8-formade stimulatorer (butterfly) är mer fokala och är optimala för perifer stimulering.



Relevanta dokument
Magnetstimulering Metodbeskrivning

Prov (b) Hur stor är kraften som verkar på en elektron mellan plattorna? [1/0/0]

MOTORNÄRA HJÄRNTUMÖRER

Det rör sig i musklerna - kan det vara ALS?

Introduktion Rutin-nervstatus Termin 5. Arne Lindgren Neurologi Lund

Sammanfattning av kursen ETIA01 Elektronik för D, Del 1 (föreläsning 1-10)

Strålningsfält och fotoner. Kapitel 23: Faradays lag

Sensorer, effektorer och fysik. Grundläggande fysikaliska begrepp som är viktiga inom mättekniken

Elektriska och elektroniska fordonskomponenter. Föreläsning 4 & 5

4. Elektromagnetisk svängningskrets

Ellära och Elektronik Moment AC-nät Föreläsning 4

Introduktion Rutin-nervstatus Termin 5. Arne Lindgren Neurologi Lund

2.7 Virvelströmmar. Om ledaren är i rörelse kommer den att bromsas in, eftersom det inducerade magnetfältet och det yttre fältet är motsatt riktade.

Vi börjar med en vanlig ledare av koppar.

isolerande skikt positiv laddning Q=CV negativ laddning -Q V V

MEP och SEP övervakning vid ryggkirurgi (med särsild inriktning på skolios)

Tentamen i El- och vågrörelselära,

Vecka 4 INDUKTION OCH INDUKTANS (HRW 30-31) EM-OSCILLATIONER OCH VÄXELSTRÖMSKRETSAR

Upp gifter I=2,3 A. B=37 mt. I=1,9 A B=37 mt. B=14 mt I=4,7 A

Tentamen i El- och vågrörelselära,

1. q = -Q 2. q = 0 3. q = +Q 4. 0 < q < +Q

Tentamen i El- och vågrörelselära,

Vecka 2 ELEKTRISK POTENTIAL OCH KAPACITANS (HRW 24-25) Inlärningsmål

OBS! Ange svaren för respektive område på separata skrivningspapper.

Elektro och Informationsteknik LTH. Laboration 3 RC- och RL-nät i tidsplanet. Elektronik för D ETIA01

MEP och SEP övervakning vid ryggkirurgi (med särskild inriktning på skolios)

3.4 RLC kretsen Impedans, Z

1. Syfte Att identifiera funktionella områden (språk, sensor- och motorarea) inför eventuell resektion.

Tentamen ellära 92FY21 och 27

Det är mycket viktigt att du tydligt anger på vita omslaget vilka frågor som omslaget innehåller, ex fråga

Medicin A, Medicinsk temakurs 1, 30 högskolepoäng, Tema Respiration-Cirkulation Skriftlig tentamen 24 oktober 2011

MÄNNISKANS FYSIOLOGI ht 2015 REST SLUTTENTAMEN del 2, 14 januari 2016

1. Introduktion. Biopotentialers ursprung

Examinator: Gabriella Eliason. Skrivtid: 4 timmar

Lösningsförslag Inlämningsuppgift 3 Kapacitans, ström, resistans

4. Allmänt Elektromagnetiska vågor

Tentamen i ELEKTROMAGNETISM I, för W2 och ES2 (1FA514)

Klinisk neurofysiologi

Införa begreppen ström, strömtäthet och resistans Ohms lag Tillämpningar på enkla kretsar Energi och effekt i kretsar

Prov Fysik B Lösningsförslag

Kaströrelse. 3,3 m. 1,1 m

Sensorer och elektronik. Grundläggande ellära

Laboration 2: Konstruktion av asynkronmotor

Bra tabell i ert formelblad

RC-kretsar, transienta förlopp

MUSKELFYSIOLOGI detta bör ni behärska

Tentamen på elläradelen i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET

Svar till Hambley edition 6

Strålningsfält och fotoner. Kapitel 23: Faradays lag

VÄXELSTRÖM SPÄNNINGSDELNING

Lösningar till Tentamen i fysik B del 1 vid förutbildningar vid Malmö högskola

4:3 Passiva komponenter. Inledning

r 2 Arbetet är alltså endast beroende av start- och slutpunkt. Det följer av att det elektriska fältet är konservativt ( E = 0).

