Transkraniyal doğrudan geçerli stimülasyon ve robotik tedavisi kombine kullanımı üst ekstremite için
Summary
Kombine kullanımı Transkraniyal doğru akım stimülasyon ve robotik terapi bir eklenti olarak geleneksel rehabilitasyon tedavisi beyin plastisite modülasyon nedeniyle geliştirilmiş tedavi edici sonuçlara yol açabilir. Bu makalede, biz bizim Enstitüsü kontur sonra motor performansını artırmak için kullanılan kombine yöntemleri açıklanmaktadır.
Abstract
Kontur ve serebral felç gibi nörolojik bozuklukları uzun vadeli sakatlık nedenleri lider vardır ve ağır iş göremezlik ve sınırlama-in günlük hareket alt ve üst ekstremite bozuklukları nedeniyle yol açabilir. Yoğun fiziksel ve mesleki terapi hala ana tedavi olarak kabul edilir, ama fonksiyonel sonuçları optimize standart rehabilitasyon için yeni ek tedaviler incelenmektedir.
Transkraniyal doğru akım stimülasyon (tDCS) temel beyin bölgeleri zayıf doğrudan akıntı elektrotlar kortikal uyarılabilirlik oransal derisi üzerinde aracılığıyla uygulanması yoluyla polarizes bir noninvaziv beyin stimülasyonu tekniktir. Bu teknik artan ilgi, düşük maliyetli, kolay kullanımı ve insan nöral plastisite üzerindeki etkileri için bağlanabilir. Son araştırmalar depresyon, Parkinson hastalığı ve inme sonrası motor rehabilitasyon gibi çeşitli koşullarda tDCS klinik potansiyelini belirlemek için sahne aldı. tDCS beyin plastisite geliştirmek yardımcı olur ve rehabilitasyon programlarında gelecek vaat eden bir tekniği gibi görünüyor.
Robot cihazları bir dizi üst ekstremite fonksiyonu rehabilitasyon inme sonra yardımcı olmak için geliştirilmiştir. Motor açıkları rehabilitasyonu kez en fazla bağımsızlık elde etmek bir hasta için multidisipliner yaklaşımlar gerektiren uzun bir süreçtir. Bu aygıtları el ile rehabilitasyon tedavisine değiştirmek niyetinde değilim; Bunun yerine, onlar rehabilitasyon programları, sonuçları hemen algı izin ve ilerleme-in izleme, böylece hasta motive kalmak yardım için ek bir araç olarak tasarlanmıştır.
TDSC ve robot destekli terapi kontur rehabilitasyon için umut verici eklentileri ve geleneksel terapi ve tedavi sonuçları iyileştirilmesi ile ilişkili olmak kullanımlarını açıklayan çeşitli raporlar ile beyin plastisite, modülasyon hedef. Ancak, son zamanlarda, bazı küçük klinik çalışmalarda tDCS ve robot destekli terapi kontur rehabilitasyon ilişkili kullanımını açıklayan geliştirilmiştir. Bu makalede, biz bizim Enstitüsü kontur sonra motor performansını artırmak için kullanılan kombine yöntemleri açıklanmaktadır.
Introduction
Kontur, serebral palsi ve travmatik beyin hasarı gibi nörolojik bozukluklar lezyonlar ve ağır iş göremezlik ve sınırlama-in günlük etkinlikler1yol açabilir sonraki Nörolojik semptomlar nedeniyle uzun vadeli sakatlık nedenleri lider vardır. Hareket bozuklukları hastanın yaşam kalitesini önemli ölçüde azaltır. Motor kurtarma temelde Nöroplastisite, motor becerileri nedeniyle beyin lezyonları2,3kayıp reacquisition altında yatan temel mekanizması tarafından tahrik edilmektedir. Böylece, rehabilitasyon tedavileri kuvvetle yüksek doz yoğun eğitim ve gücü yeniden elde etmek hareketlerinin yoğun tekrarı ve hareket aralığını temel alır. Bu tekrarlayan aktiviteler günlük hayat hareketleri üzerinde temel alır ve hastalar daha az yavaş motor kurtarma ve neurorehabilitation4başarısı zarar olabilir tekrarlayan çalışmaları nedeniyle motive olabilir. Yoğun fiziksel ve mesleki terapi hala ana tedavi olarak kabul edilir, ama daha yeni yardımcı terapiler standart rehabilitasyon için fonksiyonel sonuçlar1optimize etmek için incelenmektedir.
