ट्रांसक्रैनियल डायरेक्ट करंट उत्तेजना (टीडीसी) का प्रशासन करते समय, प्रजनन योग्य इलेक्ट्रोड तैयारी और प्लेसमेंट एक सहन और प्रभावी सत्र के लिए महत्वपूर्ण हैं। इस लेख का उद्देश्य टीडीसी एस के प्रशासन और संबंधित ट्रांसक्रैनियल विद्युत उत्तेजना तकनीकों के लिए अद्यतन आधुनिक सेटअप प्रक्रियाओं का प्रदर्शन करना है, जैसे ट्रांसक्रैनियल बारी वर्तमान उत्तेजना (tACS)।
ट्रांसक्रैनियल डायरेक्ट करंट उत्तेजना (टीडीसीएस) कम तीव्रता वाली प्रत्यक्ष विद्युत धाराओं का उपयोग करके न्यूरोमोडुलेशन की एक नॉनइनवेसिव विधि है। मस्तिष्क उत्तेजना की यह विधि अन्य तकनीकों की तुलना में कई संभावित लाभ प्रस्तुत करती है, क्योंकि यह नॉनइनवेसिव, लागत प्रभावी, मोटे तौर पर तैनात करने योग्य और अच्छी तरह से सहन किया जाता है बशर्ते उचित उपकरण और प्रोटोकॉल प्रशासित किए जाते हैं। हालांकि टीडीसी जाहिरा तौर पर प्रदर्शन करने के लिए सरल है, टीडीसी सत्र के सही प्रशासन, विशेष रूप से इलेक्ट्रोड स्थिति और तैयारी, प्रजनन क्षमता और सहनशीलता सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है । इलेक्ट्रोड पोजिशनिंग और तैयारी के कदम पारंपरिक रूप से भी सबसे अधिक समय लेने वाले और त्रुटि-प्रवण हैं। इन चुनौतियों से निपटने के लिए, आधुनिक टीडीसीतकनीक, फिक्स्ड-पोजिशन हेडगियर और प्री-असेंबल स्पंज इलेक्ट्रोड का उपयोग करके, जटिलता और सेटअप समय को कम करते हुए यह भी सुनिश्चित करते हैं कि इलेक्ट्रोड लगातार इच्छित के रूप में रखे जाते हैं। ये आधुनिक टीडीसीएस विधियां अनुसंधान, क्लिनिक और रिमोट-पर्यवेक्षित (घर पर) सेटिंग्स के लिए फायदे पेश करती हैं। यह लेख फिक्स्ड-पोजिशन हेडगियर और प्री-असेंबल स्पंज इलेक्ट्रोड का उपयोग करके टीडीसी सत्र के प्रशासन के लिए एक व्यापक कदम-दर-कदम गाइड प्रदान करता है। यह गाइड मोटर कॉर्टेक्स और डोरसोलेटरल प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (डीएलपीएफसी) उत्तेजना के लिए आमतौर पर लागू असेंबल का उपयोग करके टीडीसी को दर्शाता है। जैसा कि वर्णित है, सिर के आकार और असेंबल-विशिष्ट हेडगियर का चयन इलेक्ट्रोड पोजिशनिंग को स्वचालित करता है। पूरी तरह से इकट्ठे पूर्व संतृप्त स्नैप-इलेक्ट्रोड बस हेडगियर पर सेट स्थिति स्नैप-कनेक्टर से चिपके हुए हैं। आधुनिक टीडीसीज विधि सेटअप समय को कम करने और नौसिखिया और विशेषज्ञ ऑपरेटरों दोनों के लिए त्रुटियों को कम करने के लिए दिखाया गया है। इस लेख में उल्लिखित तरीकों को टीडीसी के विभिन्न अनुप्रयोगों के साथ-साथ ट्रांसक्रैनियल विद्युत उत्तेजना (टीईएस) जैसे ट्रांसक्रैनियल बारी वर्तमान उत्तेजना (tACS) और ट्रांसक्रैनियल यादृच्छिक शोर उत्तेजना (tRNS) के अन्य रूपों के अनुकूल बनाया जा सकता है ). हालांकि, चूंकि टीईएस उपयुक्त आवेदन है, जैसा कि उचित है, किसी भी तरीके का नुस्खा विषय, संकेत, पर्यावरण और परिणाम विशिष्ट विशेषताओं को समायोजित करने के लिए अनुकूलित किया जाता है।
