Summary
פרוטוקול זה מתאר שיטה חדשה כדי להעריך את מספר יחידות מוטוריות תפקוד שריר, על ידי התאמת מודל לעקומה גירוי-תגובה מפורטת של פוטנציאל הפעולה השריר מורכבים. זה פשוטה וקלה לבצע ולנתח ויש לו הפארמצבטית מעולה.
Abstract
כמו שיטות אחרות עבור הערכת מספר יחידה תנועתית (MUNE), מתחם שריר פוטנציאל הפעולה (CMAP) סריקה MUNE (MScan) היא שיטה electrophysiologic לא פולשנית כדי להעריך את מספר יחידות מוטוריות תפקוד שריר. MUNE הוא כלי חשוב להערכת נזקי ו- neuronopathies. בניגוד לרוב השיטות MUNE בשימוש, MScan מעריך כל יחידות מוטוריות ב שריר, על ידי התאמת מודל לעקומה גירוי-תגובה מפורטת, או CMAP לסרוק. זה ובכך מונע הטיה הטמונה כל שיטות MUNE מבוסס על והגדלתי מדגם קטן של יחידות. כאילו 'בייסיאניות MUNE,' MScan ניתוח יצירות התאמת מודל מורכב יחידות המנוע עם amplitudes שונים, סף, סף variabilities, אך שיטת המדידה היא שונה לגמרי, והושלם בתוך חמש דקות, במקום מספר שעות. הניתוח לא מקוון MScan עובד בשני שלבים: ראשית, מודל ראשוני נוצר בהתבסס על מדרון השונות של נקודות במהלך הסריקה, שנית, מודל זה הוא זיקוק אז על-ידי התאמת כל הפרמטרים כדי לשפר את ההתאמה בין שהסקירה. המקורית, סריקות שנוצר על ידי המודל.
שיטה חדשה זו נבדקו עבור הפארמצבטית, זמן ובפקדים 22 חולים נוירודגנרטיביות (ALS) 20 בריא, עם כל מבחן הקלטה חוזרת פעמיים על ידי שני רופאים עיוור. MScan הראה מעולה אינטרה - ולא בין - rater הפארמצבטית בערכים ICC של > 0.98 ולא מקדם וריאציה בממוצע 12.3 ± 1.6%. לא היה הבדל ב הפארמצבטית אינטרה-מדרג בין שני בצופים. זמן ההקלטה הממוצע היה 6.27 ± 0.27 min.
פרוטוקול זה מתאר כיצד להקליט סריקה CMAP וכיצד להשתמש בתוכנה MScan כדי להפיק אומדן של מספר וגדלים של יחידות מוטוריות מתפקדת. MScan היא שיטה מהירה, נוחה, לשחזור, אשר עשויים לסייע אבחנות, ניטור התקדמות המחלה הפרעות neuromuscular.
Introduction
המערכת המוטורית התנועה תלויה יחידת המנוע, המתייחס סיבי עצב מוטוריים בודדים יחד עם סיבי השריר שהיא מפעילה, והוא מספר יחידת מנוע מספר התאים הצופר הקדמי או אקסונים innervating שריר בודד1. במהלך תהליכי denervation, reinnervation, אקסונים בריא להשתלט על התפקיד של אקסונים זה הם שהפסידו הלבלוב משני. לכן, משרעת פוטנציאל הפעולה (CMAP) השריר מורכבים לא נותן את המידע הדרוש על מידת איבוד יחידה תנועתית. משרעת CMAP עשויה להתחיל רק כאשר למעלה מ-50% של יחידות מוטוריות אובדות. באופן דומה, היקף פעילות ספונטנית חריג או שינויי פוטנציאל (MUP) יחידה תנועתית לא לתאם עם מידת denervation.
בסך הכל, אין שום טכניקה אלקטרופיזיולוגיות המאפשר למדידות ישירים של מספר יחידה תנועתית. במקום זאת, הערכה של מספר יחידה תנועתית (MUNE) משמש כדי להעריך את אובדן מוטור נוירון תחתון2. פותחו מספר שיטות MUNE מאז היישום של השיטה הראשונה, מצטבר גירוי MUNE, שהוצגה בשנת 1971 על ידי McComas3. לרוב השיטות התבססו על מדידת השטח מוקלטת יחידה תנועתית כמה פוטנציאל (sMUP), חלוקת את CMAP מקסימלי על ידי משרעת sMUP הממוצע. שיטות כאלה כוללים גירוי מצטבר4מרובים נקודת גירוי (MPS)5, המופעלות ספייק חישוב ממוצע רגיל6. שיטות אחרות MUNE השתמשו בטכניקות סטטיסטיות בהתבסס על הטבע הסתברותית של הירי של יחידה מוטורית בתגובה על גירוי7,8,9,10. ההשתנות אומר כי יורה צירופים שונים של יחידות מוטוריות מוביל השתנות בגודל של התגובות CMAP. יחידה תנועתית מספר אינדקס (Munix) הוא שיותר הציגה לאחרונה את השיטה, העושה את דפוסי הפרעה משטח שנרשם במהלך הצירים מרצון כדי להעריך את הגודל הממוצע של sMUP11,12.