Robot destekli terapi gelişiyle nöronal sinaptik plastisite ve yeniden yapılanma süreçlerinin etkileyen inme rehabilitasyonunda büyük değere sahip olduğu gösterilmiştir. Onlar hasta hasarlı nörolojik fonksiyonları ile eğitim ve insanlar Engelli5ile yardımcı olmak için araştırdık. Robot teknolojisi rehabilitive müdahaleler için ekleme en önemli avantajlarından biridir hangi başka türlü-cekti var olmak çok emek yoğun işlem6yüksek yoğunluklu ve yüksek dozda eğitim sunmak için onun yetenek. Sanal gerçeklik bilgisayar programları ile birlikte robot terapilerin kullanımı bir hemen algı ve motor kurtarma değerlendirilmesi için sağlar ve yinelenen eylemler içine bir stovetop7 temizleme gibi anlamlı, etkileşimli fonksiyonel görevleri değiştirebilirsiniz . Bu hastaların motivasyon ve uzun rehabilitasyon süreci bağlılığı yükseltebilir ve, ölçme ve hareketleri miktarının, onların ilerleme5izleme olasılığını sağlar. Robot tedavisinin entegrasyonu mevcut uygulamaları etkinlik ve rehabilitasyon verimliliğini artırmak ve geliştirme egzersiz8roman modları etkinleştirebilirsiniz.
Tedavi rehabilitasyon robotlar görev özgü eğitim vermek ve sonunda efektör tipi cihazlar ve dış iskelet-tip cihazlar9ayrılır. Bu sınıflandırmalar arasındaki farkı nasıl hareket aygıttan hastaya transfer için ilişkilidir. Sonunda efektör cihazları daha basit yapılar, hastanın bacak kısmında bir eklemin hareket izole etmek daha zor hale sadece onun en distal temas var. Dış iskelet tabanlı aygıtların daha karmaşık tasarımları ile cihazın eklem hareketi hastanın bacak7,9aynı harekette üretecek bu yüzden ampütasyonu, iskelet yapısını yansıtan bir mekanik yapısı vardır.
T-WREX bütün kol hareketleri (omuz, dirsek, ön kol, bilek ve parmak hareketleri) asist dış iskelet tabanlı bir robottur. Ayarlanabilir mekanik kol yerçekimi destek, hastalar hareket tridimensional kayma terapi7,9bir daha büyük etkin aralığı elde etmek için bazı kalıntı üst ekstremite fonksiyonu sağlayan çeşitli düzeyleri sağlar. MIT-MANUS tek bir planı (x – ve y-ekseni) çalışır ve iki boyutlu bir yerçekimi terapi, yardımcı omuz ve dirsek hareketleri içinde yatay veya dikey plane9 hastanın el taşıyarak telafi izin veren bir bitiş efektör tipi robottur , 10. her iki robot üst ekstremite motor kontrol ve kurtarma ve 1 sağlar bilgisayar entegrasyonu için bir arayüz ölçmek yerleşik pozisyon sensörleri var.) bir sanal öğrenme ortamı simüle anlamlı fonksiyonel görevleri eğitim ve 2) motor planlama, el-göz koordinasyonu, dikkat ve görme alanı kusurları pratiği yardım veya7,9ihmal Terapötik egzersiz Oyunlar. Ayrıca yerçekimi etkileri üst ekstremite üzerinde telafisi için izin ve destek ve yardım ağır engelli hastalarda tekrarlayan ve kalıplaşmış hareketlere sunan yeteneğine sahiptirler. Konu artırır ve hafif engelli hastaların9,11hareketi en az destek ya da direnç uygulandığı gibi bu giderek yardım azaltır.
Başka yeni neurorehabilitation için Transkraniyal doğru akım stimülasyon (tDCS) bir tekniktir. tDCS kortikal uyarılabilirlik değişiklikleri kullanımı ile kafa derisi elektrotlar12, üzerinden düşük genlik doğrudan uygulanan akımları13indükler bir non-invaziv beyin stimülasyonu tekniktir. Geçerli akış polarite bağlı olarak beyin uyarılabilirlik tarafından anodal stimülasyon artırılması veya azaltılması cathodal stimülasyon2tarafından.