ट्रांसक्रैनियल डायरेक्ट करंट उत्तेजना (टीडीसीएस) एक नॉनइनवेसिव ब्रेन उत्तेजना तकनीक है जो कॉर्टिकल एक्सीबिलिटी1,2को मॉड्यूल करने में सक्षम है। टीडीसी एस के दौरान, एक निरंतर कम तीव्रता वर्तमान, आमतौर पर 1-2 मिलीएम्पेरे (एमए), एनोड इलेक्ट्रोड से कॉर्टेक्स3,4में एक कमजोर बिजली के क्षेत्र को उत्पन्न करने वाले कैथोड इलेक्ट्रोड में बहती है। पारंपरिक टीडीसी प्रोटोकॉल को सहन और सुरक्षित5माना जाता है । टीडीसी एस के एक सत्र का प्रभाव सत्रपूरा होने के कई मिनट बाद 6 मिनट तक चल सकता है , जिसमें बार – बार सत्र होते हैं , जो मस्तिष्क समारोह7,8में लंबे समय तक चलने वाले परिवर्तन पैदा करते हैं । सहनशीलता प्रोफाइल और या तो तीव्र या लंबे समय तक चलने वाले परिवर्तनों का उत्पादन करने की क्षमता टीडीसीएस को विभिन्न प्रकार के हस्तक्षेपों और उपचारों के लिए उम्मीदवार बनाती है9,10,11। जबकि प्रश्न टीडीसीएस 12की इष्टतम खुराक के बारे में रहते हैं, जिसमें तीव्रता13,ध्रुवता7 और फोकलिटी3की भूमिका शामिल है, न्यूरोमोडुलेशन प्रजनन क्षमता के लिए इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट को नियंत्रित करने का महत्व स्वीकार किया जाता है। इसके अलावा, इलेक्ट्रोड की तैयारी भी सहनशीलता और चकाचौंध-विश्वसनीयता14के रूप में संबंधित चिंताओं को रेखांकित करती है । जबकि टीडीसी एस के अन्य मस्तिष्क उत्तेजना विधियों पर व्यावहारिक फायदे हैं, इसकी लागत प्रभावशीलता, पोर्टेबिलिटी, उपयोग में आसानी और सहनशीलता के कारण; बहरहाल, स्पष्ट सादगी और तकनीक की अनुकूलनशीलता गरीब इलेक्ट्रोड तैयारी और प्लेसमेंट तकनीक14बहाना नहीं है .
दरअसल, टीडीसी एस की स्पष्ट सादगी ने कुछ मामलों में उचित उपकरण, आपूर्ति और ऑपरेटर प्रशिक्षण14पर अपर्याप्त ध्यान दिया है। सबसे पहले, प्रजनन के लिए विश्वसनीय इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट की आवश्यकता होती है। खोपड़ी पर टीडीसी इलेक्ट्रोड की स्थिति आम तौर पर 10-20 प्रणाली का पालन करती है, जो इलेक्ट्रोएंसेफलोग्राफी (ईईजी) इलेक्ट्रोड के प्लेसमेंट और अनुप्रयोग के लिए उपयोग की जाने वाली एक विधि है। पारंपरिक टीडीसी विधि में, इसमें इलेक्ट्रोड स्थान स्थापित करने के लिए टेप माप शामिल है, जिसमें हर सत्र15,16,17में कई माप शामिल हैं। एक मार्कर खोपड़ी पदों लेबल करने के लिए प्रयोग किया जाता है। इस प्रक्रिया के लिए इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट परिवर्तनशीलता (उदाहरण के लिए, विभिन्न ऑपरेटरों टेप को मापने की स्थिति) में परिणाम देने की क्षमता है, विशेष रूप से उच्च थ्रूपुट स्थितियों के तहत – हालांकि कठोर ऑपरेटर प्रशिक्षण और प्रमाणन परिवर्तनशीलता को कम कर सकता है। पारंपरिक टीडीसी विधि में, इलेक्ट्रोड को तदर्थ तरीके से लागू मापा समन्वय और रबर-पट्टियों पर मैन्युअल रूप से दबाया जाता है18 (उदाहरण के लिए, बैंड की जकड़न स्पंज, विषय सहनीयता, और यहां तक कि इलेक्ट्रोड स्थिति19,20)से तरल पदार्थ के इंजेक्शन को प्रभावित करने वाले ऑपरेटरों में सुसंगत नहीं हो सकती है। इलेक्ट्रोड स्थिति के साथ के रूप में, इस परिवर्तनशीलता स्पष्ट प्रोटोकॉल और प्रशिक्षण के साथ कम किया जा सकता है, हालांकि इस तरह के विस्तार अक्सर प्रकाशित रिपोर्ट में वर्णित नहीं है । विशेष परिस्थितियों में जब पैड इलेक्ट्रोड को स्पंज21के उपयोग के बिना क्रीम/जेल द्वारा