Magnetic resonance imaging in skeletal muscle following denervation and electrical stimulation

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Following chronic denervation, MRI evaluation of fast rabbit muscles revealed a distinct increase of signal intensity and T2 relaxation time. These changes were missing or less pronounced after treatment with a new type of electrical stimulation, which previously had proved effective in avoiding muscle atrophy. One month after denervation, there was a slight increase of signal intensity as well in the stimulated as in the untreated animals, after two months, however, the increase was statistically significant only in the non-stimulated muscles. T2 relaxation time showed a slight increase after one month of therapy, while there was a significant increase after one and two months without therapy. After 3—6 months of electrical stimulation, there was no increase of T2 at all. The results indicate 1), that MRI can be used when monitoring stimulation effects on denervated muscle, and 2), that, for this purpose, T2 relaxation time is more useful than signal intensity.

About the authors

Т. Mokrusch

Hedon-Klinik

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
Germany, Lingen, FRG

References

  1. Dooms G.C., Fisher M.H., Hricak H., Higgins C.B MR imaging of intramuscular hemorrhage // J. Comput. Assist. Tomogr.—1985.—Vol.9.—P.908—913.
  2. Ehmann R.L. Interpretation of magnetic resonance images // Magnetic Resonance of the Musculoskeletal System /T.H.Berquist, R.L.Ehmann, M.L.Richardson (eds.).—New York: Raven, 1987.—P.23—64.
  3. Eichhorn K.F., Schubert W., David E. Maintenance, training and functional use of denervated muscles // J. Biomed. Eng.—1984.—Vol.6.—P.205—211.
  4. Fleckenstein J.L., Canby R.C., Parkey R.W., Peshock R.M. Acute effects of exercise on MR imaging of skeletal muscle in normal volunteers // Am. J. Radiol.—1988.—Vol. 151.— P.231—237.
  5. Fullerton G.D., Cameron 1.1. Relaxation of biological tissues // Biomedical Magnetic Resonance Imaging /F.W.Wehrli, D.Shaw, J.B.Kneeland (eds.).—VCII, Weinheim, 1988.— P. 115—155.
  6. Gutmann E. The Denervated Muscle // Publishing House of the Czechoslovak Academy of Sciences.—Prague, 1962.
  7. Gutmann E., Guttmann I. The effect of galvanic exercise of denervated and reirmervated muscles in the rabbit // J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry.—1944.—Vol.7.—P.7—17.
  8. Kuno S., Katsuta S., Inouje T. et al. Relationship between MR relaxation time and muscle fiber composition // Radiology—1988.—Vol. 169.—P.567—568.
  9. Langley J., Kato T. The rate of loss of weight in skeletal muscle after nerve section with some observation on the effect of stimulation and other treatment // J. Physiol.—1915.— Vol.49.—P.432—440,
  10. LeBlanc A., Evans H., Schonfeld E. et al. Relaxation times of normal and atrophied muscle // Med. Phys.—1986.— Vol.13.—P.514—517.
  11. LeRumeur E., deCertaines J., Toulouse P., Rochcongar P. Water phases in rat striated muscles as determined by T2 proton NMR relaxation times // Magn. Reson. Imag.—1987.— Vol.5.— P.267—272.
  12. Lomo T., Gundersen K., Hennig R., Westgaard R. Maintenance and regulation of contractile properties by chronic stimulation of denervated muscle in the rat: role of impulse pattern // Eccles J., Dimitrijevic M. (eds). Recent Achievements in Restorative Neurology: Upper Motoneurone Function and Dysfunction.—Karger; Basel, 1985.—P.249—262.
  13. Mokrusch T., Angermaier B., Zaitschek C. et al. Therapeutic effects of electrical stimulation in flaccid paralysis // Artif. Org.—1990.—Vol. 14.—P.481.