שיטות MUNE אלה שכולם סובלים ממגבלות אחד או יותר, כגון הנוכחות של סובייקטיביות, התלות משרעת CMAP מוחלטת, הטיה בבחירה של יחידות, זמן רב צריך לטעום מספיק יחידות או משך הטיפול הנדרש כדי לנתח את התוצאות. שיטה חדשה MUNE פותחה לאחרונה, 'CMAP סרוק MUNE' (MScan), כדי להתגבר על מגבלות אלה13. בשיטה זו מונע את הבעייתיות בבחירה יחידת ולקחת בחשבון התרומה של כל היחידות CMAP, כפי שנמדד גירוי-תגובה מפורטת עיקול או CMAP סריקה14,15. זה גם מונע בזמן ניתוח מורחב9,דומה, דגם-התאמת השיטה10, באמצעות אלגוריתמים חדשים16. במחקר שנערך לאחרונה, הפארמצבטית של MScan הערכת מספר יחידות מוטוריות היה טוב יותר מאשר שתי שיטות מסורתיות יותר, MPS MUNE ו- Munix13. בנוסף, MScan יכול להראות יחידה תנועתית הפסד בשלבים מוקדמים של מחלת ניוון שרירים (ALS) מאשר MPS MUNE ו Munix. MScan היה מהיר יותר MPS MUNE ו מהר ככל Munix13.
מאמר זה מתאר את המתודולוגיה של MScan בפירוט. זה גם מסכם את שדווחה בעבר אינטרה - ולא בין - rater הפארמצבטית של MScan בחולים עם ALS ו בקרה בריאים הנושאים13, אשר עשוי לאפשר לקורא לשפוט אם השיטה ראוי למחקר המתוכנן.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
כל הנושאים חייב לתת את הסכמתם בכתב לפני הבדיקה, פרוטוקול הקלטה לאשר את board(s) המתאים ביקורת אתית מקומיים. כל השיטות המתוארות כאן אושרו על ידי הוועדה האתית המדעית אזוריות, הסוכנות להגנת נתונים דנית.
הערה: ההקלטות מתבצעים בעזרת פרוטוקול הקלטה "TRONDNF" , המהווה חלק של התוכנה (ראה טבלה של החומרים). ציוד אחר המשמש הוא ממריץ הפרעה דו קוטבית, אלימינייטור רעש של 50 הרץ, מגבר ו של אנלוגי-לדיגיטלי (A/D) לוח (מומלצים מגבר שמע על המשוב של פעילות electromyogram (EMG), ההשתקה תיבת לחתוך את הצליל במהלך גירוי חשמלי). מנוע מספר יחידת הערכה בשיטת MScan כולל שלושה שלבים: 1) הכנה של הנושא (כמו עצב דעתנית מחקרים), 2) הקלטה הסריקה CMAP של 3) מנתח את התוצאות בעזרת תוכנת MScan. ההליך הקלטה המתוארים להלן הוא ספציפי תוכנה ומכשירים אנו משתמשים (ראה את הטבלה של חומרים); אלה צריך להיות מותאם תוכנות ורכיבי חומרה אחרים.
1. הכנת נושא
- מסך הנושאים על מנת להבטיח כי להם כל היסטוריה של הפרעות במערכת העצבים (בעיקר נוירופתיה, תסמונת המנהרה הקרפלית), מלבד קבוצת מחלות ייחקר.
- להורות את הנושא בהרחבה על בדיקות ועל פי בקשה בכתב ומראש.
- ליידע הנושא כי עם הפעלת ההקלטה, הכוח יוגדל בהדרגה למקסימום ולאחריו ירידה stepwise, הבחינות ייקח בערך 5-6 דקות.
- מסבירים כי הנושא יחוש תחושה דגדוגים היד, האצבעות.
- ליידע הנושא כי הכוח ניתן לכבות מיד ברגע במהלך ההקלטה, אם הנושא חש אי נוחות רבה מדי.