खोपड़ी से अलग किया जाता है, तो प्रत्यक्ष इलेक्ट्रोड-त्वचा संपर्क को रोकने के लिए सावधानी की आवश्यकता होती है जो हमेशाजलने वाले 14तक जाती है । टीडीसी के लिए एक वैकल्पिक कम आम विधि एक लोचदार टोपी22,23का उपयोग करती है, जो विषय विशिष्ट सिर विरूपण पर निर्भर करती है जो इलेक्ट्रोड स्थिति को विकृत नहीं करती है, और जोखिम खारा प्रसार और टोपी के नीचे ब्रिजिंग (ऑपरेटर को दिखाई नहीं देता है)। पारंपरिक रबर बैंड या लोचदार टोपी आधारित तकनीकों की तुलना में, यहां प्रस्तुत आधुनिक टीडीसीतकनीक महत्वपूर्ण इलेक्ट्रोड तैयारी और स्थिति चरणों को अधिक मजबूत और विश्वसनीय बनाती है।
टीडीसी एस में एक और महत्वपूर्ण प्रक्रिया इलेक्ट्रोड की असेंबली है। पारंपरिक टीडीसी इलेक्ट्रोड बहु-भाग हैं। इन अलग-अलग हिस्सों, जिन्हें ऑपरेटर द्वारा सावधानीपूर्वक इकट्ठा किया जाना है, धातु या चालक-रबर इलेक्ट्रोड से मिलकर बनता है, जिसे ऑपरेटर एक छिद्रित स्पंज जेब में संलग्न करता है और खारा समाधान15के साथ संतृप्त करता है। जबकि जटिल नहीं है, इलेक्ट्रोड असेंबली की प्रक्रिया प्रत्येक सत्र में प्रशिक्षण और सतर्कता की आवश्यकता होती है, क्योंकि स्पंज से धातु/रबर फैला हुआ और विषय या खारा तरल पदार्थ की मात्रा से संपर्क करने जैसी एक छोटी सी त्रुटि त्वचा की चोट14का कारण बन सकती है । आधुनिक टीडीसीतकनीक पूर्व-इकट्ठे पूर्व-संतृप्त इलेक्ट्रोड/स्पंज के उपयोग से इन चिंताओं को दूर करती है जिसमें हेडगियर के लिए एक विश्वसनीय स्नैप कनेक्टर शामिल है । पूर्व-इकट्ठे और पूर्व-संतृप्त इलेक्ट्रोड एकल उपयोग हैं, प्रजनन क्षमता के मुद्दों को कम करते हैं और पुन: प्रयुक्त स्पंज14,20के साथ संदूषण के जोखिम।
इस लेख का उद्देश्य टीडीसी और संबंधित ट्रांसक्रैनियल विद्युत उत्तेजना तकनीकों के प्रशासन के लिए आधुनिक सेटअप प्रक्रियाओं का प्रदर्शन करना है, जैसे ट्रांसक्रैनियल बारी वर्तमान उत्तेजना (tACS), ट्रांसक्रैनियल फिरौती शोर उत्तेजना (tRNS)24,और ट्रांसक्रैनियल स्पंदित वर्तमान उत्तेजना (टीपीसीएस) और इसके वेरिएंट25। यह गाइड मोटर कॉर्टेक्स26 और डोरसोलेटरल प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (डीएलपीएफसी) उत्तेजना27के लिए आमतौर पर लागू असेंबल का उपयोग करटीडीसी को दर्शाता है। यहां समझाया गया आधुनिक टीडीसीतकनीक इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट, बोझिल कार्बन-रबर इलेक्ट्रोड प्रविष्टि, गीला इलेक्ट्रोड स्पंज की थकाऊ प्रक्रिया, और हेडगियर के रूप में रबर बैंड या लोचदार टोपियों के उपयोग के लिए टेप माप से बचा जाता है । इस प्रक्रिया को एक विशेष निश्चित स्थिति हेडगियर और एक पूर्व संतृप्त स्नैप कनेक्टर इलेक्ट्रोड का उपयोग करके अनुकूलित किया जाता है। फिक्स्ड-पोजिशन हेडगियर में स्वचालित रूप से टीडीसी इलेक्ट्रोड को मानक 10-10 ईईजी19पर रखने के लिए पट्टियां होती हैं। इन पट्टियों द्वारा प्रदान किया गया पूर्व-निर्धारित इलेक्ट्रोड स्थान व्यापक मापने और गणना की आवश्यकता को हटा देता है, इस प्रकार प्रजनन क्षमता, समय-प्रभावशीलता और विषय हेरफेर में वृद्धि होती है। पहली यात्रा में केवल एक बार फिटिंग माप की आवश्यकता होती