un'imbracatura di sicurezza. Istruire il partecipante a salire sulla piastra di forza e standardizzare il posizionamento del piede con nastro adesivo pre-applicato alla piastra di forza per indicare la posizione principale del piede e i bordi mediali dei piedi a distanze uguali dalla linea mediana. Attaccare l'imbracatura di sicurezza del partecipante al supporto del soffitto.Posiziona un rollator o un dispositivo simile attorno alla piastra di forza per fornire ai partecipanti qualcosa con cui stabilizzarsi durante il test, se necessario. Misura e raccogli il peso del partecipante mentre si trova sulla piastra di forza facendo clic su Start e selezionando una prova statica FP. Registra da due a cinque secondi di dati e fai clic su Stop per terminare la prova.E stare in piedi sulle piastre di forza assicura che il software di raccolta dati visualizzi due grafici a barre, che rappresentano il peso o la forza sotto ciascuno dei piedi dei partecipanti. Quando il partecipante sposta il proprio peso su un lato, i grafici a barre cambieranno di altezza. Se un partecipante scarica il peso sulle gambe sulle braccia, assicurarsi che il grafico a barre visualizzato cambi colore.Dopo che un partecipante si sente a proprio agio in piedi con lo stesso peso distribuito tra le gambe, può iniziare la misurazione della CMR. Inizia le valutazioni neurofisiologiche identificando un'intensità dello stimolatore che produce potenziali evocati motori coerenti o MEP. Questa è l'ampiezza del segnale EMG superiore a 50 microvolt in un periodo di silenzio corticale visibile nei muscoli attivi nel muscolo tibiale anteriore e soleo bersaglio.Testare prima l'arto periodico applicando la stimolazione magnetica transcranica o impulsi TMS all'emisfero della lesione. Iniziare impostando il livello di potenza dello stimolatore TMS sul 50% di uscita massima dello stimolatore o su una percentuale di MSO ruotando la manopola di controllo dell'uscita. Applicare un singolo impulso al 50% MSO sul punto centrale della griglia situato appena lateralmente alla fessura longitudinale premendo il pulsante di attivazione sullo stimolatore.Applicato da due a tre impulsi con un intervallo interstimolo da 5 a 10 secondi. Se le risposte non si osservano nel tibiale anteriore e nel soleo, aumentare la potenza dello stimolatore del 10% MSO ruotando la manopola di controllo dell'uscita ed erogare da due a tre impulsi TMS. Se non si osservano risposte dopo aver aumentato lo stimolatore al 60% di MSO, di nuovo, aumentare la potenza del 10% MSO.Se nessun eurodeputato viene suscitato al 70% di MSO, selezionare in modo casuale diversi punti della griglia e applicare impulsi TMS per determinare se c'è una risposta all'impostazione di potenza corrente. Se non vengono registrate risposte in nessun punto della griglia al 70% MSO corrente, tornare al punto della griglia di destinazione iniziale. E continuare ad aumentare il potere dello stimolatore con incrementi del 10% MSO e applicare due o tre stimolazioni come descritto in precedenza.Una volta identificata la potenza dello stimolatore che produce una risposta coerente, iniziare a identificare l'hotspot. Questa è la posizione del cuoio capelluto che produce la più grande risposta agli impulsi TMS applicati. Avviare una nuova versione di prova dell'hotspot facendo clic su Avvia e selezionando hotspot.Applicare una singola stimolazione a impulsi a ciascuno dei 15 punti della griglia al livello di potenza super soglia identificato nei passaggi precedenti. Utilizzando il sistema di guida dell'immagine, spostate la bobina sul primo punto della griglia. Una volta che la bobina è nella posizione corretta, applicare l'impulso TMS premendo il pulsante di attivazione sull'unità stimolatore.Quindi, spostare la bobina nella posizione della griglia successiva e applicare un altro singolo impulso TMS. Continuare fino a quando non è stata applicata una singola stimolazione a ciascun punto della griglia e fare clic su Stop per terminare la prova. Esaminare le ampiezze dei segnali sEMG registrati in ciascun punto della griglia.Identificare visivamente i punti della griglia con la più grande ampiezza MEP registrata nei segnali sEMG per ciascun muscolo bersaglio. Le posizioni della griglia con le maggiori ampiezze MEP sono gli hotspot e saranno utilizzate per misurare la risposta del motore cortico. Quindi, per determinare la soglia motoria del muscolo bersaglio, utilizzare la semplice stima dei parametri adattivi mediante test sequenziali o PEST.Aprire il programma PEST e impostare l'intensità iniziale dello stimolatore sul valore di super soglia utilizzato per identificare l'hotspot digitando il valore nella casella. Iniziare una nuova prova PEST facendo clic sulla scheda Start nel software di raccolta dati e selezionare PEST. Utilizzando l'intensità MSO percentuale iniziale visualizzata nel programma PEST, applicare un singolo impulso TMS all'hotspot dei muscoli bersaglio identificato.Indicare nel programma PEST che è stata osservata una risposta nel segnale sEMG muscolare digitando Y o N.Il programma PEST calcolerà automaticamente l'intensità di stimolazione successiva. Regolare il livello di potenza degli stimolatori in modo che corrisponda al programma PEST e applicare un altro singolo impulso TMS. Continuare questo processo fino a quando il programma PEST determina la soglia motoria, indicata da un cambiamento di colore dell'intensità della stimolazione.E termina la prova di raccolta dei dati facendo clic sulla scheda di arresto. Dopo aver identificato l'hotspot dei muscoli bersaglio e la soglia motoria, iniziare la valutazione CMR. Impostare l'intensità dello stimolatore al 120% della soglia motoria determinata.Avviare una nuova versione di prova e il software di raccolta dati facendo clic sulla scheda Start e selezionare una versione di prova MEP. Attendere da 5 a 10 secondi tra ogni stimolazione. Registrare le risposte sEMG evocate per l'analisi offline.Consentire al partecipante di riposare ad libitum e per un tempo sufficiente tra le procedure di test per ridurre la probabilità che il partecipante sviluppi affaticamento, influenzando i risultati. Fare clic sulla scheda di arresto dopo aver registrato i deputati per terminare il processo. Le soglie motorie sono state misurate in quattro muscoli separati, principalmente i muscoli tibiali paretici e non paretici anteriori e solei.Quando agli individui sono state presentate soglie motorie misurabili nelle posizioni sedute e in piedi, le soglie misurate in posizione eretta sono risultate inferiori. Quando si applicano gli impulsi TMS assicurarsi che il partecipante stia distribuendo equamente il proprio peso sulle gambe. E che il loro peso non viene scaricato dalle gambe sulle braccia.Oltre alle misure TMS a impulso singolo, la TMS a impulsi accoppiati può essere eseguita in posizione eretta per valutare l'inibizione intracorticale e la facilitazione del tratto corticospinale.

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