- לנקות את הנושא's היד, האמה עם העור נכין ג'ל ואלכוהול.
- הצב האלקטרודה הקלטה פעיל מעל השריר מצדיד האגודל הקצר של החוטף, האלקטרודה הפניה על המפרק metacarpo-phalangeal של האגודל (איור 1).
- במקום אלקטרודה הקרקע על dorsum של היד.
- להתחבר האלקטרודות קדם המגבר (איור 1).
- קלטת את האצבעות יחד כדי למנוע רעש וחפצי עקב התנועה הרצונית (איור 1).
- לשמור על הטמפרטורה העור בין 32 ° C ל- 36 ° C עם מנורה התחממות כדור הארץ.
2. רישום הסריקה CMAP
הערה: כל הפעולות תוכנה המתוארים להלן הם ספציפיים תוכנה ומכשירים אנו משתמשים (ראה את הטבלה של חומרים); אלה צריך להיות מותאם תוכנות ורכיבי חומרה אחרים.
- להפעיל את מערכת ממוחשבת חצי אוטומטיים.
- בחר '' MScan-R הקלטה הפרוטוקול מהטופס 'בחר פרוטוקול הקלטה'.
- לקבל את הגדרות ברירת המחדל עבור קדם מגבר, ממריץ.
- בטופס 'בחר הקלטה פרמטרים', הזן בתיבה 'קובץ פלט' קידומת מפעיל 2 או 3-אותיות ולאחר מכן לחץ על לחצן א. ק." ".
- התוכנית מציגה את הקלט Raw EMG, בחר בכל הפרמטרים 'MScan' (שלב הסריקה, interstimulus מרווח ורוחב הגירוי) באופן ידני, או לקבל את הפרמטרים של ברירת המחדל: רוחב גירוי 0.2ms, שלב הסריקה של 0.2%, interstimulus מרווח זמן של 0.5 ס' לחץ על "אישור" או הקש על מקש Escape" "להמשיך.
הערה: הפרמטרים של ברירת המחדל התקבלו במחקר זה. הגדרות המסנן היו 3 הרץ-3 קילו-הרץ. - המקום אלקטרודה גירוי דו קוטבית repositionable על העצב החציוני בשורש כף היד כדי למצוא את האתר של הסף הנמוך. לחץ על "אישור" להתחיל גירוי.
- התצוגה הבאה מציגה את הגירוי (בתחילה 15% מקסימום פלט) ואת התגובה EMG; להתאים את מיקום האלקטרודות למצוא את האתר של הסף הנמוך (כלומר תגובה הגדול). להתאים את מיקום האלקטרודות הקלטה במידת הצורך על מנת להבטיח כי צורת CMAP diphasic לשיא יחיד, במידת האפשר. אם יש צורך, להתאים את עוצמת הגירוי עם 'הוספה' , '' מחק את המפתחות. לאחר מכן, לחץ על "אישור" כדי להמשיך.
- תגובת 'שונה' מופיעה עם "חלון", שבו נמדד התגובה, המצוין על-ידי קו אופקי מגנטה. ודא כי הקו הירוק קצר לפני החלון (מציין את התוכנית הבסיסית) קו שטוח בין החפץ הגירוי והתגובה. אם הכרחי, שקבע את ההתחלה חלון מדכא לחצן עכבר ימני, גרור את הסמן לימין ולאחר מכן שחרר את הלחצן עבור החלון בסוף.
הערה: CMAP שיא הגובה נמדד מקו לשיא כלפי מעלה בתוך חלון, מסומן על ידי קו כחול אנכי.
לחץ על "אישור" כדי להמשיך. - להחליף את האלקטרודה repositionable דבק polarizable מגרה קטודית אלקטרודה ומניחים אנודת של 2 ס מ לאורך הציר הקרוב עצב התווך; מעקב התחתון מציג כעת רווח גבוה EMG. לעודד את הנושא כדי למצוא את המיקום רגוע ביותר על ידם למזער את פעילות ספונטנית. לחץ על "אישור" כדי להמשיך.
- להגביר את עוצמת הגירוי באופן ידני על-ידי לחיצה על מקש Insert" "עד הגירוי הנוכחי נמצא מעל רמת עבור משרעת מקסימלי של CMAP; ראשית, להגדיל על ידי צעדים של 3% בעוצמת גירוי, ולאחר מכן עבור כוונון עדין לשימוש צעדים של 1%.