Förslag: En laddad partikel i ett magnetfält påverkas av kraften F = qvb, dvs B = F qv = 0.31 T.

Impedans och impedansmätning

Tentamen: Baskurs B i Fysik, del1, 4p kl

Introduktion till fordonselektronik ET054G. Föreläsning 3

Elektroakustik Något lite om analogier

Kognitiv psykologi. Kognition och hjärnan. Hjärnans struktur Neurokognition Kap 2

1( ), 2( ), 3( ), 4( ), 5( ), 6( ), 7( ), 8( ), 9( )

T1-modulen Lektionerna Radioamatörkurs OH6AG Bearbetning och översättning: Thomas Anderssén, OH6NT Heikki Lahtivirta, OH2LH

Steget vidare. (By JaunJimenez at English Wikipedia, CC BY 3.0, curid= )

Chalmers Tekniska Högskola Tillämpad Fysik Igor Zoric

FK Elektromagnetism, Fysikum, Stockholms universitet Tentamensskrivning (1:a omtentan), tisdag 16 juni 2015, kl 9:00-14:00

Karolinska Institutet Nikolaos Christidis 1. Nikolaos Christidis. Värme. Kyla TENS. Akupunktur. Biofeedback

Växelström och reaktans

Skrivtid: 4 tim. Eva Oskarsson fråga Gabriella Eliason fråga Rolf Pettersson fråga % av totala poängen

CNS består av hjärnan (med fackterm encephalon) och ryggmärgen (med fackterm medulla spinalis).

CNS + Muskler del 1 detta bör ni behärska

Organsystemens struktur och funktion Deltentamen - läkarlinjen (T2)

Tillåtna hjälpmedel: Tabeller och formler, BETA, Physics Handbook, Formelsamling i Elektromagnetisk fältteori, Formelsamling i

Ryggoperation MEP. Ansvarig läkare: TW Ansvarig BMA: CF

ISIN EDUCATIONAL COURSE AND 3 rd CONGRESS september 2011 Barcelona, Spanien

IDE-sektionen. Laboration 5 Växelströmsmätningar

Motorprincipen. William Sandqvist

KOMPENDIUM I RÖNTGENTEKNOLOGI

attraktiv repellerande

FK Elektromagnetism, Fysikum, Stockholms universitet Tentamensskrivning (2:a omtentan), fredag 30 augusti 2013, kl 9:00-14:00

Laboration - Va xelstro mskretsar

VÄXELSTRÖM SPÄNNINGSDELNING

Spolen. LE1460 Analog elektronik. Måndag kl i Omega. Allmänna tidsförlopp. Kapitel 4 Elkretsanalys.

Lektion 2: Automation. 5MT042: Automation - Lektion 2 p. 1

Qucs: Laboration kondensator

r 2 C Arbetet är alltså endast beroende av start- och slutpunkt. Det följer av att det elektriska fältet är konservativt ( E = 0).

FK Elektromagnetism, Fysikum, Stockholms universitet Tentamensskrivning (1:a omtentan), tisdag 17 juni 2014, kl 9:00-14:00

Tentamen i SK1111 Elektricitets- och vågrörelselära för K, Bio fr den 13 jan 2012 kl 9-14

Foten något om fotens anatomi och funktion Ola Wahlström Ortopedi

Elektriska och magnetiska fält Elektromagnetiska vågor

Kort bruksanvisning NeuroTrac MyoPlus Pro (För version eller nyare)

Elektronik 2017 EITA35

Tendinos ( Överbelastning av senor resulterar inte i en inflammatorisk reaktion i själva senan ) Överbelastningsskador. Överbelastningsskador

Tentamen i : Vågor,plasmor och antenner. Totala antalet uppgifter: 6 Datum:

Svar och anvisningar

Transkript:

