幻肢痛に対する鏡治療に関連付けられている関連する神経基盤の特性のため、MRI でリアルタイム映像投影

Summary

小説を提案する行動を組み合わせるし、ニューロ イメージング プロトコル脚で磁気共鳴画像スキャナー境内鏡治療に関連付けられている関連する神経基盤の特性のため採用したリアルタイム映像幻肢痛を持つふぐ科目。

Abstract

鏡治療 (MT) は、幻肢痛 (PLP) を使用して、痛みの症状を軽減するために効果的なリハビリ方法として提案されています。ただし、MT 療法に関連付けられている関連する神経基盤を確立する挑戦されているスキャナー、磁気共鳴画像 (MRI) の環境の内で効果的に治療を管理することは困難です。このリハビリ方法に関連する皮質領域の機能組織を特徴づける、足の切断と参加者に適用ことができる結合された行動および機能イメージング プロトコルを開発しました。この手法は、カメラで撮影のリアルタイム映像を表示することによって MRI スキャナー環境内に MT を受ける参加者できます。画像は、ミラーとスキャナー ベッドに横たわっている間、参加者を表示するモニターのシステムを介して参加者が表示されます。この方法で目的 (例えば、運動感覚野) の皮質の機能の変更までの山の直接アプリケーションに応答特徴します。

Introduction

PLP は、行方不明の肢 postamputation^1,2に対応する領域において知覚される痛みの感覚を指します。この状態は重要な慢性的な医療負担は、個人の生活の質の^3,4に劇的な影響を持つことができます。それは、脳の構造と機能の変化が開発および PLP^5,6の neuropathophysiology の基本的な役割を果たすことが示唆されています。しかし、痛み症状し、治療に反応の緩和方法の基盤となる神経機構は不明のまま。情報のこの欠乏は主に技術的な課題と MRI^{5,7,8 などニューロ イメージング環境の制約の中で与えられた治療的なアプローチを実行するのに関連付けられている制限}.

多くの研究からの結果は属性不適応 neuroplastic 再編感覚運動皮質内だけでなく脳の他の領域で発生する PLP の開発です。たとえば、手足の切断、次のシフトにある周辺地域の対応する感覚運動皮質表現が示されています。その結果、周辺地域はどうやら切断肢^9,10に対応する使用ゾーンに侵入を開始します。PLP に関連付けられている痛みの症状を軽減するために効果的な^9,11,12の MT や運動イメージなどの治療があります。受けない下肢^{12,13からのミラー反射画像の観測から提供された求心性入力のクロス モーダル再建を通じて、症状の緩和が推定発生することが示唆されました。 14,15,16,17}。これらのイメージを介して参加者が切断されて、1 つではなく反対側下肢の反射を視覚化することができる従って両方の手足に残っているような錯覚を作成します。錯覚と没入型効果以前調べたディアーズらによる健常者の一般的なミラー ボックスや仮想現実^{のいずれかのタスクをを経て機能的 MRI (fMRI) による有効化の機能の比較を行った18}. ただし、不適応 neuroplastic 変更の反転と症状の緩和に関連する神経基盤のままかり。また、PLP の基になるメカニズムはそのまま研究のトピック PLP の開発の背後にある明確な基になる physiopathologic 変質が物議を醸す結果を明らかにした^{5、されている明らかにまだ不完全 19}。前述のように、複数の著者属性痛みの開発求心路遮断と影響を受ける脳領域 (切断された肢のエリア)^6,7,8; の皮質の再編ただし、結果の向かいマキンと、痛みの存在は脳の構造の保全に関連付けられてされ、削減地域間の機能的結合¹⁹に起因する痛みの協力者によって記述されていた。ここで示した手法 PLP の研究に関連する追加の情報をもたらすと脳の程度とライブ環境で MT の効果を評価する科学者たちは、考えてこれらの論争の観点と、調査結果の反対には、私たちの完全なプロトコル¹⁹で評価した痛みのレベルにそれらを比較しながら活性化。

このトピックに関する先行研究は MT が PLP の容易な導入と低コスト¹²のための治療のための最も適切な行動療法の 1 つであることを示しています。実際には、この技術の先行研究は PLP^8,20,21を使用して一次感覚運動皮質内不適応の変化の逆転の証拠を示しています。何人かの患者がいないので、これらの効果を確認するより多くの研究が必要にもかかわらず、MT は PLP^12,22,23,24を治療するために最も安価な最も効果的なアプローチの 1 つで、おそらく、治療⁸のこのタイプに応答し、高ベースの証拠の結果²⁵を提供する大規模のランダム化臨床試験の欠乏があります。

MT が PLP を減らすことが仮説の一つはない切断部位のミラー イメージ再編・自己受容感覚と視覚的なフィードバックの²⁶の間の不一致を統合することができますという事実に関連しています。MT の基になるメカニズムは、体性感覚^8,27,28の不適応のマッピングの復帰に関連付けられます。

Mt、被験者が参加者の体の正中線に位置する鏡で、この効果を観察しながら彼らのままの肢 (屈曲と拡張機能など) を使用していくつかの運動・感覚のタスクの実行に必要な鮮やかな、正確な作成切断肢²⁹のエリア内での動きの表現。

さらに病態の面の科学的な理解を開発するには、PLP に関与する重要な作業だより山によって提供される痛みの症状の改善と同様、手足の切断に起因する基になる neuroplastic 変更を特徴付けるこの点で、ニューロ イメージング技術、fMRI や皮質の再構成に関連する病態生理学的メカニズムを解明する助けする強力なツールとして浮上しているし、内 PLP と個人の再生の最適化に向けた手がかりを提供します。臨床コンテキスト^30,31。さらに、高空間分解能がによって与えられる (たとえば脳波) と比較すると fMRI の他の地域とともに運動感覚野の指と桁で表現などの脳反応のより正確なマッピングが可能になります脳の³²。

