Minimal electrical stimulation intensity and duration to elicit maximal cutaneous silent period in hand

SummaryIntroductionThe cutaneous silent period (CSP) is an interruption of electromyographic activity produced by a painful stimulation delivered in homotopic cutaneous territory. It may be useful in evaluating small afferent fibers. However, standardized parameters of stimulation still need to be carefully defined before using this technique in routine clinical application. In this study, we investigated the effects of stimulus intensity and duration on the CSP.MethodsTwenty healthy adults were included. The digital cutaneous nerve of the right index finger was stimulated and the CSP was measured from the right thenar muscle. The voluntary contraction of thenar muscle was maintained at 50% of maximal voluntary contraction, and the digital cutaneous nerve was stimulated using 0.1, 0.2, 0.5, and 1.0 ms durations and, for each stimulus duration, intensities increasing from 30 to 80 mA in 10 mA steps.ResultsCSP duration first increased with increasing stimulus intensity and duration and then reached a plateau. Maximal CSP duration ranged from 34.7 to 71.0 ms (mean ± S.D.: 51.2 ± 9.5 ms). CSP duration was not significantly different for intensities varying between 40 and 80 mA and for stimulus durations varying between 0.2 and 1.0 ms.ConclusionThis study demonstrates a high inter-individual variability of maximal CSP duration, and that CSP duration first increased with stimulus intensity and duration and then reached a plateau. We suggest to use a minimal stimulus intensity of 40 mA, and a minimal stimulus duration of 0.2 ms in order to elicit maximal CSP duration.

RésuméIntroductionLa période de silence cutanée (PSC) consiste en une suppression de l’activité EMG d’un muscle suite à une stimulation douloureuse appliquée dans un territoire cutané homotopique. À condition d’utiliser des méthodes très standardisées, sa mesure peut s’avérer utile pour l’étude des fibres nerveuses de fin calibre. Dans cet article, nous étudions l’influence de l’intensité et de la durée des stimuli sur les caractéristiques de la PSC.MéthodesL’étude porte sur 20 sujets adultes sains. Nous avons stimulé l’index droit et recueilli la PSC au niveau de l’éminence thénar. Un niveau de contraction volontaire à 50 % de la contraction maximale était maintenu. Les durées de stimulation étaient de 0,1 ; 0,2 ; 0,5 et 1,0 ms et l’intensité était augmentée de 30 à 80 mA par pas de 10 mA.RésultatsUne augmentation de la durée ou de l’intensité des stimuli provoquait d’abord une augmentation de durée de la PSC, suivie par un plateau. La durée maximale de la PSC variait entre 34,7 et 71,0 ms (moyenne ± ET : 51,2 ± 9,5 ms). Elle était identique pour des intensités s’étendant de 40 à 80 mA et pour des durées variant entre 0,2 et 1,0 ms.ConclusionOutre la dynamique d’évolution de la PSC, cette étude démontre une importante variabilité interindividuelle de la PSC. En vue d’obtenir une durée maximale de la PSC, nous recommandons l’utilisation de stimuli d’une intensité minimale de 40 mA et d’une durée minimale de 0,2 ms.