상 지 대 한 Transcranial 직접 현재 자극과 로봇 치료의 사용

Summary

사용 transcranial 직류 자극과 로봇 치료의 추가 기능으로 기존의 재활 치료에 대 한 향상 된 치료 결과 뇌가 소성의 변조 때문에 발생할 수 있습니다. 이 문서에서는, 우리는 뇌졸중 후 모터 성능 향상을 위한 우리의 연구소에서 사용 되는 결합 된 방법을 설명 합니다.

Abstract

뇌졸중, 뇌성 마비 등 신경학 적 질환 장기 장애의 원인을 선도 하 고 심각한 무 능력 및 하위 및 상위 사지 장애 때문에 일상 활동의 제한으로 이어질 수 있습니다. 집중적인 물리 및 작업 요법은 여전히 간주 됩니다 주요 치료, 그러나 기능적인 결과 최적화할 수 있습니다 표준 재활에 새로운 외래 치료를 공부 되 고 있다.

Transcranial 직류 자극 (tDCS) 대뇌 피 질의 흥분을 조절 하는 두 피에 전극을 통해 약한 직접 전류의 응용 프로그램을 통해 기본 두뇌 지역에서 하는 비 침범 성 두뇌 자극 기술 이다. 이 기술에 대 한 관심 증가 저렴 한 비용, 간편한 사용, 및 인간의 신경가 소성에 대 한 효과를 지정할 수 있습니다. 최근 연구 tDCS 우울증, 파 킨 슨 병, 뇌졸중 후 운동 재활 등 다양 한 조건에서의 임상 잠재력을 결정 하기 위해 수행 되었습니다. tDCS 뇌가 소성을 향상 하는 데 도움이 하 고 재활 프로그램에 유망한 기술 보인다.

로봇 장치 수 선 후 상 지 기능의 재활을 지원 하기 위해 개발 되었습니다. 모터 적자의 재활은 종종 최대 독립을 달성 하는 환자에 대 한 다양 한 접근을 요구 하는 긴 과정. 이 소자 들은 수동 재활 치료; 대체 하려고 하지 않습니다. 대신, 그들은 재활 프로그램, 결과의 즉각적인 인식을 허용 하 고 따라서 동기 유지 하는 환자를 돕는 개선의 추적, 추가 도구로 설계 되었다.

TDSC 및 로봇 기반 치료 뇌졸중 재활에 유망한 추가 하 고 기존의 치료와 치료 결과의 향상 연결 되도록 사용을 설명 하는 여러 보고서와 뇌가 소성의 변조를 대상. 그러나, 최근에, 몇몇 작은 임상 시험 개발 되었습니다 tDCS와 뇌졸중 재활에서 로봇 기반 치료의 관련된 사용을 설명 하는. 이 문서에서는, 우리는 뇌졸중 후 모터 성능 향상을 위한 우리의 연구소에서 사용 되는 결합 된 방법을 설명 합니다.

Introduction

뇌졸중, 뇌성 마비, 외상 성 뇌 손상 등 신경 장애는 병 변 및 후속 신경학 적 증상이 심한 무 능력 및 일상 활동¹의 제한으로 이어질 수 있는 장기 장애의 원인 선도 합니다. 운동 장애는 크게 환자의 삶의 질을 줄일. 모터 복구는 근본적으로 neuroplasticity, 뇌 병 변^2,3인해 손실 된 운동 능력의 획득을 기본 기본 메커니즘에 의해 구동 됩니다. 따라서, 재활 요법 강력 하 게 높은 복용량 집중적인 훈련 및 힘을 복구 하는 움직임의 강렬한 반복, 모션의 범위에 근거한 다. 이러한 반복적인 활동 일상 생활 움직임에 기초 하 고 환자 덜 느린 모터 복구 및 반복적인 연습, neurorehabilitation⁴의 성공에 악영향을 줄 수 있는 동기 부여 될 수 있습니다. 집중적인 물리 및 작업 요법은 여전히 간주 됩니다 주요 치료, 하지만 표준 재활에 새로운 외래 치료 기능 결과¹을 최적화 하기 위해 공부 되 고 있다.