Son zamanlarda, olmuştur artan ilgi tDCS, çeşitli hastalıklar felç, epilepsi, Parkinson hastalığı, Alzheimer hastalığı, fibromiyalji, depresyon, duygusal gibi psikiyatrik bozukluklar gibi birine yararlı etkileri olduğu gösterilmiştir gibi bozuklukları ve şizofreni2. tDCS, nispeten düşük maliyet, kullanım kolaylığı, güvenlik ve nadir yan etkileri14gibi bazı avantajları vardır. tDCS zamanda acısız bir yöntemdir ve sham modu13olduğu gibi klinik çalışmalarda, güvenilir bir şekilde kör. tDCS büyük olasılıkla değil en iyi için fonksiyonel iyileşme kendi kendine; Ancak, beyin plastisite15geliştirir gibi rehabilitasyon, ilişkili bir terapi olarak artan söz gösteriyor.
Bu protokol için biz kombine robot destekli terapi (ile iki devlet-of–art robotlar) ve non-invaziv neuromodulation tDCS ile ek olarak konvansiyonel fizik tedavi rehabilitasyon sonuçları geliştirmek için bir yöntem olarak göstermek. Çoğu çalışmalar içeren robot tedaviler veya tDCS onları izole teknikleri kullandık ve az-si olmak kombine her ikisi de, hangi yararlı etkileri her müdahale yalnız ötesinde geliştirmek. Bu küçük denemeler geliştirilmiş motor kurtarma ve fonksiyonel yeteneğini8,15,16,17,18ile iki prosedür arasındaki olası bir sinerjik etki gösterdi, 19. Bu nedenle, roman multi-modal terapiler hareket kurtarma ötesinde geçerli olanakları artırabilir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu protokol için ilişkili kombine tDCS stimülasyon ve geleneksel rehabilitasyon programları kol bozukluğu olan hastalarda bir tamamlayıcı olarak kullanılan robotik terapi için standart tedavi protokolü açıklar. Protokolün motor işlevleri ve hareketliliği artırmak için hedeftir. Ramping üzerinde gözlemlemek önemli ve ramping-off herhangi bir olumsuz etkileri önlemek için tDCS makine. tDCS edebiyat2‘ açıklanan birkaç yan etkisi ile güvenli bir tekniktir.
<p class="jove_…Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar bu proje üzerinde Neuromodulation Spaulding laboratuvar ve Instituto de Reabilitação Lucy Montoro cömert desteklerinden dolayı teşekkür etmek istiyorum.
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 |
Referenzen
- Miller, E. L., et al. Comprehensive overview of nursing and interdisciplinary rehabilitation care of the stroke patient: A scientific statement from the American Heart Association. Stroke. 41 (10), 2402-2448 (2010).
- Adeyemo, B. O., Simis, M., Macea, D. D., Fregni, F. Systematic review of parameters of stimulation, clinical trial design characteristics, and motor outcomes in noninvasive brain stimulation in stroke. Front Psychiatry. 3 (8), 1-27 (2012).
- Johansson, B. B. Current trends in stroke rehabilitation. A review with focus on brain plasticity. Acta Neurologica Scandinavica. 123 (3), 147-159 (2011).
- Hummel, F., Cohen, L. G. Improvement of motor function with noninvasive cortical stimulation in a patient with chronic stroke. Neurorehabilitation Neural Repair. 19 (1), 14-19 (2005).
- Lo, A. C., et al. Robot-assisted therapy for long-term upper-limb impairment after stroke. New England Journal of Medicine. 362 (19), 1772-1783 (2010).
- Mehrholz, J., Haedrich, A., Platz, T., Kugler, J., Pohl, M. Electromechanical and robot-assisted arm training for improving generic activities of daily living, arm function, and arm muscle strength after stroke. Cochrane Database of Systematic Reviews. , (2012).
- Maciejasz, P., Eschweiler, J., Gerlach-Hahn, K., Jansen-Troy, A., Leonhardt, S. A survey on robotic devices for upper limb rehabilitation. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 11 (3), 10-1186 (2014).
- Ang, K. K., et al. Facilitating effects of transcranial direct current stimulation on motor imagery brain-computer interface with robotic feedback for stroke rehabilitation. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 96 (3), S79-S87 (2015).
- Chang, W. H., Kim, Y. H. Robot-assisted therapy in stroke rehabilitation. Journal of Stroke. 15 (3), 174-181 (2013).
- Volpe, B. T., et al. A novel approach to stroke rehabilitation: robot-aided sensorimotor stimulation. Neurology. 54 (10), 1938-1944 (2000).