- בדוק את החלון ואת שיא המדידה לפני לחיצה על כפתור אישור" "כדי להתחיל סריקה CMAP.
- שימו לב כי לאחר התגובות לגירויים supramaximal 20 (טרום סריקות) נרשמות, עוצמת הגירוי הוא אוטומטית ירד צעדים קטנים, מגירוי supramaximal עד שיש כבר לא תגובה מוטורית ניכר, אז ערכה נוספת של 20 CMAPs (שלאחר סריקות) נרשם.
הערה: הנתונים מותווים סריקה 'CMAP', או עקומת תגובת הגירוי מפורט עם משרעת של התגובה המוטורית על עוצמת בציר ה-x-y ואת הגירוי. במקצועות בריאות, זה יוצר מעגל בצורת S, ואילו בחולים עם מספר מצומצם של יחידות מוטוריות, כמו ALS, העקומה מפתחת מראה המדורג (איור 2). - שים לב כי בנוסף המשוב מושגת מתוך תיבת ההשתקה, זה אפשרי לבדוק בחלונית האמצעית, בצד שמאל, אם הנושא הוא רגוע. תראה CMAP (שינוי) על הלוח העליון השמאלי ולאחר בפאנל התחתון השמאלי, הירידה בעוצמת גירוי (סף). בצע את הסריקה CMAP בצד ימין.
- לסיים את ההקלטה על ידי לחיצה על "אישור" הכפתור בפינה הימנית התחתונה, אלא אם כן נדרשת סריקה חוזרת ולשמור את הנתונים.
הערה: בעת השלמת 'אגדות ו שינוי קנה מידה' טופס יש צורך להחליף את כל סימני השאלה.
3. MScan ניתוחים
הערה: כל הפעולות תוכנה המתוארים להלן הם ספציפיים תוכנה ומכשירים אנו משתמשים (ראה את הטבלה של חומרים); אלה צריך להיות מותאם תוכנות ורכיבי חומרה אחרים.
-
התאמת מודל הסריקה CMAP
- כדי לנתח את ההתחלה לא מקוון, הקלטת התוכנית ניתוח ולחץ על "ק" כדי לבחור ההקלטה האחרונה לניתוח.
- לחץ על "בחר 'קובץ מתאים QZD MScan" ' מתפריט ' "MScanFit" .
הערה: באפשרותך אחד במקום לבחור "MScan מתאים בתיק MEM". זה alo ניתן לבחור "מתאים MScan dat (mA mV) בקובץ" , במקרה סריקה CMAP הוקלט עם ציוד שונה מזו המשמש כאן. ראה להלן כיצד ליצור קובץ DAT. - שים לב כי התוכנית הראשונה יוצרת מודל ראשוני, ואז ממשיך כדי למטב את ההתאמה. ללא התערבות המשתמש נדרש עד שמד ההתקדמות מולטי צבעוניים בתיבת 'מיטוב' להשלים, לחצן עצירה" "מופיעה באפור.
- דגם ראשוני מספק ניחוש ראשון של מודל, נגזר מן השיפוע וחיתוך שונות על פני חלקים רצופים של הסריקה. שימו לב: המקורי לסרוק (בשחור), סריקה שנוצר מן המודל (במגנטה) עשוי להיות מותווים בצד. בצע את הדגם ואת שיפורים לדגם התצוגה טקסט ומציגה את האלטרנטיבה.
הערה: הצגת חלופי ייתכן שנבחר בכל פעם בהתאם לאפשרויות 'נתונים כדי להתוות,' 'עלילה amplitudes כמו' ותיבות 'מגרש סוג'. - לבצע אופטימיזציה לשיפור התאם CMAP המוקלט על-ידי ביצוע התאמות טורי כדי למזער את ההבדל בין ה מדומה ומוקלטים CMAP סריקות-16.
הערה: זה מפעיל כמה אופטימיזציות ברציפות, החל הדגם הראשוני, תיאר כאמור תוך פירוט15. אם אופטימיזציה מגדילה את מספר יחידות, אז הניסיון הבא-התאמת הסריקה מתחיל על-ידי יצירת מודל עם יחידות נוספות, ואילו אם אופטימיזציה הראשון צמצמה את מספר היחידות, ניסיון שני מתחיל עם דגם עם פחות יחידות. אם הכל עובד טוב, ההליך אופטימיזציה אפסים על המספר הטוב ביותר של יחידות כדי להתאים את הסריקה. - שים לב כי בעת הפעלת ההליך אופטימיזציה, החלונית ' מיטוב ' מציג גם בר בקידמה.