Friborgs ant. Magnetstimulering Historik Presenterades först av d'arsonval 1896 som stimulerade retina, men det dröjde tills 1965 då Brickford och Flemming rapporterade muskelkontraktioner vid magnetstimulering av perifera nerver. Stimulering av cortex gjordes först 1985 av Barker. Biofysik Magnetstimulatorn består av en kondensator och en induktor. Energin som används kommer från uppladdning av en grupp kondensatorer till ~4 kv, som vid urladdning ger en ström av 5000 A. Intensiteten i magnetfältet är 1.5-3 Tessla (T) och når sitt maximum efter 160 µs. För att få ett fält på 2 T i en spole med diametern 50-100 mm krävs ~400 J. Stora runda eller spetsiga spolar ger de starkaste magnetfälten, de tränger långt in och ger en icke-fokal stimulering. Den starkaste punkten, 'sweet-spot', är mittpunkten på den inre kanten (markerat med A). 8-formade stimulatorer (butterfly) är mer fokala och är optimala för perifer stimulering. Magnetfält runt spole 1) enkel spole, 2) butterfly. Den inducerade spänningen är beroende av förändringen i magnetfältet: U ~ AdB/dt (Arean * förändringen i magnetfältet T/s). Den inducerade spänningsriktningen kommer att vara motsatt den i spolen. Den inducerade strömmen är proportionell mot derivatan (db/dt) så den kommer först att vara positiv och sedan negativ. Det totala energiflödet i vävnaden blir noll. De faktorer som kan regleras med stimulatorn är ökningen och fallet av magnetfältet. Ökningen är proportionell mot roten av produkten av kapacitans och induktans och fallet prop mot roten av produkten av induktans och resistans. Det inducerade elektriska fältet: E = -A/2πr * db/dt = -db/dt * r/2 (Elektriskt fält definieras som V/m, den inducerade spänningen divideras med spolens omkrets, A är πr 2, så kvoten -A/2πr = -r/2) Möjligheten att stimulera ett neuron är beroende av styrkan och duration av pulsen. Cellmembranet kan ses som en paralell kondensator och resistor, vilket ger en membrantidskonstant. För pulsar med kort duration kommer den laddningen att lagras och den transmembranösa spänningen förändras prop mot stimulus laddningen. Membranet kommer att depolarisera då det når firing-level.

2 Om samma energi appliceras över en längre period kommer en del att gå förlorat genom läckage över resistansen och en mindre ändring av transmembranspänningen sker. Bild c) skulle vara mer effektiv än d). Anatomi/fysiologi Skillnaden mellan elektrisk och magnetisk stimulering är att den förstnämda 'injicerar' en ström via huden och ett elektronflöde sker i vävnaden. Magnetstimulering inducerar ett elektriskt fält som alstrar jonströmningar vilka aktiverar neuron. Transkraniell elektrisk stimulering aktiverar pyramidbanorna i axon-hillock regionen eller första internoden och en enkel nedåtgående impuls kan registreras, den direkta vågen, D-vågen. Stimulering med högre intensitet ger transsynaptisk aktivering och ger upphov till den indirekta vågen, I-vågen, med intervaller av ~2 ms. Magnetstimulering ger latenser som är 1-2 ms längre än elektrisk stimulering. Den mest troliga förklaringen är att magnetstimulering aktiverar I-vågor, medan el-stim aktiverar mer distalt. Det har rapporterats om svar som uppkommer senare, Holmgren et.al. Förutom det primära svaret uppkommer andra vågor vid en del stimuleringar. S-50 responset är ett litet svar med en latens på 50-60 ms. S-100 har latensen 80-100 ms och amplituden ökar vid aktivering. Inhiberande responser på kontralaterala sidan har registrerats. Vid magnetstimulering beror impulsstyrkan på excitabiliteten hos corticoneuronen och de spinala motorneuronen, medan el-stimulering som är mer distal beror på spinal excitabilitet. Stimulering sker direkt eller transsynaptiskt via tangentiellt orienterade afferenta fibrer. Konduktionstiden från cortex till C7/C8 är ca 5 µs när impulsen leds av snabba tr. pyradidalisceller, Betz celler. Det finns även mer långsamma fibrer till a-motor neuron och dessa ger upphov till senare komponenter av MEP. Pyramidbanesystemet utgår från gyrus precentralis, passerar genom corona radiata och bakre tredjedelen av crus posterior i capsula interna. Här liggen huvudfibrer anteriort och benfibrer posteriort. Vid övergången mellan medulla oblongata och spinalis korsar 85% av fibrerna och bildar tr. cortiocospinalis lat. Armfibrerna korsar före benfibrerna. Efter korsningen kommer armfibrerna ligga posteriort om benfibrerna. Vid terminationen kommer fibrer från tr. corticospinalis lat. att gå till framhornet på samma sida medan fibrer från tr. corticospinalis ant. kommer att korsa medellinjen i främre vita komissuren. Thenarmusklerna består av m. abd. pollicis brevis, flexor pollicis brevis och opponens pollicis. Dessa innerveras av medianusdelar kommande från främst C8-Th1.