- Volpe, B. T., et al. Robotic devices as therapeutic and diagnostic tools for stroke recovery. Archives of Neurology. 66 (9), 1086-1090 (2009).
- Nitsche, M. A., Paulus, W. Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation. TheJournal of Physiology. 527 (3), 633-639 (2000).
- Fregni, F., et al. Transcranial direct current stimulation of the unaffected hemisphere in stroke patients. Neuroreport. 16 (14), 1551-1555 (2005).
- Kim, D. Y., et al. Effect of transcranial direct current stimulation on motor recovery in patients with subacute stroke. American Journal of Physical Medicine and Rehabilitation. 89 (11), 879-886 (2010).
- Giacobbe, V., et al. Transcranial direct current stimulation (tDCS) and robot practice in chronic stroke: the dimension of timing. NeuroRehabilitation. 33 (1), 49-56 (2013).
- Hesse, S., et al. Combined transcranial direct current stimulation and robot-assisted arm training in subacute stroke patients: a pilot study. Restorative Neurology and Neuroscience. 25 (1), 9-16 (2007).
- Hesse, S., et al. Combined transcranial direct current stimulation and robot-assisted arm training in subacute stroke patients: an exploratory, randomized multicenter trial. Neurorehabilitation and Neural Repair. 25 (9), 838-846 (2001).
- Edwards, D. J., et al. Raised corticomotor excitability of M1 forearm area following anodal tDCS is sustained during robotic wrist therapy in chronic stroke. Restorative Neurology and Neuroscience. 27 (3), 199-207 (2008).
- Ochi, M., Saeki, S., Oda, T., Matsushima, Y., Hachisuka, K. Effects of anodal and cathodal transcranial direct current stimulation combined with robotic therapy on severely affected arms in chronic stroke patients. Journal of Rehabilitation Medicine. 45 (2), 137-140 (2013).
- DaSilva, A. F., Volz, M. S., Bikson, M., Fregni, F. Electrode positioning and montage in transcranial direct current stimulation. Journal of Visualized Experiments. (51), (2011).
- Antal, A., Terney, D., Poreisz, C., Paulus, W. Towards unravelling task-related modulations of neuroplastic changes induced in the human motor cortex. European Journal of Neuroscience. 26 (9), 2687-2691 (2007).
- Williams, J. A., Pascual-Leone, A., Fregni, F. Interhemispheric modulation induced by cortical stimulation and motor training. Physical Therapy. 90 (3), 398-410 (2010).
- Zimerman, M., et al. Modulation of training by single-session transcranial direct current stimulation to the intact motor cortex enhances motor skill acquisition of the paretic hand. Stroke. 43 (8), 2185-2191 (2012).
- Nitsche, M. A., et al. Pharmacological modulation of cortical excitability shifts induced by transcranial direct current stimulation in humans. The Journal of Physiology. 553 (1), 293-301 (2003).
- Lindenberg, R., Renga, V., Zhu, L. L., Nair, D., Schlaug, G. M. D. P. Bihemispheric brain stimulation facilitates motor recovery in chronic stroke patients. Neurology. 75 (24), 2176-2184 (2010).
- Fusco, A., et al. The ineffective role of cathodal tDCS in enhancing the functional motor outcomes in early phase of stroke rehabilitation: an experimental trial. BioMed Research International. , (2014).
- Kwakkel, G., Kollen, B. J., Krebs, H. I. Effects of robot-assisted therapy on upper limb recovery after stroke: a systematic review. Neurorehabilitation and Neural Repair. 22 (2), 111-121 (2008).
- Gilliaux, M., et al. Upper limb robot-assisted therapy in cerebral palsy: a single-blind randomized controlled trial. Neurorehabilitation and Neural Repair. 29 (2), 183-192 (2015).
- Timmermans, A. A., et al. Effects of task-oriented robot training on arm function, activity, and quality of life in chronic stroke patients: a randomized controlled trial. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 11 (1), 45 (2014).
- Hummel, F. C., et al. Controversy: noninvasive and invasive cortical stimulation show efficacy in treating stroke patients. Brain Stimulation. 1 (4), 370-382 (2008).
- Nair, D. G., et al. Optimizing recovery potential through simultaneous occupational therapy and non-invasive brain-stimulation using tDCS. Restorative Neurology and Neuroscience. 29 (6), 411-420 (2011).
- Nitsche, M. A., et al. Modulation of cortical excitability by transcranial direct current stimulation. Nervenarzt. 73 (4), 332-335 (2002).
