Stimolazione elettrica con interferenza temporale non invasiva per la riabilitazione del midollo spinale

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

doi:10.3791/68574

Articolo metodologico

Stimolazione elettrica con interferenza temporale non invasiva per la riabilitazione del midollo spinale

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DOI:

10.3791/68574

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31 ottobre 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

In questo articolo

Sommario

Questo studio propone un protocollo di stimolazione TI per la lesione del midollo spinale che ottimizza il posizionamento degli elettrodi per regioni specifiche e implementa in modo efficiente questa strategia ottimizzata nell'applicazione clinica.

Abstract

La lesione del midollo spinale (SCI) può portare alla perdita permanente delle funzioni motorie, sensoriali e autonomiche, rappresentando una sfida clinica significativa per la riabilitazione. Oltre agli approcci riabilitativi convenzionali, la stimolazione epidurale del midollo spinale (eSCI) viene spesso utilizzata per migliorare il recupero. Tuttavia, la natura invasiva dell'eSCI limita l'accettazione da parte dei pazienti e l'applicazione diffusa. Rispetto alla tradizionale stimolazione del midollo spinale, la stimolazione con interferenza temporale (TI) offre un approccio non invasivo per stimolare le regioni profonde del midollo spinale, rendendola una tecnica promettente per il trattamento della lesione midollare. Un fattore critico per ottenere un'efficace stimolazione TI per la riabilitazione della lesione midollare è il posizionamento accurato di due coppie di elettrodi sulla superficie della pelle per generare un elevato inviluppo di campo elettrico all'interno dell'area mirata del midollo spinale. Proponiamo un protocollo unico che utilizza simulazioni di campo elettrico e ottimizzazione dei parametri per determinare il posizionamento ottimale degli elettrodi per specifiche regioni SCI. Inoltre, questo protocollo fornisce una descrizione sistematica di come implementare in modo efficiente la strategia di posizionamento degli elettrodi ottimizzata nella stimolazione clinica delle TI.

Introduzione

La lesione del midollo spinale (SCI) è un disturbo debilitante del sistema nervoso centrale che può provocare la perdita permanente delle funzioni motorie, sensoriali e autonomiche al di sotto del livello di lesione ^1,2. Di conseguenza, il trattamento e la riabilitazione dei pazienti con lesione midollare sono diventati un punto focale sia della ricerca scientifica che della pratica clinica. Gli approcci terapeutici tradizionali, comprese le terapie farmacologiche e fisiche, hanno alcune limitazioni nel promuovere il recupero funzionale 3,4,5....