Stimulation électrique non invasive par interférence temporelle pour la réhabilitation de la moelle épinière

Xu Xie; Huilin Mou; Weidong Chen; Shaomin Zhang; Yuchen Xu; Ruidong Cheng; Minmin Wang

doi:10.3791/68574

Method Article

Stimulation électrique non invasive par interférence temporelle pour la réhabilitation de la moelle épinière

DOI:

10.3791/68574

⸱

October 31st, 2025

Xu Xie¹^,² , Huilin Mou¹^,³ , Weidong Chen¹^,⁴ , Shaomin Zhang¹^,²^,⁵^,⁶ , Yuchen Xu¹^,⁷ , Ruidong Cheng⁸^,⁹ , Minmin Wang¹^,¹⁰

¹Key Laboratory of Biomedical Engineering of Ministry of Education, Qiushi Academy for Advanced Studies, Zhejiang University, ²Department of Biomedical Engineering, Zhejiang University, ³College of Information Science and Electronic Engineering, Zhejiang University, ⁴Department of Computer Science and Technology, Zhejiang University, ⁵State Key Laboratory of Brain-Machine Intelligence, Zhejiang University, ⁶The MOE Frontier Science Center for Brain Science & Brain-machine Integration, Zhejiang University, ⁷Center of Excellence in Biomedical Research on Advanced Integrated-on-Chips Neurotechnologies (CenBRAIN Neurotech), School of Engineering, Westlake University, ⁸Center for Rehabilitation Medicine, Rehabilitation & Sports Medicine Research Institute of Zhejiang Province, Department of Rehabilitation Medicine, Zhejiang Provincial People's Hospital (Affiliated People's Hospital, Hangzhou Medical College), ⁹School of Rehabilitation, Hangzhou Medical College, ¹⁰Westlake Institute for Optoelectronics, Westlake University

Summary

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Cette étude propose un protocole de stimulation TI pour les lésions de la moelle épinière qui optimise le placement des électrodes pour des régions spécifiques et met efficacement en œuvre cette stratégie optimisée dans l’application clinique.

Abstract

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Les lésions de la moelle épinière (LME) peuvent entraîner une perte permanente des fonctions motrices, sensorielles et autonomes, ce qui représente un défi clinique important pour la réadaptation. En plus des approches de réadaptation conventionnelles, la stimulation épidurale de la moelle épinière (eSCI) est souvent utilisée pour améliorer la récupération. Cependant, la nature invasive de la LME électronique limite l’acceptation par les patients et son application généralisée. Par rapport à la stimulation traditionnelle de la moelle épinière, la stimulation par interférence temporelle (TI) offre une approche non invasive pour stimuler les régions profondes de la moelle épinière, ce qui en fait une technique prometteuse pour le traitement des lésions médullaires. Un facteur essentiel pour obtenir une stimulation TI efficace pour la réhabilitation d’une LME est le placement précis de deux paires d’électrodes à la surface de la peau pour générer une enveloppe de champ électrique élevée dans la zone ciblée de la moelle épinière. Nous proposons un protocole unique qui utilise des simulations de champs électriques et l’optimisation des paramètres pour déterminer le placement optimal des électrodes pour des régions SCI spécifiques. De plus, ce protocole fournit une description systématique de la manière de mettre en œuvre efficacement la stratégie de placement optimisé des électrodes dans la stimulation clinique de l’IT.

Introduction

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La lésion de la moelle épinière (LME) est une maladie débilitante du système nerveux central qui peut entraîner la perte permanente des fonctions motrices, sensorielles et autonomes en dessous du niveau de lésion ^1,2. Par conséquent, le traitement et la réadaptation des patients atteints de lésions médullaires sont devenus un point central de la recherche scientifique et de la pratique clinique. Les approches de traitement traditionnelles, y compris les thérapies pharmacologiques et physiques, présentent certaines limites dans la promotion de la récupération fonctionnelle

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Protocol

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Cette étude porte sur des sujets humains et a été menée conformément à la Déclaration d’Helsinki. L’approbation éthique a été obtenue du Conseil d’examen institutionnel de l’Université du Zhejiang. Un consentement éclairé écrit a été obtenu de tous les participants avant leur inclusion, ce qui leur a permis d’être pleinement informés de l’objectif de l’étude, des procédures, des risques potentiels et de leur droit de se retirer à tout moment sans pénalité. Les réactifs et l’équipement utilisés dans cette étude sont énumérés dans la table des matériaux.

Contre-indications et considér....

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Results

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Lors de la réalisation de simulations TI sans erreur, l’intensité moyenne du champ électrique dans la région cible de la moelle épinière stimulée par le groupe de courant de paires d’électrodes peut être obtenue. Si l’on prend l’exemple du groupe 10 stimulant la zone cible C5 (Figure 9), la « moyenne pondérée en fonction du volume » affichée dans l’interface est de 0,50 V/m. De plus, en cliquant sur « Modulation maximale - Filtre de masque - Visionneuses - Visionneuse de.......

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Discussion

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Étapes critiques

Configuration des conditions de simulation
Lorsque des électrodes sont placées à la surface de la peau du modèle humain, les électrodes cylindriques sont partiellement intégrées dans la peau pour s’assurer qu’il n’y a pas d’espace d’air entre les électrodes et la peau. Sinon, le courant ne peut pas traverser l’air et pénétrer dans le corps humain. La distance entre l’électrode et l’origine (d₁, d

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Disclosures

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Tous les auteurs ne déclarent aucun conflit d’intérêts lié à cet article.

Acknowledgements

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Recherche soutenue par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (52407261), le programme de R&D « Pioneer » et « Leading Goose » du Zhejiang (2025C01137), le plan clé de recherche et de développement de la province du Zhejiang (2024C03040), le projet de fonds spécial de recherche de l’Association de médecine de réadaptation du Zhejiang (ZKKY2024008) et Sim4Life de ZMT, www.zmt.swiss.

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Materials

List of materials used in this article
Name	Company	Catalog Number	Comments
Système d’IRM ou de scanner 3T ;	Siemens Healthineers	MAGNETOM Skyra (IRM) / SOMATOM X.cite (CT)
Ruban adhésif	3M	Durapore 1538-1
Lingettes alcoolisées	PDI Healthcare	S41125
Pile	Neurodôme		Accessoire de NervioX-1000
Informatique & nbsp ;	Dell Technologies	Precision 3660	16 Go de RAM, processeur multi-cœurs
Gel conducteur d’électricité	Soterix ;	HD-1AGE-12
Adaptateur électrode	Neurodôme		Accessoire de NervioX-1000
Logiciel de simulation électromagnétique	ZMT Zurich MedTech AG	Sim4Life v8.0
Modèles de simulation humaine & nbsp ;	Fondation IT’IS	Population virtuelle 3.0	Duke (statique) 3.0, Ella (statique) 3.0
Alcool isopropylique	Medline Industries	MDS098003Z
Mètre ruban	Outils Stanley	33-725
Essuie-tout	Kimberly-Clark	Kimwipes 34155
Seringue ou applicateur	BD	305857
Stimulateur TI	Neurodôme	NervioX-1000	Dispositif de stimulation par interférence temporelle
Deux paires d’électrodes et câbles Ag/AgCl	Shanhai Medical Ltd	SHTIS
Marqueur lavable	Crayola	58-7726

References

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Hu, X., et al. Spinal cord injury: Molecular mechanisms and therapeutic interventions. Signal Transduct Target Ther. 8 (1), 245(2023).
Lu, Y., et al. Global incidence and characteristics of spinal cord....

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