[发明专利]一种评估躯干肌肉大脑皮质运动代表区的方法及其应用

说明书

本发明公开了一种评估躯干肌肉大脑皮质运动代表区的方法及其应用，所述方法通过生物压力反馈仪监测受试者躯干肌肉的收缩程度，同时利用经颅磁刺激技术刺激大脑皮质运动代表区，记录躯干肌肉运动诱发电位的波幅和潜伏期，最终通过Python3.7软件进行数据处理，得出躯干肌肉在大脑皮质运动代表区的三维图像。本发明方法将大型、笨重的表面肌电图设备改进为易携带、方便、小巧的生物压力反馈仪，精简实验设备，节省实验场地，使实验流程更加流畅，更具有广泛的适用性。同时，利用编程软件对实验结果进行有效处理，生成三维图片，使实验结果更加清晰明确、形象生动，对于更好的理解疼痛‑大脑‑肌肉三者关系具有重要的意义。

技术领域

本发明涉及一种评估躯干肌肉大脑皮质运动代表区的方法及其应用。

背景技术

经颅磁刺激技术是Barker等人在1985年提出的一种神经生理刺激技术，其基本原理是通过电流在线圈产生磁场，磁场可以穿过完整的颅骨，在相应大脑皮质产生局部微小电流，这些电流足以引起大脑皮质及皮质下神经元去极化，可以用于研究运动皮层生理学和运动系统的完整性，包括运动控制的基本机制和正常及病理条件下的神经可塑性，是一种非侵入性手段；相比与功能磁共振成像等其它设备，不受体位和空间的限制，可以研究动态任务下的运动皮层兴奋性。

从2008年开始澳大利亚昆士兰大学Hodges团队和加拿大Massé-Alarie团队等国外研究者将经颅磁刺激技术结合表面肌电图技术，记录运动皮层刺激引起的肌肉活动来测量运动诱发电位，在该测试中获得的运动诱发电位数据，用于评估受试者脑部神经网络的兴奋性和腹横肌或者多裂肌在大脑运动皮层的代表区，随着时间的推移还可以跟踪皮质形态的变化。国内使用此技术主要用于评估拇短展肌和第一背外侧骨间肌，但对于躯干肌肉大脑皮质运动代表区还未开展。

腰痛是近30年来造成非致命性健康损失的三大主要原因之一，研究显示，腰痛与腹横肌和多裂肌在姿势和功能任务中的功能障碍有关。大脑通过皮质脊髓通路向脊髓运动神经元投射来激活腹横肌和多裂肌，然而，该传导通路位于深层，无法在体外实现。因此，有必要开发一种能够评估腹横肌、多裂肌等躯干肌肉大脑皮质运动代表区系统的方法。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种通过经颅磁刺激技术评估躯干肌肉大脑皮质运动代表区系统的方法及其应用。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种评估躯干肌肉大脑皮质运动代表区的方法，包括如下步骤：

(1)受试者坐位，戴上制作好的标准网络定位帽，寻找最佳刺激点，确定静息运动阈值和最佳刺激强度；

(2)受试者通过生物压力反馈仪监测腹横肌或多裂肌运动，使其保持在10～20％最大自主等长收缩；同时对定位帽上的每个1×1cm的单元格进行经颅磁刺激，每个格子刺激10次，10次中有5次运动诱发电位波幅≥50μV才被视为有效刺激，记录有效刺激的运动诱发电位的潜伏期和波幅；

(3)对数据进行处理，得到相应的躯干肌肉大脑皮质运动代表区图像。

本发明方法通过利用生物压力反馈仪替代表面肌电图技术，简化了实验方法和流程，成本更低，且更利于实验的有效开展。

作为本发明的优选实施方式，所述步骤(2)中腹横肌或多裂肌运动的最大自主等长收缩为10％。

作为本发明的优选实施方式，所述步骤(2)中的腹横肌测试方法具体为：受试者靠墙坐直，一只手拿着血压计，双脚放在地板上，将气囊放置在腰椎后面，在不改变脊柱位置变化的情况下，受试者缓慢地将小腹和肚脐向后拉以收缩腹横肌，将气囊压到50±2mmHg。

作为本发明的优选实施方式，所述步骤(2)中的多裂肌测试方法具体为：受试者靠墙坐直，一只手拿着血压计，双脚放在地板上。将气囊放置在肩胛骨内侧缘的水平，受试者缓慢地后伸腰椎以收缩多裂肌，将气囊压到50±2mmHg。