3 M. tibialis anterior utgår från den laterala kondylen och den övre halvan av laterala tibia och fäster på os cuneiforme och metatarsalben 1. Den innerveras av n. peroneus, främst L4 men även L5. Denna kommer från n. ischiadicus som delar sig i övre området av fossa poplitea och passerar den posteriora delen av fibulahuvudet. Flera nedåtgående impulser följer efter en transkraniell impuls (D & I-vågsberoende). Pga I-vågornas transsynaptiska ursprung påverkas de lättare av anestetika. För att ett motorneuron skall exciteras måste en temporal summation ske. Facilicering tillsammans med stimulering ger en spatial summation. Ofta är det av värde att eliminera det perifera delen av impulsen och endast analysera den centrala ledningen. Detta för att andra faktorer påverkar latensen, såsom längd och perifer 'långsamhet'. Den perifera delen av latensen beräknas som: ½( F + M - 1) Tröskeln för stimulusintensiteten minskar då det representativa området i cortex ökar, det är lättare att stimulera handen än benet. Förändringar i amplitud och latens kan ha olika orsaker t.ex. demyelinisering eller degereration av stora fibrer. Långsammare fibrer kan ta över vid block eller destruering. Förändringar pga demyelinisering, degereration, eller infarkt kan rubba synkroniseringen för spatial och temporal summation av impulser till framhornscellen vilket i sin tur leder till ökad konduktionstid. Säkerhets aspekter De problem det spekulerats i är kognitiv dysfunktion, inducering av epilepsi, komplikationer av metalldelar efter operationer, pacemakers och direkt myokardeffekt. Flera studier på EP-patienter har ej inducerat anfall. Hjärtmuskel kan ej stimulerasom inte spolen placeras direkt över myocardiet. Följande kontraindikationer kan man ta som en generell regel: Tidigare kraniell kirurgi Längre EP-anamnes Biomedicinsk utrustning, ex. pacemaker Graviditet För och nackdelar Fördelar: Transkortikal stimulering utan större obehag. Djupa nerver kan stimuleras utan att man behöver sätta nål. Ingen direkt elkontakt med kroppen. Det är inte nödvändigt att pat klär av sig. Man kan stimulera utan direkt kontakt, detta kan vara till fördel vid öppen skada etc. Nackdelar: Stor och dyr utrustning. Det tar tid att upprepa stimuleringar pga uppladdningstid. Transkraniell stimulering Övre extremitetsmuskler aktiveras med spolens intensitetsmaximum (A) över C3/C4. Nedre extremitetsmuskler stimuleras något posteromedialt om C3/C4. Normalt används intentisiteter på 50% över tröskelvärdet. Det är svårt att ge supramaximal stimulering, då en sådan impuls ger upphov till inhiberande impulser. Stimulering av perifera neuron Stimulus 10-30% av tröskelvärdet eller supramaximalt. Lägg spolens centra på nervrötterna. Att stimulera perifert för att få fram F- och M-vågor har visat sig gå bra. (Jones et. al.)