  14. Mokrusch T., Eichhorn K.F., Sack G. et al. Elektrotherapie schlaffer Lahmungen — ein neuer Ansatz // Biomed Technik.—1988.—Bd.33.—S.231—235.
  15. Mokrusch T., Engelhardt A., Eichhorn K.F. et al. Effects of long impulse electrical stimulation on atrophy and fiber type composition of chronically denervated fast rabbit muscle // J. Neurol.—1990.—Vol.237.—P.29—34.
  16. Mokrusch T., Engelhardt A., Neundorfer B., Eichhorn K.F. Clinical evidence for the efficacy of a new stimulation technique for the treatment of flaccid paralysis // Neurology India (Suppl.). —1989.—Vol. 37.—P.86.
  17. Mokrusch T., Grebmeier J., Schwandt B. et al. Monitoring electrical stimulation effects on denervated muscle with MRI? Proceedings of the Seventh Annual Meeting of the Society of Magnetic Resonance in Medicine.—San Francisco, 1988.
  18. Nix W.A. Zum Wandel motorischer Einheiten bei Anderung des Aktivitatsmusters durch elektrische Reizung — Elektrostimulation und ihre klinischen Einsatz moglichkeiten // Fortschr. Neurol. Psychiat.—1989.—Bd.57.—S.94—106.
  19. Pettersson H, Gillespy T., Hamlin D.J. et al. Primary musculoskeletal tumors: examination with MR imaging compared with conventional modalities // Radiliology.— 1987 —Vol. 164.—P.237—241.
  20. Reid J. On the relation between muscular contractilily and the nervous system // Lond. Edinb. Month. J. Med. Sci.— 1841 —Vol. 1—P.920.
  21. Reimers C.D., Naegele M., Fenzel G. et al. Bildgebende Verfahren an der Skelettmuskulatur // Psycho.—1988.— Bd.l4.—S.665—679.
  22. Rodiek S.O. CT, MR-Tomographie und MR-Spektroskopie bei neuromuskularen Erkrankungen.—Stuttgart: Thieme, 1987.
  23. Rodiek S.O., Kuther G., Gretschke HP. et al. MR-Tomographie und Spektroskopie der Skelettmuskulatur bei hohen Magnetfeldstarken // Fortschr. Rontgenstr.—1986.—Bd.144.— S.89—94.
  24. Schellhas K.P. MR imaging of muscles of mastication // Am. J. Neuroradiol.—1989.—Vol. 10.—P.829—837.
  25. Shabas D., Gerard G., Roisi D. Magnetic resonance imaging examination of denervated muscle // Comput. Radiol.— 1987.—Vol. 11.—P.9—13.
  26. Sjogaard G. Electrolytes in slow and fast muscle fibers of humans at rest and with dynamic exercise // Am. J. Physiol.—1983— Vol.245.—P. 25— 31.
  27. Sreter FA. Cell water, sodium and potassium in stimulated red and white mammalian muscles // Ibid.—1963.— Vol.205—P. 1295-1298.
  28. Steinberger W.W., Smith E.M. Maintenance of denervated rabbit muscle with direct electrostimulation // Arch. Phys. Med. Rehabil.—1968.—Vol.6.—P.573—577.
  29. Vock P., Hoppeler H., Hartl W., Fritschy P. Combined use of magnetic resonance imaging (MR1) and spectroscopy (MRS) by whole body magnets in studying skeletal muscle moiphology and metabolism // Invest. Radiol.—1985.— Vol.20— P.486—491.
  30. Weinreb J.C., Cohen J.M., Maravilla К.R. Iliopsoas muscies: MR study of normal anatomy and disease // Radiology. —Vol. 156.—P.435—440.
  31. Zagoria R.J.: Karstaedt N., Koubek T.D. MR imaging of rhabdomyolysis // J. Comput. Assist. Tomogr—1986.— Vol. 10.—P.268— 270.
  32. Zrunek M., Carraro U., Catani C. et al. Funktionelle Elektrostimulation des denervierten M. posticus im Tierversuch: Histound biochemische Ergebnisse // Laryngol. Rhinol. Otol.— Bd.65.—S.621—627.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Changes of signal intensity in fast skeletal muscles or rabbit following short and long term denervation. Influence of electrical stimulation.

Download (29KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Changes of T2-relaxation time following denervation and electrical stimulation (explanation see fig. 1).

Download (26KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 1996 Mokrusch Т.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».