- השתמש באפשרויות ההתוויה שונה תיבת סוג" "עלילה, קרי, מתווה מתאר, שגיאה v N יחידות, מודל יחידות, משרעת המצטבר לעקוב אחר תהליך אופטימיזציה.
הערה: השינויים במודל במהלך ההליך אופטימיזציה ללא הרף מתעדכנים על פי הדגם האחרון, עשוי להיות בעקבות השיפורים במודל לפי אפשרויות שונות ההתוויה ועל הצג טקסט.- ומפות מתאר
- לנצל ומפות מתאר כדי להעריך את הדיוק של המודל על ידי טשטוש הנקודות ותפיק את ניקוד שגיאה בהתבסס על ההבדל הפצות x-y15. Diff בחר "" ומציג "מתאר מפה" כדי לראות את ההבדלים בין מוקלטות דגם CMAP סורק כמו מפת מיתאר. זה הבדלים אלה תהליך אופטימיזציה שמנסה לצמצם.
הערה: 'מפות מתאר' מאפשרת את צפיפות ההסתברות להשגת תגובה נתון עם גירוי נתון. התוצאה שגיאה תלוי על ההבדל בין המפה מתאר modeled מקוריים, זה ניתן לאבחן באמצעות בחירת בחלונית ' 'Diff' אפשרות העליון ' 'מתאר מגרש' בחלונית סוג מגרש. הקווים האדומים מצביעים על כך הייתה צפיפות גדולה יותר של נקודות שהסקירה. המקורית, הקווים הירוקים מציינים יותר נקודות במהלך הסריקה מעוצבת. העלילה ההבדל בחלק העליון מצביעה על עוצמות הגירוי שבו נמצאו שגיאות הגדול ביותר.
- לנצל ומפות מתאר כדי להעריך את הדיוק של המודל על ידי טשטוש הנקודות ותפיק את ניקוד שגיאה בהתבסס על ההבדל הפצות x-y15. Diff בחר "" ומציג "מתאר מפה" כדי לראות את ההבדלים בין מוקלטות דגם CMAP סורק כמו מפת מיתאר. זה הבדלים אלה תהליך אופטימיזציה שמנסה לצמצם.
- שגיאה v N יחידות
- בצע את ההליך אופטימיזציה על ידי בחירת את היומן-יומן 'שגיאה v N יחידות' עלילה. בכל שלב של ההליך אופטימיזציה מותווים בצבעים שונים, המייצגים הסורגים בחלונית ' מיטוב' ''.
- מודל יחידות
- השתמש באפשרות זו כדי לראות איך הממוצע CMAP משרעת מורכב על-ידי הגיוס של האקסונים שונה במודל; החלק העליון מציגה את שיא amplitudes הסף הפצות של יחידות מוטוריות בודדים.
- משרעת מצטבר
- שימו לב כי היחידות הותוו בסדר עולה הגודל, יותר מאשר הסף. העקומה שחור מתווה את מספר יחידת המצטבר, בזמן העקומה אדום מראה משרעת המצטבר.
- ומפות מתאר
- עם השלמת תהליך אופטימיזציה, להציג את התוצאות של הניתוח בתצוגה' טקסט MScanFit'. הפרמטרים MScan זמין, קרי, מספר יחידות, משרעת החציוני, גודל יחידת הגדול מוצגים בתצוגת טקסט.
- לחץ על "אישור" לחצן בתיבת 'לשמור מתאים לקובץ MEM' כדי לשמור את המודל בקובץ MEM עבור ניתוחים נוספים.
4. CMAP סרוק באמצעות MUNE. DAT קבצי
הערה: גרסה חלופית ללא תשלום של התוכנה מאפשרת ניתוח של CMAP סורק שהוקלט על ידי ציוד אחר.
- צור קובץ a.DAT המכיל את הסריקה CMAP כדי להיות מנותח.
הערה: זה חייב להיות קובץ טקסט בתבנית עמודה 2 רגיל, עם עוצמת הגירוי mA בעמודה אחת ואת CMAP משרעת ב mV בעמודה אחרת. - צור מתאימים. של קובץ על-ידי העתקת בשתי עמודות מתוך קובץ הגיליון האלקטרוני לתוך תוכנת עריכת טקסט ולאחר מכן מייעדים את הסיומת DAT. DAT במקום. . TXT.
- לבצע כל שאר השלבים של ניתוח MScan תיאר כאמור, לאחר הפעלת התוכנית עצמאי ובחירה. קובץ DAT.