로봇 보조 요법의 출현 뇌졸중 재활, 신경 시 냅 스가 소성 및 개편의 과정에 영향을 미치는에 큰 가치를가지고 표시 되었습니다. 그들은 손상 된 신경 기능을 가진 환자의 교육 및 장애⁵가진 사람을 지원에 대 한 조사 되었습니다. Rehabilitive 개입에 로봇 기술을 추가의 가장 중요 한 장점 중 하나는 매우 노동 집약적인 프로세스⁶것 높은 강도와 높은 복용량 훈련을 제공 하는 기능입니다. 가상 현실 컴퓨터 프로그램, 함께 로봇 치료를 사용 하 여 즉각적인 인식과 모터 복구의 평가 대 한 허용 하 고 청소 stovetop^{7 의미, 인터랙티브 기능 작업으로 반복 작업을 변경할 수 있습니다.} . 이 환자의 동기와 긴 재활 과정 준수 상승 수 있습니다 하 고 측정 하 고 움직임을 측정, 그들의 진도⁵의 추적의 가능성을 통해 허용 한다. 현재의 관행으로 로봇 치료의 통합 효능 및 재활의 효과 증가 하 고 운동⁸의 새로운 모드의 개발을 가능 하 게 수 있습니다.

치료 재활 로봇 작업 관련 교육을 제공 하 고 엔드-이펙터-타입 장치 및 외장 타입 장치⁹로 분할 될 수 있다. 이러한 분류의 차이 어떻게 운동 전송 장치에서 환자에 게 관련이 있습니다. 엔드 이펙터 장치는 간단한 구조, 하나의 공동의 움직임을 더 어렵게 만드는 그것의 가장 말 초 부분에만 환자의 사지에 연락. 외 골격 기반 장치 소자의 관절의 운동 환자의 사지^7,9에 동일한 움직임을 생산할 예정 이다 그래서, 사지의 골격 구조를 반영 하는 기계 구조와 더 복잡 한 디자인을가지고.

T-WREX 전체 팔 운동 (어깨, 팔꿈치, 팔 뚝, 손목 및 손가락 움직임)을 지원 하는 외 골격 기반 로봇입니다. 조정 가능한 기계 팔 유행 공간 치료^7,9운동의 큰 활성 범위를 달성 하기 위해 일부 잔여 상 지 기능을가지고 환자를 사용 하는 중력 지원의 변수 수준 수 있습니다. MIT-마 누스는 단일 계획 (x 축과 y 축)에서 작동 하는 및 2 차원 중력 보상 치료, 지원 어깨와 팔꿈치의 움직임에 수평 또는 수직 평면⁹ 환자의 손을 이동 하 여 엔드-이펙터-타입 로봇 ^{, 10}. 두 로봇은 상부 말단 모터 제어, 복구 및 컴퓨터 통합 1 수에 대 한 인터페이스를 정할 수 있는 내장 위치 센서)의 의미 있는 기능 작업 가상 학습 환경에서 시뮬레이션 훈련 그리고 2) 운동 치료 게임, 모터 계획, 눈 손 조화, 주의 및 시야 결점의 연습을 도와 또는^7,9를 무시 한다. 그들은 또한 위 사지에 중력 효과의 보상에 대 한 허용 하 고 심각 하 게 장애 환자에서 반복 하 고 틀에 박힌 움직임에 원조를 제공 하 고 할 수 있다. 이 점진적으로 감소 지원 제목과 향상 운동 약간 장애 환자^9,11에 대 한 최소한의 지원 또는 저항 적용 됩니다.