日には、MT に関連する神経生理学スキャナー環境内でプロシージャの実施の課題に大部分のためとらえどころのないまま (すなわち、スキャナーで横たわっている間、治療を行うために、個々 の困難です)。ここでは、個々 が自分の脚の動きを観察することができる手法について述べるリアルタイム スキャナーの狭い範囲内で横になっている仰臥位の穴で。治療によって誘発される鮮やかなと没入型の感覚の正確なレクリエーションは、移動の足とミラーの研究参加者の直接表示できるモニター システムのリアルタイム画像をキャプチャ ビデオ カメラを使って再生成できます。

視覚刺激を提示し、これらの技術的な課題^{9,16,33 を回避する手段としてビデオ録画、仮想現実には、録音済みのアニメーションなど技術を組み込むしようとした過去の研究 ,34}。しかし、これらの技術がその有効性^35,36,の^37,38,39限定されていました。録画済みビデオを使用しての特定のケースでは、参加者の動きと、ビデオだけでなく、貧しい人々 の現実的な印象につながるタイミング精度の不足によって提供されるものとしばしば貧しい同期する個人の所有足は動いています。この感覚の臨場感を向上させるために仮想現実やデジタル アニメーションなどの他の手法を試みた。まだ、彼らが低い画像解像度、限られた視野、非現実的なまたは非天然の人間のような動き、動きの遅れの有無により視覚的に説得力のある感覚を生成できませんでした (すなわち、運動の外れ)。さらに、摩擦、勢い、そして重力の影響など、他の機能以上のコントロール不良を組み合わせて正確なモデリングの欠如は、生き生きとした臨場感あふれる感じ⁴⁰の認識を妨げます。したがって、切断、価値がある探索する被験者の認知タスク (観測) に従事しているし、の幻想に没入型切断ように戦略肢の動き。最後に、これらの複雑な戦略立案・実行に必要なリソース可能性があります時間がかかることやコストがかかりすぎます。

考えていますという MT³¹のセッションをこなしながら参加者は彼ら自身の肢の投影画像のライブとリアルタイムのビデオを見ることができます浸漬の現実的かつ鮮やかな感覚を作成する新しいアプローチについて述べる。このアプローチは、個々、スキャナー穴に横たわっていると相当な費用や大規模な技術的な開発なしに実行されます。

このプロトコルは、国立衛生研究所 (NIH) の研究プロジェクト助成金 (RO1) の一部-と引き起こされる技術、すなわち経頭蓋直流電流刺激 (tDCS) の組み合わせの効果を評価する臨床試験を主催、行動療法 (ミラー)³¹幻肢痛を和らげるために。ベースライン、前と各介入セッション後の痛みのため視覚アナログ スケール (VAS) の変化を評価します。fMRI は、脳機能の構造変化と PLP の救済との相関を評価するために神経生理学的ツールとして使用されます。したがって、初期の fMRI が皮質不適応再編^5,6,8があることが表示されますか、参加者の脳の構造の組織のベースライン地図を持っているために得られる^{,11,13,14,18,28}かにない¹⁹;同じように、科学者は mt; エリアの活性化反応を理解するために MT のタスクを基準計画にどのような分野が活性化を観察することが最後に、それは 2 番目の fMRI postintervention 変更 (変調) tDCS と MT 併用療法後皮質の再構成で生成されたかどうかを参照して、これらの変更は、相関または度に関連付けられている場合を分析するを得ることが可能痛みの変化。したがって、このプロトコルにより、MT 中に Plp 患者における組織再編変更を評価する科学者と fMRI で見られるこれらの変化したがって追加の詳細を提供する PLP の変更に関連付けられているかどうかを理解することができます。どのように MT 幻の痛みを変更する脳の構造と機能の活動に影響を与えます。

Protocol

1. 件名の準備 参加前に参加者の同意書の記入があるし、評価をスクリーニング MRI 安全性、後者によって実施参加者に知られている禁忌がないことを確認するためのスキャン機能でニューロ イメージング技術スキャンされている (例えば、自分の体、閉所恐怖症、または妊娠の歴史金属)。 実験手順についての詳細な指示を参加者を提供します。 彼らが理解し、スキャ?…

Representative Results

リアルタイムのビデオ投影を使用して MT に関連付けられている感覚を生成することは不可能です。参加者は主観的知覚ビデオ画像が生きているようなその感覚は、没入型を報告しています。 さらに、スキャナー環境で MT (すなわち、脚と投影のミラー イメージを表示する運動) に関連付けられている大脳皮質の活性化の?…

Discussion

このプロトコルでは、小説、PLP を持つ個人で MT に関連付けられている関連する神経基盤を正確に評価する調査官ができる可能な手順について説明します。

以前として挙げられる、ビデオ録画、仮想現実には、録音済みのアニメーション^{9,33 など様々 な技術を組み込むことにより MT 治療に関連付けられている関連する神経基盤を明…}

Materials

Scanner	Phillips	NA	3 Tesla Philips Acheiva MRI scanner
Camera	Logitech	NA	HD Pro Webcam C910
Monitor	Cambridge Research Systems	NA	3D BOLD screen for MRI
Mirror	TAP Plastics	99999	Mirrored Acrylic Sheets (Cut­to­Size) ­ Clear 1/8 (.118)" Thick, 10" Wide, 40" Long
Mirror stand		NA	Mirror stand was built by the co-investigators from a rectangular piece of wood
Headphones	Westone Sensimetrics	PN 79245	Replacement comply foam tips for universal-fit earphones. Canal size: Standard 6 pieces/ 3 pair
			MR compatible in ear headphones
MRI Scanner	Phillips	3.0 T Philips Achieva System