है (उपयोग किए जाने वाले सही पट्टा आकार को निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाता है)। एकल उपयोग पूर्व-इकट्ठे स्पंज इलेक्ट्रोड को खारा की अनुकूलित मात्रा में और रबर इलेक्ट्रोड डाला और निश्चित के साथ पूर्व-भिगोया जाता है, रबर/धातु और त्वचा के बीच सीधे संपर्क के जोखिम को कम करने के साथ-साथ ओवर/अंडर-भिगोने के साथ। फिक्स्ड-पोजिशन हेडगियर और प्री-असेंबल स्पंज इलेक्ट्रोड(चित्रा 1)का उपयोग करना न केवल माप त्रुटि के कारण इलेक्ट्रोड मिसप्लेसमेंट की संभावना को काफी कम कर देता है, बल्कि टीडीसी को आसान और अधिक समय प्रभावी बनाता है। प्रत्येक असेंबल के लिए, एक विशिष्ट हेडगियर है। यह लेख उदाहरण के रूप में दो असेंबल का उपयोग करेगा। पहला असेंबल एम 1-एसओ है जिसमें एनोड को प्राथमिक मोटर कॉर्टेक्स (एम 1) के अनुरूप क्षेत्र पर रखा जाता है और कैथोड को कॉन्ट्रालेटरल सुप्रा-कक्षीय (एसओ) क्षेत्र(चित्रा 2ए)पर रखा गया है। दूसरा असेंबल बाइफ्रंटल असेंबल है, जिसमें एनोड को दाईं ओर रखा जाता है और कैथोड को लेफ्ट डीएलपीएफसी (F3/F4, Figure 2C)पर रखा जाता है । यहां उल्लिखित विधियां उपरोक्त असेंबल तक ही सीमित नहीं हैं, और अन्य विन्यासों के अनुकूल हो सकते हैं, माप त्रुटि के कारण इलेक्ट्रोड मिसप्लेसमेंट की संभावना को काफी कम करते हैं, जबकि टीडीसी और संबंधित टीईएस तकनीकों के आवेदन को अधिक कुशल बनाते हैं। यहां वर्णित आधुनिक हेडगियर इलेक्ट्रोड असेंबल विशिष्ट (जैसे, एम 1-एसओ, F3/F4) और विभिन्न हेडगियर का उपयोग अलग इलेक्ट्रोड असेंबल के लिए किया जाएगा। हालांकि, आधुनिक तकनीक कदमों की संख्या को कम कर देती है और टीईएस तकनीक के प्रशासन को कुशल बनाती है, नए दृष्टिकोण को अभी भी उत्तेजक को संचालित करने के लिए प्रशिक्षण की आवश्यकता होती है।
2000 के बाद से, टीडीसी5,11,33के लिए दर (प्रकाशित परीक्षणों की संख्या) और चौड़ाई (अनुप्रयोगों और संकेतों की सीमा) में घातीय वृद्धि हुई है। आधुनिक टीडीसीप्रोटोकॉल यहां सचित्र संभावित रूप से मानव परीक्षणों में गोद लेने का समर्थन करता है, विशेष रूप से आकार और साइटों (जैसे, निर्णायक परीक्षणों) में वृद्धि की, और अंततः उपचार9 में क्योंकि ये आधुनिक टीडीसी तकनीक सरल हैं और महत्वपूर्ण सेटअप चरणों को सामान्य कर ते हैं। चूंकि इलेक्ट्रोड तैयारी और स्थिति टीडीसीएस खुराक12निर्धारित करती है, इसलिए प्रतिकृति सेटअप सुनिश्चित करने के तरीके प्रजनन योग्य परीक्षणों को रेखांकित करते हैं। यहां वर्णित आधुनिक तकनीक को शामिल किए जाने के मापदंड में लाभप्रद होने की उम्मीद है, लेकिन समूह में विशेष लाभ प्रदान कर सकते हैं जहां पारंपरिक तकनीकों खोपड़ी/बाल की स्थिति, व्यवहार, या उच्च भर में (बहु केंद्र परीक्षणों) और दूरदराज के सेटिंग्स३४,३५के परिणामस्वरूप चुनौतीपूर्ण साबित होते हैं । आधुनिक तकनीक, इलेक्ट्रोड का अधिक सुरक्षित निर्धारण प्रदान करके (उदाहरण के लिए पारंपरिक तकनीक में तदर्थ लोचदार पट्टियों की तुलना में) दर्पण चिकित्सा36,37,38,दृश्य इमेजरी और आभासी वास्तविकता39,40,41,या भौतिक चिकित्सा34,42,43,जैसे सहायक व्यवहार उपचारों के साथ संयोजन में वृद्धिहोगी। 44,45.