- למצוא את freeware תוכנית ידני, הדגימה הנתונים באתר אוניברסיטת קולג בלונדון FTP (המארח: 144.82.46.62, שם משתמש: QtracW, סיסמה: Hg32wK5e).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
במחקר שנערך לאחרונה, שבו הושווה בשיטת MScan עם שתי טכניקות הוקמה התקבלו התוצאות הבאות: גירוי נקודת מרובים MUNE (MPS) ומספר יחידה תנועתית אינדקס (Munix)13. התוצאות מציגות בטכניקה המתוארת פרוטוקול זה, יכולה להיות מושגת תוצאות עקביות עם הפארמצבטית מעולה. השיטה יכולה להבדיל חולי ALS פקדים בריא בשלב מוקדם יותר של המחלה מאשר CMAP וזה מהיר, קל לשימוש13. הדבר מצביע על כי השיטה עשוי להיות מתאים לשימוש קליני.
חולים לעומת פקדים בריא: סך של 168 MScan ההקלטות בוצעו ב-22 חולים ונושאים בריא 20, עם שתי הקלטות על ידי שני עדי ראייה שונים לכל נושא. מספר יחידות מוטוריות החציוני היה נמוך באופן משמעותי בחולים (32.4, טווח: 1 - 123.5) יותר בריא פקדים (111.1, טווח: 71.75-166.8), p = × 10 1.2-6.
הפארמצבטית: המקדם של וריאציה (CV) עבור ערכים MScan MUNE (זאת אומרת ± SE) עבור אינטרה-מדרג השתנות היה 8.6 ± 1.6%, עבור מדרג בין השתנות היה 9.7 ± 1.3%. ההשתנות אינטרה-מדרג היה דומה בין שני בצופים. כאשר החולים בקרות בריא נותחו בנפרד, הערך קורות חיים עבור חולים היה 14.7 ± 2.7%, בעוד עבור פקדים בריא זה היה 9.6 ± 1.3%, עבור החולים בקרות בשילוב זה היה 12.3 ± 1.6%.
מקדמי המתאם Intraclass (ICC): ICC ערכים הראה הסכם "אינטרה" מעולה-מדרג שני משקיפים. לא היה הבדל בערכים ICC אינטרה-מדרג בין הצופה 1 (0.983, מרווח הביטחון: 0.968 - 0.991) ו- 2 הצופה (מרווח הביטחון 0.985,: 0.972 - 0.992), ו- ICC הערכים גם הראה מעולה מדרג בין הסכם (0.993, ביטחון מרווח: 0.987 - 0.996).
רגישות וסגוליות של MScan ו CMAP: איור 3 מדגים בעקומה ROC איך משרעת MScan ו CMAP יכולים להבחין 22 חולי ALS מן הנבדקים בריא 20. שרשם הטוב ביותר MScan MUNE ערך להבחנה בין הפקדים בריאים וחולים היה 75.5. זה הניב הרגישות של 92.5% וסגוליות של 80.7%. MScan MUNE לעומת משרעת CMAP התואם, מוערכים על-ידי האזור מתחת העקומה (AUC) כאמצעי של מה טוב הם היו מסוגלים להבחין בין חולים הנבדקים בריא. MScan היה של חאן אל (0.903), אשר היה גבוה באופן משמעותי משרעת CMAP (0.845).
הקלטה פעמים: זמן ההקלטה רשע (זאת אומרת ± SE) עבור כל הקלטות עבור חולים היה ± 6.08 מין 0.28, עבור פקדים בריא זה היה 6.48 ± מין 0.29, וזה עבור החולים בקרות בשילוב, היה 6.27 ± 0.20 דקות.
איור 1: תמונה של הגדרת MUNE (MScan) הסריקה CMAP. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 2: דוגמאות של הקלטות MScan: נושא (A) בריאה, החולה (B) אס עם MScan רגיל, חולה (C) אס עם הפסד מתון של יחידות מוטוריות ו (D) אס חולה עם אובדן חמור של יחידות מוטוריות אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת .
איור 3: ROC עקומת השוואת השטח מתחת לעקומה (AUC) של משרעת MScan ו CMAP. שתי שיטות שונות שימשו הבדיקות. שתי שיטות ניצל העובדה כי לאותם הנושאים שימשו עבור כל בדיקה. הרשות הפלסטינית אני מתייחס לשיטת DeLong17ואח. ואת Pb מתייחס לשיטת הנלי, מק'ניל18. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
שלבים קריטיים בתוך הפרוטוקול: MScan היא הליך מאוד אוטומטית, אבל כמו עם כל השיטות EMG, צריך לקחת כדי להשיג תוצאות עקביות. בשלב ההכנה, חשוב להשגת רגיעה, מאז חפצי פעילות או תנועה ספונטנית במהלך הסריקה CMAP להציג כדין בשונות CMAP וחיסול הדור של דגם ראשוני.