4 Facilisering av respons Volontär kontraktion ökar amplituden och ger en latensförkortning av MEP. Svaret blir optimalt vid en kontraktion på 10% av max. I benmuskler är MEP större vid stående än vid liggande. I vila kan det ibland vara nödvändigt att summera flera I-vågor för att få ett svar. Facilitering genom volontär kontraktion är att föredra, det ska vara lagom så att bakgrunds EMG inte stör så mycket. Vid tröskelstudier kan det vara bättre att undersöka i vila. Parametrar CL (Cortical Latens) RL (Rot Latens) PL (Perifer latens) beräknas med F-och M-vågor: PL = (F + M - 1) / 2 CML (Central Motor Latens) kan beräknas på 2 sätt: 1. CL - RL = CML - M Konduktionstid från cortex till foramen intervertebrale. 2. CL - PL = CML - F Den riktiga 'centrala latensen' Duration mäts från MEP-svarets början till den slutliga återkomsten till baslinjen. Latens Det är viktigt att registrera om MEP mäts i vila eller vid aktivering. Den kortaste av 4-5 stimuleringar mäts. Latensen varierar med längd, nervlängd och att central konduktion kan variera mellan kön. Latensen varierar med 2-4 ms beroende på vilken av I-vågorna som aktiverar framhornscellerna vid firinglevel. Amplitud och MEP/CMAP-kvot Amplituden beror på komplexa samband och uppvisar en intraindividuell variation. Spolpositionen är kritisk och förändring av vinkeln ändrar amplituden, även mycket lätt kontraktion förändrar amplituden. Den första amplituden är oftast störst. Kanske pga kemiska faktorer (återupptag). Många läkemedel påverkar MEP: hypnotika, anti-ep, anestetika minskar MEP och höjer tröskeln. MEP/CMAP-kvoten beskriver in den del nedre neuronens aktivitet står för. Kortikal tröskel Det stimulusintentisitet som behövs för att ge ett svar >20 µv amplitud i 3/5 försök i vila. Normal värden Inga parametrar visade korrelation till könstillhörighet. Vissa hävdar motsatsen, pga snabbare CMCT hos kvinnor. Det fanns ingen skillnad i CV mellan hö. vä. sida. Konduktionstiden från cortex till lumbalregionen har god korrelation till kroppslängd, medan cervikalregionen inte har det. (Nai-Shin Chu)

5 Multipel Scleros 70 % har abnorma centrala konduktionstider (CMCT), upp till tredubbla tiden. Förlängd latens, låg amplitud. Förlust av respons är vanligare i nedre extremiteter. Handmuskler är mest sensitiva. Korrolerar ofta med pos Babinski, svaghet och hyperreflexi. Britton et. al föreslår att tre parametrar anlyseras: latens,amplitud och onset-variation (vilket har fördelen att man ej behöver veta perifer konduktionstid, det verkar också återspegla funktionen bättre än CMCT. Undersökning av handmuskler). Demyelinisering ger konduktionsblock, långsam konduktion och oförmåga att ge impulser snabbt på varandra. Latensdistributionen ökar. Amyotrofisk Lateral Scleros Eftersom är corticospinala banor och framhornsceller som angrips är CCT av intresse. Vissa studier har dock visat paradoxala resultat med normal CCT vid magnetstimulering men transcutan elektrisk stimulering har visat attenuering. Det brukar inte vara så svårt att ställa diagnosen ALS med svaghet, fascikulationer och hyperreflexi. Det kan vara svårt att se om patienten har en tidigare perifer nervsjukdom. MEP har låg amplitud, både absolut och relativt. Hög frekvens av uteblivna respons efter kortikal stimulering. Något förlängd konduktionstid, dock inte lika mycket som vid MS. Stroke Ofta får man inget svar i den akuta fasen, men efter ett par dagar visar sig MEP något fördröjd och med låg amplitud (biceps brachii). Frånvaro av respons dag tre-fyra ger en dålig prognos, medan ett respons med normal amplitud, som kan vara försenad, ger en mycket bättre prognos. G:metod\ep\mep\magnet.doc