Neurorehabilitation에 대 한 또 다른 새로운 기술은 transcranial 직류 자극 (tDCS) 이다. tDCS 낮은 진폭 직접 전류 적용 를 통해 두 피 전극^12,13를 통해 대뇌 피 질의 흥분 변화를 유도 하는 비 침 습 뇌 자극 기술 이다. 현재 흐름의 극성에 따라 뇌 흥분 anodal 자극에 의해 증가 하거나 cathodal 자극²에 의해 감소 될 수 있습니다.

최근에, 거기 되었습니다 tDCS에 대 한 관심 증가, 간 질, Parkinson의 질병, Alzheimer의 질병, fibromyalgia, 우울증, 중독 등 정신 질환과 같은 질병의 넓은 범위에 유익한 효과를 표시 되었습니다. 장애, 그리고 정신 분열 증². tDCS 그것의 상대적으로 저렴 한 비용, 간편한 사용, 안전, 및 희소 한 부작용¹⁴등 몇 가지 이점이 있다. tDCS 또한 무 통 방법 이며, 수 있는 안정적으로 눈 멀게 임상, 그것이 가짜 모드¹³. tDCS 높습니다 하지; 자체 기능 복구에 대 한 최적의 그러나, 그것 보여주는 증가 약속 관련 치료 재활, 뇌가 소성¹⁵강화로.

이 프로토콜을 보여 줍니다 (2-의 상태–예술 로봇)와 결합 된 로봇 기반 치료 및 tDCS와 비-침략 적 neuromodulation 기존의 물리 치료 외에도 재활 결과 개선 하기 위한 방법으로. 대부분 연구 관련 된 로봇 치료 또는 tDCS 격리 기법으로 그들 사용 하 고 몇 가지, 둘 다 결합 했다는 각 개입 혼자 넘어 유익한 효과 향상 시킬 수 있습니다. 이러한 작은 시련 향상 된 모터 복구와 기능적 능력^{8,15,,1617,18, 두 절차 사이 가능한 시너지 효과 입증 19}. 따라서, 새로운 멀티 모달 요법 현재 가능성을 넘어 운동 복구 향상 시킬 수 있습니다.

Protocol

이 프로토콜은 우리의 기관의 인간 연구 윤리 위원회의 지침을 따릅니다. 1입니다. tDCS 금기 및 특별 한 고려 사항참고: tDCS 변화를 유도 하는 자극 되 고 영역의 신경 흥분에 전극을 통해 일정 하 고 낮은 직류를 보내는 안전 기술입니다. 장치 설치, 이전 환자 머리에 tDCS 이전 tDCS 치료, 뇌 이식된 의료 장치, 또는 금속 임 플 란 트의 존재에 불리 한 …

Representative Results

TDCS로 비 침 습 적 뇌 자극은 최근에 그것의 잠재적인 neuroplastic 효과, 비교적 저렴 한 장비, 사용의 용이성, 및 몇 가지 부작용22관심을 생성 했다. 연구 결과 나타났습니다 그 neuromodulation tDCS로 대뇌 피 질의 흥분 및 따라서4기본 모터 피 질 자극 하 여 시 냅 스가 소성을 통해 모터 성능 향상을 추진 하는 소성을 조절 가능성이 있다. Anodal …

Discussion

이 프로토콜에서 우리는 관련 된 결합된 tDCS 자극과 로봇 치료, 팔 장애가 있는 환자에서 기존의 재활 프로그램 보완으로 사용에 대 한 표준 치료 프로토콜을 설명 합니다. 프로토콜의 목표 모터 기능과 이동성을 향상 시킬 것입니다. 그것은 램프에 관찰 하는 것이 중요 하 고 램프-오프의 tDCS 기계 부작용의 위험을 피하기 위해. tDCS 문학²에 설명 된 몇 가지 측면 효과와 안전 기술…

Materials

tDCS device	Soterix Medical		Soterix Medical 1×1
9V Battery (2x)
Two rubber head bands
Two conductive rubber electrodes
Two sponge electrodes
Cables
NaCl solution
Measurement tape
Armeo Spring Robot	Hocoma
inMotion ARM	Interactive Motion Technologies