שינויים ופתרון: מצאנו כי מקליטה של האצבעות, והשתמש של השמיעה EMG משוב כדי לעזור למצוא את המיקום הטוב ביותר של האיבר, שימושית להימנע כמה סטיה.
מגבלות של הטכניקה: בגלל מספר נקודות במהלך הסריקה CMAP סופית את טבעו סטוכסטי של התגובות של דוגמנות, אי אפשר לצפות למצוא בדיוק את אותו מספר של יחידות אחרי כל ניתוח של ההקלטה זהה. אפילו עם הקלטות אידיאלי, שגיאה מוחלטת כ- 7% בערכי MUNE הוא בלתי נמנע16. דרגה זו של אי ודאות בתוצאות בלתי נמנע עם ההליך התאמה מהירה בשימוש. מגבלה נוספת של MScan הוא שזה לא מתאים proximal שרירי הירך הארבע ראשי ו deltoideus. עד כה, רק השריר מצדיד האגודל הקצר כבר בשימוש13,19, אבל שרירים דיסטלי אחרים, שניהם העליון ואת התחתון הגפיים כולל את שריר הטיביאליס הקדמי, אנו מאמינים MScan יכול להיות מיושם בהצלחה. כמה גירויים supramaximal עלול להיות לא נעים, אבל אנחנו לא לחוות בכל נושא אשר לא היתה אפשרות להשלים את הבדיקה.
מגבלה נוספת היא כי שיטת ההקלטה כפי שמתואר כאן שימושים תוכנה הקשורים דעתנית עצב ציוד בדיקה, כרגע הזמינים במחלקות פחות מ-100 ברחבי העולם. זה, עם זאת, ניתן להחיל תוכנית freeware לסריקות CMAP שנוצר עם ציוד אחר. אם נעשה שימוש סריקות CMAP ליניארי, אנו ממליצים כי גודל צעד לא יעלה על 0.2% בשימוש הקלטות שלנו. יחידה תנועתית ספי יש מקדם וריאציה כ 2% ו- 0.2% צעדים נדרשים לספק מידע מספיק על כל יחידה.
משמעות לגבי שיטות קיימות: MScan היא שיטה שלוקחת בחשבון את רוב המגבלות שנמצאו בשיטות אחרות MUNE. מצאנו מעולה אינטרה - ולא בין - rater הפארמצבטית, אינטרה-מדרג הפארמצבטית לא להיות שונה בין משקיפים ומנוסה שאינם מנוסים. במחקר שלנו לאחרונה, שצוטט לעיל13, קורות חיים הכוללת בהקלטות שונים, הנושאים אותו היה ב- 12.3% עבור MScan, אשר לטובה בהשוואה CVs של 24.7% עבור MPS MUNE, 21.5% עבור Munix. הפארמצבטית זה יכול להיות חשוב בהערכת פוטנציאל טיפולי למחלות ניווניות כגון ALS, מאז מספר החולים נדרש לזהות שיפור צפוי לגדול עם הריבוע של ההשתנות של המדידות. להבדיל את חולי ALS מפני פקדי בריא, באמצעות מקלט-אופרטור מאפיין (ROC) עקומות, MScan היפלו מעט טוב יותר, כלומר היה אזור הגבוה מעט מתחת העקומה (חאן אל = 0.930) מאשר MPS MUNE (0.899), שניהם שקופחו באופן משמעותי יותר Munix (0.831) ואת CMAP משרעת (0.831). בנוסף, MScan היא שיטה מהירה לביצוע ההקלטות (~ 6 דקות). הניתוח הוא גם מהיר, לוקח פחות מ 5 דקות.
יישומים העתיד: לסיכום, MScan היא שיטה שעשויה להיות פוטנציאל להיות מיושמת בהקליניקה לאבחון ומעקב אחרי הפרעות neuromuscular כאלה כמו ALS. הלאה מחקרים עם אחרים קבוצות המטופל, וקבוצות גדולות יותר, האם מוצדק. מחקרים על היישום של MScan שרירים שונות צריך להתבצע גם.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
ניגוד עניינים: HB מקבל תמלוגים UCL על מכירות של התוכנה שלו Qtrac השתמשו במחקר זה. המחברים אחרים יש שאין פוטנציאל ניגודי אינטרסים. כל המחברים אישרו את המאמר האחרון.