टीडीसीज नॉनइनवेसिव ब्रेन उत्तेजना5,11का एक सुरक्षित और सुविधाजनक रूप माना जाता है . फिर भी, यह सुनिश्चित करना अभी भी महत्वपूर्ण है कि उत्तेजना सर्वोत्तम प्रथाओं14के बाद आयोजित की जाती है। सभी टीडीसीएस ऑपरेटर प्रशिक्षित और प्रमाणित हैं। एक विस्तृत अध्ययन-विशिष्ट प्रोटोकॉल किसी भी अतिरिक्त आवश्यक सामग्री की रूपरेखा बनाया गया है, इलेक्ट्रोड असेंबल का उपयोग किया जाता है, यदि लागू हो, महत्वपूर्ण सुरक्षा प्रक्रिया का पालन उत्तेजना से पहले, दौरान और उसके बाद किया जाना है, साथ ही अध्ययन-विशिष्ट समावेश और बहिष्कार मानदंड। कुछ बहिष्कार मापदंड धातु सिर और/या गर्दन टैटू, सिर में धातु प्रत्यारोपण और/या गर्दन, दूसरों के बीच में शामिल हो सकते है-लेकिन ये निरपेक्ष नहीं है (जैसे मिर्गी, प्रत्यारोपण, और तीव्र खोपड़ी दोषों के साथ विषयों में tES)4। टीडीसी अध्ययन प्रोटोकॉल के कई पहलू, जैसे कुछ सामग्री, इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट, अवधि, अन्य प्रक्रियाओं के बीच, अध्ययन डिजाइन के लिए विशिष्ट हैं। अध्ययन-विशिष्ट आवश्यकताओं को फिट करने के लिए प्रोटोकॉल को संशोधित करते समय, यह सुनिश्चित करें कि वे संशोधन विषय और शोधकर्ता5,11दोनों को स्वीकार्य हैं।
इस गाइड में एक आधुनिक टीडीसी विधि का वर्णन किया गया है। यह समकालीन टीडीसीआवेदन तकनीक पारंपरिक विधि की तुलना में काफी सरल है, और इसलिए त्रुटि के लिए तेज और कम प्रवण दोनों है।
The authors have nothing to disclose.
इस कार्य को एनआईएच (अनुदान 1R01NS101362-01, 1R01MH111896-01, 1R01NS095123-01, 1R01MH109289-01, 1K01AG050707) द्वारा समर्थित किया गया था।
1×1 transcranial electrical stimulation | Soterix Medical Inc. | 2001tE | The tDCS setting was used on the tES device |
Dlpfc-1 headgear with cables | Soterix Medical Inc. | SNAPstrap 1300-ESOLE-S-M | Dlpfc-1 (size: adult – medium) |
M1-SO headgear with cables | Soterix Medical Inc. | SNAPstrap 1300-ESM-S-M | M1-SO (size: adult – medium) |
Saline solution | Soterix Medical Inc. | 1300S_5 | |
Snap sponge electrodes 5×5 cm | Soterix Medical Inc. | SNAPpad 1300-5x5S | Single-use only |
Syringe | Soterix Medical Inc. | 1300SR_5 | Syringe for saline application |