Acknowledgments
מחקר זה נתמך כלכלית בעיקר על ידי קרן לונדבק.
בנוסף, Knud og אדית האריקסנים Mindefond, Søster og ורנר Lipperts מחבב, Fonden עד Lægevidenskabens Fremme, Aage og Johanne לואיס Hansens מחבב נתמכת מחקר זה.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| QtracW software | Digitimer Ltd (copyright Institute of Neurology, University College, London) | QtracW | |
| MScanFit | Digitimer Ltd (copyright Institute of Neurology, University College, London) | QtracW | |
| DS5 bipolar stimulator | Digitimer Ltd | DS5 | |
| D440 amplifier | Digitimer Ltd | D440-2 (2 channel) or D440-4 (4 channel) | |
| HumBug Noise Eliminator | Digitimer Ltd | Humbug | |
| Analogue-to-digital (A/D) board | National Instruments | NI-6221 |
References
- Sherrington, C. REMARKS ON THE FOREGOING LETTER. Can. Med. Assoc. J. 20, 66-67 (1929).
- Gooch, C. L., et al. Motor unit number estimation: a technology and literature review. Muscle Nerve. 50, 884-893 (2014).
- McComas, A. J., Fawcett, P. R., Campbell, M. J., Sica, R. E. Electrophysiological estimation of the number of motor units within a human muscle. J Neurol Neurosur Ps. 34, 121-131 (1971).
- Oge, A. E., et al. Motor unit number estimation in transected peripheral nerves. Neurol Res. 32, 1072-1076 (2010).
- Doherty, T. J., Brown, W. F. The estimated numbers and relative sizes of thenar motor units as selected by multiple point stimulation in young and older adults. Muscle Nerve. 16, 355-366 (1993).
- Bromberg, M. B. Motor unit estimation: reproducibility of the spike-triggered averaging technique in normal and ALS subjects. Muscle Nerve. 16, 466-471 (1993).
- Lomen-Hoerth, C., Slawnych, M. P. Statistical motor unit number estimation: from theory to practice. Muscle Nerve. 28, 263-272 (2003).
- Unlusoy Acar, Z., et al. Decline of compound muscle action potentials and statistical MUNEs during Wallerian degeneration. Neurophysiol. Clin. 44, 257-265 (2014).
- Henderson, R. D., Ridall, P. G., Hutchinson, N. M., Pettitt, A. N., McCombe, P. A.
- Ridall, P. G., Pettitt, A. N., Henderson, R. D., McCombe, P. A. Motor unit number estimation--a Bayesian approach. Biometrics. 62, 1235-1250 (2006).
- Nandedkar, S. D., Nandedkar, D. S., Barkhaus, P. E., Stalberg, E. V. Motor unit number index (MUNIX). IEEE Trans. Biomed. Eng. 51, 2209-2211 (2004).
- Neuwirth, C., et al. Motor Unit Number Index (MUNIX): a novel neurophysiological marker for neuromuscular disorders; test-retest reliability in healthy volunteers. Clin. Neurophysiol. 122, 1867-1872 (2011).
- Jacobsen, A. B., et al. Reproducibility, and sensitivity to motor unit loss in amyotrophic lateral sclerosis, of a novel MUNE method: MScanFit MUNE. Clin neurophysiol. 128, 1380-1388 (2017).
- Maathuis, E. M., Drenthen, J., Visser, G. H., Blok, J. H. Reproducibility of the CMAP scan. J. Electromyogr. Kinesiol. 21, 433-437 (2011).
- Sleutjes, B. T. H. M., et al. CMAP scan discontinuities: automated detection and relation to motor unit loss. Clin Neurophysiol. 125, 388-395 (2014).
- Bostock, H. Estimating motor unit numbers from a CMAP scan. Muscle Nerve. 53, 889-896 (2016).
- DeLong, E. R., DeLong, D. M., Clarke-Pearson, D. L. Comparing the areas under two or more correlated receiver operating characteristic curves: a nonparametric approach. Biometrics. 44, 837-845 (1988).
- Hanley, J. A., McNeil, B. J. A method of comparing the areas under receiver operating characteristic curves derived from the same cases. Radiology. 148, 839-843 (1983).
- Farschtschi, S., et al. Muscle action potential scans and ultrasound imaging in neurofibromatosis type 2 : CMAP Scans and Nerve Imaging in NF2. Muscle Nerve. 55, 350-358 (2017).
